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Starkniederschläge und Hochwasser

2013-03-01T20:09:22Z

Anastasia: /* Definition Starkniederschlag */

Starkniederschläge und Hochwasser gehören mit [[Dürren]], [[Hitzewellen]], [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] und [[Außertropische Stürme|Außertropischen Stürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
[[Bild:Feuchte_Tage1951-2003.jpg|thumb|480px|Beobachtete Änderungen des Anteils von sehr feuchten Tagen an den jährlichen Gesamtniederschlägen 1951-2003 in %. Trends wurden nur für Gebiete gebildet, für die Daten für mindestens 40 Jahre vorlagen.]]

== Hochwasserereignisse ==

Bilder von Hochwasserkatastrophen haben in letzter Zeit immer wieder für Betroffenheit gesorgt und sind in den Medien häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gesetzt worden. In Deutschland ist vor allem die „Jahrtausendflut“ an Donau, Moldau und Elbe im Jahre 2002 mit 37 Todesopfern und ca. 15 Milliarden Euro an ökonomischen Verlusten in Erinnerung. Weltweit gab es in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten allerdings wesentlich verheerendere Überschwemmungen wie das gewaltige Hochwasser 1998 am chinesischen Yangtse mit über 3000 Toten, 14 Millionen Obdachlosen und Sachschäden von 36 Milliarden US$ oder die katastrophalen Monsunfluten im selben Jahr in Bangladesch und Indien mit ebenfalls ca. 3000 Todesopfern. Im Sommer 2010 hat das [[Starkregen Südasien|Hochwasser in Pakistan]], das schätzungsweise 20 % des Landes unter Wasser setzte, fast 2000 Tote verursacht, insgesamt waren 20 Millionen Menschen davon betroffen, und der Schaden wird auf 40 Milliarden US$ geschätzt.<ref>Webster, P.J., et al. (2011): Were the 2010 Pakistan floods predictable?, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2010GL046346</ref>

== Definition Starkniederschlag ==

Im Allgemeinen kann Starkniederschlag als selten auftretender [[Niederschlag]] mit zerstörerischer Wirkung (z.B. Überflutungen) bezeichnet werden. Es gibt jedoch feste Definitionen hierfür. Diese sind abhängig von der jeweiligen Fragestellung. Bei der Wettervorhersage hat zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst (DWD) die Warnkriterien für Starkniederschlag auf Niederschlag von 25 mm in einer Stunde und 35 mm in 6 Stunden festgelegt.<ref>Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_wetter_warnungen_warnungen&T169600781711254206874155gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FWetter__Warnungen%2FWarnungen%2FAmtliche__Warnungen%2FKriterien__Unwetterkriterien__node.html%3F__nnn%3Dtrue Warnkriterien für Unwetterwarnungen des DWD]</ref> In der Klimaforschung wird hingegen meist der Tagesniederschlag betrachtet. Hier werden dann wieder Schwellwerte definiert, bei deren Überschreitung man von Starkniederschlag spricht. Für die Festlegung dieser Schwellwerte gibt es unterschiedliche Ansätze. Einige Wissenschaftler definieren einen festen Schwellwert (z.B. 30 mm, 50,8 mm oder 101,6 mm pro Tag)<ref>Groisman, P.Y., T.R. Karl, D.R. Easterling, R.W. Knight, P.F. Jamason, K.J. Hennessy, R. Suppiah, C.M. Page, J. Wibig, K. Fortuniak, V.N. Razuvaev, A. Douglas, E. Føtland and P.-M. Zhai (1999): Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climate change, Climate Change 42: 243-283 </ref>, welcher mehr oder weniger willkürlich festgelegt wird. Andere nehmen die größten 5% der Tagesniederschläge einer Periode (z.B. 30 Jahre). Eine ähnliche Definition ist die der Wiederkehrrate. Hierbei richtet sich der Schwellwert nach einer Tagesniederschlagsmenge, welche nur in bestimmten Abständen verzeichnet wird, z.B. einmal in 5 Jahren. Alle vorher genannten Definitionen basieren nur auf den gemessenen Daten. Es gibt aber auch statistische Ansätze, bei der zuerst die statistische Verteilungsfunktion des Niederschlags bestimmt wird und dann die größten 5% dieser Verteilungsfunktion als Starkniederschlag definiert werden.

[[Bild:Wasserkreislauf.gif|thumb|320 px|Durch die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen wird die Atmosphäre erwärmt. Dadurch erhöhen sich die Verdunstung und die atmosphärische Wasserdampfkapazität. Die Folgen sind einerseits [[Dürren]] und andererseits mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und stärkere Niederschläge.]]

== Veränderung des Wasserkreislaufs ==

Einige Beispiele der jüngsten Zeit wie die Winterhochwasser in Süddeutschland oder die Sommerfluten in Mitteleuropa legen die Annahme nahe, dass es in einem wärmeren Klima zu stärkeren [[Niederschlag|Niederschlägen]] und Hochwasserereignissen kommen kann. Rein physikalische Überlegungen sprechen dafür, dass bei einer globalen Erwärmung in einigen Gebieten die Niederschläge und vor allem die Starkniederschläge zunehmen werden, in anderen allerdings Trockenheit und [[Dürren]]. Höhere [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] haben zwei entscheidende Folgen:
# eine Verstärkung der [[Verdunstung]] und
# eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität der Atmosphäre.
Die Zunahme der atmosphärischen Wasserdampfkapazität von 7 % pro Grad Celsius und die höhere Verdunstung erhöhen den absoluten Wasserdampfgehalt der Luft. Die relative Feuchtigkeit verändert sich dagegen nur geringfügig. Dadurch ändert sich in einem wärmeren Klima die Niederschlagshäufigkeit nur wenig. Pro Niederschlagsereignis steht aber mehr Wasserdampf zur Verfügung, und deshalb kommt es zu häufigeren Extremereignissen mit größeren Niederschlagsmengen. Allgemein sollte es in vielen Regionen durch die globale Erwärmung eine Abnahme von leichten und moderaten Regenfällen geben und/oder eine Abnahme in der Häufigkeit von Niederschlagsereignissen, aber häufigere und intensivere Starkregen.

== Regen oder Schnee ==
[[Bild:Schneedecke.gif|thumb|320px|Relativer Trend der mittleren Anzahl der Tage mit einer Schneedecke (Schneedeckendauer) in Baden-Württemberg und Bayern, 1951/52 bis 1995/96]]
Wo die höhere Verdunstung nicht durch mehr Niederschläge ersetzt wird, kommt es zu erhöhter Trockenheit. In bestimmten Regionen spielt auch die Art der Niederschläge eine Rolle. In den Gebirgen der mittleren Breiten bilden die winterlichen Schneemassen eine Wasserreserve im Frühjahr und Sommer, wenn der Schnee schmilzt. Eine Erwärmung verursacht eine kürzere Schneesaison. Es fällt mehr [[Niederschlag]] in Form von Regen als in Form von Schnee, und der Schnee schmilzt früher. Im Frühjahr und Sommer steht weniger Bodenfeuchtigkeit zur Verfügung, was Trockenheit zur Folge haben kann. Dem wirkt allerdings entgegen, dass zumindest in den mittleren Breiten die Wolkenbedeckung zunimmt, wodurch die [[Verdunstung]] verringert werden kann.

Schneedecken regulieren die Grundwasserneubildung und den Abfluss. Bei einer lange liegenden Schneedecke und allmählichen Tauvorgängen versickert ein größerer Teil der Niederschläge, während der andere langsam abfließt. Damit kommt es selten zu Hochwasserereignissen in den Wintermonaten und eher zu gemäßigten Hochwassern im Frühjahr während der Schneeschmelze. In den letzten Jahrzehnten ist diese Situation etwa in Süddeutschland jedoch immer seltener geworden. Die Schneedeckendauer in Baden-Württemberg und Bayern ging fast flächendeckend deutlich zurück, in den tiefer liegenden Gebieten (< 300 m ü. NN) um 30 bis 40% und mehr, was etwa 25 Tagen entspricht. In den mittleren Höhenlagen verringert sich der Rückgang um 10 bis 20%, in den höher gelegenen Gebieten (> 800 m ü.NN) um weniger als 10%, bzw. es kam hier aufgrund des stärkeren Schneefalls auch zu leichten Zunahmen. Die Folge ist ein sofortiges Abfließen der reichlicher fallenden Regen-Niederschläge mit Hochwassergefahren schon im Winter.

== Aerosole ==

Eine entgegengesetzte Wirkung auf den hydrologischen Zyklus als die Treibhauserwärmung besitzen jedoch die [[Aerosole]], kleinste Schwebstoffteilchen, deren atmosphärische Konzentration ebenfalls in letzter Zeit durch menschliches Einwirken zugenommen hat. Beobachtungen zeigen eine Zunahme der Verdunstung über den relativ aerosolfreien Gebieten der Ozeane, jedoch eine Abnahme trotz eines höheren Temperaturanstiegs über dem Land. Der Grund liegt in der Verringerung der am Boden ankommenden [[Sonnenenergie|Solarstrahlung]] infolge der zunehmenden Aerosolbelastung der [[Atmosphäre]]. Dieses als "global dimming" bekannte Phänomen hat dazu geführt, dass die Sonneneinstrahlung in den letzten Jahrzehnten weltweit um mehr als 10% abgenommen hat, wodurch sich die Verdunstung abschwächt. Hinzu kommt, dass aufgrund der indirekten Wirkung der [[Aerosole]] auf die [[Wolken]]bildung bei der [[Kondensation]] eher kleine als größere Tröpfchen entstehen, was die Niederschlagsneigung schwächt. Da der Wasserdampf für die Niederschläge über dem Land zu einem großen Teil von den Ozeanen herantransportiert wird, sollte der Aerosoleffekt auf die Niederschläge aber auch nicht überschätzt werden.

== Wasserdampftransport und Zikulationssysteme ==

Ob es in einem bestimmten Gebiet viel, wenig oder gar nicht regnet, hängt nur zu einem geringen Teil von Temperatur und Verdunstung in diesem Gebiet ab. Die Wassermenge bestimmter Niederschlagsereignisse stammt im globalen Mittel zu ca. 90% aus Wasserdampf, der aus mehr oder weniger größerer Entfernung herantransportiert wurde.<ref>Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217</ref> So kommt etwa der Wasserdampf, der in einer außertropischen Zyklone in einem Radius von 800 km fällt, aus Entfernungen von bis zu 3200 km. Der Anteil des herantransportierten Wasserdampfes an dem gesamten Wasserdampf, der sich über einem bestimmten Gebiet in Niederschlag umwandelt, ist über dem Land höher als über den Ozeanen und im Winter höher als im Sommer. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme von entscheidender Bedeutung, z.B. die tropischen Monsune und subtropischen Passate in den niederen Breiten und in den mittleren und höheren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete.

In Nord- und Westeuropa sind es die nordatlantischen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdrucksysteme]], die, wie oben gezeigt, vor allem im Winter den Niederschlag regulieren und selbst wiederum von der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] (NAO) beeinflusst werden. Der NAO-Index hat in den 1980er und 1990er Jahren eine Tendenz zu auffällig hohen Werte gezeigt, die seit Mitte der 1990er Jahren jedoch wieder zurückgehen. Ein stärkerer NAO-Index ist in der Regel im nördlichen Europa mit mehr Niederschlägen und im südlichen Europa mit geringeren Niederschlägen verbunden. Die in jüngster Zeit beobachtete Zunahme zyklonaler [[Großwetterlagen]], die im wesentlichen durch eine Verstärkung des NAO-Index hervorgerufen wurde, lässt einen Zusammenhang mit der globalen Erwärmung als möglich erscheinen, kann aber auch durch eine natürliche Dekaden-Schwankung der NAO verursacht sein.

:::* ''Querverweis: [[NAO-Index|Der NAO-Index (Definition)]]''

Ähnlich liegt der Fall bei einer anderen einflussreichen Klimavariabilität, bei dem [[ENSO|El-Niño]]-Phänomen, das für Extremniederschläge mit der Gefahr von Hochwasser an der südamerikanischen Westküste, in Ostafrika, im Südwesten der USA und extreme Trockenheit mit der Gefahr von Dürren in Indonesien, Australien, Südafrika und Nordost-Brasilien verantwortlich ist. Auch die Stärke von El-Niño-Ereignissen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, bis hin zu dem "Jahrhundert"-El-Niño von 1997/98. Auch hier wird ein Zusammenhang mit der globalen Erwärmung angenommen und wird von manchen Forschern eine Zunahme von starken El-Niño-Ereignissen für die Zukunft erwartet. Andere bezweifeln jedoch auch eine Verbindung zwischen El Niño und dem anthropogenen Treibhauseffekt.

Zumindest ist die beobachtete Zunahme von Niederschlagsextremen nicht inkonsistent zu den erwarteten Veränderungen durch den anthropogenen Antrieb. Die Frage nach den definitiven Ursachen bleibt aber, wenn es um Festlegungen für ganz bestimmte regionale Ereignisse geht, unbeantwortet. Eine jüngere Untersuchung über die Häufigkeit von Extremereignissen in den USA seit dem Ende des 19. Jahrhunderts, die erstmals digitalisierte Daten von 1895-2000 von 1076 Stationen auswerten konnte, zeigt, dass die natürlichen Schwankungen auch auf Zeitskalen von Dekaden relativ groß sind und als mögliche Ursache oder eine der Ursachen auch für den Anstieg von Extremniederschlägen Ende des 20. Jahrhunderts nicht außer Acht gelassen werden können.<ref>Kunkel, K.E. (2003): North American Trends in Extreme Precipitation, Natural Hazards 29, 291-305</ref>

== Projektionen für das 21. Jahrhundert ==
Klima ist ein komplexes, nichtlineares System, bei dem eine Ableitung über das Vorkommen von einzelnen Ereignissen allein aus physikalischen Grundprinzipien nicht genügen kann. [[Klimamodelle|Modellberechnungen]], die an wirklichen Klimaentwicklungen geeicht sind, stützen jedoch die theoretischen Überlegungen.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.6.2</ref> Schon die frühesten Modellsimulationen kamen zu dem Ergebnis, dass bei einer Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgaskonzentration]] die Intensität von Niederschlagsereignissen gesteigert und der prozentuale Anstieg von extremen Niederschlägen höher ausfallen wird als der Anstieg der durchschnittlichen Niederschläge. Die regionalen Unterschiede sind allerdings groß, und es ist schwierig, mit Hilfe von Klimamodellsimulationen aufgrund der immer noch zu geringen Auflösung der Computermodelle, zuverlässige Prognosen für einzelne Regionen zu liefern.

Eine Auswertung von neun globalen Modellrechnungen zeigt mit wenigen regionalen Ausnahmen eine Zunahme der Niederschlagsintensität im 21. Jahrhundert in den meisten Regionen der Erde, insbesondere über Nordeuropa, Nordasien und im Nordwesten Nordamerikas, aber auch an der Ostküste Asiens, im nordöstlichen Nordamerika, in Südost-Australien und in den meisten tropischen Gebieten. In diesen Regionen nehmen auch die mittleren Niederschläge zu. Nur im Südwesten der USA, im mediterranen Raum und in Südwest-Australien nehmen die mittleren Niederschläge ab, die Intensität aber (wenn auch geringfügig) zu. Untersuchungen über die Veränderung von starken Niederschlägen über den USA bei einer Verdoppelung der CO2-Konzentration der Atmosphäre kommen ähnlich zu dem Ergebnis, dass die Niederschlagstage zwar um etwa 3% abnehmen, die Summe des Niederschlags pro Tag aber deutlich zunimmt.<ref>Chen, M., M., Huiting, R. Talbot, D. Pollard (2005): Changes in precipitation characteristics over North America for doubled CO2, Geophysical Research Letters 32, L19716, doi:10.1029/2005GL024535 </ref>

Auch in Europa muss man davon ausgehen, dass der Trend der letzten Jahrzehnte mit zunehmender Erwärmung sich verstärken wird. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass trotz abnehmender Sommerniederschläge in weiten Teilen Europas (nach dem A2-Szenarion um 20% und mehr) die sommerlichen Starkniederschläge aufgrund der höheren Wasserdampfkapazität häufiger und intensiver werden.<ref>Christensen, J.H., and O.B. Christensen (2003): Climate modelling: Severe summertime flooding in Europe. Even as summers become drier, the incidence of severe precipitation could increase, Nature 421, 806-807</ref> Und auch im Winter nimmt die Gefahr von Starkniederschlägen in den meisten Regionen deutlich zu. So kommt eine Auswertung der Ergebnisse von 19 Klimamodellen zu der Schlussfolgerung, dass bis gegen Ende des 21. Jahrhunderts sehr niederschlagsreiche Winter für große Teile von Mittel- und Nordeuropa bis zu fünf Mal häufiger vorkommen werden als heute.<ref>Schnur, R. (2002): The investment forecast, Nature 415, 483-484 </ref>

Für viele Regionen ist der Einfluss einer höheren Treibhausgas-Konzentration auf die natürliche Dynamik des Klimasystems von besonderer Bedeutung. So werden [[ENSO|El-Niño]]-Ereignisse künftig nach den meisten Modellprognosen zunehmen und damit auch die davon abhängigen Extremereignisse. Ebenso wird mit einer Verstärkung der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] gerechnet und in der Folge mit feuchteren Wintern in Europa. Auch eine Intensivierung des [[Indischer Monsun|indischen Monsuns]] wird von den Klimamodellen prognostiziert, so dass sich die Überflutungsgefahr auf dem indischen Subkontinent erhöhen wird.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.5 </ref> Die ebenfalls prognostizierte [[Erwärmung des Ozeans|Erwärmung der Ozeane]] wird die Niederschlagsextreme auf den Kontinenten stark beeinflussen.

== Einzelnachweise ==
<references/>
{{#set:
Teil von=Wetterextreme
}}
== Literatur ==
* D. Kasang (2011): [http://www.climate-service-center.de/imperia/md/content/csc/warnsignalklima/Warnsignal_Klima_Kap3.1_3.1.13_Kasang_Kasper.pdf Veränderung regionaler Niederschlagsextreme], in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 351-357 (Neuauflage 2011)
* Jacob, D. & S. Hagemann (2005): Verstärkung und Schwächung des regionalen Wasserkreislaufs - wichtiges Kennzeichen des Klimawandels, in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 167-170
* Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217

== Weblinks ==
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/20070816__MetAnalyseHochwasser2002,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20070816_MetAnalyseHochwasser2002.pdf Starkniederschläge in Sachsen im August 2002] DWD-Artikel von 2007
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/Fruehjahrshochwasser__2006__Ru__Ma,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Fruehjahrshochwasser_2006_Ru_Ma.pdf Frühjahrshochwasser der Elbe 2006] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/20100616__hochwasser,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20100616_hochwasser.pdf Hochwasser im östlichen Mitteleuropa im Mai 2010] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/eveu__centuryflood__200208,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/eveu_centuryflood_200208.pdf Die Jahrhundertflut der Elbe im August 2002] DWD-Artikel (engl.)
* [http://www.kliwa.de/index.php?pos=ergebnisse/hefte/ KLIWA-Heft 12] Sonnenscheindauer und Globalstrahlung sowie von Verdunstung und klimatischer Wasserbilanz in Baden Württemberg und Bayern
* [http://www.kliwa.de/download/klimawandel_hochwasser.pdf Klimawandel und Hochwasser] Künftige Hochwasser in Baden Württemberg und Bayern
* H.J. Caspary: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Großwetterlagen und hydrometeorologische Extreme] S. 115-134 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums
* D. Prellberg: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Langjährige Hochwasserabflüsse in Rheinland-Pfalz] S. 107-114 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums

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[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie: Wasserkreislauf]]

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Starkniederschläge und Hochwasser

2013-03-01T20:06:51Z

Anastasia: /* Weblinks */

Starkniederschläge und Hochwasser gehören mit [[Dürren]], [[Hitzewellen]], [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] und [[Außertropische Stürme|Außertropischen Stürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
[[Bild:Feuchte_Tage1951-2003.jpg|thumb|480px|Beobachtete Änderungen des Anteils von sehr feuchten Tagen an den jährlichen Gesamtniederschlägen 1951-2003 in %. Trends wurden nur für Gebiete gebildet, für die Daten für mindestens 40 Jahre vorlagen.]]

== Hochwasserereignisse ==

Bilder von Hochwasserkatastrophen haben in letzter Zeit immer wieder für Betroffenheit gesorgt und sind in den Medien häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gesetzt worden. In Deutschland ist vor allem die „Jahrtausendflut“ an Donau, Moldau und Elbe im Jahre 2002 mit 37 Todesopfern und ca. 15 Milliarden Euro an ökonomischen Verlusten in Erinnerung. Weltweit gab es in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten allerdings wesentlich verheerendere Überschwemmungen wie das gewaltige Hochwasser 1998 am chinesischen Yangtse mit über 3000 Toten, 14 Millionen Obdachlosen und Sachschäden von 36 Milliarden US$ oder die katastrophalen Monsunfluten im selben Jahr in Bangladesch und Indien mit ebenfalls ca. 3000 Todesopfern. Im Sommer 2010 hat das [[Starkregen Südasien|Hochwasser in Pakistan]], das schätzungsweise 20 % des Landes unter Wasser setzte, fast 2000 Tote verursacht, insgesamt waren 20 Millionen Menschen davon betroffen, und der Schaden wird auf 40 Milliarden US$ geschätzt.<ref>Webster, P.J., et al. (2011): Were the 2010 Pakistan floods predictable?, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2010GL046346</ref>

== Definition Starkniederschlag ==

Im Allgemeinen kann Starkniederschlag als selten auftretender [[Niederschlag]] mit zerstörerischer Wirkung (z.B. Überflutungen) bezeichnet werden. Es gibt jedoch feste Definitionen hierfür. Diese sind abhängig von der jeweiligen Fragestellung. Bei der Wettervorhersage hat zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst (DWD) die Warnkriterien für Starkniederschlag auf Niederschlag von 25 mm in einer Stunde und 35 mm in 6 Stunden festgelegt.<ref>Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_wetter_warnungen_warnungen&T169600781711254206874155gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FWetter__Warnungen%2FWarnungen%2FAmtliche__Warnungen%2FKriterien__Unwetterkriterien__node.html%3F__nnn%3Dtrue Warnkriterien für Unwetterwarnungen des DWD]</ref> In der Klimaforschung wird hingegen meist der Tagesniederschlag betrachtet. Hier werden dann wieder Schwellwerte definiert, bei deren Überschreitung man von Starkniederschlag spricht. Für die Festlegung dieser Schwellwerte gibt es unterschiedliche Ansätze. Einige Wissenschaftler definieren einen festen Schwellwert (z.B. 30 mm, 50,8 mm oder 101,6 mm pro Tag)<ref>Groisman, P.Y., T.R. Karl, D.R. Easterling, R.W. Knight, P.F. Jamason, K.J. Hennessy, R. Suppiah, C.M. Page, J. Wibig, K. Fortuniak, V.N. Razuvaev, A. Douglas, E. Føtland and P.-M. Zhai (1999): Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climate change, Climate Change 42: 243-283 </ref>, welcher mehr oder weniger willkürlich festgelegt wird. Andere nehmen die größten 5% der Tagesniederschläge einer Periode (z.B. 30 Jahre). Eine ähnliche Definition ist die der Wiederkehrrate. Hierbei richtet sich der Schwellwert nach einer Tagesniederschlagsmenge, welche nur in bestimmten Abständen verzeichnet wird, z.B. einmal in 5 Jahren. Alle vorher genannten Definitionen basieren nur auf den gemessen Daten. Es gibt aber auch statistische Ansätze, bei der zuerst die statistische Verteilungsfunktion des Niederschlags bestimmt wird und dann die größten 5% dieser Verteilungsfunktion als Starkniederschlag definiert werden.

[[Bild:Wasserkreislauf.gif|thumb|320 px|Durch die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen wird die Atmosphäre erwärmt. Dadurch erhöhen sich die Verdunstung und die atmosphärische Wasserdampfkapazität. Die Folgen sind einerseits [[Dürren]] und andererseits mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und stärkere Niederschläge.]]

== Veränderung des Wasserkreislaufs ==

Einige Beispiele der jüngsten Zeit wie die Winterhochwasser in Süddeutschland oder die Sommerfluten in Mitteleuropa legen die Annahme nahe, dass es in einem wärmeren Klima zu stärkeren [[Niederschlag|Niederschlägen]] und Hochwasserereignissen kommen kann. Rein physikalische Überlegungen sprechen dafür, dass bei einer globalen Erwärmung in einigen Gebieten die Niederschläge und vor allem die Starkniederschläge zunehmen werden, in anderen allerdings Trockenheit und [[Dürren]]. Höhere [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] haben zwei entscheidende Folgen:
# eine Verstärkung der [[Verdunstung]] und
# eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität der Atmosphäre.
Die Zunahme der atmosphärischen Wasserdampfkapazität von 7 % pro Grad Celsius und die höhere Verdunstung erhöhen den absoluten Wasserdampfgehalt der Luft. Die relative Feuchtigkeit verändert sich dagegen nur geringfügig. Dadurch ändert sich in einem wärmeren Klima die Niederschlagshäufigkeit nur wenig. Pro Niederschlagsereignis steht aber mehr Wasserdampf zur Verfügung, und deshalb kommt es zu häufigeren Extremereignissen mit größeren Niederschlagsmengen. Allgemein sollte es in vielen Regionen durch die globale Erwärmung eine Abnahme von leichten und moderaten Regenfällen geben und/oder eine Abnahme in der Häufigkeit von Niederschlagsereignissen, aber häufigere und intensivere Starkregen.

== Regen oder Schnee ==
[[Bild:Schneedecke.gif|thumb|320px|Relativer Trend der mittleren Anzahl der Tage mit einer Schneedecke (Schneedeckendauer) in Baden-Württemberg und Bayern, 1951/52 bis 1995/96]]
Wo die höhere Verdunstung nicht durch mehr Niederschläge ersetzt wird, kommt es zu erhöhter Trockenheit. In bestimmten Regionen spielt auch die Art der Niederschläge eine Rolle. In den Gebirgen der mittleren Breiten bilden die winterlichen Schneemassen eine Wasserreserve im Frühjahr und Sommer, wenn der Schnee schmilzt. Eine Erwärmung verursacht eine kürzere Schneesaison. Es fällt mehr [[Niederschlag]] in Form von Regen als in Form von Schnee, und der Schnee schmilzt früher. Im Frühjahr und Sommer steht weniger Bodenfeuchtigkeit zur Verfügung, was Trockenheit zur Folge haben kann. Dem wirkt allerdings entgegen, dass zumindest in den mittleren Breiten die Wolkenbedeckung zunimmt, wodurch die [[Verdunstung]] verringert werden kann.

Schneedecken regulieren die Grundwasserneubildung und den Abfluss. Bei einer lange liegenden Schneedecke und allmählichen Tauvorgängen versickert ein größerer Teil der Niederschläge, während der andere langsam abfließt. Damit kommt es selten zu Hochwasserereignissen in den Wintermonaten und eher zu gemäßigten Hochwassern im Frühjahr während der Schneeschmelze. In den letzten Jahrzehnten ist diese Situation etwa in Süddeutschland jedoch immer seltener geworden. Die Schneedeckendauer in Baden-Württemberg und Bayern ging fast flächendeckend deutlich zurück, in den tiefer liegenden Gebieten (< 300 m ü. NN) um 30 bis 40% und mehr, was etwa 25 Tagen entspricht. In den mittleren Höhenlagen verringert sich der Rückgang um 10 bis 20%, in den höher gelegenen Gebieten (> 800 m ü.NN) um weniger als 10%, bzw. es kam hier aufgrund des stärkeren Schneefalls auch zu leichten Zunahmen. Die Folge ist ein sofortiges Abfließen der reichlicher fallenden Regen-Niederschläge mit Hochwassergefahren schon im Winter.

== Aerosole ==

Eine entgegengesetzte Wirkung auf den hydrologischen Zyklus als die Treibhauserwärmung besitzen jedoch die [[Aerosole]], kleinste Schwebstoffteilchen, deren atmosphärische Konzentration ebenfalls in letzter Zeit durch menschliches Einwirken zugenommen hat. Beobachtungen zeigen eine Zunahme der Verdunstung über den relativ aerosolfreien Gebieten der Ozeane, jedoch eine Abnahme trotz eines höheren Temperaturanstiegs über dem Land. Der Grund liegt in der Verringerung der am Boden ankommenden [[Sonnenenergie|Solarstrahlung]] infolge der zunehmenden Aerosolbelastung der [[Atmosphäre]]. Dieses als "global dimming" bekannte Phänomen hat dazu geführt, dass die Sonneneinstrahlung in den letzten Jahrzehnten weltweit um mehr als 10% abgenommen hat, wodurch sich die Verdunstung abschwächt. Hinzu kommt, dass aufgrund der indirekten Wirkung der [[Aerosole]] auf die [[Wolken]]bildung bei der [[Kondensation]] eher kleine als größere Tröpfchen entstehen, was die Niederschlagsneigung schwächt. Da der Wasserdampf für die Niederschläge über dem Land zu einem großen Teil von den Ozeanen herantransportiert wird, sollte der Aerosoleffekt auf die Niederschläge aber auch nicht überschätzt werden.

== Wasserdampftransport und Zikulationssysteme ==

Ob es in einem bestimmten Gebiet viel, wenig oder gar nicht regnet, hängt nur zu einem geringen Teil von Temperatur und Verdunstung in diesem Gebiet ab. Die Wassermenge bestimmter Niederschlagsereignisse stammt im globalen Mittel zu ca. 90% aus Wasserdampf, der aus mehr oder weniger größerer Entfernung herantransportiert wurde.<ref>Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217</ref> So kommt etwa der Wasserdampf, der in einer außertropischen Zyklone in einem Radius von 800 km fällt, aus Entfernungen von bis zu 3200 km. Der Anteil des herantransportierten Wasserdampfes an dem gesamten Wasserdampf, der sich über einem bestimmten Gebiet in Niederschlag umwandelt, ist über dem Land höher als über den Ozeanen und im Winter höher als im Sommer. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme von entscheidender Bedeutung, z.B. die tropischen Monsune und subtropischen Passate in den niederen Breiten und in den mittleren und höheren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete.

In Nord- und Westeuropa sind es die nordatlantischen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdrucksysteme]], die, wie oben gezeigt, vor allem im Winter den Niederschlag regulieren und selbst wiederum von der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] (NAO) beeinflusst werden. Der NAO-Index hat in den 1980er und 1990er Jahren eine Tendenz zu auffällig hohen Werte gezeigt, die seit Mitte der 1990er Jahren jedoch wieder zurückgehen. Ein stärkerer NAO-Index ist in der Regel im nördlichen Europa mit mehr Niederschlägen und im südlichen Europa mit geringeren Niederschlägen verbunden. Die in jüngster Zeit beobachtete Zunahme zyklonaler [[Großwetterlagen]], die im wesentlichen durch eine Verstärkung des NAO-Index hervorgerufen wurde, lässt einen Zusammenhang mit der globalen Erwärmung als möglich erscheinen, kann aber auch durch eine natürliche Dekaden-Schwankung der NAO verursacht sein.

:::* ''Querverweis: [[NAO-Index|Der NAO-Index (Definition)]]''

Ähnlich liegt der Fall bei einer anderen einflussreichen Klimavariabilität, bei dem [[ENSO|El-Niño]]-Phänomen, das für Extremniederschläge mit der Gefahr von Hochwasser an der südamerikanischen Westküste, in Ostafrika, im Südwesten der USA und extreme Trockenheit mit der Gefahr von Dürren in Indonesien, Australien, Südafrika und Nordost-Brasilien verantwortlich ist. Auch die Stärke von El-Niño-Ereignissen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, bis hin zu dem "Jahrhundert"-El-Niño von 1997/98. Auch hier wird ein Zusammenhang mit der globalen Erwärmung angenommen und wird von manchen Forschern eine Zunahme von starken El-Niño-Ereignissen für die Zukunft erwartet. Andere bezweifeln jedoch auch eine Verbindung zwischen El Niño und dem anthropogenen Treibhauseffekt.

Zumindest ist die beobachtete Zunahme von Niederschlagsextremen nicht inkonsistent zu den erwarteten Veränderungen durch den anthropogenen Antrieb. Die Frage nach den definitiven Ursachen bleibt aber, wenn es um Festlegungen für ganz bestimmte regionale Ereignisse geht, unbeantwortet. Eine jüngere Untersuchung über die Häufigkeit von Extremereignissen in den USA seit dem Ende des 19. Jahrhunderts, die erstmals digitalisierte Daten von 1895-2000 von 1076 Stationen auswerten konnte, zeigt, dass die natürlichen Schwankungen auch auf Zeitskalen von Dekaden relativ groß sind und als mögliche Ursache oder eine der Ursachen auch für den Anstieg von Extremniederschlägen Ende des 20. Jahrhunderts nicht außer Acht gelassen werden können.<ref>Kunkel, K.E. (2003): North American Trends in Extreme Precipitation, Natural Hazards 29, 291-305</ref>

== Projektionen für das 21. Jahrhundert ==
Klima ist ein komplexes, nichtlineares System, bei dem eine Ableitung über das Vorkommen von einzelnen Ereignissen allein aus physikalischen Grundprinzipien nicht genügen kann. [[Klimamodelle|Modellberechnungen]], die an wirklichen Klimaentwicklungen geeicht sind, stützen jedoch die theoretischen Überlegungen.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.6.2</ref> Schon die frühesten Modellsimulationen kamen zu dem Ergebnis, dass bei einer Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgaskonzentration]] die Intensität von Niederschlagsereignissen gesteigert und der prozentuale Anstieg von extremen Niederschlägen höher ausfallen wird als der Anstieg der durchschnittlichen Niederschläge. Die regionalen Unterschiede sind allerdings groß, und es ist schwierig, mit Hilfe von Klimamodellsimulationen aufgrund der immer noch zu geringen Auflösung der Computermodelle, zuverlässige Prognosen für einzelne Regionen zu liefern.

Eine Auswertung von neun globalen Modellrechnungen zeigt mit wenigen regionalen Ausnahmen eine Zunahme der Niederschlagsintensität im 21. Jahrhundert in den meisten Regionen der Erde, insbesondere über Nordeuropa, Nordasien und im Nordwesten Nordamerikas, aber auch an der Ostküste Asiens, im nordöstlichen Nordamerika, in Südost-Australien und in den meisten tropischen Gebieten. In diesen Regionen nehmen auch die mittleren Niederschläge zu. Nur im Südwesten der USA, im mediterranen Raum und in Südwest-Australien nehmen die mittleren Niederschläge ab, die Intensität aber (wenn auch geringfügig) zu. Untersuchungen über die Veränderung von starken Niederschlägen über den USA bei einer Verdoppelung der CO2-Konzentration der Atmosphäre kommen ähnlich zu dem Ergebnis, dass die Niederschlagstage zwar um etwa 3% abnehmen, die Summe des Niederschlags pro Tag aber deutlich zunimmt.<ref>Chen, M., M., Huiting, R. Talbot, D. Pollard (2005): Changes in precipitation characteristics over North America for doubled CO2, Geophysical Research Letters 32, L19716, doi:10.1029/2005GL024535 </ref>

Auch in Europa muss man davon ausgehen, dass der Trend der letzten Jahrzehnte mit zunehmender Erwärmung sich verstärken wird. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass trotz abnehmender Sommerniederschläge in weiten Teilen Europas (nach dem A2-Szenarion um 20% und mehr) die sommerlichen Starkniederschläge aufgrund der höheren Wasserdampfkapazität häufiger und intensiver werden.<ref>Christensen, J.H., and O.B. Christensen (2003): Climate modelling: Severe summertime flooding in Europe. Even as summers become drier, the incidence of severe precipitation could increase, Nature 421, 806-807</ref> Und auch im Winter nimmt die Gefahr von Starkniederschlägen in den meisten Regionen deutlich zu. So kommt eine Auswertung der Ergebnisse von 19 Klimamodellen zu der Schlussfolgerung, dass bis gegen Ende des 21. Jahrhunderts sehr niederschlagsreiche Winter für große Teile von Mittel- und Nordeuropa bis zu fünf Mal häufiger vorkommen werden als heute.<ref>Schnur, R. (2002): The investment forecast, Nature 415, 483-484 </ref>

Für viele Regionen ist der Einfluss einer höheren Treibhausgas-Konzentration auf die natürliche Dynamik des Klimasystems von besonderer Bedeutung. So werden [[ENSO|El-Niño]]-Ereignisse künftig nach den meisten Modellprognosen zunehmen und damit auch die davon abhängigen Extremereignisse. Ebenso wird mit einer Verstärkung der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] gerechnet und in der Folge mit feuchteren Wintern in Europa. Auch eine Intensivierung des [[Indischer Monsun|indischen Monsuns]] wird von den Klimamodellen prognostiziert, so dass sich die Überflutungsgefahr auf dem indischen Subkontinent erhöhen wird.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.5 </ref> Die ebenfalls prognostizierte [[Erwärmung des Ozeans|Erwärmung der Ozeane]] wird die Niederschlagsextreme auf den Kontinenten stark beeinflussen.

== Einzelnachweise ==
<references/>
{{#set:
Teil von=Wetterextreme
}}
== Literatur ==
* D. Kasang (2011): [http://www.climate-service-center.de/imperia/md/content/csc/warnsignalklima/Warnsignal_Klima_Kap3.1_3.1.13_Kasang_Kasper.pdf Veränderung regionaler Niederschlagsextreme], in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 351-357 (Neuauflage 2011)
* Jacob, D. & S. Hagemann (2005): Verstärkung und Schwächung des regionalen Wasserkreislaufs - wichtiges Kennzeichen des Klimawandels, in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 167-170
* Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217

== Weblinks ==
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/20070816__MetAnalyseHochwasser2002,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20070816_MetAnalyseHochwasser2002.pdf Starkniederschläge in Sachsen im August 2002] DWD-Artikel von 2007
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/Fruehjahrshochwasser__2006__Ru__Ma,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Fruehjahrshochwasser_2006_Ru_Ma.pdf Frühjahrshochwasser der Elbe 2006] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/20100616__hochwasser,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20100616_hochwasser.pdf Hochwasser im östlichen Mitteleuropa im Mai 2010] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/eveu__centuryflood__200208,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/eveu_centuryflood_200208.pdf Die Jahrhundertflut der Elbe im August 2002] DWD-Artikel (engl.)
* [http://www.kliwa.de/index.php?pos=ergebnisse/hefte/ KLIWA-Heft 12] Sonnenscheindauer und Globalstrahlung sowie von Verdunstung und klimatischer Wasserbilanz in Baden Württemberg und Bayern
* [http://www.kliwa.de/download/klimawandel_hochwasser.pdf Klimawandel und Hochwasser] Künftige Hochwasser in Baden Württemberg und Bayern
* H.J. Caspary: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Großwetterlagen und hydrometeorologische Extreme] S. 115-134 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums
* D. Prellberg: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Langjährige Hochwasserabflüsse in Rheinland-Pfalz] S. 107-114 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums

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[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie: Wasserkreislauf]]

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}}

Starkniederschläge und Hochwasser

2013-03-01T20:06:06Z

Anastasia: /* Weblinks */

Starkniederschläge und Hochwasser gehören mit [[Dürren]], [[Hitzewellen]], [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] und [[Außertropische Stürme|Außertropischen Stürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
[[Bild:Feuchte_Tage1951-2003.jpg|thumb|480px|Beobachtete Änderungen des Anteils von sehr feuchten Tagen an den jährlichen Gesamtniederschlägen 1951-2003 in %. Trends wurden nur für Gebiete gebildet, für die Daten für mindestens 40 Jahre vorlagen.]]

== Hochwasserereignisse ==

Bilder von Hochwasserkatastrophen haben in letzter Zeit immer wieder für Betroffenheit gesorgt und sind in den Medien häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gesetzt worden. In Deutschland ist vor allem die „Jahrtausendflut“ an Donau, Moldau und Elbe im Jahre 2002 mit 37 Todesopfern und ca. 15 Milliarden Euro an ökonomischen Verlusten in Erinnerung. Weltweit gab es in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten allerdings wesentlich verheerendere Überschwemmungen wie das gewaltige Hochwasser 1998 am chinesischen Yangtse mit über 3000 Toten, 14 Millionen Obdachlosen und Sachschäden von 36 Milliarden US$ oder die katastrophalen Monsunfluten im selben Jahr in Bangladesch und Indien mit ebenfalls ca. 3000 Todesopfern. Im Sommer 2010 hat das [[Starkregen Südasien|Hochwasser in Pakistan]], das schätzungsweise 20 % des Landes unter Wasser setzte, fast 2000 Tote verursacht, insgesamt waren 20 Millionen Menschen davon betroffen, und der Schaden wird auf 40 Milliarden US$ geschätzt.<ref>Webster, P.J., et al. (2011): Were the 2010 Pakistan floods predictable?, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2010GL046346</ref>

== Definition Starkniederschlag ==

Im Allgemeinen kann Starkniederschlag als selten auftretender [[Niederschlag]] mit zerstörerischer Wirkung (z.B. Überflutungen) bezeichnet werden. Es gibt jedoch feste Definitionen hierfür. Diese sind abhängig von der jeweiligen Fragestellung. Bei der Wettervorhersage hat zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst (DWD) die Warnkriterien für Starkniederschlag auf Niederschlag von 25 mm in einer Stunde und 35 mm in 6 Stunden festgelegt.<ref>Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_wetter_warnungen_warnungen&T169600781711254206874155gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FWetter__Warnungen%2FWarnungen%2FAmtliche__Warnungen%2FKriterien__Unwetterkriterien__node.html%3F__nnn%3Dtrue Warnkriterien für Unwetterwarnungen des DWD]</ref> In der Klimaforschung wird hingegen meist der Tagesniederschlag betrachtet. Hier werden dann wieder Schwellwerte definiert, bei deren Überschreitung man von Starkniederschlag spricht. Für die Festlegung dieser Schwellwerte gibt es unterschiedliche Ansätze. Einige Wissenschaftler definieren einen festen Schwellwert (z.B. 30 mm, 50,8 mm oder 101,6 mm pro Tag)<ref>Groisman, P.Y., T.R. Karl, D.R. Easterling, R.W. Knight, P.F. Jamason, K.J. Hennessy, R. Suppiah, C.M. Page, J. Wibig, K. Fortuniak, V.N. Razuvaev, A. Douglas, E. Føtland and P.-M. Zhai (1999): Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climate change, Climate Change 42: 243-283 </ref>, welcher mehr oder weniger willkürlich festgelegt wird. Andere nehmen die größten 5% der Tagesniederschläge einer Periode (z.B. 30 Jahre). Eine ähnliche Definition ist die der Wiederkehrrate. Hierbei richtet sich der Schwellwert nach einer Tagesniederschlagsmenge, welche nur in bestimmten Abständen verzeichnet wird, z.B. einmal in 5 Jahren. Alle vorher genannten Definitionen basieren nur auf den gemessen Daten. Es gibt aber auch statistische Ansätze, bei der zuerst die statistische Verteilungsfunktion des Niederschlags bestimmt wird und dann die größten 5% dieser Verteilungsfunktion als Starkniederschlag definiert werden.

[[Bild:Wasserkreislauf.gif|thumb|320 px|Durch die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen wird die Atmosphäre erwärmt. Dadurch erhöhen sich die Verdunstung und die atmosphärische Wasserdampfkapazität. Die Folgen sind einerseits [[Dürren]] und andererseits mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und stärkere Niederschläge.]]

== Veränderung des Wasserkreislaufs ==

Einige Beispiele der jüngsten Zeit wie die Winterhochwasser in Süddeutschland oder die Sommerfluten in Mitteleuropa legen die Annahme nahe, dass es in einem wärmeren Klima zu stärkeren [[Niederschlag|Niederschlägen]] und Hochwasserereignissen kommen kann. Rein physikalische Überlegungen sprechen dafür, dass bei einer globalen Erwärmung in einigen Gebieten die Niederschläge und vor allem die Starkniederschläge zunehmen werden, in anderen allerdings Trockenheit und [[Dürren]]. Höhere [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] haben zwei entscheidende Folgen:
# eine Verstärkung der [[Verdunstung]] und
# eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität der Atmosphäre.
Die Zunahme der atmosphärischen Wasserdampfkapazität von 7 % pro Grad Celsius und die höhere Verdunstung erhöhen den absoluten Wasserdampfgehalt der Luft. Die relative Feuchtigkeit verändert sich dagegen nur geringfügig. Dadurch ändert sich in einem wärmeren Klima die Niederschlagshäufigkeit nur wenig. Pro Niederschlagsereignis steht aber mehr Wasserdampf zur Verfügung, und deshalb kommt es zu häufigeren Extremereignissen mit größeren Niederschlagsmengen. Allgemein sollte es in vielen Regionen durch die globale Erwärmung eine Abnahme von leichten und moderaten Regenfällen geben und/oder eine Abnahme in der Häufigkeit von Niederschlagsereignissen, aber häufigere und intensivere Starkregen.

== Regen oder Schnee ==
[[Bild:Schneedecke.gif|thumb|320px|Relativer Trend der mittleren Anzahl der Tage mit einer Schneedecke (Schneedeckendauer) in Baden-Württemberg und Bayern, 1951/52 bis 1995/96]]
Wo die höhere Verdunstung nicht durch mehr Niederschläge ersetzt wird, kommt es zu erhöhter Trockenheit. In bestimmten Regionen spielt auch die Art der Niederschläge eine Rolle. In den Gebirgen der mittleren Breiten bilden die winterlichen Schneemassen eine Wasserreserve im Frühjahr und Sommer, wenn der Schnee schmilzt. Eine Erwärmung verursacht eine kürzere Schneesaison. Es fällt mehr [[Niederschlag]] in Form von Regen als in Form von Schnee, und der Schnee schmilzt früher. Im Frühjahr und Sommer steht weniger Bodenfeuchtigkeit zur Verfügung, was Trockenheit zur Folge haben kann. Dem wirkt allerdings entgegen, dass zumindest in den mittleren Breiten die Wolkenbedeckung zunimmt, wodurch die [[Verdunstung]] verringert werden kann.

Schneedecken regulieren die Grundwasserneubildung und den Abfluss. Bei einer lange liegenden Schneedecke und allmählichen Tauvorgängen versickert ein größerer Teil der Niederschläge, während der andere langsam abfließt. Damit kommt es selten zu Hochwasserereignissen in den Wintermonaten und eher zu gemäßigten Hochwassern im Frühjahr während der Schneeschmelze. In den letzten Jahrzehnten ist diese Situation etwa in Süddeutschland jedoch immer seltener geworden. Die Schneedeckendauer in Baden-Württemberg und Bayern ging fast flächendeckend deutlich zurück, in den tiefer liegenden Gebieten (< 300 m ü. NN) um 30 bis 40% und mehr, was etwa 25 Tagen entspricht. In den mittleren Höhenlagen verringert sich der Rückgang um 10 bis 20%, in den höher gelegenen Gebieten (> 800 m ü.NN) um weniger als 10%, bzw. es kam hier aufgrund des stärkeren Schneefalls auch zu leichten Zunahmen. Die Folge ist ein sofortiges Abfließen der reichlicher fallenden Regen-Niederschläge mit Hochwassergefahren schon im Winter.

== Aerosole ==

Eine entgegengesetzte Wirkung auf den hydrologischen Zyklus als die Treibhauserwärmung besitzen jedoch die [[Aerosole]], kleinste Schwebstoffteilchen, deren atmosphärische Konzentration ebenfalls in letzter Zeit durch menschliches Einwirken zugenommen hat. Beobachtungen zeigen eine Zunahme der Verdunstung über den relativ aerosolfreien Gebieten der Ozeane, jedoch eine Abnahme trotz eines höheren Temperaturanstiegs über dem Land. Der Grund liegt in der Verringerung der am Boden ankommenden [[Sonnenenergie|Solarstrahlung]] infolge der zunehmenden Aerosolbelastung der [[Atmosphäre]]. Dieses als "global dimming" bekannte Phänomen hat dazu geführt, dass die Sonneneinstrahlung in den letzten Jahrzehnten weltweit um mehr als 10% abgenommen hat, wodurch sich die Verdunstung abschwächt. Hinzu kommt, dass aufgrund der indirekten Wirkung der [[Aerosole]] auf die [[Wolken]]bildung bei der [[Kondensation]] eher kleine als größere Tröpfchen entstehen, was die Niederschlagsneigung schwächt. Da der Wasserdampf für die Niederschläge über dem Land zu einem großen Teil von den Ozeanen herantransportiert wird, sollte der Aerosoleffekt auf die Niederschläge aber auch nicht überschätzt werden.

== Wasserdampftransport und Zikulationssysteme ==

Ob es in einem bestimmten Gebiet viel, wenig oder gar nicht regnet, hängt nur zu einem geringen Teil von Temperatur und Verdunstung in diesem Gebiet ab. Die Wassermenge bestimmter Niederschlagsereignisse stammt im globalen Mittel zu ca. 90% aus Wasserdampf, der aus mehr oder weniger größerer Entfernung herantransportiert wurde.<ref>Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217</ref> So kommt etwa der Wasserdampf, der in einer außertropischen Zyklone in einem Radius von 800 km fällt, aus Entfernungen von bis zu 3200 km. Der Anteil des herantransportierten Wasserdampfes an dem gesamten Wasserdampf, der sich über einem bestimmten Gebiet in Niederschlag umwandelt, ist über dem Land höher als über den Ozeanen und im Winter höher als im Sommer. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme von entscheidender Bedeutung, z.B. die tropischen Monsune und subtropischen Passate in den niederen Breiten und in den mittleren und höheren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete.

In Nord- und Westeuropa sind es die nordatlantischen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdrucksysteme]], die, wie oben gezeigt, vor allem im Winter den Niederschlag regulieren und selbst wiederum von der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] (NAO) beeinflusst werden. Der NAO-Index hat in den 1980er und 1990er Jahren eine Tendenz zu auffällig hohen Werte gezeigt, die seit Mitte der 1990er Jahren jedoch wieder zurückgehen. Ein stärkerer NAO-Index ist in der Regel im nördlichen Europa mit mehr Niederschlägen und im südlichen Europa mit geringeren Niederschlägen verbunden. Die in jüngster Zeit beobachtete Zunahme zyklonaler [[Großwetterlagen]], die im wesentlichen durch eine Verstärkung des NAO-Index hervorgerufen wurde, lässt einen Zusammenhang mit der globalen Erwärmung als möglich erscheinen, kann aber auch durch eine natürliche Dekaden-Schwankung der NAO verursacht sein.

:::* ''Querverweis: [[NAO-Index|Der NAO-Index (Definition)]]''

Ähnlich liegt der Fall bei einer anderen einflussreichen Klimavariabilität, bei dem [[ENSO|El-Niño]]-Phänomen, das für Extremniederschläge mit der Gefahr von Hochwasser an der südamerikanischen Westküste, in Ostafrika, im Südwesten der USA und extreme Trockenheit mit der Gefahr von Dürren in Indonesien, Australien, Südafrika und Nordost-Brasilien verantwortlich ist. Auch die Stärke von El-Niño-Ereignissen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, bis hin zu dem "Jahrhundert"-El-Niño von 1997/98. Auch hier wird ein Zusammenhang mit der globalen Erwärmung angenommen und wird von manchen Forschern eine Zunahme von starken El-Niño-Ereignissen für die Zukunft erwartet. Andere bezweifeln jedoch auch eine Verbindung zwischen El Niño und dem anthropogenen Treibhauseffekt.

Zumindest ist die beobachtete Zunahme von Niederschlagsextremen nicht inkonsistent zu den erwarteten Veränderungen durch den anthropogenen Antrieb. Die Frage nach den definitiven Ursachen bleibt aber, wenn es um Festlegungen für ganz bestimmte regionale Ereignisse geht, unbeantwortet. Eine jüngere Untersuchung über die Häufigkeit von Extremereignissen in den USA seit dem Ende des 19. Jahrhunderts, die erstmals digitalisierte Daten von 1895-2000 von 1076 Stationen auswerten konnte, zeigt, dass die natürlichen Schwankungen auch auf Zeitskalen von Dekaden relativ groß sind und als mögliche Ursache oder eine der Ursachen auch für den Anstieg von Extremniederschlägen Ende des 20. Jahrhunderts nicht außer Acht gelassen werden können.<ref>Kunkel, K.E. (2003): North American Trends in Extreme Precipitation, Natural Hazards 29, 291-305</ref>

== Projektionen für das 21. Jahrhundert ==
Klima ist ein komplexes, nichtlineares System, bei dem eine Ableitung über das Vorkommen von einzelnen Ereignissen allein aus physikalischen Grundprinzipien nicht genügen kann. [[Klimamodelle|Modellberechnungen]], die an wirklichen Klimaentwicklungen geeicht sind, stützen jedoch die theoretischen Überlegungen.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.6.2</ref> Schon die frühesten Modellsimulationen kamen zu dem Ergebnis, dass bei einer Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgaskonzentration]] die Intensität von Niederschlagsereignissen gesteigert und der prozentuale Anstieg von extremen Niederschlägen höher ausfallen wird als der Anstieg der durchschnittlichen Niederschläge. Die regionalen Unterschiede sind allerdings groß, und es ist schwierig, mit Hilfe von Klimamodellsimulationen aufgrund der immer noch zu geringen Auflösung der Computermodelle, zuverlässige Prognosen für einzelne Regionen zu liefern.

Eine Auswertung von neun globalen Modellrechnungen zeigt mit wenigen regionalen Ausnahmen eine Zunahme der Niederschlagsintensität im 21. Jahrhundert in den meisten Regionen der Erde, insbesondere über Nordeuropa, Nordasien und im Nordwesten Nordamerikas, aber auch an der Ostküste Asiens, im nordöstlichen Nordamerika, in Südost-Australien und in den meisten tropischen Gebieten. In diesen Regionen nehmen auch die mittleren Niederschläge zu. Nur im Südwesten der USA, im mediterranen Raum und in Südwest-Australien nehmen die mittleren Niederschläge ab, die Intensität aber (wenn auch geringfügig) zu. Untersuchungen über die Veränderung von starken Niederschlägen über den USA bei einer Verdoppelung der CO2-Konzentration der Atmosphäre kommen ähnlich zu dem Ergebnis, dass die Niederschlagstage zwar um etwa 3% abnehmen, die Summe des Niederschlags pro Tag aber deutlich zunimmt.<ref>Chen, M., M., Huiting, R. Talbot, D. Pollard (2005): Changes in precipitation characteristics over North America for doubled CO2, Geophysical Research Letters 32, L19716, doi:10.1029/2005GL024535 </ref>

Auch in Europa muss man davon ausgehen, dass der Trend der letzten Jahrzehnte mit zunehmender Erwärmung sich verstärken wird. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass trotz abnehmender Sommerniederschläge in weiten Teilen Europas (nach dem A2-Szenarion um 20% und mehr) die sommerlichen Starkniederschläge aufgrund der höheren Wasserdampfkapazität häufiger und intensiver werden.<ref>Christensen, J.H., and O.B. Christensen (2003): Climate modelling: Severe summertime flooding in Europe. Even as summers become drier, the incidence of severe precipitation could increase, Nature 421, 806-807</ref> Und auch im Winter nimmt die Gefahr von Starkniederschlägen in den meisten Regionen deutlich zu. So kommt eine Auswertung der Ergebnisse von 19 Klimamodellen zu der Schlussfolgerung, dass bis gegen Ende des 21. Jahrhunderts sehr niederschlagsreiche Winter für große Teile von Mittel- und Nordeuropa bis zu fünf Mal häufiger vorkommen werden als heute.<ref>Schnur, R. (2002): The investment forecast, Nature 415, 483-484 </ref>

Für viele Regionen ist der Einfluss einer höheren Treibhausgas-Konzentration auf die natürliche Dynamik des Klimasystems von besonderer Bedeutung. So werden [[ENSO|El-Niño]]-Ereignisse künftig nach den meisten Modellprognosen zunehmen und damit auch die davon abhängigen Extremereignisse. Ebenso wird mit einer Verstärkung der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] gerechnet und in der Folge mit feuchteren Wintern in Europa. Auch eine Intensivierung des [[Indischer Monsun|indischen Monsuns]] wird von den Klimamodellen prognostiziert, so dass sich die Überflutungsgefahr auf dem indischen Subkontinent erhöhen wird.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.5 </ref> Die ebenfalls prognostizierte [[Erwärmung des Ozeans|Erwärmung der Ozeane]] wird die Niederschlagsextreme auf den Kontinenten stark beeinflussen.

== Einzelnachweise ==
<references/>
{{#set:
Teil von=Wetterextreme
}}
== Literatur ==
* D. Kasang (2011): [http://www.climate-service-center.de/imperia/md/content/csc/warnsignalklima/Warnsignal_Klima_Kap3.1_3.1.13_Kasang_Kasper.pdf Veränderung regionaler Niederschlagsextreme], in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 351-357 (Neuauflage 2011)
* Jacob, D. & S. Hagemann (2005): Verstärkung und Schwächung des regionalen Wasserkreislaufs - wichtiges Kennzeichen des Klimawandels, in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 167-170
* Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217

== Weblinks ==
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/20070816__MetAnalyseHochwasser2002,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20070816_MetAnalyseHochwasser2002.pdf Starkniederschläge in Sachsen im August 2002] DWD-Artikel von 2007
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/Fruehjahrshochwasser__2006__Ru__Ma,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Fruehjahrshochwasser_2006_Ru_Ma.pdf Frühjahrshochwasser der Elbe 2006] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/20100616__hochwasser,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20100616_hochwasser.pdf Hochwasser im östlichen Mitteleuropa im Mai 2010] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/eveu__centuryflood__200208,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/eveu_centuryflood_200208.pdf Die Jahrhundertflut der Elbe im August 2002] DWD-Artikel (engl.)
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/ecsm/SWE/European/ab213,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/ab213.pdf August Hochwasser 2005] Artikel von MeteoSchweiz
* [http://www.kliwa.de/index.php?pos=ergebnisse/hefte/ KLIWA-Heft 12] Sonnenscheindauer und Globalstrahlung sowie von Verdunstung und klimatischer Wasserbilanz in Baden Württemberg und Bayern
* [http://www.kliwa.de/download/klimawandel_hochwasser.pdf Klimawandel und Hochwasser] Künftige Hochwasser in Baden Württemberg und Bayern
* H.J. Caspary: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Großwetterlagen und hydrometeorologische Extreme] S. 115-134 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums
* D. Prellberg: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Langjährige Hochwasserabflüsse in Rheinland-Pfalz] S. 107-114 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums

{{CC-Lizenz}}
[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie: Wasserkreislauf]]

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|ähnlich wie=Hitzewellen
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}}

Starkniederschläge und Hochwasser

2013-03-01T20:04:17Z

Anastasia: /* Weblinks */

Starkniederschläge und Hochwasser gehören mit [[Dürren]], [[Hitzewellen]], [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] und [[Außertropische Stürme|Außertropischen Stürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
[[Bild:Feuchte_Tage1951-2003.jpg|thumb|480px|Beobachtete Änderungen des Anteils von sehr feuchten Tagen an den jährlichen Gesamtniederschlägen 1951-2003 in %. Trends wurden nur für Gebiete gebildet, für die Daten für mindestens 40 Jahre vorlagen.]]

== Hochwasserereignisse ==

Bilder von Hochwasserkatastrophen haben in letzter Zeit immer wieder für Betroffenheit gesorgt und sind in den Medien häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gesetzt worden. In Deutschland ist vor allem die „Jahrtausendflut“ an Donau, Moldau und Elbe im Jahre 2002 mit 37 Todesopfern und ca. 15 Milliarden Euro an ökonomischen Verlusten in Erinnerung. Weltweit gab es in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten allerdings wesentlich verheerendere Überschwemmungen wie das gewaltige Hochwasser 1998 am chinesischen Yangtse mit über 3000 Toten, 14 Millionen Obdachlosen und Sachschäden von 36 Milliarden US$ oder die katastrophalen Monsunfluten im selben Jahr in Bangladesch und Indien mit ebenfalls ca. 3000 Todesopfern. Im Sommer 2010 hat das [[Starkregen Südasien|Hochwasser in Pakistan]], das schätzungsweise 20 % des Landes unter Wasser setzte, fast 2000 Tote verursacht, insgesamt waren 20 Millionen Menschen davon betroffen, und der Schaden wird auf 40 Milliarden US$ geschätzt.<ref>Webster, P.J., et al. (2011): Were the 2010 Pakistan floods predictable?, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2010GL046346</ref>

== Definition Starkniederschlag ==

Im Allgemeinen kann Starkniederschlag als selten auftretender [[Niederschlag]] mit zerstörerischer Wirkung (z.B. Überflutungen) bezeichnet werden. Es gibt jedoch feste Definitionen hierfür. Diese sind abhängig von der jeweiligen Fragestellung. Bei der Wettervorhersage hat zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst (DWD) die Warnkriterien für Starkniederschlag auf Niederschlag von 25 mm in einer Stunde und 35 mm in 6 Stunden festgelegt.<ref>Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_wetter_warnungen_warnungen&T169600781711254206874155gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FWetter__Warnungen%2FWarnungen%2FAmtliche__Warnungen%2FKriterien__Unwetterkriterien__node.html%3F__nnn%3Dtrue Warnkriterien für Unwetterwarnungen des DWD]</ref> In der Klimaforschung wird hingegen meist der Tagesniederschlag betrachtet. Hier werden dann wieder Schwellwerte definiert, bei deren Überschreitung man von Starkniederschlag spricht. Für die Festlegung dieser Schwellwerte gibt es unterschiedliche Ansätze. Einige Wissenschaftler definieren einen festen Schwellwert (z.B. 30 mm, 50,8 mm oder 101,6 mm pro Tag)<ref>Groisman, P.Y., T.R. Karl, D.R. Easterling, R.W. Knight, P.F. Jamason, K.J. Hennessy, R. Suppiah, C.M. Page, J. Wibig, K. Fortuniak, V.N. Razuvaev, A. Douglas, E. Føtland and P.-M. Zhai (1999): Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climate change, Climate Change 42: 243-283 </ref>, welcher mehr oder weniger willkürlich festgelegt wird. Andere nehmen die größten 5% der Tagesniederschläge einer Periode (z.B. 30 Jahre). Eine ähnliche Definition ist die der Wiederkehrrate. Hierbei richtet sich der Schwellwert nach einer Tagesniederschlagsmenge, welche nur in bestimmten Abständen verzeichnet wird, z.B. einmal in 5 Jahren. Alle vorher genannten Definitionen basieren nur auf den gemessen Daten. Es gibt aber auch statistische Ansätze, bei der zuerst die statistische Verteilungsfunktion des Niederschlags bestimmt wird und dann die größten 5% dieser Verteilungsfunktion als Starkniederschlag definiert werden.

[[Bild:Wasserkreislauf.gif|thumb|320 px|Durch die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen wird die Atmosphäre erwärmt. Dadurch erhöhen sich die Verdunstung und die atmosphärische Wasserdampfkapazität. Die Folgen sind einerseits [[Dürren]] und andererseits mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und stärkere Niederschläge.]]

== Veränderung des Wasserkreislaufs ==

Einige Beispiele der jüngsten Zeit wie die Winterhochwasser in Süddeutschland oder die Sommerfluten in Mitteleuropa legen die Annahme nahe, dass es in einem wärmeren Klima zu stärkeren [[Niederschlag|Niederschlägen]] und Hochwasserereignissen kommen kann. Rein physikalische Überlegungen sprechen dafür, dass bei einer globalen Erwärmung in einigen Gebieten die Niederschläge und vor allem die Starkniederschläge zunehmen werden, in anderen allerdings Trockenheit und [[Dürren]]. Höhere [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] haben zwei entscheidende Folgen:
# eine Verstärkung der [[Verdunstung]] und
# eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität der Atmosphäre.
Die Zunahme der atmosphärischen Wasserdampfkapazität von 7 % pro Grad Celsius und die höhere Verdunstung erhöhen den absoluten Wasserdampfgehalt der Luft. Die relative Feuchtigkeit verändert sich dagegen nur geringfügig. Dadurch ändert sich in einem wärmeren Klima die Niederschlagshäufigkeit nur wenig. Pro Niederschlagsereignis steht aber mehr Wasserdampf zur Verfügung, und deshalb kommt es zu häufigeren Extremereignissen mit größeren Niederschlagsmengen. Allgemein sollte es in vielen Regionen durch die globale Erwärmung eine Abnahme von leichten und moderaten Regenfällen geben und/oder eine Abnahme in der Häufigkeit von Niederschlagsereignissen, aber häufigere und intensivere Starkregen.

== Regen oder Schnee ==
[[Bild:Schneedecke.gif|thumb|320px|Relativer Trend der mittleren Anzahl der Tage mit einer Schneedecke (Schneedeckendauer) in Baden-Württemberg und Bayern, 1951/52 bis 1995/96]]
Wo die höhere Verdunstung nicht durch mehr Niederschläge ersetzt wird, kommt es zu erhöhter Trockenheit. In bestimmten Regionen spielt auch die Art der Niederschläge eine Rolle. In den Gebirgen der mittleren Breiten bilden die winterlichen Schneemassen eine Wasserreserve im Frühjahr und Sommer, wenn der Schnee schmilzt. Eine Erwärmung verursacht eine kürzere Schneesaison. Es fällt mehr [[Niederschlag]] in Form von Regen als in Form von Schnee, und der Schnee schmilzt früher. Im Frühjahr und Sommer steht weniger Bodenfeuchtigkeit zur Verfügung, was Trockenheit zur Folge haben kann. Dem wirkt allerdings entgegen, dass zumindest in den mittleren Breiten die Wolkenbedeckung zunimmt, wodurch die [[Verdunstung]] verringert werden kann.

Schneedecken regulieren die Grundwasserneubildung und den Abfluss. Bei einer lange liegenden Schneedecke und allmählichen Tauvorgängen versickert ein größerer Teil der Niederschläge, während der andere langsam abfließt. Damit kommt es selten zu Hochwasserereignissen in den Wintermonaten und eher zu gemäßigten Hochwassern im Frühjahr während der Schneeschmelze. In den letzten Jahrzehnten ist diese Situation etwa in Süddeutschland jedoch immer seltener geworden. Die Schneedeckendauer in Baden-Württemberg und Bayern ging fast flächendeckend deutlich zurück, in den tiefer liegenden Gebieten (< 300 m ü. NN) um 30 bis 40% und mehr, was etwa 25 Tagen entspricht. In den mittleren Höhenlagen verringert sich der Rückgang um 10 bis 20%, in den höher gelegenen Gebieten (> 800 m ü.NN) um weniger als 10%, bzw. es kam hier aufgrund des stärkeren Schneefalls auch zu leichten Zunahmen. Die Folge ist ein sofortiges Abfließen der reichlicher fallenden Regen-Niederschläge mit Hochwassergefahren schon im Winter.

== Aerosole ==

Eine entgegengesetzte Wirkung auf den hydrologischen Zyklus als die Treibhauserwärmung besitzen jedoch die [[Aerosole]], kleinste Schwebstoffteilchen, deren atmosphärische Konzentration ebenfalls in letzter Zeit durch menschliches Einwirken zugenommen hat. Beobachtungen zeigen eine Zunahme der Verdunstung über den relativ aerosolfreien Gebieten der Ozeane, jedoch eine Abnahme trotz eines höheren Temperaturanstiegs über dem Land. Der Grund liegt in der Verringerung der am Boden ankommenden [[Sonnenenergie|Solarstrahlung]] infolge der zunehmenden Aerosolbelastung der [[Atmosphäre]]. Dieses als "global dimming" bekannte Phänomen hat dazu geführt, dass die Sonneneinstrahlung in den letzten Jahrzehnten weltweit um mehr als 10% abgenommen hat, wodurch sich die Verdunstung abschwächt. Hinzu kommt, dass aufgrund der indirekten Wirkung der [[Aerosole]] auf die [[Wolken]]bildung bei der [[Kondensation]] eher kleine als größere Tröpfchen entstehen, was die Niederschlagsneigung schwächt. Da der Wasserdampf für die Niederschläge über dem Land zu einem großen Teil von den Ozeanen herantransportiert wird, sollte der Aerosoleffekt auf die Niederschläge aber auch nicht überschätzt werden.

== Wasserdampftransport und Zikulationssysteme ==

Ob es in einem bestimmten Gebiet viel, wenig oder gar nicht regnet, hängt nur zu einem geringen Teil von Temperatur und Verdunstung in diesem Gebiet ab. Die Wassermenge bestimmter Niederschlagsereignisse stammt im globalen Mittel zu ca. 90% aus Wasserdampf, der aus mehr oder weniger größerer Entfernung herantransportiert wurde.<ref>Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217</ref> So kommt etwa der Wasserdampf, der in einer außertropischen Zyklone in einem Radius von 800 km fällt, aus Entfernungen von bis zu 3200 km. Der Anteil des herantransportierten Wasserdampfes an dem gesamten Wasserdampf, der sich über einem bestimmten Gebiet in Niederschlag umwandelt, ist über dem Land höher als über den Ozeanen und im Winter höher als im Sommer. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme von entscheidender Bedeutung, z.B. die tropischen Monsune und subtropischen Passate in den niederen Breiten und in den mittleren und höheren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete.

In Nord- und Westeuropa sind es die nordatlantischen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdrucksysteme]], die, wie oben gezeigt, vor allem im Winter den Niederschlag regulieren und selbst wiederum von der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] (NAO) beeinflusst werden. Der NAO-Index hat in den 1980er und 1990er Jahren eine Tendenz zu auffällig hohen Werte gezeigt, die seit Mitte der 1990er Jahren jedoch wieder zurückgehen. Ein stärkerer NAO-Index ist in der Regel im nördlichen Europa mit mehr Niederschlägen und im südlichen Europa mit geringeren Niederschlägen verbunden. Die in jüngster Zeit beobachtete Zunahme zyklonaler [[Großwetterlagen]], die im wesentlichen durch eine Verstärkung des NAO-Index hervorgerufen wurde, lässt einen Zusammenhang mit der globalen Erwärmung als möglich erscheinen, kann aber auch durch eine natürliche Dekaden-Schwankung der NAO verursacht sein.

:::* ''Querverweis: [[NAO-Index|Der NAO-Index (Definition)]]''

Ähnlich liegt der Fall bei einer anderen einflussreichen Klimavariabilität, bei dem [[ENSO|El-Niño]]-Phänomen, das für Extremniederschläge mit der Gefahr von Hochwasser an der südamerikanischen Westküste, in Ostafrika, im Südwesten der USA und extreme Trockenheit mit der Gefahr von Dürren in Indonesien, Australien, Südafrika und Nordost-Brasilien verantwortlich ist. Auch die Stärke von El-Niño-Ereignissen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, bis hin zu dem "Jahrhundert"-El-Niño von 1997/98. Auch hier wird ein Zusammenhang mit der globalen Erwärmung angenommen und wird von manchen Forschern eine Zunahme von starken El-Niño-Ereignissen für die Zukunft erwartet. Andere bezweifeln jedoch auch eine Verbindung zwischen El Niño und dem anthropogenen Treibhauseffekt.

Zumindest ist die beobachtete Zunahme von Niederschlagsextremen nicht inkonsistent zu den erwarteten Veränderungen durch den anthropogenen Antrieb. Die Frage nach den definitiven Ursachen bleibt aber, wenn es um Festlegungen für ganz bestimmte regionale Ereignisse geht, unbeantwortet. Eine jüngere Untersuchung über die Häufigkeit von Extremereignissen in den USA seit dem Ende des 19. Jahrhunderts, die erstmals digitalisierte Daten von 1895-2000 von 1076 Stationen auswerten konnte, zeigt, dass die natürlichen Schwankungen auch auf Zeitskalen von Dekaden relativ groß sind und als mögliche Ursache oder eine der Ursachen auch für den Anstieg von Extremniederschlägen Ende des 20. Jahrhunderts nicht außer Acht gelassen werden können.<ref>Kunkel, K.E. (2003): North American Trends in Extreme Precipitation, Natural Hazards 29, 291-305</ref>

== Projektionen für das 21. Jahrhundert ==
Klima ist ein komplexes, nichtlineares System, bei dem eine Ableitung über das Vorkommen von einzelnen Ereignissen allein aus physikalischen Grundprinzipien nicht genügen kann. [[Klimamodelle|Modellberechnungen]], die an wirklichen Klimaentwicklungen geeicht sind, stützen jedoch die theoretischen Überlegungen.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.6.2</ref> Schon die frühesten Modellsimulationen kamen zu dem Ergebnis, dass bei einer Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgaskonzentration]] die Intensität von Niederschlagsereignissen gesteigert und der prozentuale Anstieg von extremen Niederschlägen höher ausfallen wird als der Anstieg der durchschnittlichen Niederschläge. Die regionalen Unterschiede sind allerdings groß, und es ist schwierig, mit Hilfe von Klimamodellsimulationen aufgrund der immer noch zu geringen Auflösung der Computermodelle, zuverlässige Prognosen für einzelne Regionen zu liefern.

Eine Auswertung von neun globalen Modellrechnungen zeigt mit wenigen regionalen Ausnahmen eine Zunahme der Niederschlagsintensität im 21. Jahrhundert in den meisten Regionen der Erde, insbesondere über Nordeuropa, Nordasien und im Nordwesten Nordamerikas, aber auch an der Ostküste Asiens, im nordöstlichen Nordamerika, in Südost-Australien und in den meisten tropischen Gebieten. In diesen Regionen nehmen auch die mittleren Niederschläge zu. Nur im Südwesten der USA, im mediterranen Raum und in Südwest-Australien nehmen die mittleren Niederschläge ab, die Intensität aber (wenn auch geringfügig) zu. Untersuchungen über die Veränderung von starken Niederschlägen über den USA bei einer Verdoppelung der CO2-Konzentration der Atmosphäre kommen ähnlich zu dem Ergebnis, dass die Niederschlagstage zwar um etwa 3% abnehmen, die Summe des Niederschlags pro Tag aber deutlich zunimmt.<ref>Chen, M., M., Huiting, R. Talbot, D. Pollard (2005): Changes in precipitation characteristics over North America for doubled CO2, Geophysical Research Letters 32, L19716, doi:10.1029/2005GL024535 </ref>

Auch in Europa muss man davon ausgehen, dass der Trend der letzten Jahrzehnte mit zunehmender Erwärmung sich verstärken wird. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass trotz abnehmender Sommerniederschläge in weiten Teilen Europas (nach dem A2-Szenarion um 20% und mehr) die sommerlichen Starkniederschläge aufgrund der höheren Wasserdampfkapazität häufiger und intensiver werden.<ref>Christensen, J.H., and O.B. Christensen (2003): Climate modelling: Severe summertime flooding in Europe. Even as summers become drier, the incidence of severe precipitation could increase, Nature 421, 806-807</ref> Und auch im Winter nimmt die Gefahr von Starkniederschlägen in den meisten Regionen deutlich zu. So kommt eine Auswertung der Ergebnisse von 19 Klimamodellen zu der Schlussfolgerung, dass bis gegen Ende des 21. Jahrhunderts sehr niederschlagsreiche Winter für große Teile von Mittel- und Nordeuropa bis zu fünf Mal häufiger vorkommen werden als heute.<ref>Schnur, R. (2002): The investment forecast, Nature 415, 483-484 </ref>

Für viele Regionen ist der Einfluss einer höheren Treibhausgas-Konzentration auf die natürliche Dynamik des Klimasystems von besonderer Bedeutung. So werden [[ENSO|El-Niño]]-Ereignisse künftig nach den meisten Modellprognosen zunehmen und damit auch die davon abhängigen Extremereignisse. Ebenso wird mit einer Verstärkung der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] gerechnet und in der Folge mit feuchteren Wintern in Europa. Auch eine Intensivierung des [[Indischer Monsun|indischen Monsuns]] wird von den Klimamodellen prognostiziert, so dass sich die Überflutungsgefahr auf dem indischen Subkontinent erhöhen wird.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York , 9.3.5 </ref> Die ebenfalls prognostizierte [[Erwärmung des Ozeans|Erwärmung der Ozeane]] wird die Niederschlagsextreme auf den Kontinenten stark beeinflussen.

== Einzelnachweise ==
<references/>
{{#set:
Teil von=Wetterextreme
}}
== Literatur ==
* D. Kasang (2011): [http://www.climate-service-center.de/imperia/md/content/csc/warnsignalklima/Warnsignal_Klima_Kap3.1_3.1.13_Kasang_Kasper.pdf Veränderung regionaler Niederschlagsextreme], in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 351-357 (Neuauflage 2011)
* Jacob, D. & S. Hagemann (2005): Verstärkung und Schwächung des regionalen Wasserkreislaufs - wichtiges Kennzeichen des Klimawandels, in Lozan, J.L., H. Graßl, P. Hupfer, L. Menzel, C.-D. Schönwiese: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 167-170
* Trenberth, K.E., A. Dai, R.M. Rasmussen and D.B. Parsons (2003): The Changing Character of Precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 1205-1217

== Weblinks ==
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/20070816__MetAnalyseHochwasser2002,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20070816_MetAnalyseHochwasser2002.pdf Starkniederschläge in Sachsen im August 2002] DWD-Artikel von 2007
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/niederschlaege/Fruehjahrshochwasser__2006__Ru__Ma,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Fruehjahrshochwasser_2006_Ru_Ma.pdf Frühjahrshochwasser der Elbe 2006] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/rcc-cm/products/BesondereWetterereignisse/European/20100616__hochwasser,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/20100616_hochwasser.pdf Hochwasser im östlichen Mitteleuropa im Mai 2010] DWD-Artikel
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/ecsm/SWE/European/eveu__centuryflood__200208,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/eveu_centuryflood_200208.pdf Die Jahrhundertflut der Elbe im August 2002] DWD-Artikel (engl.)
* [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/ecsm/SWE/European/ab213,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/ab213.pdf August Hochwasser 2005] Artikel von MeteoSchweiz
* [http://www.kliwa.de/index.php?pos=ergebnisse/hefte/ KLIWA-Heft 12] Sonnenscheindauer und Globalstrahlung sowie von Verdunstung und klimatischer Wasserbilanz in Baden Württemberg und Bayern
* [http://www.kliwa.de/download/klimawandel_hochwasser.pdf Klimawandel und Hochwasser] Künftige Hochwasser in Baden Württemberg und Bayern
* H.J. Caspary: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Großwetterlagen und hydrometeorologische Extreme] S. 115-134 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums
* D. Prellberg: [http://www.kliwa.de/download/KLIWAHeft15.pdf Langjährige Hochwasserabflüsse in Rheinland-Pfalz] S. 107-114 der PDF-Datei des 4. KLIWA-Symposiums

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[[Kategorie: Wasserkreislauf]]

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Hitzewellen Europa

2013-03-01T19:58:08Z

Anastasia: /* Literatur */

[[Bild:Heatwave_N_europe.jpg|thumb|450px|Hitzewelle in Nordeuropa im Juni 2008]]
Der extrem heiße Sommer 2003 in Europa hat nach Einschätzung der World Health Organization (WHO) und anderen Untersuchungen in allen betroffenen Ländern zusammen etwa 70 000 zusätzliche Todesopfer gekostet,<ref>Robine, J.M., et al. (2007): [http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2005/action1/docs/action1_2005_a2_15_en.pdf Report on excess mortalitiy in Europe during summer 2003] (EU Community Action Programme for Public Health)</ref><ref>Robine, J.-M., et al. (2008): Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003, C. R. Biologies 331, 171–178</ref> woran Frankreich und Italien am stärksten beteiligt waren.<ref name="Trigo-et-al">nach Trigo, R.M., R. García-Herrera, J. Díaz, I.F. Trigo, and M.A. Valente (2005): How exceptional was the early August 2003 heatwave in France?, Geophys. Res. Lett., 32, L10701, doi:10.1029/2005GL022410 </ref> Auch in den Folgejahren ereigneten sich starke [[Hitzewellen]] in Europa, so in Westeuropa 2006, in Nordeuropa 2008 und in Russland 2010. In dem Jahrzehnt 2001-2010 ereigniten sich für mindestens 65 % der Fläche Europas - Osteuropa 2010, Mittel- und Südwesteuropa 2003, den Balkan 2007 und die Türkei 2001 – die wärmsten Sommer der letzten 500 Jahre. Die beiden heißesen Sommer heißesten Sommer, nämlich 2003 und 2010, betrafen 25 % des Kontinents.<ref name="Barriopedro 2012">Barriopedro, D., et al.(2012): The Hot Summer of 2010: Redrawing the Temperature Record Map of Europe, Science 332, 220-224</ref>

== Die Hitzewelle 2003 ==

=== Höchsttemperaturen ===
[[Bild:Frankreich2003.gif|thumb|250px|Abweichung der Maximumtemperaturen August 2003 in Frankreich vom August-Mittel 1971-2000 in °C <ref name="Trigo-et-al" />]]
[[Meteorologie|Meteorologisch]] ist der Sommer 2003 als ein äußerst seltenes Ereignis einzustufen, das statistisch unter den bis in die 1970er Jahre herrschenden Klimabedingungen höchstens alle 10 000 Jahre einmal vorkommen sollte und damit nahezu unwahrscheinlich ist.<ref name="Schönwiese-et-al">Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/06__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/06_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 123-132]</ref> Die mittleren Sommertemperaturen lagen über großen Gebieten Kontinentaleuropas um 3 °C über dem Mittel der Periode 1961-1990<ref name=Schär-et-al">Schär, C., P.L. Vidale, D. Lüthi, C. Frei, C. Häberli, M.A. Liniger, and C. Appenzeller (2004): The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves, Nature 427, 332-336</ref> und waren damit bei weitem die höchsten Sommertemperaturen seit 1500.<ref name="Luterbacher-et-al">Luterbacher, J., Dietrich, D., Xoplaki, E., Grosjean, M. & Wanner, H. (2004): European Seasonal and Annual Temperature Variability, Trends, and Extremes Since 1500, Science 303, 1499-1503</ref> In einzelnen Regionen und an einzelnen Stationen waren die Abweichungen vor allem während der heißesten Periode im August 2003 noch wesentlich höher. So lagen die Temperaturen im August in Zentral-Frankreich um bis zu 14 °C über dem August-Mittel von 1971-2000. In Deutschland lagen die Sommertemperaturen um 3,4 °C über dem Mittel von 1961-1990 und waren damit eindeutig die höchsten seit dem Beginn der Flächenmittel-Abschätzungen, d.h. seit 1761. Die Zahl der extremen [[Kenntage|Hitzetage]] mit einer [[Temperatur]] von über 36 °C war z.B. an der Station Karlsruhe mit 16 deutlich höher als bei dem bisherigen Spitzenreiter 1952 (10 Tage).<ref name="Schönwiese-et-al" /> An zahlreichen Stationen wurden die bisherigen Höchstwerte überschritten, an einigen sogar die 40 °C-Marke.<ref name="DeutscherWetterdienst"> Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KUPK/Wetterrekorde/absolute__hoechsttemperaturen__brd,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/absolute_hoechsttemperaturen_brd.pdf Absolute Höchsttemperaturen in Deutschland]</ref>

=== Großwetterlage ===

Die Großwetterlage über Europa zeigte das übliche Muster bei sommerlichen Hitzewellen: einen blockierenden [[Hoch]]druckrücken über West- und Mitteleuropa, der die sonst vom Atlantik heranziehenden [[Tiefdruck]]systeme in einem großen Bogen um sich herumlenkte und in dem absteigende Luftmassen für eine längere Periode mit klarem Himmel und hoher Sonneneinstrahlung sorgten. Hinzu kam in den betroffenen Regionen eine längere Trockenperiode seit Februar 2003, die den Boden und die Vegetation ausgetrocknet hatte, so dass während der Hitzewelle im August kaum noch Feuchte zum [[Verdunstung|Verdunsten]] zur Verfügung stand. In Deutschland war es - im Widerspruch zum langfristigen Trend - die längste Trockenperiode seit 100 Jahren.<ref name="Beck-et-al">Beck, , J. Grieser, S. Trömel (2003): Die Trockenperiode des Jahres 2003 in Deutschland im Kontext langzeitlicher Niederschlagsvariabilität, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/08__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/08_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 142-151]</ref>

== Hitzewelle in Russland 2010 ==
[[Bild:Russia temp2010.jpg|thumb|540px|Temperaturabweichung 20.-27. Juli 2010 im Vergleich zum selben Zeitraum 2000-2008]]
Nach einem sehr kalten Winter erlebte Russland im Sommer 2010 eine extreme Hitzewelle. Im Juli und August lagen die Temperaturen in vielen Städten in Westrussland über eine längere Periode bei 40 °C und damit um 10 °C über dem Mittel der früheren Sommertemperaturen. So waren die Moskauer Juli-Temperaturen die wärmsten seit 130 Jahren und waren vier Mal höher als die üblichen Abweichungen vom Mittel (Standardabweichungen) im Juli. Eine Folge waren großflächige Wald- und Torfbrände auf 25 Millionen ha, die zahlreiche Menschen obdachlos machten, Tote und Verletzte forderten. Zeitweilig wüteten allein in der Region südöstlich von Moskau über 700 Feuer. Die hitzebedingten Todesfälle in Russland werden auf 55 000 geschätzt, nicht wenige davon in Moskau durch Rauch und Luftverschmutzung. Die Ernteverluste beliefen sich auf ca. 25 % der Jahresernte, die wirtschaftlichen Verluste auf 15 Mrd. US$. <ref name="Hoerling">M. Hoerling (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref><ref name="Barriopedro 2012" />

Als unmittelbare Ursache der russischen Hitzewelle gilt eine ungewöhnlich lange anhaltende [[Blockierende Wetterlage]]. Unter einer Blockierenden Wetterlage versteht man eine im Mittel etwa ein bis zwei Wochen dauernde stationäre Lage der planetaren Wellen. Diese bewegen sich normalerweise in den mittleren Breiten vom [[Jetstream]] gesteuert von Westen nach Osten rund um den Globus. Bei einer Blockierenden Wetterlage setzen sich größere [[Hochdruckgebiet|Hoch-]] und [[Tiefdruckgebiet]]e über mehrere Tage fest und können im Sommer Hitzewellen auf der einen und Starkniederschläge auf der anderen Seite bewirken. In Russland dauerte die stationäre Wetterlage von Anfang Juli bis Mitte August, also mindestens drei Mal so lange wie im Durchschnitt. Als Folge entwickelte sich ein ungewöhnlich starkes Hochdruckgebiet. Klarer Himmel mit starker Sonneneinstrahlung und absinkende Luftmassen bewirkten die seit Beginn der Wetteraufzeichnungen nie gemessenen hohen Temperaturen. Hinzu kam, dass es seit Beginn des Sommers kaum geregnet hatte, wodurch Pflanzen und Böden ausgetrocknet waren und eine Abkühlung durch [[Verdunstung]] ausblieb.<ref name="Hoerling"/><ref name="Barriopedro 2012" />

Ein Zusammenhang der ungewöhnlichen Blockierenden Wetterlage mit der globalen Erwärmung ist umstritten. Einerseits wird argumentiert, dass es über Westrussland keinen Trend der Blockierenden Wetterlage seit 1948 gebe und dass in früheren heißen Sommern keine ungewöhnlich lang andauernde Blockierende Wetterlage vorgelegen habe.<ref name="Hoerling"/> Andererseits weist etwa der bekannte US-[[Klimaforschung|Klimaforscher]] Trenberth darauf hin, dass die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] den Blocking-Effekt verstärkt und so erst die Entstehung der extremen Hitzewelle möglich gemacht habe.<ref>[http://davidappell.blogspot.com/2010/09/does-atmospheric-blocking-explain.html Does "atmospheric blocking" Explain the Moscow Heat Wave?]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/06__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/06_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 123-132]

== Weblinks ==
* [http://bildungsserver.hamburg.de/wetterextreme-klimawandel/ Wetterextreme und Klimawandel] Hamburger Bildungsserver
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Hitzewelle_2003 Hitzewelle 2003] Wikipedia
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Omegalage Omegalage] Wikipedia-Artikel

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

{{#set:
Verursacht=Waldbrände
|Ähnlich wie=Dürren
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|Folge von=Hochdruckgebiet
|Folge von=blockierende Wetterlage
|Verursacht=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Verursacht=Hitzewellen und Gesundheit
|beeinflusst=Klimaänderungen und Landwirtschaft Europa
|regionales Beispiel von=Hitzewellen
}}

Hitzewellen Europa

2013-03-01T19:57:02Z

Anastasia: /* Großwetterlage */

[[Bild:Heatwave_N_europe.jpg|thumb|450px|Hitzewelle in Nordeuropa im Juni 2008]]
Der extrem heiße Sommer 2003 in Europa hat nach Einschätzung der World Health Organization (WHO) und anderen Untersuchungen in allen betroffenen Ländern zusammen etwa 70 000 zusätzliche Todesopfer gekostet,<ref>Robine, J.M., et al. (2007): [http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2005/action1/docs/action1_2005_a2_15_en.pdf Report on excess mortalitiy in Europe during summer 2003] (EU Community Action Programme for Public Health)</ref><ref>Robine, J.-M., et al. (2008): Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003, C. R. Biologies 331, 171–178</ref> woran Frankreich und Italien am stärksten beteiligt waren.<ref name="Trigo-et-al">nach Trigo, R.M., R. García-Herrera, J. Díaz, I.F. Trigo, and M.A. Valente (2005): How exceptional was the early August 2003 heatwave in France?, Geophys. Res. Lett., 32, L10701, doi:10.1029/2005GL022410 </ref> Auch in den Folgejahren ereigneten sich starke [[Hitzewellen]] in Europa, so in Westeuropa 2006, in Nordeuropa 2008 und in Russland 2010. In dem Jahrzehnt 2001-2010 ereigniten sich für mindestens 65 % der Fläche Europas - Osteuropa 2010, Mittel- und Südwesteuropa 2003, den Balkan 2007 und die Türkei 2001 – die wärmsten Sommer der letzten 500 Jahre. Die beiden heißesen Sommer heißesten Sommer, nämlich 2003 und 2010, betrafen 25 % des Kontinents.<ref name="Barriopedro 2012">Barriopedro, D., et al.(2012): The Hot Summer of 2010: Redrawing the Temperature Record Map of Europe, Science 332, 220-224</ref>

== Die Hitzewelle 2003 ==

=== Höchsttemperaturen ===
[[Bild:Frankreich2003.gif|thumb|250px|Abweichung der Maximumtemperaturen August 2003 in Frankreich vom August-Mittel 1971-2000 in °C <ref name="Trigo-et-al" />]]
[[Meteorologie|Meteorologisch]] ist der Sommer 2003 als ein äußerst seltenes Ereignis einzustufen, das statistisch unter den bis in die 1970er Jahre herrschenden Klimabedingungen höchstens alle 10 000 Jahre einmal vorkommen sollte und damit nahezu unwahrscheinlich ist.<ref name="Schönwiese-et-al">Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/06__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/06_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 123-132]</ref> Die mittleren Sommertemperaturen lagen über großen Gebieten Kontinentaleuropas um 3 °C über dem Mittel der Periode 1961-1990<ref name=Schär-et-al">Schär, C., P.L. Vidale, D. Lüthi, C. Frei, C. Häberli, M.A. Liniger, and C. Appenzeller (2004): The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves, Nature 427, 332-336</ref> und waren damit bei weitem die höchsten Sommertemperaturen seit 1500.<ref name="Luterbacher-et-al">Luterbacher, J., Dietrich, D., Xoplaki, E., Grosjean, M. & Wanner, H. (2004): European Seasonal and Annual Temperature Variability, Trends, and Extremes Since 1500, Science 303, 1499-1503</ref> In einzelnen Regionen und an einzelnen Stationen waren die Abweichungen vor allem während der heißesten Periode im August 2003 noch wesentlich höher. So lagen die Temperaturen im August in Zentral-Frankreich um bis zu 14 °C über dem August-Mittel von 1971-2000. In Deutschland lagen die Sommertemperaturen um 3,4 °C über dem Mittel von 1961-1990 und waren damit eindeutig die höchsten seit dem Beginn der Flächenmittel-Abschätzungen, d.h. seit 1761. Die Zahl der extremen [[Kenntage|Hitzetage]] mit einer [[Temperatur]] von über 36 °C war z.B. an der Station Karlsruhe mit 16 deutlich höher als bei dem bisherigen Spitzenreiter 1952 (10 Tage).<ref name="Schönwiese-et-al" /> An zahlreichen Stationen wurden die bisherigen Höchstwerte überschritten, an einigen sogar die 40 °C-Marke.<ref name="DeutscherWetterdienst"> Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KUPK/Wetterrekorde/absolute__hoechsttemperaturen__brd,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/absolute_hoechsttemperaturen_brd.pdf Absolute Höchsttemperaturen in Deutschland]</ref>

=== Großwetterlage ===

Die Großwetterlage über Europa zeigte das übliche Muster bei sommerlichen Hitzewellen: einen blockierenden [[Hoch]]druckrücken über West- und Mitteleuropa, der die sonst vom Atlantik heranziehenden [[Tiefdruck]]systeme in einem großen Bogen um sich herumlenkte und in dem absteigende Luftmassen für eine längere Periode mit klarem Himmel und hoher Sonneneinstrahlung sorgten. Hinzu kam in den betroffenen Regionen eine längere Trockenperiode seit Februar 2003, die den Boden und die Vegetation ausgetrocknet hatte, so dass während der Hitzewelle im August kaum noch Feuchte zum [[Verdunstung|Verdunsten]] zur Verfügung stand. In Deutschland war es - im Widerspruch zum langfristigen Trend - die längste Trockenperiode seit 100 Jahren.<ref name="Beck-et-al">Beck, , J. Grieser, S. Trömel (2003): Die Trockenperiode des Jahres 2003 in Deutschland im Kontext langzeitlicher Niederschlagsvariabilität, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/08__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/08_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 142-151]</ref>

== Hitzewelle in Russland 2010 ==
[[Bild:Russia temp2010.jpg|thumb|540px|Temperaturabweichung 20.-27. Juli 2010 im Vergleich zum selben Zeitraum 2000-2008]]
Nach einem sehr kalten Winter erlebte Russland im Sommer 2010 eine extreme Hitzewelle. Im Juli und August lagen die Temperaturen in vielen Städten in Westrussland über eine längere Periode bei 40 °C und damit um 10 °C über dem Mittel der früheren Sommertemperaturen. So waren die Moskauer Juli-Temperaturen die wärmsten seit 130 Jahren und waren vier Mal höher als die üblichen Abweichungen vom Mittel (Standardabweichungen) im Juli. Eine Folge waren großflächige Wald- und Torfbrände auf 25 Millionen ha, die zahlreiche Menschen obdachlos machten, Tote und Verletzte forderten. Zeitweilig wüteten allein in der Region südöstlich von Moskau über 700 Feuer. Die hitzebedingten Todesfälle in Russland werden auf 55 000 geschätzt, nicht wenige davon in Moskau durch Rauch und Luftverschmutzung. Die Ernteverluste beliefen sich auf ca. 25 % der Jahresernte, die wirtschaftlichen Verluste auf 15 Mrd. US$. <ref name="Hoerling">M. Hoerling (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref><ref name="Barriopedro 2012" />

Als unmittelbare Ursache der russischen Hitzewelle gilt eine ungewöhnlich lange anhaltende [[Blockierende Wetterlage]]. Unter einer Blockierenden Wetterlage versteht man eine im Mittel etwa ein bis zwei Wochen dauernde stationäre Lage der planetaren Wellen. Diese bewegen sich normalerweise in den mittleren Breiten vom [[Jetstream]] gesteuert von Westen nach Osten rund um den Globus. Bei einer Blockierenden Wetterlage setzen sich größere [[Hochdruckgebiet|Hoch-]] und [[Tiefdruckgebiet]]e über mehrere Tage fest und können im Sommer Hitzewellen auf der einen und Starkniederschläge auf der anderen Seite bewirken. In Russland dauerte die stationäre Wetterlage von Anfang Juli bis Mitte August, also mindestens drei Mal so lange wie im Durchschnitt. Als Folge entwickelte sich ein ungewöhnlich starkes Hochdruckgebiet. Klarer Himmel mit starker Sonneneinstrahlung und absinkende Luftmassen bewirkten die seit Beginn der Wetteraufzeichnungen nie gemessenen hohen Temperaturen. Hinzu kam, dass es seit Beginn des Sommers kaum geregnet hatte, wodurch Pflanzen und Böden ausgetrocknet waren und eine Abkühlung durch [[Verdunstung]] ausblieb.<ref name="Hoerling"/><ref name="Barriopedro 2012" />

Ein Zusammenhang der ungewöhnlichen Blockierenden Wetterlage mit der globalen Erwärmung ist umstritten. Einerseits wird argumentiert, dass es über Westrussland keinen Trend der Blockierenden Wetterlage seit 1948 gebe und dass in früheren heißen Sommern keine ungewöhnlich lang andauernde Blockierende Wetterlage vorgelegen habe.<ref name="Hoerling"/> Andererseits weist etwa der bekannte US-[[Klimaforschung|Klimaforscher]] Trenberth darauf hin, dass die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] den Blocking-Effekt verstärkt und so erst die Entstehung der extremen Hitzewelle möglich gemacht habe.<ref>[http://davidappell.blogspot.com/2010/09/does-atmospheric-blocking-explain.html Does "atmospheric blocking" Explain the Moscow Heat Wave?]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_gutachten&T11604113091137132028113gsbDocumentPath=Content%2FOeffentlichkeit%2FKU%2FKU2%2FKU22%2Fklimastatusbericht%2Feinzelne__berichte%2Fksb2003__pdf%2F06__2003.html Klimastatusbericht 2003, 123-132]

== Weblinks ==
* [http://bildungsserver.hamburg.de/wetterextreme-klimawandel/ Wetterextreme und Klimawandel] Hamburger Bildungsserver
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Hitzewelle_2003 Hitzewelle 2003] Wikipedia
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Omegalage Omegalage] Wikipedia-Artikel

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

{{#set:
Verursacht=Waldbrände
|Ähnlich wie=Dürren
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|Folge von=Hochdruckgebiet
|Folge von=blockierende Wetterlage
|Verursacht=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Verursacht=Hitzewellen und Gesundheit
|beeinflusst=Klimaänderungen und Landwirtschaft Europa
|regionales Beispiel von=Hitzewellen
}}

Hitzewellen Europa

2013-03-01T19:55:28Z

Anastasia: /* Höchsttemperaturen */

[[Bild:Heatwave_N_europe.jpg|thumb|450px|Hitzewelle in Nordeuropa im Juni 2008]]
Der extrem heiße Sommer 2003 in Europa hat nach Einschätzung der World Health Organization (WHO) und anderen Untersuchungen in allen betroffenen Ländern zusammen etwa 70 000 zusätzliche Todesopfer gekostet,<ref>Robine, J.M., et al. (2007): [http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2005/action1/docs/action1_2005_a2_15_en.pdf Report on excess mortalitiy in Europe during summer 2003] (EU Community Action Programme for Public Health)</ref><ref>Robine, J.-M., et al. (2008): Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003, C. R. Biologies 331, 171–178</ref> woran Frankreich und Italien am stärksten beteiligt waren.<ref name="Trigo-et-al">nach Trigo, R.M., R. García-Herrera, J. Díaz, I.F. Trigo, and M.A. Valente (2005): How exceptional was the early August 2003 heatwave in France?, Geophys. Res. Lett., 32, L10701, doi:10.1029/2005GL022410 </ref> Auch in den Folgejahren ereigneten sich starke [[Hitzewellen]] in Europa, so in Westeuropa 2006, in Nordeuropa 2008 und in Russland 2010. In dem Jahrzehnt 2001-2010 ereigniten sich für mindestens 65 % der Fläche Europas - Osteuropa 2010, Mittel- und Südwesteuropa 2003, den Balkan 2007 und die Türkei 2001 – die wärmsten Sommer der letzten 500 Jahre. Die beiden heißesen Sommer heißesten Sommer, nämlich 2003 und 2010, betrafen 25 % des Kontinents.<ref name="Barriopedro 2012">Barriopedro, D., et al.(2012): The Hot Summer of 2010: Redrawing the Temperature Record Map of Europe, Science 332, 220-224</ref>

== Die Hitzewelle 2003 ==

=== Höchsttemperaturen ===
[[Bild:Frankreich2003.gif|thumb|250px|Abweichung der Maximumtemperaturen August 2003 in Frankreich vom August-Mittel 1971-2000 in °C <ref name="Trigo-et-al" />]]
[[Meteorologie|Meteorologisch]] ist der Sommer 2003 als ein äußerst seltenes Ereignis einzustufen, das statistisch unter den bis in die 1970er Jahre herrschenden Klimabedingungen höchstens alle 10 000 Jahre einmal vorkommen sollte und damit nahezu unwahrscheinlich ist.<ref name="Schönwiese-et-al">Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU22/klimastatusbericht/einzelne__berichte/ksb2003__pdf/06__2003,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/06_2003.pdf Klimastatusbericht 2003, 123-132]</ref> Die mittleren Sommertemperaturen lagen über großen Gebieten Kontinentaleuropas um 3 °C über dem Mittel der Periode 1961-1990<ref name=Schär-et-al">Schär, C., P.L. Vidale, D. Lüthi, C. Frei, C. Häberli, M.A. Liniger, and C. Appenzeller (2004): The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves, Nature 427, 332-336</ref> und waren damit bei weitem die höchsten Sommertemperaturen seit 1500.<ref name="Luterbacher-et-al">Luterbacher, J., Dietrich, D., Xoplaki, E., Grosjean, M. & Wanner, H. (2004): European Seasonal and Annual Temperature Variability, Trends, and Extremes Since 1500, Science 303, 1499-1503</ref> In einzelnen Regionen und an einzelnen Stationen waren die Abweichungen vor allem während der heißesten Periode im August 2003 noch wesentlich höher. So lagen die Temperaturen im August in Zentral-Frankreich um bis zu 14 °C über dem August-Mittel von 1971-2000. In Deutschland lagen die Sommertemperaturen um 3,4 °C über dem Mittel von 1961-1990 und waren damit eindeutig die höchsten seit dem Beginn der Flächenmittel-Abschätzungen, d.h. seit 1761. Die Zahl der extremen [[Kenntage|Hitzetage]] mit einer [[Temperatur]] von über 36 °C war z.B. an der Station Karlsruhe mit 16 deutlich höher als bei dem bisherigen Spitzenreiter 1952 (10 Tage).<ref name="Schönwiese-et-al" /> An zahlreichen Stationen wurden die bisherigen Höchstwerte überschritten, an einigen sogar die 40 °C-Marke.<ref name="DeutscherWetterdienst"> Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KUPK/Wetterrekorde/absolute__hoechsttemperaturen__brd,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/absolute_hoechsttemperaturen_brd.pdf Absolute Höchsttemperaturen in Deutschland]</ref>

=== Großwetterlage ===

Die Großwetterlage über Europa zeigte das übliche Muster bei sommerlichen Hitzewellen: einen blockierenden [[Hoch]]druckrücken über West- und Mitteleuropa, der die sonst vom Atlantik heranziehenden [[Tiefdruck]]systeme in einem großen Bogen um sich herumlenkte und in dem absteigende Luftmassen für eine längere Periode mit klarem Himmel und hoher Sonneneinstrahlung sorgten. Hinzu kam in den betroffenen Regionen eine längere Trockenperiode seit Februar 2003, die den Boden und die Vegetation ausgetrocknet hatte, so dass während der Hitzewelle im August kaum noch Feuchte zum [[Verdunstung|Verdunsten]] zur Verfügung stand. In Deutschland war es - im Widerspruch zum langfristigen Trend - die längste Trockenperiode seit 100 Jahren.<ref name="Beck-et-al">Beck, , J. Grieser, S. Trömel (2003): Die Trockenperiode des Jahres 2003 in Deutschland im Kontext langzeitlicher Niederschlagsvariabilität, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_gutachten&T11604113091137132028113gsbDocumentPath=Content%2FOeffentlichkeit%2FKU%2FKU2%2FKU22%2Fklimastatusbericht%2Feinzelne__berichte%2Fksb2003__pdf%2F08__2003.html Klimastatusbericht 2003, 142-151]</ref>

== Hitzewelle in Russland 2010 ==
[[Bild:Russia temp2010.jpg|thumb|540px|Temperaturabweichung 20.-27. Juli 2010 im Vergleich zum selben Zeitraum 2000-2008]]
Nach einem sehr kalten Winter erlebte Russland im Sommer 2010 eine extreme Hitzewelle. Im Juli und August lagen die Temperaturen in vielen Städten in Westrussland über eine längere Periode bei 40 °C und damit um 10 °C über dem Mittel der früheren Sommertemperaturen. So waren die Moskauer Juli-Temperaturen die wärmsten seit 130 Jahren und waren vier Mal höher als die üblichen Abweichungen vom Mittel (Standardabweichungen) im Juli. Eine Folge waren großflächige Wald- und Torfbrände auf 25 Millionen ha, die zahlreiche Menschen obdachlos machten, Tote und Verletzte forderten. Zeitweilig wüteten allein in der Region südöstlich von Moskau über 700 Feuer. Die hitzebedingten Todesfälle in Russland werden auf 55 000 geschätzt, nicht wenige davon in Moskau durch Rauch und Luftverschmutzung. Die Ernteverluste beliefen sich auf ca. 25 % der Jahresernte, die wirtschaftlichen Verluste auf 15 Mrd. US$. <ref name="Hoerling">M. Hoerling (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref><ref name="Barriopedro 2012" />

Als unmittelbare Ursache der russischen Hitzewelle gilt eine ungewöhnlich lange anhaltende [[Blockierende Wetterlage]]. Unter einer Blockierenden Wetterlage versteht man eine im Mittel etwa ein bis zwei Wochen dauernde stationäre Lage der planetaren Wellen. Diese bewegen sich normalerweise in den mittleren Breiten vom [[Jetstream]] gesteuert von Westen nach Osten rund um den Globus. Bei einer Blockierenden Wetterlage setzen sich größere [[Hochdruckgebiet|Hoch-]] und [[Tiefdruckgebiet]]e über mehrere Tage fest und können im Sommer Hitzewellen auf der einen und Starkniederschläge auf der anderen Seite bewirken. In Russland dauerte die stationäre Wetterlage von Anfang Juli bis Mitte August, also mindestens drei Mal so lange wie im Durchschnitt. Als Folge entwickelte sich ein ungewöhnlich starkes Hochdruckgebiet. Klarer Himmel mit starker Sonneneinstrahlung und absinkende Luftmassen bewirkten die seit Beginn der Wetteraufzeichnungen nie gemessenen hohen Temperaturen. Hinzu kam, dass es seit Beginn des Sommers kaum geregnet hatte, wodurch Pflanzen und Böden ausgetrocknet waren und eine Abkühlung durch [[Verdunstung]] ausblieb.<ref name="Hoerling"/><ref name="Barriopedro 2012" />

Ein Zusammenhang der ungewöhnlichen Blockierenden Wetterlage mit der globalen Erwärmung ist umstritten. Einerseits wird argumentiert, dass es über Westrussland keinen Trend der Blockierenden Wetterlage seit 1948 gebe und dass in früheren heißen Sommern keine ungewöhnlich lang andauernde Blockierende Wetterlage vorgelegen habe.<ref name="Hoerling"/> Andererseits weist etwa der bekannte US-[[Klimaforschung|Klimaforscher]] Trenberth darauf hin, dass die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] den Blocking-Effekt verstärkt und so erst die Entstehung der extremen Hitzewelle möglich gemacht habe.<ref>[http://davidappell.blogspot.com/2010/09/does-atmospheric-blocking-explain.html Does "atmospheric blocking" Explain the Moscow Heat Wave?]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* Schönwiese, C.-D. , T. Staeger, S. Trömel, M. Jonas (2003): Statistisch- klimatologische Analyse des Hitzesommers 2003 in Deutschland, in: Deutscher Wetterdienst: [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_gutachten&T11604113091137132028113gsbDocumentPath=Content%2FOeffentlichkeit%2FKU%2FKU2%2FKU22%2Fklimastatusbericht%2Feinzelne__berichte%2Fksb2003__pdf%2F06__2003.html Klimastatusbericht 2003, 123-132]

== Weblinks ==
* [http://bildungsserver.hamburg.de/wetterextreme-klimawandel/ Wetterextreme und Klimawandel] Hamburger Bildungsserver
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Hitzewelle_2003 Hitzewelle 2003] Wikipedia
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Omegalage Omegalage] Wikipedia-Artikel

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

{{#set:
Verursacht=Waldbrände
|Ähnlich wie=Dürren
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|Folge von=Hochdruckgebiet
|Folge von=blockierende Wetterlage
|Verursacht=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Verursacht=Hitzewellen und Gesundheit
|beeinflusst=Klimaänderungen und Landwirtschaft Europa
|regionales Beispiel von=Hitzewellen
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Außertropische Stürme

2013-03-01T19:52:00Z

Anastasia: /* Stürme in mittleren und hohen Breiten */

[[Bild:Kyrill_Strommast.JPG|thumb|500px|Abb. 1: Während des Sturms Kyrill am 18.1.2007 umgeknickter Strommast bei Magdeburg-Ottersleben ]]
Außertropische Stürme gehören mit [[Hitzewellen]], [[Dürren]], [[Starkniederschläge und Hochwasser|Starkniederschlägen]] und [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Folge von::Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
== Stürme in mittleren und hohen Breiten ==

Nicht nur die [[ähnlich wie::Hurrikane|tropischen Hurrikane]], sondern auch die Stürme in den außertropischen Regionen stellen eine wichtige Bedrohung durch [[Teil von::Wetterextreme|extreme Wetterereignisse]] dar. Sie können sowohl auf dem Land wie über dem Meer starke Zerstörungen anrichten, z.B. Dächer abdecken, Bäume umknicken, Schiffe in Seenot bringen und Sturmfluten verursachen. Die Hauptgebiete außertropischer Stürme sind auf der Nordhalbkugel der Nordatlantik und der Nordpazifik mit Auswirkungen auf Nordamerika und Nordwesteuropa. Die Hauptjahreszeit der Sturmaktivität ist der Winter. Auf der Südhalbkugel ist die außertropische Sturmtätigkeit zwischen dem 30 und 65 Breitengrad konzentriert mit dem Schwerpunkt rund um die Ostantarktis.

In Deutschland hatte zuletzt der Sturm Kyrill über ein relativ großes Gebiet starke Schäden an Verkehrswegen, Gebäuden und Wäldern verursacht und 11 Menschenleben gefordert. Er erreichte Spitzengeschwindigkeiten von 200 km/h.<ref>Gerhard Müller-Westermeier (2007): [http://www.dwd.de/bvbw/generator/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/KU/KU2/KU23/besondere__ereignisse__deutschland/stuerme/orkan__kyrill__18012007,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/orkan_kyrill_18012007.pdf Beschreibung und klimatologische Bewertung des Orkantiefs „Kyrill“], Deutscher Wetterdienst</ref> Da dieser Sturm in einen ungewöhnlich warmen Winter fiel und nahezu zeitgleich mit dem Erscheinen des vierten Berichts des [[IPCC|Weltklimarates]] auftrat, wurde in der Öffentlichkeit darüber diskutiert, inwieweit durch den Klimawandel mit stärkeren und häufigeren Stürmen zu rechnen ist.

== Hat die Sturmaktivität zugenommen? ==
===Stürme im Jahresmittel===
[[Bild:Wind_D_Bucht.jpg|thumb|500px|Abb. 2: Veränderung der Windgeschwindigkeit in der Deutschen Bucht 1879-2005 in m/sec und die globale Temperaturentwicklung]]
Die Frage, ob die Sturmtätigkeit z.B. im Nordatlantikraum zugenommen hat, ist nicht einfach zu entscheiden, was nicht zuletzt ein Problem der Datenlage ist. Während Temperaturdaten in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen, um daraus etwa für die letzten 120 Jahre einen Trend abzuleiten, ist das bei Winddaten nicht der Fall. Konsistente längere Windgeschwindigkeitsmessungen sind nahezu nicht verfügbar. Neben fehlenden Messreihen spielen die Verlegung von Messstationen (wie z.B. in Hamburg vom Hafen zum Flughafen) oder die Veränderung der Umgebung (wie durch die Beseitigung eines Waldes im Luv in Südschweden) eine Rolle. Bessere Erkenntnisse erlauben Ableitungen der Windgeschwindigkeit aus dem Luftdruck oder dem Wasserstandsniveau.

Der Rückblick in die letzten Jahrzehnte und Jahrhunderte auf Grundlage der zur Verfügung stehenden Daten lässt eine Beziehung zwischen steigender Temperatur und stärkeren Stürmen nur begrenzt erkennen. So zeigen die Jahresmittel der Windgeschwindigkeit in der Deutschen Bucht zwischen 1879 und 2005 insgesamt keinen Trend, der der Temperaturentwicklung entspräche (Abb. 1). Die Variabilität von Jahr zu Jahr ist sehr ausgeprägt; außerdem lässt sich eine Dekadenschwankung erkennen. Um 1900 zeigen Nordwest- und Mitteleuropa eine relativ hohe Sturmaktivität, die Anfang des 20. Jahrhunderts abnimmt, während die Temperatur steigt. Nur in den 1940er und seit Ende der 1960er Jahren verstärkt sich die Sturmaktivität wieder. Von den 1970er bis in die 1990er Jahre ist eine deutliche Zunahme der Windgeschwindigkeit zu erkennen, die man zu der globalen Erwärmung in Beziehung setzen könnte, die jedoch seit Mitte der 1990er wieder einer Abnahme weicht, obwohl der Temperaturanstieg sich fortsetzte.

Auch an anderen europäischen Stationen lässt sich kein längerfristiger Trend feststellen. So zeigen Stationen in Südschweden, für die weit zurückreichende Luftdruckdaten vorliegen, zwar ebenfalls eine Zunahme der Sturmtätigkeit in den 1980er und 1990er Jahren, die aber nicht auffälliger ist als Ende des 19. Jahrhunderts und wohl im Rahmen der natürlichen Schwankungen liegt.<ref>Bärring, L., und H. von Storch (2004): Scandinavian storminess since about 1800, Geophysical Research Letters 31:L20202</ref> Interessant in diesem Zusammenhang ist, dass auch Untersuchungen mit Hilfe von Klimamodellen über die historische Entwicklung des Sturmklimas keine Kopplung zwischen Temperatur und Stürmen aufweisen. So ist etwa im Späten Maunder Minimum (1675-1710), der kältesten Phase der Kleinen Eiszeit, keine Reduktion der Sturmaktivität feststellbar.<ref>Von Storch, H. und R. Weisse: [http://coast.gkss.de/staff/storch/pdf/061126.thun.storms.extended.pdf Regional storm climate and related marine hazards in the Northeast Atlantic], in: Diaz, H.F. and Murnane, R.J. (eds.), Climate Extremes and Society, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-87028-3, p. 54-73</ref>

===Jahreszeitliche Änderungen===
Etwa anders sieht die Sachlage aus, wenn die Sturmentwicklung saisonal und regional differenziert betrachtet wird.<ref name="Wang-et-al">Wang, X.L., et al. (2008): Trends and variability of storminess in the Northeast Atlantic region, 1874-2007, Climate Dynamics published online Dec. 2008</ref> Im Jahresmittel liegt das Maximum nach aktualisierten Daten in den frühen 1990er Jahren etwa auf dem Niveau desjenigen um 1900. Dabei gibt es jedoch große regionale und saisonale Differenzen. Das Maximum um 1900 ist vor allem ein Sommer-Maximum, das seitdem fast für die gesamte Nordostatlantische Region einen Abwärtstrend aufweist, besonders deutlich über der Nordsee. Im Winter hat die Sturmaktivität in der Nordsee über die letzten ca. 120 Jahre dagegen zugenommen, während sie über dem westlichen Nordostatlantik zwischen Norwegen und Island abgenommen hat. Das Maximum um 1990 ist fast überall nur im Winter und Frühling, nicht aber im Sommer und Herbst zu erkennen.

[[Bild:Wind_NAO.jpg|thumb|520px|Abb. 3: Windgeschwindigkeits- und NAO-Index im Winter über dem NO-Atlantik (10-Jahresmittel)]]
Eine Beziehung zur Temperaturentwicklung lässt sich aber auch daraus nicht ableiten. Vielmehr zeigt sich bei saisonaler Betrachtung im Winter und Frühjahr eine enge Korrelation zwischen der [[Nordatlantische Oszillation|Nordatlantischen Oszillation]] (NAO) und der Sturmaktivität: Je höher der NAO-Index, desto kräftiger sind die Nordostatlantischen Sturmaktivitäten, vor allem in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts (Abb. 2). Beim Vergleich der Jahresmittel ergibt sich dagegen nur ein geringer Einfluss der NAO auf die Sturmaktivität.<ref>Matulla, C. et al. (2007): European Storminess: late nineteenth century to present, Climate Dynamics 31, 125-130</ref>

Bei etwas großräumigerer Betrachtung lässt sich feststellen, dass sich die Sturmbahnen im Nordatlantik und Nordpazifik in den letzten Jahrzehnten polwärts verschoben haben, im Nordatlantik im Winter z.B. um 180 km.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.5.3</ref> Damit einher sind eine Zunahme der Tiefdruckaktivität im Winter in den höheren Breiten und eine Abnahme in den mittleren Breiten des nordatlantischen Raumes festzustellen. In Übereinstimmung damit haben in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts die Wellenhöhen im subtropischen Nordatlantik ab- und im nordöstlichen Nordatlantik zugenommen. Ob sich hier bereits ein Einfluss des anthropogenen Klimawandels zeigt, muss offen bleiben.<ref name="Wang-et-al" />

== Zukünftige Sturmentwicklung ==
[[Bild:Sturmfluten_nordsee2100.jpg|thumb|520px|Abb. 4: Erwartete Zunahme der windbedingten Sturmfluthöhen in m am Ende des 21. Jahrhunderts nach dem A2-Szenario]]
Allerdings zeigen nahezu alle [[Klimamodelle|Modellrechnungen]] für das 21. Jahrhundert, dass eine stärkere anthropogene Veränderung des Klimas auch die außertropischen Sturmaktivitäten beeinflusst. Übereinstimmend werden für beide Hemisphären eine weitere Verschiebung der Sturmbahnen polwärts und eine größere Sturmaktivität in höheren Breiten simuliert.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.3.6.4</ref> Als wichtigstes Ergebnis aus verschiedenen Modellrechnungen ergibt sich, dass sowohl auf der Nord- wie auf der Südhalbkugel die Anzahl der starken Tiefdruckgebiete (mit einem Kerndruck unter 970 hPa) im Winter zu-, während die Gesamtzahl der Tiefdruckgebiete abnehmen wird. Von verschiedenen Modellen wurde sowohl für den Nordostatlantik wie für den Nordostpazifik eine Zunahme extremer Tiefdruckgebiete projiziert. Über dem Mittelmeer wird dagegen eher eine starke Reduktion bei den winterlichen Zyklonen angenommen. Auch auf der Südhalbkugel wird vor allem um 40 °S im Süd-Winter eine starke Reduktion der Zahl der Tiefs über Australien und Neuseeland berechnet. Im Süd-Winter wird dagegen auch hier von einer Zunahme der Intensität der Tiefdruckgebiete ausgegangen.<ref>Ulbrich, U., G.C. Leckebusch and J.G. Pinto (2009): Extra-tropical cyclones in the present and future climate: a review, Theoretical and Applied Climatology 96, 117-131</ref>

Für die Nordsee wird mit einer Zunahme der Westwindstärke im Winter um bis zu 10 % gerechnet. Damit sind Auswirkungen auf die Sturmfluten an der Nordseeküste verbunden, die um 30 bis 40 cm allein durch stärkere Winde steigen werden (Abb. 4). Darauf addiert muss noch der Betrag durch den [[Meeresspiegelanstieg in Europa|Meeresspiegelanstieg]] werden.

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{CC-Lizenz}}
[[Kategorie:Extremereignisse]]

{{#set:
ähnlich wie=Tornados
|ähnlich wie=Hitzewellen
|ähnlich wie=Dürren
|ähnlich wie=Starkniederschläge und Hochwasser
|ähnlich wie=Tropische Wirbelstürme
}}

Aktuelle Klimaänderungen

2013-03-01T19:48:11Z

Anastasia: /* Kalte Winter in Europa */

Die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] zeigt sich besonders seit den 1970er Jahren. Von den fünf wärmsten je gemessenen Jahren liegen vier sogar schon im 21. Jahrhundert. 2010, 2005 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe, gefolgt von den Jahren 2003 und 2002, 2006, 2007, 2004, 2001, 2008 und 1997.
[[Bild:Temp1980-2012.jpg|thumb|480px|Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte]]
===Setzt der Klimawandel aus?===

Dennoch hat die geringe Temperaturzunahme in den letzten 15 Jahren in den Medien Spekulationen über ein Aussetzen des Klimawandels hervorgerufen, so etwa in einem aktuellen Spiegel-Online-Artikel.<ref>Axel Bojanowski: [http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/stillstand-der-temperatur-erklaerungen-fuer-pause-der-klimaerwaermung-a-877941.html Forscher rätseln über Stillstand bei Erderwärmung], Spiegel Online 18.1.2013</ref><ref>Vgl. zu dem Thema auch: Easterling, D. R., and M. F. Wehner (2009): Is the climate warming or cooling?, Geophysical Research Letters, 36, L08706, doi:10.1029/2009GL037810</ref> Tatsächlich lag die globale Mitteltemperatur nach den Daten der NOAA 1998 um 0,63 °C über dem Mittelwert von 19001-2000 und fünfzehn Jahre später, im Jahre 2012, nur um 0,57 °C darüber.<ref>Alle folgenden Temperaturdaten nach National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/annual.land_ocean.90S.90N.df_1901-2000mean.dat Annual global temperatures]</ref> Die beiden dazwischen liegenden Spitzenjahre 2005 und 2010 lagen mit 0,65 °C und 0,66 °C nur unwesentlich über dem Wert von 1998. Die globale Temperatur nimmt also trotz weiterhin steigender CO2-Konzentration von 367 ppm im Jahre 1998 auf 394 ppm<ref>[ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_annmean_mlo.txt Mauna Loa CO2 annual mean data] Jahresmittelwerte </ref> im Jahre 2012 offensichtlich nicht mehr zu. Bedeutet das, dass damit die globale Erwärmung durch die Emission von [[Treibhausgase]]n durch den Menschen nicht mehr wirksam ist?

Um diese Frage zu beantworten, müssen die Daten aus zwei Gründen kritisch betrachtet werden. Der eine Grund ist statistischer Natur. Die globale Temperaturkurve zeigt immer wieder starke Schwankungen von Jahr zu Jahr. Um einen längerfristigen Trend von 20 oder 30 Jahren zu bestimmen, können daher nicht einzelne Jahre verglichen werden, wie etwa das außergewöhnlich warme Jahr 1998 und das eher kühle Jahr 2012. Vergleicht man dagegen etwas längere Zeiträume, z.B. Jahrzehnte, untereinander, kommt man zu einem ganz anderen Ergebnis. Der Mittelwert des Jahrzehnts 1981-1990 betrug 0,25 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000, der von 1991-2000 lag um 0,40 °C und der des Jahrzehnts 2001-2010 um 0,6 °C darüber. Die 2000er Jahre waren also deutlich wärmer als die 1990er und diese deutlich wärmer als die 1980er Jahre.
[[Bild:Temp 1980 2012.jpg|thumb|480px|Temperaturentwicklung nach fünf Datensätzen (blau) und unter Herausrechnung der Einflüsse der Solarstrahlung, von ENSO und Vulkanausbrüchen (rot).]]
Der zweite Punkt, der berücksichtigt werden muss, wenn man aus den gemessenen Werten der globalen Jahresmitteltemperatur nach der Wirkung der [[Anthropogen|anthropogenen]] [[Treibhausgase|Treibhausgase]]missionen fragt, ist der Einfluss [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlicher Klimaschwankungen]]. Die globale Mitteltemperatur wird nicht nur durch die Konzentration von Treibhausgasen bestimmt, sondern auch durch natürliche Klimafaktoren beeinflusst. 1998 war deshalb ein Ausnahmejahr, weil der stärkste je gemessenen [[ENSO|El Niño]] die Temperaturen weltweit nach oben getrieben hat. Die bisher höchste je gemessene Jahresmitteltemperatur von 0,66 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000 im Jahre 2010 war ebenfalls durch einen El Niño beeinflusst. Die relativ kühlen Jahre 2000 (0,43), 2008 (0,51) und 2011 (0,53 bei 0,4 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000) waren dagegen [[ENSO|La-Niña]]-Jahre. Neben [[ENSO]] spielen auch andere natürliche Faktoren wie die Veränderungen der [[Sonnenenergie|Sonneneinstrahlung]], [[Vulkanismus|Vulkanausbrüche]] oder die interne [[Natürliche Klimaschwankungen|Variabilität des Klimasystems]] eine Rolle und modifizieren die längerfristige, anthropogen verursachte globale Erwärmung. Klimaforscher bezeichnen die Schwankungen in den Daten, die durch die eher kurzfristigen natürlichen Einflussfaktoren verursacht sind, als „Rauschen“, die eher längerfristigen Veränderungen durch anthropogene Treibhausgasemissionen als „Signal“.
[[Bild:Temp_winter2009-10.jpg|thumb|480px|Temperaturabweichung im Winter 2009/10 vom Mittel der Jahre 1951-1980]]

===Kalte Winter in Europa===
[[Bild: Nao_negativ.jpg|thumb|320px|Druckverhältnisse, Strömungen und Wetterlagen bei einem negativen [[NAO-Index]] im Winter]]
Die kalten Winter 2009/10 und 2010/11 haben dagegen nichts mit dem globalen Trend zu tun, sondern sind ein regional begrenztes Phänomen, das sich auf Teile von Europa, Russland und der USA beschränkt.<ref name="Guirguis 2011">Guirguis,K., A. Gershunov, R. Schwartz, and S. Bennett (2011): Recent warm and cold daily winter temperature extremes in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2011GL048762, 2011</ref> Hier lagen die Temperaturen um einige Grad Celsius unter den Wintertemperaturen der Periode 1951-1980. Hauptursache für die Kältewellen in Europa, Sibirien und den USA war eine sehr schwach ausgebildete [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO). Der Gegensatz der Druckverhältnisse dem Azorenhoch und dem Islantief war niedriger als gewöhnlich. Das führte zu stabilen Luftdruck-Mustern, die arktische Luft in die östliche USA und in das nördliche Eurasien lenkte. Die Temperaturverteilung entspricht ziemlich genau den Wetterlagen bei einer negativen NAO-Phase. Die NAO selbst unterliegt starken natürlichen Schwankungen von Jahr zu Jahr sowie einer Dekadenschwankung. Die schwache NAO allein hätte allerdings noch kältere Bedingungen erwarten lassen, so dass davon auszugehen ist, dass die globale Erwärmung die Kältewellen abgemildert hat.

Neben dem Einfluss der NAO spielte möglicherweise auch das [[Klimaänderungen_in_Europa#Kalte_Winter_in_Europa|Abschmelzen des arktischen Meereises]] eine Rolle, das auch die Schwankungen der NAO beeinflusst haben könnte. Seit 2005 hat sich der sommerliche Rückgang des arktischen Meereises deutlich beschleunigt. Das hat zu einer Destabilisierung des Polarwirbels geführt, so dass kalte und feuchte Luft aus der Arktis bis nach Nordamerika, Nordeuropa und Nordostasien vordringen konnte. Näheres s. [[Meereis#Klimatische_Folgen|Meereis: Klimatische Folgen]]

Global gesehen waren die Winter 2009/10 und 2010/11 keineswegs ungewöhnlich kalt. Und auch eine Betrachtung nur der Nordhalbkugel zeigt, dass eher die ungewöhnlich warmen Bedingungen überwogen.<ref name="Guirguis 2011" /> Besonders hohe Temperaturen hatten etwa Nordwest-Kanada und die Arktis zu verzeichnen, mit 4 °C und mehr über dem angegebenen Mittel. Die ungewöhnlich warmen Ereignisse in den beiden Wintern 2009/10 und 2010/11 waren insgesamt sogar dominierender als die kalten Ereignisse. Räumlich gesehen gab es mit 25-30 % der gesamten Festlandfläche der Nordhemisphäre größere Gebiete mit ungewöhnlich warmen Bedingungen als mit ungewöhnlich kalten Verhältnissen, die nur auf etwa 10 % der Fläche dominierten. Diese warmen Extreme können nicht durch die [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Klimaschwankungen]] erklärt werden und sind wohl eine Folge der globalen Erwärmung.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimafakten: [http://www.klimafakten.de/behauptungen/behauptung-die-globale-erwaermung-stoppte-1998 Fakt ist: Weltweit war 2005 das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen, praktisch gleichauf mit 2010]
* [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_ueberwachung_global&_state=maximized&_windowLabel=T26201578251161151201109&T26201578251161151201109gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FKlimaueberwachung%2FGlobal%2Fpublikationen%2Fwmo__publikationen%2Fhome__wmo__publikationen__node.html WMO-Bericht zum Zustand des globalen Klimas 2007 und 2008] Deutsche Übersetzung durch den Deutschen Wetterdienst
* National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [http://www.noaanews.noaa.gov/stories2011/20110112_globalstats.html 2010 Tied For Warmest Year on Record]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Klimaänderungen]]

{{#set:
einfach=Aktuelle Klimaänderungen (einfach)
|Folge von=Klimaantrieb
|Folge von=Kohlendioxid
|Folge von=Treibhausgase
|Folge von=Methan
|Folge von=Lachgas
|Folge von=FCKW
|Folge von=Ursachen von Klimaänderungen
|beeinflusst=Wetterextreme und Klimawandel
|beeinflusst=Schnee (Kryosphäre)
|beeinflusst=Meereis
|beeinflusst=Meeresspiegeländerungen
|zeitlich Teil von=Klima im 20. Jahrhundert
|zukünftige Entwicklung=Klimaprojektionen
|regionales Beispiel=Regionale Klimaänderungen
|umfasst=Atmosphärische Zirkulation und Klimawandel
}}

Aktuelle Klimaänderungen

2013-03-01T19:47:32Z

Anastasia: /* Setzt der Klimawandel aus? */

Die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] zeigt sich besonders seit den 1970er Jahren. Von den fünf wärmsten je gemessenen Jahren liegen vier sogar schon im 21. Jahrhundert. 2010, 2005 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe, gefolgt von den Jahren 2003 und 2002, 2006, 2007, 2004, 2001, 2008 und 1997.
[[Bild:Temp1980-2012.jpg|thumb|480px|Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte]]
===Setzt der Klimawandel aus?===

Dennoch hat die geringe Temperaturzunahme in den letzten 15 Jahren in den Medien Spekulationen über ein Aussetzen des Klimawandels hervorgerufen, so etwa in einem aktuellen Spiegel-Online-Artikel.<ref>Axel Bojanowski: [http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/stillstand-der-temperatur-erklaerungen-fuer-pause-der-klimaerwaermung-a-877941.html Forscher rätseln über Stillstand bei Erderwärmung], Spiegel Online 18.1.2013</ref><ref>Vgl. zu dem Thema auch: Easterling, D. R., and M. F. Wehner (2009): Is the climate warming or cooling?, Geophysical Research Letters, 36, L08706, doi:10.1029/2009GL037810</ref> Tatsächlich lag die globale Mitteltemperatur nach den Daten der NOAA 1998 um 0,63 °C über dem Mittelwert von 19001-2000 und fünfzehn Jahre später, im Jahre 2012, nur um 0,57 °C darüber.<ref>Alle folgenden Temperaturdaten nach National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/annual.land_ocean.90S.90N.df_1901-2000mean.dat Annual global temperatures]</ref> Die beiden dazwischen liegenden Spitzenjahre 2005 und 2010 lagen mit 0,65 °C und 0,66 °C nur unwesentlich über dem Wert von 1998. Die globale Temperatur nimmt also trotz weiterhin steigender CO2-Konzentration von 367 ppm im Jahre 1998 auf 394 ppm<ref>[ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_annmean_mlo.txt Mauna Loa CO2 annual mean data] Jahresmittelwerte </ref> im Jahre 2012 offensichtlich nicht mehr zu. Bedeutet das, dass damit die globale Erwärmung durch die Emission von [[Treibhausgase]]n durch den Menschen nicht mehr wirksam ist?

Um diese Frage zu beantworten, müssen die Daten aus zwei Gründen kritisch betrachtet werden. Der eine Grund ist statistischer Natur. Die globale Temperaturkurve zeigt immer wieder starke Schwankungen von Jahr zu Jahr. Um einen längerfristigen Trend von 20 oder 30 Jahren zu bestimmen, können daher nicht einzelne Jahre verglichen werden, wie etwa das außergewöhnlich warme Jahr 1998 und das eher kühle Jahr 2012. Vergleicht man dagegen etwas längere Zeiträume, z.B. Jahrzehnte, untereinander, kommt man zu einem ganz anderen Ergebnis. Der Mittelwert des Jahrzehnts 1981-1990 betrug 0,25 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000, der von 1991-2000 lag um 0,40 °C und der des Jahrzehnts 2001-2010 um 0,6 °C darüber. Die 2000er Jahre waren also deutlich wärmer als die 1990er und diese deutlich wärmer als die 1980er Jahre.
[[Bild:Temp 1980 2012.jpg|thumb|480px|Temperaturentwicklung nach fünf Datensätzen (blau) und unter Herausrechnung der Einflüsse der Solarstrahlung, von ENSO und Vulkanausbrüchen (rot).]]
Der zweite Punkt, der berücksichtigt werden muss, wenn man aus den gemessenen Werten der globalen Jahresmitteltemperatur nach der Wirkung der [[Anthropogen|anthropogenen]] [[Treibhausgase|Treibhausgase]]missionen fragt, ist der Einfluss [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlicher Klimaschwankungen]]. Die globale Mitteltemperatur wird nicht nur durch die Konzentration von Treibhausgasen bestimmt, sondern auch durch natürliche Klimafaktoren beeinflusst. 1998 war deshalb ein Ausnahmejahr, weil der stärkste je gemessenen [[ENSO|El Niño]] die Temperaturen weltweit nach oben getrieben hat. Die bisher höchste je gemessene Jahresmitteltemperatur von 0,66 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000 im Jahre 2010 war ebenfalls durch einen El Niño beeinflusst. Die relativ kühlen Jahre 2000 (0,43), 2008 (0,51) und 2011 (0,53 bei 0,4 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000) waren dagegen [[ENSO|La-Niña]]-Jahre. Neben [[ENSO]] spielen auch andere natürliche Faktoren wie die Veränderungen der [[Sonnenenergie|Sonneneinstrahlung]], [[Vulkanismus|Vulkanausbrüche]] oder die interne [[Natürliche Klimaschwankungen|Variabilität des Klimasystems]] eine Rolle und modifizieren die längerfristige, anthropogen verursachte globale Erwärmung. Klimaforscher bezeichnen die Schwankungen in den Daten, die durch die eher kurzfristigen natürlichen Einflussfaktoren verursacht sind, als „Rauschen“, die eher längerfristigen Veränderungen durch anthropogene Treibhausgasemissionen als „Signal“.
[[Bild:Temp_winter2009-10.jpg|thumb|480px|Temperaturabweichung im Winter 2009/10 vom Mittel der Jahre 1951-1980]]

===Kalte Winter in Europa===
[[Bild: Nao_negativ.jpg|thumb|320px|Druckverhältnisse, Strömungen und Wetterlagen bei einem negativen [[NAO-Index]] im Winter]]
Die kalten Winter 2009/10 und 2010/11 haben dagegen nichts mit dem globalen Trend zu tun, sondern sind ein regional begrenztes Phänomen, das sich auf Teile von Europa, Russland und der USA beschränkt.<ref name="Guirguis 2011">Guirguis,K., A. Gershunov, R. Schwartz, and S. Bennett (2011): Recent warm and cold daily winter temperature extremes in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2011GL048762, 2011</ref> Hier lagen die Temperaturen um einige Grad Celsius unter den Wintertemperaturen der Periode 1951-1980. Hauptursache für die Kältewellen in Europa, Sibirien und den USA war eine sehr schwach ausgebildete [[Nordatlantische Oszillation]]. Der Gegensatz der Druckverhältnisse dem Azorenhoch und dem Islantief war niedriger als gewöhnlich. Das führte zu stabilen Luftdruck-Mustern, die arktische Luft in die östliche USA und in das nördliche Eurasien lenkte. Die Temperaturverteilung entspricht ziemlich genau den Wetterlagen bei einer negativen NAO-Phase. Die NAO selbst unterliegt starken natürlichen Schwankungen von Jahr zu Jahr sowie einer Dekadenschwankung. Die schwache NAO allein hätte allerdings noch kältere Bedingungen erwarten lassen, so dass davon auszugehen ist, dass die globale Erwärmung die Kältewellen abgemildert hat.

Neben dem Einfluss der NAO spielte möglicherweise auch das [[Klimaänderungen_in_Europa#Kalte_Winter_in_Europa|Abschmelzen des arktischen Meereises]] eine Rolle, das auch die Schwankungen der NAO beeinflusst haben könnte. Seit 2005 hat sich der sommerliche Rückgang des arktischen Meereises deutlich beschleunigt. Das hat zu einer Destabilisierung des Polarwirbels geführt, so dass kalte und feuchte Luft aus der Arktis bis nach Nordamerika, Nordeuropa und Nordostasien vordringen konnte. Näheres s. [[Meereis#Klimatische_Folgen|Meereis: Klimatische Folgen]]

Global gesehen waren die Winter 2009/10 und 2010/11 keineswegs ungewöhnlich kalt. Und auch eine Betrachtung nur der Nordhalbkugel zeigt, dass eher die ungewöhnlich warmen Bedingungen überwogen.<ref name="Guirguis 2011" /> Besonders hohe Temperaturen hatten etwa Nordwest-Kanada und die Arktis zu verzeichnen, mit 4 °C und mehr über dem angegebenen Mittel. Die ungewöhnlich warmen Ereignisse in den beiden Wintern 2009/10 und 2010/11 waren insgesamt sogar dominierender als die kalten Ereignisse. Räumlich gesehen gab es mit 25-30 % der gesamten Festlandfläche der Nordhemisphäre größere Gebiete mit ungewöhnlich warmen Bedingungen als mit ungewöhnlich kalten Verhältnissen, die nur auf etwa 10 % der Fläche dominierten. Diese warmen Extreme können nicht durch die [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Klimaschwankungen]] erklärt werden und sind wohl eine Folge der globalen Erwärmung.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimafakten: [http://www.klimafakten.de/behauptungen/behauptung-die-globale-erwaermung-stoppte-1998 Fakt ist: Weltweit war 2005 das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen, praktisch gleichauf mit 2010]
* [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_ueberwachung_global&_state=maximized&_windowLabel=T26201578251161151201109&T26201578251161151201109gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FKlimaueberwachung%2FGlobal%2Fpublikationen%2Fwmo__publikationen%2Fhome__wmo__publikationen__node.html WMO-Bericht zum Zustand des globalen Klimas 2007 und 2008] Deutsche Übersetzung durch den Deutschen Wetterdienst
* National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [http://www.noaanews.noaa.gov/stories2011/20110112_globalstats.html 2010 Tied For Warmest Year on Record]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Klimaänderungen]]

{{#set:
einfach=Aktuelle Klimaänderungen (einfach)
|Folge von=Klimaantrieb
|Folge von=Kohlendioxid
|Folge von=Treibhausgase
|Folge von=Methan
|Folge von=Lachgas
|Folge von=FCKW
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|beeinflusst=Meeresspiegeländerungen
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|umfasst=Atmosphärische Zirkulation und Klimawandel
}}

Aktuelle Klimaänderungen

2013-03-01T19:45:10Z

Anastasia:

Die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] zeigt sich besonders seit den 1970er Jahren. Von den fünf wärmsten je gemessenen Jahren liegen vier sogar schon im 21. Jahrhundert. 2010, 2005 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe, gefolgt von den Jahren 2003 und 2002, 2006, 2007, 2004, 2001, 2008 und 1997.
[[Bild:Temp1980-2012.jpg|thumb|480px|Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte]]
===Setzt der Klimawandel aus?===

Dennoch hat die geringe Temperaturzunahme in den letzten 15 Jahren in den Medien Spekulationen über ein Aussetzen des Klimawandels hervorgerufen, so etwa in einem aktuellen Spiegel-Online-Artikel.<ref>Axel Bojanowski: [http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/stillstand-der-temperatur-erklaerungen-fuer-pause-der-klimaerwaermung-a-877941.html Forscher rätseln über Stillstand bei Erderwärmung], Spiegel Online 18.1.2013</ref><ref>Vgl. zu dem Thema auch: Easterling, D. R., and M. F. Wehner (2009): Is the climate warming or cooling?, Geophysical Research Letters, 36, L08706, doi:10.1029/2009GL037810</ref> Tatsächlich lag die globale Mitteltemperatur nach den Daten der NOAA 1998 um 0,63 °C über dem Mittelwert von 19001-2000 und fünfzehn Jahre später, im Jahre 2012, nur um 0,57 °C darüber.<ref>Alle folgenden Temperaturdaten nach National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/annual.land_ocean.90S.90N.df_1901-2000mean.dat Annual global temperatures]</ref> Die beiden dazwischen liegenden Spitzenjahre 2005 und 2010 lagen mit 0,65 °C und 0,66 °C nur unwesentlich über dem Wert von 1998. Die globale Temperatur nimmt also trotz weiterhin steigender CO2-Konzentration von 367 ppm im Jahre 1998 auf 394 ppm<ref>[ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_annmean_mlo.txt Mauna Loa CO2 annual mean data] Jahresmittelwerte </ref> im Jahre 2012 offensichtlich nicht mehr zu. Bedeutet das, dass damit die globale Erwärmung durch die Emission von [[Treibhausgase]]n durch den Menschen nicht mehr wirksam ist?

Um diese Frage zu beantworten, müssen die Daten aus zwei Gründen kritisch betrachtet werden. Der eine Grund ist statistischer Natur. Die globale Temperaturkurve zeigt immer wieder starke Schwankungen von Jahr zu Jahr. Um einen längerfristigen Trend von 20 oder 30 Jahren zu bestimmen, können daher nicht einzelne Jahre verglichen werden, wie etwa das außergewöhnlich warme Jahr 1998 und das eher kühle Jahr 2012. Vergleicht man dagegen etwas längere Zeiträume, z.B. Jahrzehnte, untereinander, kommt man zu einem ganz anderen Ergebnis. Der Mittelwert des Jahrzehnts 1981-1990 betrug 0,25 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000, der von 1991-2000 lag um 0,40 °C und der des Jahrzehnts 2001-2010 um 0,6 °C darüber. Die 2000er Jahre waren also deutlich wärmer als die 1990er und diese deutlich wärmer als die 1980er Jahre.
[[Bild:Temp 1980 2012.jpg|thumb|480px|Temperaturentwicklung nach fünf Datensätzen (blau) und unter Herausrechnung der Einflüsse der Solarstrahlung, von ENSO und Vulkanausbrüchen (rot).]]
Der zweite Punkt, der berücksichtigt werden muss, wenn man aus den gemessenen Werten der globalen Jahresmitteltemperatur nach der Wirkung der [[Anthropogen|anthropogenen]] [[Treibhausgase|Treibhausgase]]missionen fragt, ist der Einfluss natürlicher Klimaschwankungen. Die globale Mitteltemperatur wird nicht nur durch die Konzentration von Treibhausgasen bestimmt, sondern auch durch natürliche Klimafaktoren beeinflusst. 1998 war deshalb ein Ausnahmejahr, weil der stärkste je gemessenen [[ENSO|El Niño]] die Temperaturen weltweit nach oben getrieben hat. Die bisher höchste je gemessene Jahresmitteltemperatur von 0,66 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000 im Jahre 2010 war ebenfalls durch einen El Niño beeinflusst. Die relativ kühlen Jahre 2000 (0,43), 2008 (0,51) und 2011 (0,53 bei 0,4 °C über dem Mittel der Jahre 1901-2000) waren dagegen [[ENSO|La-Niña]]-Jahre. Neben [[ENSO]] spielen auch andere natürliche Faktoren wie die Veränderungen der [[Sonnenenergie|Sonneneinstrahlung]], [[Vulkanismus|Vulkanausbrüche]] oder die interne [[Natürliche Klimaschwankungen|Variabilität des Klimasystems]] eine Rolle und modifizieren die längerfristige, anthropogen verursachte globale Erwärmung. Klimaforscher bezeichnen die Schwankungen in den Daten, die durch die eher kurzfristigen natürlichen Einflussfaktoren verursacht sind, als „Rauschen“, die eher längerfristigen Veränderungen durch anthropogene Treibhausgasemissionen als „Signal“.
[[Bild:Temp_winter2009-10.jpg|thumb|480px|Temperaturabweichung im Winter 2009/10 vom Mittel der Jahre 1951-1980]]

===Kalte Winter in Europa===
[[Bild: Nao_negativ.jpg|thumb|320px|Druckverhältnisse, Strömungen und Wetterlagen bei einem negativen [[NAO-Index]] im Winter]]
Die kalten Winter 2009/10 und 2010/11 haben dagegen nichts mit dem globalen Trend zu tun, sondern sind ein regional begrenztes Phänomen, das sich auf Teile von Europa, Russland und der USA beschränkt.<ref name="Guirguis 2011">Guirguis,K., A. Gershunov, R. Schwartz, and S. Bennett (2011): Recent warm and cold daily winter temperature extremes in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2011GL048762, 2011</ref> Hier lagen die Temperaturen um einige Grad Celsius unter den Wintertemperaturen der Periode 1951-1980. Hauptursache für die Kältewellen in Europa, Sibirien und den USA war eine sehr schwach ausgebildete [[Nordatlantische Oszillation]]. Der Gegensatz der Druckverhältnisse dem Azorenhoch und dem Islantief war niedriger als gewöhnlich. Das führte zu stabilen Luftdruck-Mustern, die arktische Luft in die östliche USA und in das nördliche Eurasien lenkte. Die Temperaturverteilung entspricht ziemlich genau den Wetterlagen bei einer negativen NAO-Phase. Die NAO selbst unterliegt starken natürlichen Schwankungen von Jahr zu Jahr sowie einer Dekadenschwankung. Die schwache NAO allein hätte allerdings noch kältere Bedingungen erwarten lassen, so dass davon auszugehen ist, dass die globale Erwärmung die Kältewellen abgemildert hat.

Neben dem Einfluss der NAO spielte möglicherweise auch das [[Klimaänderungen_in_Europa#Kalte_Winter_in_Europa|Abschmelzen des arktischen Meereises]] eine Rolle, das auch die Schwankungen der NAO beeinflusst haben könnte. Seit 2005 hat sich der sommerliche Rückgang des arktischen Meereises deutlich beschleunigt. Das hat zu einer Destabilisierung des Polarwirbels geführt, so dass kalte und feuchte Luft aus der Arktis bis nach Nordamerika, Nordeuropa und Nordostasien vordringen konnte. Näheres s. [[Meereis#Klimatische_Folgen|Meereis: Klimatische Folgen]]

Global gesehen waren die Winter 2009/10 und 2010/11 keineswegs ungewöhnlich kalt. Und auch eine Betrachtung nur der Nordhalbkugel zeigt, dass eher die ungewöhnlich warmen Bedingungen überwogen.<ref name="Guirguis 2011" /> Besonders hohe Temperaturen hatten etwa Nordwest-Kanada und die Arktis zu verzeichnen, mit 4 °C und mehr über dem angegebenen Mittel. Die ungewöhnlich warmen Ereignisse in den beiden Wintern 2009/10 und 2010/11 waren insgesamt sogar dominierender als die kalten Ereignisse. Räumlich gesehen gab es mit 25-30 % der gesamten Festlandfläche der Nordhemisphäre größere Gebiete mit ungewöhnlich warmen Bedingungen als mit ungewöhnlich kalten Verhältnissen, die nur auf etwa 10 % der Fläche dominierten. Diese warmen Extreme können nicht durch die [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Klimaschwankungen]] erklärt werden und sind wohl eine Folge der globalen Erwärmung.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimafakten: [http://www.klimafakten.de/behauptungen/behauptung-die-globale-erwaermung-stoppte-1998 Fakt ist: Weltweit war 2005 das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen, praktisch gleichauf mit 2010]
* [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_ueberwachung_global&_state=maximized&_windowLabel=T26201578251161151201109&T26201578251161151201109gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FKlimaueberwachung%2FGlobal%2Fpublikationen%2Fwmo__publikationen%2Fhome__wmo__publikationen__node.html WMO-Bericht zum Zustand des globalen Klimas 2007 und 2008] Deutsche Übersetzung durch den Deutschen Wetterdienst
* National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [http://www.noaanews.noaa.gov/stories2011/20110112_globalstats.html 2010 Tied For Warmest Year on Record]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}

[[Kategorie:Klimaänderungen]]

{{#set:
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|umfasst=Atmosphärische Zirkulation und Klimawandel
}}

Abrupte Klimaänderungen im Eiszeitalter

2013-03-01T19:42:59Z

Anastasia: /* Das jüngere Dryas-Ereignis */

== Das jüngere Dryas-Ereignis ==

[[Bild:Laurentischer Eisschild.gif|thumb|420px| Abb. 1: Der Laurentische Eisschild mit seinene Grenzen vor 21000 und vor 13000 Jahren. Die blauen Pfeile zeigen die wichtigsten kontinentalen Abflüsse, 1 über das Missippi-Tal, 2 über den Hudson-River, 3 über den St. Lorenz-Strom.]]
Im Gegensatz zu dem relativ stabilen Klima des [[Holozän]]s, d.h. der letzten 10 000 Jahre, zeigt das Klima der letzten [[Eiszeitalter|Kaltzeit]], der sogenannten Würm-Kaltzeit zwischen 10 000 und 100 000 v.h., starke [[Natürliche Klimaschwankungen|Schwankungen]] zwischen warmen und kalten Phasen, besonders ausgeprägt im nordatlantischen Raum. Die bekannteste und am besten erforschte plötzliche Klimaänderung dieser Art ist das sogenannte Jüngere Dryas-Ereignis am Ende der letzten Kaltzeit vor rund 13 000 bis 11 500 Jahren.

Die [[Lufttemperatur|Temperatur]] sank zu Beginn dieser Periode in wenigen Jahrzehnten um mehrere Grad, und auch die Erwärmung am Ende dieser Phase war sehr abrupt und betrug in großen Teilen der nördlichen Hemisphere bis zu 10 °C in 50 Jahren.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the WorkinGroup I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York, 2.4.3</ref> Die Ursache für den plötzlichen Temperaturabfall lag nach heutiger Erkenntnis in einem Aussetzen oder einer deutlichen Schwächung der [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Tiefenkonvention im Nordatlantik]], die die am Ende der letzten Kaltzeit gerade wieder belebte Warmwasserheizung durch den [[Globales_Förderband#Nordatlantikstrom|Nordatlantikstrom]] abstellte. Als Grund für das Aufhören der Tiefenkonvektion wird eine plötzliche und gewaltige Schmelzwasserzufuhr über die Labradorsee in das Absinkgebiet der [[Globales Förderband|thermohalinen Zirkulation]] (THC) angenommen.

Auf dem nordamerikanischen Kontinent zog sich aufgrund der Erwärmung vor Beginn der Jüngeren Dryas-Zeit der Laurentische [[Eisschilde|Eisschild]] in dem Gebiet allmählich zurück. Das Schmelzwasser sammelte sich in einer großen Senke, die das Gewicht der Eismassen zuvor in die Kontinentalkruste gedrückt hatte. Der Abfluß erfolgte zunächst nach Süden über das heutige Mississippi-Tal. Dann aber schmolz auch das Eis, das bis dahin einen Abfluß nach Osten über das Hudson-Tal und das Tal des heutigen St.-Lorenz-Stroms versperrt hatte, und gab den Weg in den Nordatlantik frei. Der plötzliche Frischwasserstoß verringerte rapide den Salzgehalt und damit die Dichte im Oberflächenwasser des Nordatlantiks und brachte die Tiefenkonvektion zum Erliegen. Die Rückkehr eiszeitlicher Verhältnisse im nordatlantischen Raum war die Folge. Sie währten so lange, bis die Frischwasserzufuhr nach dem weitgehenden Auslaufen des Binnensees und Abschmelzen der Eismassen aufhörte und sich durch erhöhten Salzgehalt die Tiefenwasserbildung der thermohalinen Zirkulation in der Form einstellte, wie wir sie bis heute kennen.

== Dansgaard-Oeschger- und Heinrich-Ereignisse ==

Das Jüngere Dryas-Ereignis wurde lange Zeit als einmalig betrachtet.<ref>Broecker, W.S. et al.(1985): Does the ocean-atmosphere system have more than one stable mode of operation?, Nature 315, 21-26; Broecker, W.S. (1996): Plötzlicher Klimawechsel, Spektrum der Wissenschaft, Januar 1996, 86-92</ref> Inzwischen lässt sich aus [[Proxydaten]] von Meeressedimenten, Korallen und anderen Quellen ableiten, dass es während der letzten Vereisung mehrere Ereignisse mit einer abgeschalteten, aber auch mit einer verstärkten [[Thermohaline_Zirkulation|thermohalinen Zirkulation (THC)]] ähnlich der heutigen gegeben hat.<ref>Wefer, G. (1998): Ursachen der Klimaschwankungen im Quartär, in: J.L.Lozán, H. Graßlund P.Hupfer (Hg.): Warnsignal Klima, Hamburg, S. 55-58; Clark, P.U., S.J. Marshall, G.K.C. Clarke, S.W. Hostetler, J.M. Licciardi and J.T. Teller (2001): Freshwater Forcing of Abrupt Climate Change During the Last Glaciation, Science 293, 283-287</ref> Die THC zeigte während der letzten Kaltzeit drei typische Modi. Der eine Modus (A) glich dem heutigen mit einer starken Bildung von Tiefenwasser im Normeer von ungefähr 20 Sv (1 Sverdrup = 1 Million m3/s). Bei dem anderen Modus (B) versiegte die Tiefenwasserbildung im nördlichen Nordatlantik und verlagerte sich in die Region südlich von Island und reduzierte sich auf die Hälfte. Bei einem dritten, seltener vorkommenden Modus C war die thermohaline Zirkulation im Nordatlantik ganz abgeschaltet. Je schwächer die thermohaline Zirkulation im Nordatlantik ausgebildet war, desto mehr breitete sich das Antarktische Bodenwasser nach Norden aus (siehe Abb. 2). Modellrechnungen lassen vermuten, dass der Modus B der typische kaltzeitliche Modus war, während die Modi A und C unter glazialen Bedingungen eher instabil waren und nur relativ kurzfristig vorkamen.

[[Bild:Zirkulationsmodi.gif|thumb|left|550px| Abb. 2: Schematische Darstellung der drei Modi der thermohalinen Zirkulation im Pleistozän. NADW = Nordatlantisches Tiefenwasser, AABW = Antarktisches Bodenwasser]]

Worin liegt die Ursachen für den aus heutiger Sicht erstaunlich häufigen Wechsel der THC von dem einen in den anderen Modus? Modell-Untersuchungen haben gezeigt, dass die THC während Kaltzeiten sehr sensibel auf Änderungen der Frischwasserzufuhr schon in einer Größenordnung von 0,1 Sv reagiert.<ref>Clark, P.U., N.G. Pisias, T.F. Stocker, A.J. Weaver (2002): The role of the thermohaline circulation in abrupt climate change, Nature 415, 863-869</ref> Während die Tiefenwasserbildung der heutigen THC geographisch auf das Gebiet des Nordmeers, d.h. am Südrand der Meereisbedeckung beschränkt ist, da südlich davon die Meeresoberflächentemperaturen zu warm für ein Absinken sind, lag die bevorzugte Absinkzone während des Glazials deutlich weiter südlich. Eine leichte Verringerung der Frischwasserzufuhr im Nordmeer konnte aber die Absinkzone innerhalb weniger Jahrzehnte in das Gebiet nördlich von Island verlagern. Dadurch konnte sich warmes Wasser von Süden an Island vorbei nach Norden schieben und hier innerhalb kurzer Zeit eine Erwärmung von 5-10 °C auslösen, die aus den geologischen Daten als Dansgaard-Oeschger-Ereignis bekannt ist. Solche Ereignisse gab es im letzten Glazial mindesten zwanzig Mal in einem typischen Zeitabstand von 1500 Jahren. Umgekehrt konnte eine starke Erhöhung der Frischwasserzufuhr auch das Absinken südlich von Island unterbinden und die THC ganz abschalten, was der Auslöser extrem kalter Perioden war, die als Heinrich-Events bekannt sind.

Bei den Heinrich-Events weiß man, dass die Ursache für die Frischwasserzufuhr im Kalben des Laurentischen Eisschildes lag, da die nach Osten abdriftenden Eisberge auf dem Meeresboden glaziale Sedimente in einer Mächtigkeit von einigen Metern in der Labradorsee bis zu mehreren Zentimetern im östlichen Atlantik hinterlassen haben. Auch bei den Dansgaard-Oeschger-Ereignissen haben die großen [[Eisschilde]] wahrscheinlich eine wichtige Rolle gespielt. Die THC könnte nach Modellberechnungen dadurch angekurbelt worden sein, dass mehr Niederschlag über den Eisschilden als Schnee niederging und langfristig liegenblieb, als die Eisschilde an Masse durch Abschmelzen und Gletscherabbrüche an den Nordatlantik abgaben. Dadurch verlor der Nordatlantik mehr Frischwasser durch Verdunstung, als er durch Zufluss und schmelzende Eisberge gewann. Der Salzgehalt und die Dichte erhöhten sich, wodurch die Tiefenwasserproduktion in das Gebiet nördlich von Island verlagert wurde.

Die Frage bleibt, wodurch die beiden Abweichungen vom Normalverhalten der glazialen THC letztlich angestoßen wurden. Hier gehen einige Forscher von externen Auslösern aus, z.B. relativ kleinen Schwankungen der Solarstrahlung.<ref>z.B. Rahmstorf, S. (2002): Warum das Eiszeitklima Kapriolen Schlug, Spektrum der Wissenschaft Dossier 1/2002, 48-49; Ganopolski,A. and S. Rahmstorf (2001): Rapid changes of glacial climate simulated in a coupled climate model, Nature 409, 153-158</ref> Andere halten aufgrund von Modellsimulationen eine interne Wechselwirkung zwischen thermohaliner Zirkulation und den an den Nordatlantik angrenzenden Eismassen für ausreichend.<ref>Schmittner, A., M. Yoshimori and A.J. Weaver (2002): Instability of Glacial Climate in a Model of the Ocean- Atmosphere-Cryosphere System, Science 295, 1489-1493</ref> Danach führte unter glazialen Bedingungen das Wachstum der kontinentalen Eismassen zu einem fortgesetzten Entzug von Frischwasser und ließ die [[Thermohaline Zirkulation|THC]] von dem stabilen Modus B in den instabilen Modus A übergehen. Die damit einhergehende Erwärmung verstärkte zunächst die Verdunstung und damit die Tiefenwasserproduktion im Modus A. Zugleich wuchsen durch den intensivierten [[Wasserkreislauf]] die kontinentalen Eismassen und breiteten sich soweit in Richtung Küste und nach Süden aus, bis es an den Rändern zu großen Geltscherabbrüchen kam, die das Verhältnis von Frischwasserzufuhr und Verdunstung umkehrten, die Tiefenwasserproduktion im Nordmeer versiegen und die THC wieder in den Modus B zurückfallen ließen. Die seltenen Heinrich-Events (Modus C) wurden im Anschluss daran in einigen Fällen durch besonders starke Kalbungen ausgelöst.

== Arktis-Antarktis-Kopplung ==
[[Bild:Wippe.gif|thumb|300px| Abb. 3: Das Konzept gegenläufiger mittlerer Temperaturen auf den beiden Hemisphären lässt sich anschaulich als Wippe darstellen]]
Im Mittelpunkt der Erforschung von Klimakopplungen zwischen Arktis und Antarktis steht die Frage, wie sich vergangene Klimaschwankungen auf den beiden Hemisphären miteinander in Einklang bringen lassen. Von besonderem Interesse ist dabei die Untersuchung starker und abrupter Klimaänderungen wie der so genannten Dansgaard-Oeschger-Ereignisse. In den letzten 110 tausend Jahren sind 24 solcher rapiden Erwärmungen identifiziert worden, indem in Grönland gewonnene Eisbohrkerne auf ihre Isotopenverhältnisse untersucht wurden, die Aufschluss über Temperaturen früherer Zeitalter geben. Die Messungen ließen auf drastische Temperaturänderungen zwischen 9 und 16 Grad Celsius schließen. Allerdings stehen diese Werte nicht für eine globale Erwärmung, da Eisbohrkerne, die in der Antarktis gewonnen wurden, keine so starken Temperatursprünge aufweisen. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die drastischen Eregnisse auf der Nordhemisphäre auch das antarktische Klima beeinflusst haben. Allerdings ist die Analyse möglicher Kopplungssmechanismen zwischen Nord- und Südhemisphäre aus verschiedenen Gründen schwierig: Zum einen sind die Bohrkerne der Antarktis aufgrund der geringeren Niederschlagsrate zeitlich nicht gut aufgelöst, zum anderen sind viele Signale schlicht zu schwach, um eine eindeutige Interpretation zuzulassen. Ein einfaches Modell der interhemisphärischen Kopplung ist das der so genannten bipolaren Wippe (bipolar seesaw), das einen genau gegenläufigen Temperaturverlauf zwischen Nord- und Südpolargebiet postuliert. Grundlage dieser Annahme ist die thermohaline Zirkulation des Atlantiks: Da das Wasser im Nordatlantik aufgrund seiner geringen Temperatur und hohen Salzgehalts absinkt, strömt Oberflächenwasser aus südlicher Richtung nach. Diese Strömung erstreckt sich bis auf die Südhemisphäre und ist so stark, dass der südliche Atlantik insgesamt Wärme von Süden nach Norden (also in Richtung höherer Einstrahlung) transportiert. Wird nun die thermohaline Zirkulation z.B. durch große Einträge von Süßwasser im Norden abgeschwächt oder gar umgekehrt, hat dies eine Abkühlung des Nordatlantiks und damit Grönlands zur Folge, da nun nicht mehr so große Mengen warmen Wassers von Süden herangeführt werden. Gleichzeitig aber wird der Südhemisphäre aber auch weniger Wärme entzogen, so dass die Temperaturen des südlichen Ozeans steigen. Derselbe Zusammenhang führt zu einer Abkühlung des Südens, sobald sich die Ozeanzirkulation wieder verstärkt und dem Norden ein Ende der Kaltzeit bringt.

Um diese Theorie anhand der Daten aus Eisbohrkernen zu testen, müssen die in Arktis und Antarktis gewonnenen Bohrkerne datiert werden, so dass sichergestellt werden kann, welche Stellen in den Bohrkernen sich zeitlich entsprechen. Diese Synchronisierung geschieht über die Messung von im Eis eingeschlossenen Luftbestandteilen wie [[Methan]] oder auch Isotopen des Sauerstoffs, die global gleichmäßig verteilt sind.

Die Messungen von Grönland und der Antarktis zeigen mit Ausnahme der letzten Eiszeit kein gegenläufiges Verhalten der Temperatur, sondern eine deutliche Phasenverschiebung zwischen den Messreihen, die darüber hinaus auch bei einer Korrektur der Verschiebung nur von geringer Korrelation sind. Zudem liefern selbst moderne Klimamodelle widersprüchliche Ergebnisse zu diesem Sachverhalt. Allerdings lässt sich mit einem einfachen Modell demonstrieren, warum die klassische Vorstellung einer bipolaren Temperaturschaukel so direkt nicht beobachtbar ist: Die Signalübertragung von der Nord- zur Südhemisphäre erfolgt nicht sofort, sondern die großen, thermisch trägen Ozeanmassen brauchen eine lange Zeit, um ihre Temperatur den veränderten Strömungsbedingungen anzupassen. Die Ausbreitung eines Temperatursignals geschieht im Allgemeinen über Wellenphänomene wie Kelvin- und Rossbywellen. Kelvinwellen sind Anomalien der Meereshöhe, die sich nur entlang von Küsten oder des Äquators ausbreiten können. Insbesondere küstengebundene Kelvinwellen sind für die Zeitdauer der Signalübertragung zwischen Nord- und Südhemisphäre entscheidend. Da das Südpolarmeer so gut wie keine Küsten aufweist, ist die Ausbreitung von Temperatursignalen aufgrund der thermischen Trägheit des Ozeans dort stark gehemmt und eine Klimaänderung auf der Nordhemisphäre wird vom Ozean nur stark verzögert und gedämpft weitergegeben. Ausgehend von dieser Modellannahme lässt sich abschätzen, wie groß die Verzögerung durch den südlichen Ozean sein muss, um eine möglichst gute Übereinstimmung mit den Messungen aus den Eisbohrkernen zu erzielen. Die höchste Korrelation liegt dabei im Bereich von etwa 1000 Jahren. Dieses Ergebnis deckt sich ungefähr mit Berechnungen durch Klimamodelle, allerdings nur für die letzten 25-23 tausend Jahre. Vor dieser Zeit scheint die Kopplungsdauer noch deutlich größer gewesen zu sein, was eine Änderung der physikalischen Gegebenheiten im Südpolarmeer vermuten lässt. Tatsächlich gibt es Hinweise darauf, dass die Schichtung des Ozeans damals stärker war, was eine erhöhte Umwälzdauer bedeuten würde. Allerdings ist dieses Modell zu simpel, um zu beweisen, dass der südliche Ozean wirklich der entscheidende Faktor bei der Verzögerung von Klimasignalen ist. Denkbar wäre zum Beispiel, dass auch das Inlandeis, von wo die Messungen schließlich stammen, daran beteiligt ist. Die Klärung dieser Fragen ist lange nicht abgeschlossen und daher Gegenstand aktueller Forschung.

== Quellen ==
<references/>

==Literatur==
* Wefer, G. (1998): Ursachen der Klimaschwankungen im Quartär, in: J.L.Lozán, H. Graßlund P.Hupfer (Hg.): Warnsignal Klima, Hamburg, S. 55-58
* Rahmstorf, S. (2002): Warum das Eiszeitklima Kapriolen Schlug, Spektrum der Wissenschaft Dossier 1/2002, 48-49
* Stocker et al. 2003: A minimum thermodynamic model for the bipolar seesaw. [http://www.agu.org/journals/pa/pa0304/2003PA000920/index.html PALEOCEANOGRAPHY, VOL. 18, NO. 4, 1087]
* EPICA Community Members 2006: One-to-one coupling of glacial climate variability in Greenland and Antarctica. [http://www.nature.com/nature/journal/v444/n7116/full/nature05301.html NATURE 444, 195-198]
* Eric J. Steig 2006: Climate change: The south north connection. [http://www.nature.com/nature/journal/v444/n7116/full/444152a.html NATURE 444, 152-153]

== Weblinks ==
* [http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Other/rahmstorf_abrupteklimawechsel_2004.pdf Abrupte Klimawechsel]
* [http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Movies/index.html Simulation der Temperaturgegensätze auf Nord-und Südhalbkugel als Video]
* [http://www.proclim.ch/Products/ClimatePress/ClimatePress18D.pdf Globale Erwärmung als Auslöser einer abrupten Klimaänderung?] Climate Press Nr. 18, Mai 2004
* Umweltbundesamt (UBA), Presse-Information 056/2008 vom 29.07.2008: [http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/2008/pd08-056.htm Könnte sich das Klima drastisch und abrupt ändern?]
* [http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/hintergrund/kipp-punkte.pdf Kipp-Punkte im Klimasystem – welche Gefahren drohen?] UBA-Papier zu möglichen „Kipp-Punkten“ im Klimasystem (PDF-Datei)

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[[Kategorie:Eiszeitalter]]
[[Kategorie:Klimaänderungen]]

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Datei:Kilimanjaro NIF.jpg

2013-02-26T09:31:10Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Das Nördliche Eisfeld auf dem Kilimandscharo am 28. Oktober 2012
==Lizenzhinweis==
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Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=79641 Kilimanjaro’s Shrinking Ice Fields];

Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
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Datei:Kilimanjaro Okt 2012.jpg

2013-02-26T09:30:36Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Gletscher auf dem Kilimandscharo am 28. Oktober 2012
==Lizenzhinweis==
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Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=79641 Kilimanjaro’s Shrinking Ice Fields]; zum Copyright: [http://earthobservatory.nasa.gov/ImageUse/ Image Use Policy]

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Dürre in Tansania, Satellitenbild der NASA vom 9.1.2006
==Lizenzhinweis==
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Quelle: NASA Earth observatory [http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=15950 Drought in East Africa]; Vgl. die [http://earthobservatory.nasa.gov/ImageUse/ Image Use Policy der NASA]

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2013-02-26T09:29:12Z

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Schmelzfläche des Eises auf Grönland am 12.7.2012
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=78607 Melt area 2012]

Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
|}

Datei:Satellite Andes.jpg

2013-02-26T09:27:28Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

NASA-Satellitenbild der Anden
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Andes_70.30345W_42.99203S.jpg?uselang=de Satellite picture of the Andes] aus [http://commons.wikimedia.org Wikimedia Commons]

Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
|}

Datei:Solarzyklen1995-2015.gif

2013-02-26T09:24:08Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Der aktuelle Schwabe-Zyklus: Sonnenflecken zwischen 1995 und 2012
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Quelle: [http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/ssn_predict_l.gif NASA Solar Physics Group]

Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
|}

Datei:Feuer Indonesien.jpg

2013-02-26T09:22:58Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Waldbrände in Indonesien, 4.-11. August 2008
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Earth Oberservatory (NASA): [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=9031 Fires in Indonesia]

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|}

Datei:Russia temp2010.jpg

2013-02-26T09:22:21Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Temperaturabweichung 20.-27. Juli 2010 im Vergleich zum selben Zeitraum 2000-2008
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: NASA: [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=45069 Heatwave in Russia]

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|}

Datei:Waldbrand SW-Russland.jpg

2013-02-26T09:20:53Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Rauchschwaden von den Waldbränden am 15. August 2010 in Südwest-Russland
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: NASA Earth Observatory [http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=45269 Smoke over Western Russia]

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|}

Datei:Gangotri Gletscher NASA.jpg

2013-02-26T09:19:37Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Rückzug des Gangotri-Gletschers 1780-2001. Nach 2001 hat sich der Rückzug stark verlangsamt.
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=4594 Retreat of the Gangotri Glacier]

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Datei:Indian Haze NASA.jpg

2013-02-26T09:19:07Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Dunstschicht über Indien und Bangladesch im Dezember 2008. Die Dunstwolken sind primär auf städtische und industrielle Luftverschmutzung zurückzuführen.
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=36278 Haze over India and Bangladesh]

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Datei:Atlanta thermal.jpg

2013-02-26T09:18:13Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Hitzewelle am 11. und 12. Mai 1997 in Atlanta (USA). Während die Lufttemperatur unter 27 °C lag, erreichten manche Bodenwerte 47,8 °C
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
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Quelle: NASA Earth Observatory: [http://earthobservatory.nasa.gov/Features/GreenRoof/ Beating the Heat In the World’s Big Cities]

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Datei:Heatwave N europe.jpg

2013-02-26T09:17:16Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Hitzewelle in Nordeuropa im Juni 2008. Gezeigt sind die Temperaturabweichungen vom 2.-8. Juni 2008 von den Mitteltemperaturen desselben Zeitraums der Jahre 2000-2007.

== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Quelle: NASA Earth Observatory [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=8850 Heat Wave in Northern Europe]

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|}

Datei:Albedo erde.jpg

2013-02-26T09:15:59Z

Anastasia: /* Lizenznachweis */

Albedowerte der Erde im März 2005

== Lizenznachweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Quelle: [http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images_topic.php3?topic=heat&img_id=16905 Earth's Albedo in Decline] aus [http://earthobservatory.nasa.gov earth observatory] der NASA

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Datei:Nino 1997-98.jpg

2013-02-26T09:15:27Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

3-D-Visualisierung des El Niño von 1997/98: Gezeigt ist die Temperaturabweichung vom Normalzustand der Meeresoberflächentemperatur (rotes Band im äquatorialen Pazifik). Erkennbar sind außerdem Wolkenschichten und Waldbrände in Südamerika.
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Quelle: [http://outreach.eos.nasa.gov/EOSDIS_CD-03/start.htm Pacific Pendulum Swings with Global Reach!] der NASA

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|}

Datei:Vatervapor jan2003.jpg

2013-02-26T09:14:30Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Der globale Wasserdampf der Atmosphäre im Januar 2003 in mm kondensiertes Wasser
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|Bild verändert (nur Schrift) nach NASA Aqua Project Science [http://aqua.nasa.gov/highlight.php?id=21 Global Total Water Vapor for January 2003]

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|}

Datei:Cornwall algenbluete.jpg

2013-02-26T09:12:47Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Blüte von Kalkalgen vor der Küste Cornwalls
== Lizenzhinweis ==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Bild
[http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Cwall99_lg.jpg?uselang=de Emiliania huxleyi] aus der freien Mediendatenbank [http://commons.wikimedia.org Wikimedia]; ursprüngliche Quelle: NASA

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|}

Datei:2007 Arctic Sea Ice.jpg

2013-02-26T09:07:49Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Das Meereis-Minimum im September 2007 im Vergleich zum früheren Rekordminimum 2005 und den mittleren Minima 1979-2000. Oben rechts das September-Minimum 2008: Zum ersten Mal sind sowohl die Nordwest- wie die Nordost-Passage eisfrei.
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Dieses Bild basiert auf dem Bild [http://globalwarmingart.com/wiki/Image:2007_Arctic_Sea_Ice_jpg 2007 Arctic Sea Ice] in der freien Bildergalerie [http://globalwarmingart.com/ Global Warming Art]; ursprüngliche Quelle mit Beschreibung: [http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=17800 Record Sea Ice Minimum] von ''earth observatory'' der NASA. Oben rechts ergänzt durch [http://nsidc.org/arcticseaicenews/2008/091608.html Arctic Sea Ice News vom September 16, 2008] des [http://nsidc.org/index.html National Snow and Ice Data Center].

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Datei:Kilimanjaro glaciers 2000.jpg

2013-02-26T09:07:04Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Gletscher auf dem Kilimandscharo am 21. Februar 2001
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: [http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=10856 NASA Earth Observatory Snow and Ice on Kilimanjaro] 
Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
|}

Datei:Kilimanjaro glaciers 1993.jpg

2013-02-26T09:06:03Z

Anastasia: /* Lizenzhinweis */

Gletscher auf dem Kilimandscharo am 17. Februar 1993
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: [http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=10856 NASA Earth Observatory Snow and Ice on Kilimanjaro] 
Diese Datei ist gemeinfrei ([http://de.wikipedia.org/wiki/public_domain public domain]), da sie von der [http://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA] erstellt worden ist. Die NASA-Urheberrechtsrichtlinie besagt, dass „NASA-Material nicht durch Urheberrecht geschützt ist, wenn es nicht anders angegeben ist“. ([http://www.jsc.nasa.gov/policies.html#Guidelines NASA-Urheberrechtsrichtlinie-Seite] oder [http://www.jpl.nasa.gov/images/policy/ JPL Image Use Policy]).
|}

Kohlenstoff im Ozean

2013-02-19T12:22:03Z

Anastasia:

Der Kohlenstoff im [[Ozean im Klimasystem|Ozean]] bildet einen eigenen Kreislauf, der Teil des gesamten [[Kohlenstoffkreislauf]]s ist, und sich mit dem [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Terrestrischen Kohlenstoffkreislauf]] und dem Kohlendioxid in der Atmosphäre austauscht. Der Austausch mit der Atmosphäre beeinflusst stark deren [[Kohlendioxid-Konzentration]].

==Die ozeanische Deckschicht==
[[Bild:CO2_ozean.gif|thumb|420px|Der ozeanische Kohlenstoffkreislauf. Physikalische und chemische Prozesse sind rot, biologische Prozesse grün dargestellt.]]
Die gesamte im Ozean gelöste Menge an Kohlenstoff ist etwa 50 Mal größer als jene in der [[Atmosphäre]] und 20 Mal größer als der an Land (Vegetation und Böden) gespeicherte Kohlenstoff. Der Ozean tauscht Kohlendioxid (CO2) mit der Atmosphäre aus und fungiert bei einer steigenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre über längere Zeiträume als wichtigte CO2-Senke. Der CO2-Austausch mit der Atmosphäre findet über die ozeanische Deckschicht statt, die je nach Region zwischen 50 und mehreren 100 m dick ist. Er wird hauptsächlich durch die Differenz im CO2-Partialdruck zwischen Ozean und Atmosphäre angetrieben. Bei niedrigerem atmosphärischem CO2-Druck gast der Ozean Kohlenstoff (in Form von CO2) in die Atmosphäre aus, bei höherem CO2-Druck in der Atmosphäre wird Kohlendioxid im Oberflächenwasser des Ozeans gelöst. Der Austausch umfasst gegenwärtig über 90 Gt C<ref name="Gigatonnen_Kohlenstoff>Gt C/Jahr = Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr; 1 Gigatonne = 1 Milliarde Tonnen</ref> pro Jahr, wobei durch die anthropogene Störung des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts 2,2 Gt C mehr vom Ozean aufgenommen als abgegeben werden (bezogen auf die 1990er Jahre).<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.3.2.2.1</ref> Der Austausch ist regional sehr unterschiedlich. Es gibt Gebiete mit warmem oder aufsteigendem Wasser (vor allem in den Tropen), in denen von Natur aus der Ozean eine Quelle, und andere wie die Ozeane in höheren Breiten, in denen kaltes und salzreiches Wasser absinkt und der Ozean eine Senke ist.

Die für den Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean entscheidenden Eigenschaften von Kohlendioxid sind seine leichte Löslichkeit und seine chemische Reaktivität im Wasser. Die Löslichkeit ist bestimmt durch Temperatur, Salzgehalt, [[Luftdruck]], windabhängige Durchmischung und anderen Faktoren, wobei die Temperatur den größten Einfluss besitzt. Wasser mit höherer Temperatur kann weniger Kohlenstoff aufnehmen als Wasser mit geringerer Temperatur. Bei einer Temperaturerhöhung von 1 °C steigt der Partialdruck von CO2 in der ozeanischen Deckschicht über einen längeren Zeitraum (Jahrhunderte) um 7-10 ppm.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.3.4.3 - ppm (Teile pro Million) ist das Verhältnis der Anzahl von Treibhausgasmolekülen zur Gesamtzahl der Moleküle in trockener Luft.</ref> Je nach [[Klimaszenarien|Szenario]] kann bis zum Ende des Jahrhunderts durch diesen Effekt die Gesamtaufnahme von CO2 um 9–14 % geringer ausfallen.<ref name="WBGU_Meere">Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (2006): [http://www.wbgu.de/wbgu_sn2006.html Die Zukunft der Meere - zu warm, zu hoch, zu sauer, Sondergutachten], Berlin, S. 68 bis 70</ref>

===Chemischer Puffer===
Man unterscheidet im Ozean drei Typen von Kohlenstoffverbindungen:
# gelösten anorganischen Kohlenstoff (dissolved inorganic carbon; DIC),
# gelösten organischen Kohlenstoff (dissolved organic carbon; DOC), und
# partikulären organischen Kohlenstoff (particulate organic carbon = POC).
Die überwiegende Mehrheit ist davon gelöster anorganischer, gefolgt von gelöstem organischen Kohlenstoff. DIC, DOC und POC stehen etwa im Verhältnis 2000:38:1.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.3.4.1</ref> Der gelöste anorganische Kohlenstoff liegt im Ozean überwiegend, d.h. zu 91 %, als Hydrogenkarbonat (HCO3-) vor, daneben zu 8 % als Karbonat (CO32-) und zu 1 % als physikalisch gelöstes CO2. CO2 wird bei der Aufnahme aus der Atmosphäre also fast vollständig in andere Verbindungen umgewandelt. Das unterscheidet das Kohlendioxid im Ozean grundlegend von dem in der Atmosphäre, wo es keine chemischen Reaktionen eingeht. Im Meer dagegen reagiert CO2 mit Wasser und Karbonat zu Hydrogenkarbonat (CO2 + CO32- + H2O = 2 HCO3-).

Durch diese Reaktion mit Kohlendioxid wird im Meer die Karbonat-Konzentration (CO32-) verringert und die von Hydrogenkarbonat (HCO3-) erhöht. Die Konzentration von Karbonat, das in geringen Mengen aus der Verwitterung an Land über die Flüsse nachgeliefert wird, ist daher eine kritische Größe für die CO2-Aufnahmekapazität des Ozeans. Da ein steigender CO2-Gehalt der Atmosphäre auch die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean erhöht, wird bei den chemischen Lösungsvorgängen auch mehr Karbonat verbraucht, und es steht zunehmend weniger Karbonat für die chemische Reaktion mit Kohlendioxid zur Verfügung. Seit [[Industrielle Revolution|Beginn der Industrialisierung]] hat die Karbonatkonzentration durch die Aufnahme des anthropogenen Kohlendioxids bereits um 10 % abgenommen.<ref name="WBGU_Meere" /> Dadurch verbleibt ein zunehmender Anteil des aufgenommenen Kohlendioxids in seiner ursprünglichen Form im Wasser, und die Möglichkeit des Oberflächenwassers, weiteres Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufzunehmen, verringert sich. Nach Modellrechnungen würde bei einem Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration auf 750 ppm allein durch diesen Effekt die Aufnahmekapazität des Ozeans um 10 % zurückgehen.<ref name="WBGU_Meere" /> Eine weitere Bedeutung des Karbonats liegt darin, dass es von etlichen Meeresorganismen gebraucht wird, die für ihre Schalen oder Skelettstrukturen Kalk (Kalziumkarbonat, CaCO3) bilden.

===Biologischer Puffer===
Das in der ozeanischen Deckschicht gelöste atmosphärische Kohlendioxid wird aber nicht nur chemisch verwandelt, sondern auch durch die Photosynthese des Phytoplanktons gebunden. Der Kohlenstoff wird dabei in Form von Kohlendioxid oder Hydrogenkarbonat aufgenommen. Das verringert den Partialdruck von CO2 in der oberen Wasserschicht und fördert damit die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Die [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Bruttoprimärproduktion]] durch das ozeanische Phytoplankton wird auf 103 Gt C pro Jahr geschätzt, die Veratmung ([[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|autotrophe Respiration]]) auf 58 Gt C und die [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Nettoprimärproduktion]] entsprechend auf 45 Gt C pro Jahr. Der daraus resultierende und im Phytoplankton gebundene organische Kohlenstoff wird vom Zooplankton konsumiert, wobei durch [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|heterotrophe Respiration]] 34 Gt C pro Jahr wieder frei gesetzt werden. Der Rest wird direkt oder indirekt zu Abfall (Detritus).

==Der tiefe Ozean==
[[Bild:CO2_Ozeantiefen.jpg|thumb|420px|Anthropogener Kohlenstoff im Ozean: gemittelt über den den jeweiligen Ozean]]
Unterhalb der ozeanischen Deckschicht nimmt die Konzentration des gelösten anorganischen Kohlenstoffs deutlich zu. Die Ursache liegt in zwei fundamentalen Prozessen im Innern des Ozeans: der "physikalischen Pumpe" und der "biologischen Pumpe". Bei der physikalischen Pumpe wird CO2 durch absinkende Wassermassen in die Tiefe verfrachtet, bei der biologischen Pumpe durch das Absinken von organischen Substanzen, in denen Kohlenstoff gebunden ist.

===Die physikalische Pumpe===
Die Wirkung der physikalischen Pumpe hängt u.a. von der [[Globales Förderband|thermohalinen Zirkulation]] ab. Da CO2 in kaltem Waser besonders gut löslich ist, wird der Transport von atmosphärischem Kohlendioxid in den tieferen Ozean vor allem durch die Bildung von kaltem Wasser mit hoher Dichte im Nordatlantik und dem Gebiet des Antarktischen Zirkumpolarstroms kontrolliert. Mit dem Absinken großer Wassermassen in die Tiefe und ihrer weiteren Ausbreitung über große Entfernungen, z.T. über alle Ozeane, wird das CO2 effektiv und über lange Zeiträume von Jahrzehnten bis Jahrhunderten dem Austausch mit der Atmosphäre entzogen. Das heißt aber auch, dass eine Störung des innerozeanischen Kohlenstoff-Gleichgewichts durch zusätzliche CO2-Aufnahme aus der Atmosphäre erst über Zeiträume von bis zu 1000 Jahren, der Umwälzzeit des Ozeans durch die thermohaline Zirkulation, wieder ausgeglichen werden kann. Die langen Austauschzeiten sind vor allem darin begründet, dass sich erstens die Wassermassen der ozeanischen Tiefenströmungen nur sehr langsam bewegen und zweitens in großen Teilen des Ozeans eine wärmere und leichtere Deckschicht das Aufsteigen von Tiefenwasser verhindert.

Durch den globalen Klimawandel wird auch das Oberflächenwasser des Ozeans erwärmt, und es bilden sich weniger kalte Wassermassen, die in die Tiefe absinken könnten. Dadurch wird der Transport von Kohlenstoff in den tieferen Ozean durch die "physikalische Pumpe" reduziert. Durch den kombinierten Effekt von 1. der zunehmenden chemischen Sättigung des Oberflächenwassers und 2. der zunehmenden Schichtung der Wassersäule werden zwei wichtige negative Rückkopplungen im Kohlenstoff-Klima-System geschwächt und damit die Rate der Aufnahme von anthropogenem Kohlenstoff durch den Ozean reduziert. Die Größenordnung ist entscheidend davon abhängig, wie die ozeanische Zirkulation und die chemische Mischung auf den klimatischen Antrieb reagieren.

===Die biologische Pumpe===
Das durch die Photosynthese erzeugte organische Material sinkt als Gewebepartikel (particulate organic carbon = POC) in größere Tiefe und wird dort remineralisiert, d.h. in seine Bestandteile aufgelöst. Dieser Abwärtsfluss von organischem Kohlenstoff aus dem oberen Ozean, der etwa 25% des Kohlenstoffs, der im oberen Ozean durch Photosynthese gebunden wird, ausmacht, wird als "biologische Pumpe" bezeichnet und wird gegenwärtig auf etwa 11 Gt C pro Jahr geschätzt. Nur ein minimaler Teil sinkt in das Sediment ab, hauptsächlich im Küstenbereich. Der restliche organische Kohlenstoff wird im tiefen Ozean durch Zersetzung in gelösten anorganischen Kohlenstoff (DIC) zurückverwandelt, der durch aufsteigendes Wasser wieder an die Oberfläche gelangt. Insgesamt sorgt die biologische Pumpe dafür, dass die atmosphärische CO2-Konzentration 150-200 ppm unter dem Wert liegt, der ohne das ozeanische Phytoplankton herrschen würde.

===Die Karbonat-Gegenpumpe===
Zusätzlich zu diesen Vorgängen bilden einige Phytoplankton- und Zooplanktonarten Kalzium(CaCO3)-Schalen, die in tiefere Schichten sinken, wo Teile davon aufgelöst werden. Die Auflösung geschieht erst in Tiefen, in denen keine Karbonatsättigung mehr vorliegt, d.h. unterhalb der sogenannten Lysokline (wo eine durch den hohen Druck verursachte starke Änderung der Löslichkeit besteht), die im nördlichen Atlantik bei 5 km und im nördlichen Pazifik bei 1 km Tiefe liegt. Der Abwärtstransport von festem organischem Material führt zwar ebenfalls zu einer Reduktion im Oberflächen-DIC, allerdings handelt es sich um Karbonat, welches der Oberfläche entzogen wird. Aufgrund der oben erläuterten Reaktion zwischen Karbonat und CO2 verschiebt sich so das Gleichgewicht des Puffersystems hin zu mehr CO2. Obwohl also Kohlenstoff in die Tiefe sinkt, steigert dieser Vorgang paradoxerweise den CO2-Gehalt der Atmosphäre. Dieser Mechanismus wird manchmal als "Karbonat-Pumpe" bezeichnet, manchmal aber auch als Teil der biologischen Pumpe verstanden.

==Zusammenfassung==
Seit [[Industrielle Revolution|Beginn der Industrialisierung]] hat die Menge des gelösten anorganischen Kohlenstoffs (DIC) im Ozean um 118 Gt C zugenommen, von denen allerdings nur 18 Gt C im oberen und 100 Gt C im tieferen Ozean zu finden sind. Zum Vergleich: die Zunahme der Atmosphäre im selben Zeitraum betrug 165 Gt C (vgl. [[Kohlenstoffkreislauf]]). Insgesamt befindet sich jedoch mehr als die Hälfte des anthropogenen Kohlenstoffs im Ozean noch in den oberen 400 m. Der Anteil der Ozeanischen Aufnahme von CO2 an der gesamten anthropogenen Emission hat sich in jüngster Zeit wahrscheinlich von 42% auf 37% verringert.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 5.4.2.2</ref>

Die folgende Mechanismen werden in Zukunft wahrscheinlich dafür sorgen, dass die Aufnahme von anthropogenem Kohlendioxid aus der Atmosphäre durch den Ozean geringer wird:
* die Erwärmung des Ozeans
* die Abschwächung des chemischen Puffers
* die Abschwächung der physikalischen Pumpe

Vor allem durch biologische Prozesse kann die Aufnahme von anthropogenem Kohlendioxid gesteigert werden, und zwar durch:
* eine Stärkung des biologischen Puffers
* eine Intensivierung der biologischen Pumpe

Nach Modellberechnungen sorgt die biologische Pumpe tendenziell dafür, dass die Verringerung der CO2-Aufnahme durch die physikalische Pumpe abgeschwächt wird. Wenn die biologische Pumpe auch im 21. Jahrhundert das anthropogene CO2 effektiv absorbieren soll, müsste ihre Effizienz allerdings gesteigert werden, z.B. durch höhere Nährstoffzufuhr oder -ausnutzung. Ob die Nährstoffzufuhr in den Ozean allerdings zukünftig genügend zunehmen wird, ist unklar. Einerseits ist eine weitere Steigerung durch die Nutzung von Stickstoffdünger in der Landwirtschaft, der durch Flüsse ins Meer gespült wird, möglich. Andererseits wird angenommen, dass in einem wärmeren Klima der Eintrag von Staub, der Eisen-, Zink- und andere Partikel enthält, in den Ozean abnehmen wird.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.3.4.4</ref> Die wahrscheinlich höhere Effizienz der biologischen Pumpe wird jedoch zu gering sein, um der CO2-Emission in den kommenden Jahrzehnten und der Abschwächung der physikalischen Pumpe und der chemischen Umwandlung wirksam entgegenzuwirken. Man kann insgesamt davon ausgehen, dass die Kohlenstoff-Senke des Ozeans sich abschwächen wird, was dazu führt, dass ein größerer Teil der anthropogenen Kohlendioxid-Emissionen in der Atmosphäre verbleiben wird.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* Liebezeit, G. (2011): Meereschemie und globaler Klimawandel, in: José L. Lozán et al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen und Risiken. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 3236

== Lizenzhinweis ==
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[[Kategorie:Treibhausgase]]
[[Kategorie:Kohlendioxid]]
[[Kategorie:Ozean]]

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|Unterrichtsmaterial=[http://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/didaktik_der_chemie/kernpraktikumfriese/unterrichtsentwurf_loesen_von_kohlenstoffdioxid_in_wasser.pdf Lösung von Kohlendioxid im Wasser] Unterrichtseinheit
|Beeinflusst=Kohlendioxid-Konzentration
|beeinflusst=Marine Ökosysteme
|beeinflusst=Korallenriffe
|Einfach=Kohlenstoff im Ozean (einfach)
|Teil von=Kohlenstoffkreislauf
|Teil von=Ozean im Klimasystem
|Ähnlich wie=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|verursacht=Versauerung der Meere
|umfasst Prozess=Photosynthese
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2013-02-19T12:06:57Z

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Großer Aletschgletscher

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Lage der Polargebiete auf der Erde
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2013-02-19T11:20:05Z

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Tundra bei Dudinka am Jenissej in Sibirien

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pink: Tropische Klimazone der Erde

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2013-02-19T11:09:42Z

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gelb: Subtropische Klimazone der Erde
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2013-02-19T11:08:21Z

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2013-02-19T11:06:35Z

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pink: Tropische Klimazone der Erde

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2013-02-19T11:05:37Z

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2013-02-19T11:04:21Z

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pink: Tropische Klimazone der Erde

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2013-02-19T11:02:50Z

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2013-02-19T11:01:53Z

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Datei:Klimagürtel-der-erde-gemäßigte-zone.jpg

2013-02-19T10:56:48Z

Anastasia:

Gemäßigte Klimazone der Erde

lila: Kaltgemäßigtes (boreales) Klima

grün: Warmgemäßigtes Klima

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Quelle: Bild
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Urheber: [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:LordToran LordToran]

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Datei:Cambodia monsoon July 2007.jpg

2013-02-14T19:34:46Z

Anastasia:

Monsun in Kambodscha im Juli 2001

== Lizenzhinweis ==
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Quelle: Bild
[http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Bild:Cambodia_monsoon_July_2007.jpg&filetimestamp=20070804181225| Monsun in Kambodscha] aus der freien Mediendatenbank [http://de.wikipedia.org Wikipedia] 
Quelle: [http://www.flickr.com/photos/20426332@N00/939828607/ Monsoon Season] 
Urheber: [http://www.flickr.com/people/20426332@N00 Julie Rigsby] from United States

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