Klimaprojektionen

Aus Klimawandel
Abb. 1 zeigt die Entwicklung der globalen Mitteltemperatur im 20. Jahrhundert aus Beobachtungen (schwarze Linie) und im 21. Jahrhundert für die Szenarien B1, A1B und A2 sowie für den Fall der fixen Konzentration im Jahre 2000. Die farbigen Linien geben den Mittelwert der Modellsimulationen wieder, die schattierten Bereiche deren Bandbreite. Die Balken neben der Graphik zeigen die Ergebnisse von Simulationen mit drei weiteren Szenarien (A1Fl, A1T, B2).

Die im IPCC-Bericht von 2007 veröffentlichten Berechnungen zum künftigen Klima beruhen auf zahlreichen Modellstudien von insgesamt 14 Forschungsgruppen aus 10 Ländern. Auch das Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie hat einen wesentlichen Teil zu den Ergebnissen beigetragen.[1]

Globale Änderungen

Änderung der globalen Mitteltemperatur

Die weitere Entwicklung des Klimas ist abhängig von der Entwicklung der Treibhausgasemissionen und -konzentrationen. Da die Emissionen von der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft im 21. Jahrhundert abhängen und daher nicht eindeutig bestimmt werden können, wurden verschiedene Szenarien aufgestellt, die mögliche Emissionspfade der Zukunft aufzeigen. Aus diesen Emissionspfaden wurden die zukünftigen Konzentrationen der Treibhausgase und daraus die Parameter (Temperatur, Niederschlag etc.) möglicher Klimaverhältnisse abgeleitet.

Für die Berechnung des künftigen Klimas wurden sechs beispielhafte Szenarien berücksichtigt: B1, B2, A1B, A1T, A2 und A1Fl. Dabei ist B1 das Szenario mit den geringsten, A1B mit mittleren und A1Fl mit den höchsten Treibhausgasemissionen bis 2100. Die meisten Modellrechnungen wurden mit den Vorgaben der Szenarien B1, A1B und A2 durchgeführt. Mögliche Klimaschutzmaßnahmen wurden dabei nicht berücksichtigt. Außerdem wurde auch berechnet, wie sich das Klima ändern würde, wenn man (rein theoretisch) die Konzentration der Treibhaugase und Aerosole auf dem Niveau des Jahres 2000 stabil gehalten hätte.

Für die ersten Jahrzehnte des 21. Jahrhunderts (2011-2030 im Vergleich zu 1980-1999) zeigen die Modellrechnungen eine von den Szenarien fast unabhängige Erwärmung um 0,64 bis 0,69 °C.[2]

Abb. 2: Änderung der Temperatur der bodennahen Atmosphäre nach dem A2-Szenario 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999 im zonalen Mittel über dem Land und über dem Ozean.

In der 2. Hälfte des Jahrhunderts ist die globale Erwärmung bei den einzelnen Szenarien erkennbar verschieden. Für die Zeit 2090-2099 im Vergleich zu 1980-1999 prognostizieren die Modelle für das Szenario B1 eine Zunahme der globalen Mitteltemperatur um 1,8 °C (bei einer Bandbreite der Modellergebnisse von 1,1-2,9 °C), bei dem Szenario B2 um 2,4 °C (1.4-3.8 °C), bei dem Szenario A1B um 2.8 °C (1.7 bis 4.4 °C), bei dem Szenario A1T um 2.4 °C (1.4 °C bis 3.8 °C), bei dem Szenario A2 um 3.4 °C (2.0 bis 5.4 °C) und bei dem Szenario A1Fl um 4.0 °C (2.4 bis 6.4 °C).[3]

Auch bei einer Stabilisierung der Treibhausgas-Konzentration auf dem Niveau des Jahres 2000 hätte mit einer weiteren Erwärmung um 0,1 °C pro Jahrzehnt gerechnet werden müssen. Der Grund liegt hauptsächlich in der langsamen Reaktion und Anpassung der Ozeane und Eisschilde bis zu einem Gleichgewichtszustand mit der Atmosphäre. Die untere Atmosphäre reagiert auf einen externen Antrieb, z.B. die Erhöhung der Treibhausgase oder der Solarstrahlung, in Zeitskalen, die kürzer als ein Monat sind. Der obere Ozean reagiert z.B. auf eine Erwärmung über die Atmosphäre auf einer Zeitskala zwischen einigen Jahren und Jahrzehnten. Der tiefe Ozean und die Eisschilde passen sich erst in Zeiträumen zwischen Jahrhunderten und Jahrtausenden neuen Bedingungen an.

Abb. 3: Geographische Muster der Erwärmung

Geographische Muster

Die simulierte Erwärmung fällt regional sehr unterschiedlich aus (Abb. 3). Dabei lassen sich gewisse Muster erkennen. Zum einen ist die Temperaturerhöhung stärker über dem Land als über dem Ozean (Abb. 2). Der Grund dafür ist die langsamere Erwärmung des Ozeans. Nur in den hohen nördlichen Breiten gibt es von diesem Muster eine deutliche Abweichung: Die Atmosphäre über dem Arktischen Ozean erwärmt sich bis zum Ende des 21. Jahrhunderts in dem A1B-Szenario um fast 7 °C (Bandbreite 4-11 °C) und damit um 1 °C mehr als die angrenzenden Landmassen.[4] Ursache ist das starke Abschmelzen des arktischen Meereises, wodurch ein positiver Rückkopplungseffekt angestoßen wird: Die vom Eis reflektierte Sonnenstrahlung wird nach dem Schmelzen des Eises vom Meerwasser absorbiert und in Wärmestrahlen umgewandelt, die die untere Atmosphäre zusätzlich zum Treibhauseffekt erwärmen.

Die Landgebiete zeigen die stärksten Erwärmungen in den hohen nördlichen Breiten über Sibirien, Kanada und Alaska. Hier wird der Temperaturanstieg ca. 6 °C betragen, mit einer Bandbreite von 3-11 °C (ebenfalls nach dem A1B-Szenario). Auch hierfür sind Schnee- und Eiseffekte verantwortlich. Die heute von großen Eis- und winterlichem Schnee bedeckten Areale werden durch die Erwärmung immer weiter zurückgehen. Dadurch wird über die Albedo-Rückkopplung die Erwärmung weiter erhöht, was wiederum die Eis- und Schneeflächen noch schneller schrumpfen lässt usw. Auf der Südhalbkugel wirkt sich dieser Effekt weniger aus. Hier ist nur die Antarktis nennenswert mit Eis- und Schnee bedeckt, woran die globale Erwärmung wenig ändern wird. Eine weitere Auffälligkeit ist die stärkeren Temperaturzunahmen im Innern der Kontinente im Vergleich zu den küstennahen Gebieten. Hier wirkt sich der dämpfende Einfluss der angrenzenden Meere aus. Verhältnismäßig gering fällt die Erwärmung als Folge der Abschwächung des Nordatlantikstroms, der Fortsetzung des Golfstroms, im Nordatlantik aus (Vgl. Abb. 3).

Deutlich sind am Ende des 21. Jahrhunderts auch in den verschiedenen Regionen die Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien. So erwärmt sich Mitteleuropa nach dem Szenario A2 um 2 °C mehr als nach dem Szenario B1. Die arktischen Temperaturen liegen bei dem höheren Szenario sogar um 3 °C höher.

Regionale Veränderungen

Die folgende Übersicht stützt sich auf die Darstellung des IPCC-Berichts von 2007.[5] Genauere Darstellungen (soweit vorhanden) werden in eigenen Artikeln angeboten.

Afrika

Die mittlere Erwärmung des Kontinents wird wahrscheinlich über dem globalen Mittel liegen. Dabei werden sich die subtropischen trockenen Regionen stärker als die feuchten Tropen erwärmen. Die Niederschläge werden wahrscheinlich im mediterranen Afrika, der nördlichen Sahara und in großen Teilen des südlichen Afrika abnehmen, in Ostafrika dagegen zunehmen. Wie sich die Niederschläge im Sahel und in der südlichen Sahara entwickeln werden ist unklar.

Mittelmeerregion und Europa

Die mittleren Jahrestemperaturen werden stärker steigen als im globalen Mittel. Jahreszeitlich wird es wahrscheinlich die stärkste Erwärmung im Winter in Nordeuropa, wo vor allem die tiefen Temperaturen stark ansteigen werden, und im Sommer im Mittelmeerraum geben. Hier und in Mitteleuropa wird es zum stärksten Anstieg der Sommertemperaturen kommen. Die jährlichen Niederschläge werden sehr wahrscheinlich am stärksten in Nordeuropa zu- und in Südeuropa abnehmen. In Mitteleuropa ist mit einer Zunahme im Winter und Abnahme im Sommer zu rechnen. In Mittel- und Südeuropa wird es daher zu einem erhöhten Risiko von Sommerdürren kommen. Fast überall in Europa wird die Schneesaison sehr wahrscheinlich verkürzt werden und die Schneemächtigkeit abnehmen.

Asien

In Asien wird die durchschnittliche Erwärmung im Norden (Sibirien), in Mittelasien und im tibetischen Hochland wahrscheinlich deutlich über dem globalen Mittel und in Ost- und Südasien etwas darüber liegen. In Südostasien werden die Temperaturen ähnlich wie im weltweiten Durchschnitt zunehmen. Die Winterniederschläge werden in Norddasien, im tibetischen Hochland, in Ostasien und in den südlichen Gebieten Südostasiens zunehmen. In Nord-, Ost- und Südasien und in den meisten Gebieten Südostasiens werden auch im Sommer die Niederschläge zunehmen, in Mittelasien aber wahrscheinlich abnehmen. In Ostasien ist sehr wahrscheinlich mit längeren, intensiveren und häufigeren Hitzewellen zu rechnen. In Ost-, aber auch in Südasien werden auch Starkniederschläge sehr wahrscheinlich zunehmen. In Ost-, Südost- und Südasien wird es mehr extreme Niederschläge auch im Zusammenhang mit tropischen Wirbelstürmen geben.

Nordamerika

Die mittleren Jahrestemperaturen werden in den meisten Gebieten stärker steigen als im globalen Mittel. Die Wintertemperaturen werden am stärksten im Norden steigen, wo gerade bei den Minimumtemperaturen die größten Anstiegsraten erwartet werden. Die Sommertemperaturen werden im Südosten die höchste Zunahme verzeichnen. Die mittleren Jahresniederschläge nehmen sehr wahrscheinlich am stärksten in den nordöstlichen USA und in Kanada zu, während sie im Südwesten des Kontinents wahrscheinlich abnehmen werden. Fast überall in Nordamerika nehmen die Länge der Schneesaison und die Mächtigkeit der Schneedecke ab. Eine Ausnahme sind möglicherweise die nördlichsten Regionen Kanadas.

Mittel- und Südamerika

Im südlichen Südamerika werden die mittleren Jahrestemperaturen ähnlich wie im globalen Mittel steigen, während sie in den übrigen Gebieten - wie bei den meisten anderen Kontinenten – die globale Zunahme übertreffen werden. In Mittelamerika und in den südlichen Anden werden die mittleren Jahresniederschläge abnehmen. Winterniederschläge werden über Feuerland und Sommerniederschläge über dem südöstlichen Südamerika wahrscheinlich zunehmen. Wie sich die Niederschläge im Jahresmittel und saisonal über dem nördlichen Südamerika einschließlich dem Amazonasgebiet verändern werden, ist unklar. Möglicherweise wird es weniger Niederschläge über Nordost-Brasilien geben.

Australien und Neuseeland

Insgesamt wird in Australien und Neuseeland die Erwärmung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ähnlich wie im globalen Mittel sein. Am geringsten werden die Temperaturen auf der Südinsel Neuseelands steigen. Sehr wahrscheinlich werden überall Tage mit extrem heißen Temperaturen häufiger auftreten. Die Niederschläge werden im südwestlichen Australien im Winter und im südlichen Australien im Winter und Frühling abnehmen, während sie im Westen der Südinsel von Neuseeland zunehmen werden. Die möglichen Veränderungen in Nord- und Mittelaustralien sind unklar. Auch bei den Niederschlägen ist damit zu rechnen, dass die Extreme zunehmen werden. Damit verbunden ist ein erhöhtes Risiko von Dürren im südöstlichen Australien.

Einzelnachweise

  1. Vgl. IPCC AR4 Rechnungen, Abbildungen und Animationen (MPI-M, DKRZ), und Globale Klimaszenarien für das 21. Jahrhundert.
  2. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 10.5
  3. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.5.4.6
  4. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 11.1
  5. nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Executive Summary

Weblinks

Linzenzhinweis

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