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Klimawandel und Unwetterszenarien
     
 

Unwetterszenarien in Deutschland und Mitteleuropa

von Karsten Brandt und Daniel Hogh-Lehner

 

Klimaszenario als Grundlage der Prognose

Die globale Temperatur wird bis 2100 um 1,4 K auf 5,8°C steigen (PIK 2005). Dieser Temperaturanstieg ist Abhängig von der Wahl des Klimamodells, der Entwicklung der Weltbevölkerung und der weiteren Benutzung fossiler Brennstoffe.

Die thermohaline Zirkulation und damit die Golfstromzirkulation wird sich aller Wahrscheinlichkeit nach noch im 21. Jahrhundert abschwächen. Dadurch gelangt weniger Wärme in den europäischen Raum. Allerdings soll dieser Effekt durch die Erwärmung, die durch die Treibhausgase verursacht wird, kompensiert werden.

Für Nord- und Mitteleuropa wird eine weitere winterliche Temperaturzunahme von 2-4°C berechnet. Weiterhin soll der Niederschlag über Nordeuropa um ca. 20% zunehmen. Für Mitteleuropa gibt es unterschiedliche Berechnungen. Jedoch ist hier eher eine Abnahme des Gesamtjahresniederschlags berechnet worden.

Gesicherte empirische Ergebnisse

Die Jahresmitteltemperatur ist bis zum Jahr 2005 (bis Oktober) in Berlin um 0,77°C zum Klimamittel 1971-2000 gestiegen ist.

Unwetter werden in Europa immer extremer (Dürre in Spanien und Portugal 2005, Rekordniederschläge am Mittelmeer z.B. 2003 auf Sizilien oder 2002 in Osteuropa).

Die Gletscher der Alpen gehen zurück.

Die Strömungen werden immer meridionaler.

Die Temperatur des Mittelmeeres steigt im Sommer an.

Es ist nicht zu leugnen, dass sich die Atmosphäre erwärmt hat und sich weiter erwärmen wird. Das Beispiel Berlin zeigt bereits jetzt einen Anstieg der Jahresmitteltemperatur (Zeitspanne 2001-2005 von 0,5°C gegenüber dem Klimamittelwert von 1971-2000). Jedoch ist nicht zu erkennen, dass auch die Niederschlagsmengen stärker steigen. In Berlin liegt die Niederschlagsmenge von 2001-2005 bei 104,73%, also 4,73% mehr als im klimatologischen Mittel. Es gibt jedoch keine Korrelation zwischen Monatmittelwert der Temperatur und des Niederschlages. Das Beispiel Berlins zeigt vor allem im Winter steigende Niederschläge und extremere Niederschläge im Sommer. Das könnte auch das Szenario in der jüngeren Zukunft sein.

Durch die wärmere Luft verdunstet auch mehr Feuchtigkeit, vor allem über den Ozeanen. Das führt dazu, dass Salz wiederum auskristallisiert wird und im Ozean verbleibt. Allerdings wird diese Feuchtigkeit irgendwann dem Ozean wieder zugeführt, so dass der Salzverlust in den Ozeanen weiter anhalten wird.

 

Auswirkungen des Klimawandels auf das Wetter in Europa

Da sich der Kontinent stärker erwärmen wird als die Gebiete über dem Ozean, entstehen größere Temperaturunterschiede. Da auch der Wasserdampfgehalt zunimmt, ist die Folge, dass es immer stärkere Stürme vor allem im nördlichen Mitteleuropa und in Nordeuropa geben wird. Damit ist in Deutschland auch die Nordseeküste besonders betroffen.

Frage der Sturmintensität :

Eine Welt, die wärmer wird, und im hohen Norden schneller wärmer wird als in äquatornahen Zonen, sollte keine Intensivierung der Stürme mittlerer Breiten erleben. Denn der Antrieb für diese Stürme ist der meridionale Temperaturgradient, also der Temperaturunterschied von Nord nach Süd. Wenn in den letzten Jahren oder Jahrzehnten eine Intensivierung der Windgeschwindigkeit beobachtet worden ist, dann muss das etwas mit der Temperaturverteilung über dem Atlantik zu tun haben. Dazu ist etwas beobachtet

worden, was ins Bild passt, was aber nicht so leicht zu erklären ist. Der Atlantik ist im Bereich um die Südspitze Grönlands über Jahrzehnte hinweg kälter geworden, aber viele andere Teile des Atlantiks sind wärmer geworden. Das hat natürlich in der „Küche“, in der die Tiefdruckgebiete im allgemeinen entstehen, große Auswirkungen zur Intensivierung von Stürmen zur Folge gehabt. Wenn aber auf lange Sicht die hohen nördlichen Breiten rascher wärmer werden als mittlere und niedrige Breiten, dann gibt es weniger Anlass zu heftigeren Stürmen in mittleren Breiten .

(Quelle : Prof. Dr. Graßl)

Viele kleinräumige Phänomene wie Gewitter oder Tornados können innerhalb der Klimamodelle nicht berechnet werden. Das vermehrt Gewitter und Tornados aufgrund der stärkeren Temperaturgegensätze zwischen Land und Meer in Mitteleuropa anhand der Wetterfronten entstehen ist sehr wahrscheinlich.

Da der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre weiter zu nehmen wird und nimmt damit auch die Intensität und Dauer der Niederschläge, vor allem in mittleren und hohen Breiten, zu. Damit nimmt auch die Wahrscheinlichkeit für Extremniederschlagsereignisse zu.

Dazu ein kleines Beispiel :

Nehmen wir an, die Strömung ist vom Mittelmeer gegen die Alpen gerichtet. Wir sind im Tessin, z.B. im September/Oktober; die Oberflächentemperatur des Mittelmeeres ist nur ½ Grad über dem bisherigen langjährigen Mittel. Dann bildet sich – auch bei 700 hPa – 3 km Höhe etwa, Bewölkung. Und bei nur ½ Grad Celsius höherer Temperatur ist in dieser Bewölkung 4 % mehr Wasserdampf vorhanden, der kondensieren kann. Gleichzeitig ist mit ½ Grad Celsius die Schneefallgrenze um 70 m angehoben worden, also die Flächen, auf die Niederschlag fällt, werden größer. Also gibt es mindestens plus 4% mehr Niederschlag. Aber es fehlen noch zwei weitere Zusätze bei dieser Abschätzung. Wenn nämlich 4 % mehr Wasserdampf kondensieren, wird der Auftrieb in der Wolke größer, weil die frei werdende Kondensationswärme zunimmt. Also hat man dann plus 4, plus X % mehr Niederschlag, wenn die Luft in der gleichen Art wie früher gegen ein Gebirge strömt. Das X ist von etwa gleicher Größe wie die erhöhte Kondensation.

Da die Schneefallgrenze anstieg, fließt aber von größerer Fläche Wasser ab, so dass

der Fluss + 4 + X + Y % mehr Wasser bekommt und damit ein viel intensiveres

Hochwasser, als das früher der Fall war, entstehen kann.

(Quelle :Rechnung von Prof. Dr. Hartmut Graßl)

Durch die weitere Meridionalisierung (mehr Strömungen zum oder weg vom Pol) der Strömungen werden vor allem Nord- und Südalpen von stärkeren Niederschlägen heimgesucht.

Computersimulationen von spanischen Meteorologen haben ergeben, dass die Wolkenwirbel im Mittelmeer in einigen Jahrzehnten tropischen Wirbelstürmen ähneln, mit den entsprechenden Wettererscheinungen. Diese Simulation muss aber mit Vorsicht betrachtet werden, denn es gibt auch Ergebnisse, die davon ausgehen, dass sich wenig an der Struktur der Tiefs ändern wird.

Allerdings gab es um den 10. Oktober 2005 ein Phänomen, das bisher noch nie so beobachtet wurde. Hurrikan „VINCE“ entstand zwischen Azoren und Madeira und zog Richtung Portugal. Er wurde in die Kategorie 1 eingestuft. Das alles passierte obwohl die Wassertemperatur nur 23°C betrug. Hurrikane entstehen normalerweise nur bei einer Wassertemperatur von 27°C und mehr. Die Wassertemperatur ist aber nur ein Parameter zur Hurrikan Entstehung. Es muss auch ein gewisser Temperaturgradient zwischen Oberfläche und Tropopause herrschen. Da die Tropopause sich erwärmt, steigt auch das Niveau der Tropopause an. Dadurch wird sie kälter. Hier könnte dann auch der Einfluss der Stratosphäre wichtig werden. Es gibt Anzeichen dafür, dass diese sich weiter abkühlt. Die Gründe sind zurückgehende Ozonkonzentration, denn Ozon ist Absorber im langwelligen (Wärme-) Bereich, sowie ein immer länger anhaltender und sich früher bildender Stratosphärenwirbel mit seinen niedrigen Temperaturen. Diese Abkühlung könnte die Bildung von Hurrikanen aufgrund des gesteigerten Temperaturgradienten anheizen.

In den nächsten Jahrzehnten könnte so ein Hurrikan ins Mittelmeer wandern und sich dort bei einer Wassertemperatur von ca. 28°C weiter verstärken, so dass er eine Kategorie 2 oder 3 womöglich erreicht.

Die große Frage allerdings bei allen Szenarien ist die Rolle des Golfstromes. Eine Abschwächung dieses Golfstromes hat eine geringere Temperatur des Oberflächenwassers in Mittel- und in Nordeuropa zur Folge. Das würde bedeuten, dass kein warmes Wasser mehr bis nach Nordeuropa vordringt.


Zusammenfassung/Bewertung

Die Auswertung der Klimasimulationen zeigen also darauf hin, dass die Mitteltemperatur in Europa in der jüngeren Zukunft ansteigen wird.. Hinzu kommt, dass die Niederschlagsaktivitäten zunehmen werden und auch extremer werden. So drohen in Zukunft häufiger Unwetter in ganz Europa. Besonders betroffen wird das Mittelmeer im Spätsommer/Herbst sein. Das hängt von der jeweiligen Temperatur der Wasseroberfläche ab, die sich tendenziell immer weiter aufheizt. Die Tiefdruckgebiete im Mittelmeer werden sich weiter verstärken. Auch Hurrikane sind in Zukunft nicht mehr ganz ausgeschlossen.

Auf der anderen Seite stehen Hitzewellen und Dürren im Sommer, die in Zukunft zunehmen werden. Mit den entsprechenden Auswirkungen wie Ernteausfälle und Wasserknappheit.

In Mitteleuropa werden die Mitteltemperaturen weiter ansteigen und die Niederschläge werden extremer. Von längeren Trockenzeiten bis hin zu häufigeren Starkniederschlägen wird alles dabei sein.

Was den Winter in Mittel- und Nordeuropa angeht so gibt es momentan und in der jüngeren Zukunft eher einen Temperaturanstieg. Es wird aber weiterhin Kälteeinbrüche geben, sie werden nur seltener. In einigen Jahrzehnten kann aber die Abschwächung des Golfstromes zu einem Abbruch der Wärmezufuhr nach Europa führen. Die Folge wären kältere Winter und Schneezuwachs in Skandinavien und den Alpen. Dadurch würde die Albedo steigen und eine Kettenreaktion auslösen.

Stürme werden allgemein stärker. Das liegt an der Zunahme des Wasserdampfes in der Atmosphäre und der damit zunehmenden Energie. Sollte der Golfstrom sich abschwächen, die Tendenz dafür ist jetzt schon zu erkennen, steigt der Temperaturgradient im Atlantik. Auch hier wären die Folge stärker werdende Stürme.

Aufgrund dieser Aussichten ist es nur zu wichtig Vorsorgemaßnahmen zu treffen. Diese werden vor allem in Bezug auf Hochwasser an Flüssen und beim Küstenschutz getroffen. So stehen Bebauungspläne an gefährdeten Flussufern unter Begutachtung. An den Küsten wird über eine Veränderung der Küstenlinien nachgedacht. Am Beispiel von Hamburg wurde der Elbdeich auf eine Höhe von 7,30m aufgestockt, um die Bewohner zu schützen. Zur Sicherheit existieren aber Evakuierungspläne und ein enges Netz des Informationsaustausches.

Den größten volkswirtschaftlichen Schaden würde eine Hitzewelle mit einhergehender Dürre verursachen, gefolgt von Überschwemmungskatastrophen. Weniger Schaden und Opferzahlen verursachen dagegen Hagelstürme und Tornados, da diese Phänomene kleinräumiger auftreten. Im Einzelfall sind diese allerdings verheerender.

Eine Beispiel für ein denkbares Unwetterszenario in Deutschland.

(c) Nov. 2005