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Natur
und Mensch in Mitteleuropa im letzten Jahrtausend (Band 32)
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Dieses
Buch ist nur digital als
E-Book
Version (im PDF-Format) erhältlich! |
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Klimawandel
im 20. und 21. Jahrhundert:
Welche Rolle spielen Kohlendioxid, Wasser und Treibhausgase
wirklich?
(Band 28) |
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Reihe: |
Rundgespräche
der Kommission für Ökologie |
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Herausgeber: |
Bayerische Akademie der Wissenschaften |
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Verlag: |
Verlag
Dr. Friedrich Pfeil |
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R
u n d g e s p r ä c h a m 1
7 . M a i 2 0 0 4 |
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Seite: |
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Verzeichnis
der Vortragenden und der Diskussionsteilnehmer am Rundgespräch |
7-8 |
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Vorwort |
9 |
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Begrüßung
durch den Präsidenten der Bayerischen Akademie der
Wissenschaften, Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Heinrich
NÖTH |
11-12 |
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Einführung in das Rundgespräch - Karl-Eugen
REHFUESS |
13-15 |
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Christian-D.
Schönwiese |
Globale
und regionale Klimaänderungen im Industriezeitalter
Beobachtungsindizien und Ursachen |
17-32 |
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Heinz
Wanner |
500
Jahre Klimavariabilität im europäischen Alpenraum
raumzeitliche Strukturen und dynamische Interpretationen
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33-52 |
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Diskussion
der beiden Vorträge |
52-54 |
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Hartmut
Grassl |
Klimawandel
im 20. und 21. Jahrhundert: Beobachtungen und Projektionen
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55-59 |
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Joseph
Egger |
Regionale
Klimamodellierung: Erfolge und Probleme |
61-64 |
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Diskussion
der beiden Vorträge |
65-68 |
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Franz
Fiedler: |
Energie-
und Wasserhaushalt der Atmosphäre: Inwieweit beherrschen
Klimamodelle diese zentralen Bereiche des globalen Klimas?
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69-79 |
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Jost
Heitzenberg: |
Aerosole
verursachen die größte Unsicherheit in heutigen
Klimadiskussionen |
81-87 |
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Diskussion
der beiden Vorträge |
88-91 |
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Hartwig
Volz: |
Klimamodellierung
Unsicherheiten bei Prozessbeschreibung und Eingabedaten |
93-107 |
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Diskussion |
108-109 |
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Sami
K. Solanki: |
Wie
stark beeinflusst die Sonne das Klima und den derzeitigen
Klimawandel? |
111-121 |
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Diskussion |
122 |
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Karl-Eugen
Rehfuess: |
Zusammenfassung
des Vortrags von Hans von Storch »Der Umgang mit
dem Klimawandel: Anpassung und Vermeidung« |
123-124 |
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Abschlussdiskussion |
125-132 |
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Horst
Hagedorn: |
Zusammenfassung
des Rundgesprächs |
133-136 |
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Verzeichnis
der Vortragenden (*) und der Diskussionsteilnehmer am
Rundgespräch |
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Arnold, |
Frank,
Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg |
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Becher,
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Raimund,
Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft
und Forsten, Ref. F3: Waldökologie, München |
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Betke, |
Klaus,
em. Prof. Dr., Lochham |
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Bolle, |
Hans-Jürgen,
em. Prof. Dr., München |
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Bulirsch, |
Roland,
em. Prof. Dr., Bayerische Akademie der Wissenschaften,
München |
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Crewell, |
Susanne,
Prof. Dr., Universität München, Meteorologisches
Institut, München |
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Dietze, |
Peter,
Dipl.-Ing., Langensendelbach |
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*
Egger, |
Joseph,
em. Prof. Dr., Universität München, Meteorologisches
Institut, München |
|
Fabian, |
Peter,
em. Prof. Dr., Technische Universität München,
Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung,
Freising |
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*
Fiedler, |
Franz,
Prof. Dr., Universität Karlsruhe, Institut für
Meteorologie und Klimaforschung, Karlsruhe |
|
*
Grassl, |
Hartmut,
Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Meteorologie und
Meteorologisches Institut der Universität Hamburg,
Hamburg |
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Hagedorn, |
Horst,
em. Prof. Dr., Universität Würzburg, Geographisches
Institut, Würzburg |
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Haider, |
Konrad,
em. Prof. Dr., Deisenhofen |
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*
Heintzenberg, |
Jost,
Prof. Dr., Leibniz-Institut für Troposphärenforschung,
Leipzig |
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Herm, |
Dietrich,
em. Prof. Dr., Pullach |
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Hoffmann, |
Egon,
Dr., Vorsitzender des Ausschusses für Energie- und
Rohstoffpolitik des Wirtschaftsbeirats der Union e.V.,
München |
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Höppe, |
Peter,
Prof. Dr., GeoRisikoForschung der Münchener Rückversicherung,
München |
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Koelle, |
Dietrich,
Dr.-Ing., TCS Ingenieurbüro für Systemanalysen,
Ottobrunn |
|
Köpke,
|
Peter,
Dr., Universität München, Meteorologisches Institut,
München |
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Nöth, |
Heinrich,
em. Prof. Dr., Präsident der Bayerischen Akademie
der Wissenschaften, München |
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Raschke,
|
Ehrhard,
em. Prof. Dr., Universität Hamburg, Meteorologisches
Institut, Hamburg |
|
*
Rehfuess, |
Karl-Eugen,
em. Prof. Dr., Technische Universität München,
Dept. für Ökologie, Freising |
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Reichholf, |
Josef
H., Prof. Dr., Zoologische Staatssammlung München,
München |
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Röck, |
Heinrich,
Dr., Trostberg |
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Sartorius, |
Rolf,
Dr., Umweltbundesamt Berlin, Ref. I/2.7: Schutz der Erdatmosphäre,
Berlin |
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Sauer, |
Hans
Dieter, Wissenschaftsjournalist, Gräfelfing |
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*
Schönwiese, |
Christian-D.,
Prof. Dr., Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Institut
für Atmosphäre und Umwelt, Frankfurt a.
Main |
|
*
Solanki, |
Sami
K., Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung,
Katlenburg-Lindau |
|
*
Storch, |
Hans
von, Prof. Dr., GKSS Forschungszentrum, Institut für
Küstenforschung, Geesthacht-Tesperhude |
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Tropper, |
Doris,
Bund Naturschutz in Bayern e.V., Landesfachgeschäftsstelle,
Erlangen |
|
*
Volz, |
Hartwig,
Dr., RWE Dea AG, Labor Wietze, Wietze |
|
*
Wanner, |
Heinz,
Prof. Dr., Universität Bern, Nationaler Forschungsschwerpunkt
Klima, Bern |
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Weber,
|
Hans,
Baudirektor, Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft,
München |
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Wieland, |
Carl
Paul, Präsident der Österreichisch-Bayerischen
Gesellschaft, Baldham |
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Ziegler, |
Hubert,
em. Prof. Dr., Vorsitzender der Kommission für Ökologie,
Bayerische Akademie der Wissenschaften, München |
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Vorwort: |
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Viele
Klimaforscher sind aufgrund von Hypothesen und Modellrechnungen
davon überzeugt, dass die derzeit ablaufende Klimaerwärmung
mit allen Nebenerscheinungen ganz überwiegend durch den
Anstieg des Kohlendioxids (CO2) und anderer Treibhausgase aus
anthropogenen Quellen verursacht wird. Diese Auffassung bestimmt
das in den Medien verbreitete Weltbild und ist Grundlage
der Energie- und Klimapolitik der Bundesregierung (Stichworte
Kyoto-Protokoll, Emissionsrechtehandel).
Demgegenüber
verweisen andere Wissenschaftler mit guten Argumenten darauf,
dass die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Energie-
und dem Wasserhaushalt der Atmosphäre/Erde und auch die
Einflüsse anderer Klimaparameter bisher nur wenig verstanden
und deshalb in den gegenwärtig benutzten Klimamodellen
nur unvollkommen abgebildet sind. Die Belastbarkeit der aus
den verfügbaren Modellen abgeleiteten Klimavorhersagen
ist daher in Frage zu stellen. Wegen der vielen Einflussfaktoren
mit oft unzureichend bekannten Wechselwirkungen wird sogar
überhaupt bezweifelt, dass die künftige Klimaentwicklung
prognostiziert werden kann.
Die
Kommission für Ökologie der Bayerischen Akademie
der Wissenschaften hat in dieser Situation versucht, im Rahmen
des Rundgesprächs »Klimawandel im 20. und 21. Jahrhundert:
Welche Rolle spielen Kohlendioxid, Wasser und Treibhausgase
wirklich?« führende Vertreter der »mainstream«-Hypothese
und prominente Kritiker derselben zu einem intensiven Gedankenaustausch
zusammenzuführen. Ziel der Tagung war es,
Klimaänderungen in der Vergangenheit und der Gegenwart
darzustellen und ihre möglichen Ursachen zu identifizieren,
zu hinterfragen, inwieweit derzeitige Klimamodelle die an
sie gestellten Anforderungen erfüllen und wo Schwachstellen
in der Klimamodellierung liegen,
am Beispiel wichtiger Parameter, wie Niederschlag oder Aerosole,
bestehende Wissenslücken aufzuzeigen sowie
die Folgerungen zu diskutieren, die sich aus dem gegenwärtigen
Kenntnisstand für die Politik wie für jeden Einzelnen
ergeben.
Die
Vorträge und Diskussionen dieses Rundgesprächs werden
in dem vorliegenden Buch der breiten Öffentlichkeit zugänglich
gemacht; eine Zusammenfassung findet sich auf den Seiten 133-136.
Der Band richtet sich gleichermaßen an Fachleute wie
an interessierte Laien. Wir hoffen, auf diese Weise auch einen
Beitrag zur Versachlichung der Diskussion zum Thema »Klimawandel
und Klimamodellierung« zu leisten.
Horst
Hagedorn, Karl-Eugen Rehfuess, Heinrich Röck
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Zusammenfassungen: |
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Christian-D.
SCHÖNWIESE:
Globale und regionale Klimaänderungen
im Industriezeitalter Beobachtungsindizien und Ursachen
[16
Seiten, 6 Farb- und 6 Schwarzweißabbildungen, 6 Tabellen]
Seit
die Erde existiert, gibt es Klimaänderungen in unterschiedlichen
zeitlichen und räumlichen Größenordnungen
und aus unterschiedlichen Gründen. Allerdings waren die
letzten Jahrtausende durch ein relativ stabiles Klima gekennzeichnet,
bevor im Industriezeitalter der Mensch mit zunehmender
Intensität und global zu einem wesentlichen zusätzlichen
Klimafaktor geworden ist. Die Folge war eine im globalen Mittel
feststellbare systematische Erwärmung der unteren Atmosphäre,
die jedoch komplizierte regionale Strukturen aufweist. Dies
gilt in noch größerem Maß für Änderungen
im Niederschlagsgeschehen. Auch Deutschland hat an dieser
Erwärmung teilgenommen, wobei in den letzten Jahrzehnten
vor allem die winterliche Zunahme von Temperatur und Niederschlag
auffällig ist. Zum Teil geht diese Hand in Hand mit einer
Zunahme der Häufigkeit von Extremereignissen, insbesondere
beim Winter-, weniger jedoch beim Sommerniederschlag. Der
extreme Hitzesommer 2003 entspricht dem Erwärmungstrend,
muss aber noch als sehr seltenes Ereignis angesehen
werden. Mit Hilfe empirisch-statistischer Methoden gelingt
es, in Übereinstimmung mit dem physikalischen Konzept
der Strahlungsantriebe, zumindest die global gemittelte Erwärmung
seit ca. 1860 dem anthropogenen Treibhausgaseinfluss
zuzuordnen, während natürliche Einflüsse (Vulkanismus,
Sonnenaktivität, ENSO, NAO) mehr oder weniger nur die
dem Langfristtrend überlagerten Fluktuationen verursacht
haben.
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Heinz
WANNER, Carlo CASTY, Jürg LUTERBACHER und Andreas PAULING:
500 Jahre Klimavariabilität im europäischen Alpenraum
raumzeitliche Strukturen und dynamische Interpretationen
[20
Seiten, 8 Farb- und 3 Schwarzweißabbildungen, 3 Tabellen]
Auf
der Basis der Multiproxy-Analysetechnik wurden erstmals 500-jährige
gegitterte Temperatur- und Niederschlagsfelder für den
gesamten europäischen Alpenraum rekonstruiert, und zwar
mit einer saisonalen Auflösung vor 1659 und Monatsmittelwerten
von 1659 bis 1900. Auf der dekadischen Zeitskala erlaubt der
Datensatz die Bestimmung von kalten/warmen oder nassen/trockenen
Perioden sowie von Extremen und Trends. Er bietet ebenfalls
die Möglichkeit einer ersten Abschätzung, ob Wechselwirkungen
zwischen natürlichen (Sonne, Vulkane) und anthropogenen
(Treibhauseffekt) Antriebsfaktoren respektive der natürlichen
Variabilität (in Form der Nordatlantischen Oszillation;
NAO) und alpinen Temperaturen oder Niederschlägen bestehen.
Die
Wintertemperaturen markieren klar den Übergang von der
»Kleinen Eiszeit« (als der möglicherweise
kältesten Periode seit 8000 Jahren) zur gegenwärtigen
Warmphase, wobei die vier wärmsten Jahre alle in der
letzten Dekade auftraten (1994, 2000, 2002, 2003). Die Niederschlagswerte
sind sehr variabel. Ein deutlich negativer Trend wird nur
in den letzten 30 Jahren auf der Alpensüdseite sichtbar.
Er dürfte vor allem auf die stark positiven Werte der
NAO zurückzuführen sein. Gleichläufigkeiten
zwischen den Zeitreihen der natürlichen/anthropogenen
Antriebsfaktoren mit Temperatur und Niederschlag sind nur
selten auszumachen. Ausnahmen bilden etwa das Maunder Minimum
(1645-1715), mit einer schwachen Solaraktivität und einer
Häufung von Vulkanausbrüchen mit markant tieferen
Wintertemperaturen sowie Trockenheit, oder die letzten drei
Dekaden mit einem stark angestiegenen anthropogenen Antrieb
und einem deutlich positiven/negativen Trend bei den Temperaturen/Niederschlägen.
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Joseph
EGGER:
Regionale Klimamodellierung: Erfolge und
Probleme
[4
Seiten, 1 Schwarzweißabbildung, 1 Tabelle]
Die
regionale Klimamodellierung zielt auf die numerische Nachbildung
von lokalen Details, die die globale Modellierung wegen ihrer
relativ groben numerischen Auflösung nicht erfassen kann.
Entsprechend verfügen Regionalmodelle über eine
hohe lokale Auflösung, müssen aber in globale Modelle
eingebettet werden. Zu Testzwecken können auch vorhandene
Daten aus Beobachtungen an den Rändern des regionalen
Modells vorgegeben werden. Dabei zeigt sich, dass die Qualität
der numerischen Simulationen in Vergleich zum beobachteten
Regionalklima insgesamt gut ist, aber in manchen Gebieten
doch noch zu wünschen übrig lässt. Szenarienrechnungen
für die Zukunft weisen darauf hin, dass sich Mitteleuropa
erwärmen wird und dass die Schwankungsbreite der mittleren
Sommertemperaturen zunehmen wird. Diese Änderungen ergeben
sich als Folge eines anthropogen erhöhten Gehalts an
Treibhausgasen.
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Franz
FIEDLER:
Energie- und Wasserhaushalt der Atmosphäre:
Inwieweit beherrschen Klimamodelle diese zentralen Bereiche
des globalen Klimas?
[11
Seiten, 8 Farb- und 2 Schwarzweißabbildungen]
Das
Klima der Erde stellt im Wesentlichen die Reaktion der Atmosphäre
und der Ozeane auf die von der Sonne zugeführte Energie
dar. Aufgrund der ungleichen Energiebeträge, die das
System am Äquator und an den Polen einnimmt, organisiert
sich die Atmosphäre in einer Vielzahl verschiedener Strömungsmuster,
um die eingenommene Energie wieder an den Weltraum abgeben
zu können. Durch menschliche Einflüsse werden die
Energieströme um einen relativ kleinen Betrag von 1-3
W/m2 verändert, der jedoch ausreicht, um erhebliche Veränderungen
im Klimageschehen in Gang zu setzen. Die bisherigen Berechnungsmethoden
besonders in Klimamodellen reichen in ihren Genauigkeiten
nicht aus, um die Energietransporte, die mit dem Wasserkreislauf
verknüpft sind, hinreichend genau zu spezifizieren. Insofern
beinhalten die Aussagen bisheriger Klimamodelle auf die zukünftige
Klimaentwicklung noch große Unsicherheiten.
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Jost
HEINTZENBERG:
Aerosole verursachen die größte
Unsicherheit in heutigen Klimadiskussionen
[7
Seiten, 4 Schwarzweißabbildungen]
Die
ersten hundert Jahre der Forschung zum menschlich bedingten
Klimawandel beschäftigten sich im Wesentlichen mit den
Auswirkungen einer Verdoppelung des atmosphärischen CO2-Gehaltes.
Ab 1990 kamen Aerosolpartikel und damit auch verstärkt
Wolken in die Klimadiskussion. Die vorher recht klaren Vorstellungen
des zusätzlichen anthropogenen Treibhauseffektes wurden
dadurch erheblich getrübt. Immer neue Aerosolkomponenten
werden ins Spiel gebracht, von Sulfatpartikeln über Ruß
und Biomassepartikeln bis zu Mineralstaub. Alle diese anthropogenen
Partikel können die hoch klimawirksamen Wolken in ihren
Strahlungseigenschaften und Niederschlagsprozessen beeinflussen.
Die Eigenschaften, Wirkungen und die globale Verteilung des
atmosphärischen Aerosols sind jedoch noch nicht hinreichend
genug klargelegt. Klimaprojektionen in die nähere Zukunft
sind daher mit größeren Unsicherheiten belastet
als aus den IPCC-Berichten hervorgeht.
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Hartwig
VOLZ:
Klimamodellierung Unsicherheiten
bei Prozessbeschreibung und Eingabedaten
[15
Seiten, 7 Schwarzweißabbildungen]
Der
Beitrag fokussiert auf das Wärmeabstrahlungsvermögen
der Ozeane (Emissivität), zum einen wegen der Bedeutung
dieses Parameters für das Klimasystem und zum anderen
wegen der Tatsache, dass diese von der etablierten Klimawissenschaft
noch nicht hinreichend erkannt wurde und daher in den Klimamodellen
keine oder nicht angemessene Berücksichtigung findet.
Anhand
physikalischer Daten aus der Satellitenfernerkundung ("remote
sensing") wird die Windabhängigkeit der Meerwasseremissivität
quantitativ abgeschätzt. Stellvertreterdaten (Proxies)
zur Dokumentierung der Klimavergangenheit zeigen, dass die
Meerwasseremissivität über positive Rückkopplungsmechanismen
dominierend zu charakteristischen Klimafluktuationen beiträgt
(Glaziale/Zwischenglaziale; abrupte und starke Klimasprünge
innerhalb der Glaziale). Während des »mittelalterlichen
Klimaoptimums« bzw. der nachfolgenden »Kleinen
Eiszeit« in der Atlantik-Region verstärkte die
windabhängige Meerwasseremissivität den Einfluss
von Schwankungen der Sonnenaktivität. Diese Klimaaufzeichnungen
sowie Messungen der Neuzeit legen den Schluss nahe, dass durch
natürliche zyklische, durch die Meerwasseremissivität
verstärkte Klimafluktuationen ein Großteil, wenn
nicht die gesamte Erwärmung des 20. Jahrhunderts interpretierbar
ist.
Für
die Klimamodellierung ergeben sich daraus die folgenden Konsequenzen:
(1) Die Nichtberücksichtigung der windabhängigen
Meerwasseremissivität ist ein gravierender Mangel. (2)
Entsprechend können die Klimamodelle charakteristische
zyklische und sich überlagernde Fluktuationen des Klimasystems
in Zeitskalen von Jahrzehnten bis Jahrtausenden nicht oder
nur unzureichend beschreiben. (3) Mit heutigen Klimamodellen
kann daher grundsätzlich der quantitative Einfluss von
natürlichen Fluktuationen im Vergleich zu anthropogenen
Störungen nicht unterschieden werden. (4) Eine Modell-unterstützte
Abschätzung der sog. Klimasensitivität ist wegen
Nichtberücksichtigung des dominierenden Einflussparameters
Meerwasseremissivität und dessen Verstärkung natürlicher
Klimafluktuationen gegenwärtig nicht möglich.
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Sami
K. SOLANKI:
Wie stark beeinflusst die Sonne das Klima
und den derzeitigen Klimawandel?
[12
Seiten, 11 Schwarzweißabbildungen]
Die
Strahlung der Sonne macht aus der Erde einen bewohnbaren Planeten.
Fluktuationen bei der Sonnenhelligkeit beeinflussen deshalb
wahrscheinlich das Klima auf der Erde, wobei es sich als schwierig
erwiesen hat genau zu bestimmen, wie die Sonnenstrahlung schwankt
und wie stark solche Schwankungen das Klima auf der Erde beeinflussen.
Neue Daten und neue Analysemethoden haben über die vergangenen
Jahre zu einem signifikanten Fortschritt geführt, wobei
noch einiges offen ist und es weiterer Forschung bedarf. Der
Artikel gibt einen Überblick der aktuellen Diskussion
über den Einfluss der Sonne auf das Erdklima aus der
Perspektive eines Sonnenphysikers und fasst den Stand der
Erkenntnisse auf den relevanten Gebieten der Sonnenphysik
zusammen.
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Bitte
beachten Sie:
Wegen der grossen Nachfrage ist der Band 28 der Rundgespräche
der Kommission für Ökologie nicht mehr lieferbar.
Sie können jedoch vom Verlag
Dr. Friedrich Pfeil eine CD-ROM (PDF-Files)
zum Preis von € 25,00 beziehen.
Bei
dieser Gelegenheit wird darauf hingewiesen, dass zu verwandten
Themen von dem Verlag
Dr. Friedrich Pfeil umfangreiche Publikationen
verlegt werden. Aus der o.g. Reihe ist z.B. der Band 18 "Entwicklung
der Umwelt seit der letzten Eiszeit" sehr
zu empfehlen, der noch als CD-Ausgabe (PDF) erhältlich
ist.
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Anmerkung:
Bei dieser Website handelt es sich um die Übernahme von
Website-Inhalten des Verlags
Dr. Friedrich Pfeil. Freundlicherweise
wurde hierfür am 13.04.2007 die Genehmigung erteilt. |
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