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Auswirkungen des Klimawandels

Dem Deutschen Wetterdienstes (DWD) zufolge war das Jahr 2020 mit einer Jahresmitteltemperatur von 10,4 °C, die nur knapp unter der des bislang wärmsten Jahres 2018 (10,5 °C) lag, das bisher zweitwärmste Jahr in Deutschland seit dem Beginn der regelmäßigen Aufzeichnungen im Jahr 1881. Mit Ausnahme des Monats Mai lagen die Temperaturen aller Monate deutlich über dem Durchschnitt. Die ersten Sommertage (Tage mit einer Maximaltemperatur ≥ 25 °C) waren am 17. April in Mittel- und Süddeutschland zu verzeichnen. Insgesamt wurden 9 der 10 wärmsten Jahre im 21. Jahrhundert aufgezeichnet. Die davon 4 wärmsten Jahre lagen allein in der zurückliegenden Dekade 2011 bis 2020 und trugen dazu bei, dass diese in Deutschland die wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen ist.

Das verdeutlicht den rasanten Temperaturanstieg, der sich insbesondere innerhalb der letzten Jahrzehnte vollzogen hat. Der Mensch hat daran einen wesentlichen Anteil. Neben natürlich ablaufenden Prozessen ist es die Verbrennung fossiler Energieträger, die dazu führt, dass große Mengen an Kohlenstoffdioxid direkt in die Atmosphäre freigesetzt werden. Ebenso wirken sich massive Landnutzungsänderungen wie die Abholzung von Wäldern, die Trockenlegung von Mooren und umfangreiche Flächenversiegelung regional aber auch global auf das Klima aus.

Klimaprojektionen

Klimaprojektionen dienen dazu, die weitere Entwicklung des Klimas in der Zukunft abzuschätzen. Dabei wird die wahrscheinliche Einflussnahme durch den Menschen berücksichtigt. Gemäß der Stärke des angenommenen Einflusses werden Szenerien oder „Konzentrationspfade“ (engl. Representative Concentration Pathways – RCPs) entwickelt. Beim Szenario RCP 8.5 wird davon ausgegangen, dass die Einflussnahme durch den Menschen auch weiterhin „so wie bisher“ erfolgt. Die Zahlenangabe besagt dabei, dass auf der Erde im Jahr 2100 in Folge eines positiven Strahlungsantriebs 8,5 W/m2 „zusätzliche Energie“, verglichen mit dem vorindustriellen Niveau, zur Verfügung stehen wird, wodurch eine Erwärmung der bodennahen Luftschicht erfolgt. Dies zieht eine Reihe sich gegenseitig ungünstig beeinflussender globaler Wirkungen nach sich. Ein wesentlicher Punkt ist, dass ein Großteil dieser zusätzlichen Energie in den Ozeanen gespeichert wird. Neben der thermischen Ausdehnung in Folge der Erwärmung trägt das Abschmelzen der polaren Eiskappen, bzw. Eisschilde zu einem Anstieg des Meeresspiegels bei. An der Nordseeküste ist seit Beginn regelmäßiger Pegelaufzeichnungen ein Anstieg des mittleren Meeresspiegels um 2 bis 4 mm pro Jahr zu beobachten. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich dieser Trend in der Zukunft fortsetzen wird. Die globale Erwärmung bewirkt außerdem, dass Permafrostböden auftauen. Dabei wird das klimawirksame Gas Methan freigesetzt, welches wiederum die Erderwärmung vorantreibt.

Temperatur

Einer aktuellen Veröffentlichung des Copernicus Climate Change Service zufolge war das Jahr 2020 global das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und das sechste in einer Folge außergewöhnlich warmer Jahre beginnend mit 2015. Das macht die Dekade 2011 bis 2020 zur wärmsten Dekade, die bislang beobachtet wurde. Im Vergleich zum vorindustriellen Niveau (1850 bis 1900) hat sich die Lufttemperatur um etwa 1,25 °C erhöht. Die größten Temperaturabweichungen vom Mittelwert der Referenzperiode 1981 bis 2010 erreichten über 6 °C über der Arktis und Nordsibirien.
Unter der Annahme des RCP8.5-Szenarios wird die global gemittelte Oberflächentemperatur bis zum Jahr 2100 um 2,6 bis 4,8 °C ansteigen. Die höchsten Erwärmungsraten werden über den Kontinenten und an den Polkappen auftreten. Damit verbunden wird der Meeresspiegel global um 45 bis 82 cm ansteigen.

In Deutschland ist das Jahresmittel der Lufttemperatur seit 1881 um durchschnittlich 1,6 °C angestiegen. Der Temperaturanstieg ist jedoch regional unterschiedlich stark ausgeprägt.
Für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) ist unter den Bedingungen des RCP8.5-Szenarios ein weiterer Temperaturanstieg von 0,8 bis 2,3 °C zu erwarten, für den Zeithorizont 2071 bis 2100 liegen die Ergebnisse bei 2,7 bis 5,2 °C. Am stärksten werden die süddeutschen Regionen von diesen Temperaturerhöhungen betroffen sein. Mit der allgemeinen Temperaturzunahme werden die mit Wärme verbundenen Extreme zunehmen und die mit Kälte verbundenen Extreme abnehmen.

Im Berliner Raum ist die durchschnittliche Jahresmitteltemperatur seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1881 um ca. 1,3 °C angestiegen. Im Jahr 2020 war Berlin mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 11,4 °C das mit Abstand wärmste Bundesland.
Für die nahe Zukunft (2013 bis 2060) wird – verglichen mit dem Referenzzeitraum 1971 bis 2000 – für das RCP8.5-Szenarion eine Zunahme der durchschnittlichen Tageshöchsttemperatur von 1,2 bis 1,9 °C erwartet. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Temperaturzunahme fortsetzen, sodass die Tageshöchsttemperaturen dann 2,9 bis 3,7 °C mehr als im Referenzzeitraum betragen können. In den Wintermonaten werden trotz der generellen Temperaturerhöhung aufgrund interannueller Schwankungen auch gegen Ende des Jahrhunderts Kälteereignisse auftreten. Diese werden jedoch zunehmend seltener vorkommen.

Bildvergrößerung: Jahresmittel Tageshöchsttemperatur in Berlin
Abb. 1: Jahresmittel Tageshöchsttemperatur in Berlin (Änderung gegenüber dem Mittel von 1971-2000. Zelle: 244)
Bild: SenUVK, Quelle: AFOK-Hauptbericht
Änderung der Jahresmitteltemperatur
Abb. 2: Abs. Änderung der Jahresmitteltemperatur (Tmax) in 2031/60 (blau) und 2071/00 (rot) vers 1971/00
Bild: SenUVK, Quelle: AFOK-Hauptbericht

Tageshöchsttemperatur Jahresmittel

  • Nahe Zukunft (Änderung in °C)

  • Min/Max

    Min: 1,2
    Max: 1,9

  • Mittelwert

    Min: 1,2
    Max: 1,9

  • Standardabweichung (in % vom Mittelwert)

    Min: 1,5
    Max: 0,9

Tageshöchsttemperatur Jahresmittel

  • Fernere Zukunft (Änderung in °C)

  • Min/Max

    Min: 2,9
    Max: 3,7

  • Mittelwert

    Min: 2,9
    Max: 3,7

  • Standardabweichung (in % vom Mittelwert)

    Min: 0,7
    Max: 0,5

Abbildungen: Änderung der Variable “Tageshöchsttemperatur” für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 1), Verteilung der absoluten Temperaturänderungen (Abb. 2) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle; (Tabelle).
Quellen: AFOK-Hauptbericht

Niederschläge

Die Niederschlagsentwicklung abzuschätzen ist mit großen Unsicherheiten behaftet. Der globale Niederschlag hat eine sehr große räumliche und zeitliche Variabilität. Über Europa haben die Niederschläge im letzten Jahrhundert um 6 bis 8 % zugenommen, wobei die Zunahme mehrheitlich (10 bis 40 %) über Nordeuropa erfolgte und im Mittelmeerraum und Südeuropa ein Rückgang um bis zu 20 % zu verzeichnen war.
Im RCP8.5-Szenario wird sich diese deutliche Zweiteilung der Niederschlagsentwicklung über Europa bis zum Endes des 21. Jahrhunderts verstärken. In den Sommermonaten werden die Niederschläge jedoch über ganz Europa abnehmen.

In Deutschland fielen in der Referenzperiode 1961 bis 1990 durchschnittlich 789 mm (das entspricht 789 Litern pro Quadratmeter) Niederschlag pro Jahr. Bezogen auf diesen Zeitraum hat sich die jährliche Niederschlagshöhe innerhalb der vergangenen 135 Jahre um etwa 11 % erhöht. Die größten Jahresniederschlagshöhen werden in den Alpen mit durchschnittlich 1.935 mm erreicht.
In 2020 fielen die Niederschläge jedoch in der gesamten Bundesrepublik das dritte Jahr in Folge zu gering aus.

Berlin gehört mit schwankenden Jahresniederschlagshöhen zwischen 510 und 580 Litern pro Quadratmeter (l/m2) bundesweit zu den Regionen mit den geringsten Niederschlägen. Etwa 2/3 der Tage im Jahr sind niederschlagsfrei. Die längsten Trockenphasen dauerten im Zeitraum 1971 bis 2000 zwischen 22 und 26 Tagen an. Im Jahr 2020 war Berlin mit rund 492 l/m2 die trockenste Region Deutschlands.
Für die Zukunft wird basierend auf dem RCP8.5-Szenario im Frühling und Winter eine Zunahme der Niederschlagssummen angenommen, die sich zum Ende des Jahrhunderts verstärkt. Ebenso werden die Niederschläge im Herbst in ferner Zukunft (2071 bis 2100) zunehmen. Für die Sommermonate können keine eindeutigen Aussagen getroffen werden. Insbesondere die Darstellung von Starkregenereignissen wird durch die räumliche Variabilität von Niederschlagsereignissen und das relativ seltene Auftreten starker Niederschläge erschwert. Für die Wintermonate wird im Zuge des allgemeinen Erwärmungstrends davon ausgegangen, dass die Niederschläge, die in Form von Schnee auftreten, in naher Zukunft (2031 bis 2060) um ca. 30 bis 40 % und bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um etwa 60 bis 70 % zurückgehen werden.

Bildvergrößerung: Jahressumme Niederschlag in Berlin
Abb. 3: Jahressumme Niederschlag in Berlin (Änderung gegenüber dem Mittel von 1971-2000. Zelle: 244)
Bild: SenUVK, Quelle: AFOK-Hauptbericht
Relative Änderung des Jahresniederschlags
Abb. 4: Relative Änderung des Jahresniederschlags in 2013/60 (blau) und 2071/00 (rot) vers 1971/00
Bild: SenUVK, Quelle: AFOK-Hauptbericht

Niederschlag Jahressumme

  • Nahe Zukunft (Änderung in °C)

  • Min/Max

    Min: 2,0
    Max: 10,3

  • Mittelwert

    Min: 2,7
    Max: 9,7

  • Standardabweichung (in % vom Mittelwert)

    Min: 14,8
    Max: 5,2

Niederschlag Jahressumme

  • Ferne Zukunft (Änderung in °C)

  • Min/Max

    Min: 6,2
    Max: 19,1

  • Mittelwert

    Min: 7,5
    Max: 18,1

  • Standardabweichung (in % vom Mittelwert)

    Min: 9,3
    Max: 5,5

Abbildungen: Relative Änderung der jährlichen gemittelten Niederschlagssummen für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 3), Verteilung der relativen Häufigkeitsänderungen (Abb. 4) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle (Tabelle).
Quellen: AFOK-Hauptbericht