Knoche, R.

Kunstmann, H.

Marx, A.

Seiler, W.

Smiatek, G.

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Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Klimawandel und Konsequenzen für den WasserhaushaltA. Marx, G. Smiatek, R. Knoche, H. Kunstmann, W. Seiler Forschungszentrum Karlsruhe, IMK-IFU, Garmisch-PartenkirchenDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Bestandsaufnahme: Der beobachtete KlimawandelDas Klima der ZukunftAuswirkungen auf den WasserhaushaltDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Globales Änderungssignal¾ Ca. 0.9 °C seit Beginn der Temperaturmessungen in 1860; ca. 0.6 °C in letzten 30 Jahren mit Maximum in 2005¾ Temperaturschwankungen zwischen der letzten Eiszeit und heutigen Warmzeit hat gerade einmal 4°C betragen   ¾ Steigender mittlerer Jahresniederschlag¾ Starke regionale  DifferenzenRegionale Auswirkungen: Deutschland¾ Anstieg der mittleren Jahrestemperatur um bis zu 2.0°C ¾ Saisonale Umverteilung des Niederschlags mit Anstieg im Frühjahr/ Spätwinter    (bis zu 30%) und Abnahme im Sommer (mehr als 20%),Auch hier große regionale Unterschiede!¾ Steigende Anzahl und Intensitäten von meteorologischen Extremereignissen (u.a. Starkniederschlag, Trockenheit, Hitzewellen)Der Klimawandel in ZahlenKlimawandel bedeutet Zu ahme vo Extremereignissen!Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Extremereignisse: Hochwasser17003000D/A/CH 200540409D/A/CH 199946205Bayern 200530393Bayern 1999Versichert(Mio. €)Total(Mio. €)Hochwasser-ereignisDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Extremereignisse: Trockenheit und Dürren• global ca. 50% der Todesfälle durch Naturkatastrophen seit 1950Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Bestandsaufnahme: Der beobachtete KlimawandelDas Klima der ZukunftAuswirkungen auf den Wasserhaushalt?Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Änderung mittlere Jahrestemperatur 2070-99 vs. 1960-89 [°C]⇒ Regional bis zu 4°C Temperaturzunahme!Regionale Klimaänderung AlpenraumECHAM4, B2↓REMO↓MM5 (19.2 km)Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Änderung mittlerer Jahresniederschlag 2070-99 vs. 1960-89 [%]⇒ Regional bis zu 30% weniger Gesamtniederschläge⇒ Zunahme bis zu 20% in Süddeutschland! Regionale Klimaänderung AlpenraumECHAM4, B2↓REMO↓MM5 (19.2 km)Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Änderung der Winterniederschläge DJF 2070-99 vs. 1960-89 [%]• Winterniederschlag: gegenläufige Trends Nordalpen vs. Südalpen +10% Nordalpen vs. -30% Südalpen  Regionale Klimaänderung AlpenraumECHAM4, B2↓REMO↓MM5 (19.2 km)Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)• Sommerniederschlag: bis zu 40% weniger (Westalpen)• Süddeutschland: ~ 20 % wenigerRegionale Klimaänderung AlpenraumÄnderung der Sommerniederschläge JJA 2070-99 vs. 1960-89 [%]ECHAM4, B2↓REMO↓MM5 (19.2 km)Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)0123456789100 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96mm/dayDays/year1960-89 2070-99Zunahme der Häufigkeit von Starkniederschlägen !Süddeutschland & AlpenraumÄnderung der TagesniederschlägeHäufigkeit [Tage/Jahr]Tagesniederschlag [mm]Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Zunahme der Intensität und Länge von Trockenzeiten!Änderung von TrockenperiodenRegion Inn –Chiemgau –Salzach –Berchtesgaden trocken feuchtHäufigkeit (Tage)Extreme TrockenheitSchwere DürreEffective Drought Index über 6 WochenDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Bestandsaufnahme: Der beobachtete KlimawandelDas Klima der ZukunftAuswirkungen auf den Wasserhaushalt?Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)MünchenGarmischInnsbruckLandsat TM (30m)[ch 7-5-3]30.08.1991Ammer-EinzugsgebietDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Orographie in4x4 km2AuflösungOrographie in 20x20 km2 Auflösung Antrieb Globales Klimaszenario ⇒ Langfristige Entwicklung WasserhaushaltECHAM4 (T42, ca. 2.5°), IS92a Klimasimulation 1990-99 und 2030-39Dr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)WeilheimOberhausenPeissenbergObernachUnternoggO’gauWasserhaushalts-Simulations-ModellWaSiM-ETH• flächendifferenziertes Modell, Auflösung 100m, 1h• physikalisch basierte Prozessbeschreibungen• Richardsgleichung (Richards, 1931)• hydraulische Leitfähigkeit nach van Genuchten (1976) • Evapotranspiration nach Penman-Monteith(Monteith, 1975; Brutsaert, 1982) • Schneespeichermodell (Anderson, 1993)• Initialisierung von Speicherzuständen möglich• Kalibrierung 5 emp. Parameter pro Teil-EZG auf Basis von Stationsdaten: Speicherzu- und      auslaufkonstanten und LeitfähigkeitsparameterHydrologische ModellierungDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Oberammergau-60-40-20020406080Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezÄnderung [%]Niederschlag Gesamtabfluss VerdunstungZunahme der Winter- und Verminderung der SommerabflüsseLangfristige Entwicklung des WasserhaushaltesÄnderung 1990-99 vs. 2030-39Modellkette ECHAM4 – MM5 – WaSiMDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Weilheim00.020.040.060.080.10.120 5 10 15 20 25 30 351990-99 2030-39Veränderung der Häufigkeiten: Zunahme von NiedrigwasserperiodenAbflussspende [mm/8h]Langfristige Entwicklung des WasserhaushaltesHäufigkeit→ Auch hier große regionale Unterschiede!→ Entwicklung und Umsetzung von regionalen Anpassungsstrategien nötig!Modellkette ECHAM4 – MM5 – WaSiMDr. A. Marx | Institut für Meteorologie and Klimaforschung (Garmisch-Partenkirchen)KIT – die Kooperation vonForschungszentrum Karlsruhe GmbHund Universität Karlsruhe (TH)Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Klimawandel und Konsequenzen für den Wasserhaushalt

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