Die Zukunft des Klimas

 

 

Temperatur

 

Der globale Anstieg der Temperatur beeinflusst auch den untersuchten Alpenraum, wobei die projizerten Änderungen in der gesamten Region sehr ähnlich sind. Im Modell nimmt die mittlere jährliche Temperatur um etwa 1,5 °C bis zur Periode 2026-2055 und um etwa 3,8 °C bis zum Ende des Jahrhunderts zu. Die Änderungen im untersuchten Alpenraum sind den globalen Änderungen sehr ähnlich, jedoch generell am oberen Ende der Skala. Gründe dafür sind etwa der Rückgang der Schneebedeckung im Frühling. Nach dem IPCC (AR5 2013), kann ein mittlerer Temperaturanstieg zwischen 1 bis 2 °C bis zur Mitte, sowie 1,5 - 4 °C bis zum Ende des Jahrhunderts erwartet werden, wobei das Ausmaß von den Treibhausgasemissionen abhängt. Die Region liegt demnach auch hier im oberen Ende der projizierten Bandbreite.

 

Dies kann einerseits mit der generell höheren Temperaturänderung über Landoberflächen erklärt werden, hat aber auch andere Gründe die gegenwärtig untersucht werden. Auch der Österreichische Sachstandsbericht Klimawandel (APCC 2014) geht von einer Temperaturänderung bis zur Mitte des Jahrhunderts von etwa 1,7 °C aus, aber relativ zu 1961-1990. Die hier gezeigten Modellberechnungen berechnen das Änderungssignal aus der späteren Klimaperiode 1981-2010, was das Änderungssignal abschwächt.

 

Die simulierten Temperaturtrends sind jenen in den Beobachtungsdaten sehr ähnlich (Böhm 2012). Wegen der Nicht-Linearität und der internen Variabilität des Klimasystems hat sich der Trend zur Erwärmung in den 2000er-Jahren im Vergleich zu den "schnellen" 1980ern und 1990ern abgeschwächt. Wegen der steigenden Konzentrationen an Treibhausgas werden sich die Temperaturen jedoch weiterhin erhöhen.

Das Ansteigen der Temperatur ist die Ursache für viele Änderungen im Klimasystem und hat weitreichende Effekte, beispielsweise einen Anstieg der mittleren Schneefallgrenze (Böhm 2008, Gobiet et al. 2013) oder eine Verlängerung der Vegetationsperiode (Menzel et al. 2006). Das weltweit bekannte Projekt GLORIA widmet sich seit mehreren Jahren der Erforschung von Vegetationsänderungen in Alpinen Ökozonen (www.gloria.ac.at), beispielsweise am Schrankogel in den Stubaier Alpen (Grabherr et al. 1994). Eine längere Vegetationsperiode bewirkt theoretisch auch ein Anstiegen der Waldgrenze, eine Verdichtung der Baumbestände und frühere Blühzeitpunkte. In den Alpen ist die Waldgrenze jedoch maßgeblich durch den Menschen beeiflusst (Grace et al. 2002), was dazu führt dass Temperaturänderungen allein für Veränderungen, etwa der Waldgrenze, nicht ausreichen. Für Tiere müssen Änderungen in ihrem Habitat nicht zwangsweise eine Verschlechterung darstellen. Ihre Lebensbedingungen könnten sich durchaus verbessern, etwa durch längere Brutzeiten, ein höheres Angebot an Nahrung oder weniger Hungertote im Winter (Dunn & Winiler 2010). Andererseits könnten Interaktionen, wie Bestäuber-Pflanzen-Beziehungen durch den Klimawandel auf viele Arten beeinflusst werden (Hegland et al. 2009).

 

Das Ansteigen der Temperaturen bewirkt ein Auftauen von Permafrost in den hochalpinen Regionen. Mögliche Resultate sind ein Zunehmen von Steinschlag und Felsstürzen (Gruber et al. 2004), Rutschungen oder Muren, wobei gerade letztere auch stark von Niederschlagsereignissen abhängig sind. Dies kann die alpine Infrastruktur, etwa Stützen von Seilbahnen, Lawinenschutzzäune oder Straßen und Wege beeinträchtigen. Die mittlere jährliche Zahl von Tagen, an denen das Thermometer 25 °C übersteigt (Sommertage) steigt im Modell in der nördlichen und hochalpinen Region zwischen 0 - 10 sowie um bis zu 20 Tage im Süden bis zur Mitte des Jahrhunderts an. Der Trend setzt sich fort: Bis zum Ende des Jahrhunderts sind zwischen 50 bis 60 mehr Sommertage in den südlichen Bereichen erwartet, etwa im Etschtal oder den südlichen Regionen des Belluno. Die projizierten Änderungen sind bereits in den Beobachtungsdaten sichtbar.

Eine Steigerung von Sommertagen wird wahrscheinlich zu einer stärkeren Hitzebelastung führen (Zuvela-Aloise 2013), was sich überwiegend in den niedriger gelegenen Bereichnen auswirken wird. In den Mittelgebirgsregionen könnte die touristische Infrastruktur von den wärmeren und trockeneren Sommermonaten profitieren.

 

 

Niederschlag

 

Die Modellierung von Niederschlagsänderungen in den nächsten Jahrzehnten hat aus einigen Gründen große Unsicherheiten: Beispielsweise beeinflussen die grobe Auflösung der Modelle oder die alpine Orographie die Berechnungen. Die Klimaprojektionen deuten zwar Trends an, jedoch sind generell alle Analysen über künftige Niederschlagsänderungen unsicher.

Der mittlere jährliche Niederschlag im Modell geht im Lauf des Jahrhunderts zurück. Bis zur Periode 2026-2055 sind die Änderungen kaum merklich, jedoch stärker bis zur Periode 2071-2100 ausgeprägt. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird sich der Niederschlag im Mittel zwischen 160 - 180 mm verringern, wobei die stärksten Änderungen mit bis zu -350 mm im südlichen Bereich des Belluno stattfinden werden. Im Winter könnte sich die Niederschlagssumme erhöhen, da mit einem vermehrten Einfluss von Westwetterlagen gerechnet wird. Im Gegensatz dazu könnten vermehrt Hochdruckwetterlagen zu trockeren Sommern führen (Haslinger et al. 2015). Die Zunahme von Winterniederschlägen kann die sommerlichen Abnahmen nur für die nächsten Jahrzehnte und dabei auch nur in einigen Bereichen in den Zentralalpen und Nordtirols kompensieren. In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts ist eine Abnahme der Niederschläge wahrscheinlich. Die Modellierungsergebnisse stimmtn mit anderen Untersuchungen über den Alpenraum überein. Rajzcak et al. (2013) konnten auch eine Zunahme an Niederschlägen im Winter bei gleichzeitiger Abnahme im Sommer für Mitteleuropa zeigen, wobei die Abnahmen im Süden noch stärker waren. Vergleichbare Ergebnisse finden sich auch bei Smiatek et al. (2009) und Kotlarski et al. (2015).

 

Trotz ihrer Unsicherheiten zeigen die Zukunftsszenarien das, was sich in den Beobachtungen abzeichnet, wenn auch mit einigen Unterschieden: Studien von Haslinger et al. (2012) oder Brunetti et al. (2006) über Niederschlagstrends der letzten 200 Jahre zeigen eine Zunahme der winterlichen Niederschläge in den Alpen, aber nur geringe Änderungen im Süden. Die Zunahmen können durch einen Trend zu häufigeren Westwetterlagen erklärt werden. Im Sommer ist der Trend zwar leicht negativ, aber nicht signifikant. Jedoch zeigen die Beobachtungsdaten einen signifikanten Trend der Niederschlagsabnahme südlich der Alpen im Herbst. Dies wird wegen häufigerer Hochdruckwetterlagen ausgelöst, die in den Modellen nicht so deutlich abgebildet werden. Eine Analyse der Klimastationsdaten aus den Jahren 1961-2010 zeigt, dass in Kufstein ein signifikanter Trend zu mehr Niederschlag sichtbar ist, wogegen im Südosten des Gebiets ein abnehmender Trend beobachtet werden kann. Bei den anderen Stationen ist kein Trend in der jährlichen Niederschlagssumme erkennbar.

 

Änderungen der Niederschlagssummen in den vier Jahreszeiten ändern zwangsläufig auch die Wasserbilanz der Region. Die projizierten Änderungen werden zwar wahrscheinlich keinen Einfluss auf die gesamte Abflussmenge von Flüssen haben, jedoch kann von einem Rückgang im Sommer und einer Zunahme im Winter und Frühling ausgegangen werden. Letzterer wird wahrscheinlich durch den generell höheren Niederschlag ud den höheren Anteil von Regen verursacht (Blasche et al. 2011). Wie bereits erwähnt, sind solche Aussagen aber mit größerer Vorsicht zu genießen als jene über die Entwicklung von Temperaturtrends. Erwähnenswert ist auch, dass die erwarteten Niederschlagsänderungen wesentlich geringer als die Jahr-zu-Jahr-Variabilität sind (Schöner et al. 2011).

 

Wegen der unterschiedlichen verwendeten Klimaindizes in Studien ist ihr Vergleich zwar schwer, soll an dieser Stelle aber dennoch probiert werden. Smiatek et al. (2009) forschten über Änderungen im 90% Perzentil der täglichen Niederschlagssummen im Ende des Jahrhunderts in der zentralalpinen Region. Die Modellierungsergebnisse zeigten eine Zunahme im Winter zwischen 15 - 20 % und eine sommerliche Abnahme von etwa 10 %, was insgesamt eine Zunahme bedeuten würde. Eine europaweite Studie von Nikulin et al. (2011) zeigten eine Zunahme winterlichen, sowie eine im Vergleich dazu geringere Zunahme von Extremniederschlägen bis 2100. Ihre Untersuchung zeigte auch, dass jedes Modell sehr unterschiedliche Ergebnisse produziert: Unterschiedliche räumliche Muster und Charakteristiken in den berechneten Änderungen wurden bei allen Modellen festgestellt.

 

Große Niederschlagsereignisse haben naturgemäß ebensolche Unsicherheiten in den Simulationen. Eine Studie von Beniston et al. (2007) zeigt die Unterschiede zwischen mehreren Simulationen, wobei die Änderungen der maximalen täglichen Niederschlagssummen für die Periode 2071-2100 eine Spannweite von -25% bis +22% aufwiesen. Es ist naheliegend, dass eine höhere Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre wegen höherer Temperaturen zu mehr konvektiven Ereignissen führt. Einige Studien, die mit Beobachtungsdaten durchgeführt wurden, (Lenderink & Meijgaard 2010, Mohr & Kunz 2013) zeigen einen derartigen Zusammenhang. Aber ein stärkerer Anstieg der Temperaturen in der oberen Troposphäre als die Oberflächentemperaturen der Erdoberfläche können zu einer stabilieren Schichtung führen (APCC 2013), was dem Effekt der Erhöhung der Luftfeuchtigkeit entgegenwirkt. Weitere Studien deuten ebenso an, dass die Verbindung zwischen höheren Temperaturen und stärkeren Niederschlagsereignissen nur für bestimmte Regionen gültig ist (Shaw et al. 2011, Haerter & Berg 2009) und dass extreme Niederschläge sehr stark von vielen anderen Faktoren (Orographie, Advektion, Größe und Bewegung des Systems, etc.) abhängt, die nicht notwendigerweise an die Temperatur gekoppelt sind. 

Alle diese Tatsachen machen Aussagen über zukünftige Niederschläge sehr schwer und müssen als sehr unsicher eingestuft werden.

 

 

 

 

Literatur:

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