TY - JOUR A1 - Bürger, Gerd A1 - Pfister, Angela A1 - Bronstert, Axel T1 - Zunehmende Starkregenintensitäten als Folge der Klimaerwärmung T1 - Increasing intensity of heavy rainfall caused by global warming BT - Datenanalyse und Zukunftsprojektion BT - data analysis and future projections JF - Hydrologie und Wasserbewirtschaftung : HyWa = Hydrology and water resources management, Germany / Hrsg.: Fachverwaltungen des Bundes und der Länder N2 - Extreme rainfall events of short duration in the range of hours and below are increasingly coming into focus due to the resulting damage from flash floods and also due to their possible intensification by anthropogenic climate change. The current study investigates possible trends in heavy rainfall intensities for stations from Swiss and Austrian alpine regions as well as for the Emscher-Lippe area in North Rhine-Westphalia on the basis of partly very long (> 50 years) and temporally highly resolved time series (<= 15 minutes). It becomes clear that there is an increase in extreme rainfall intensities, which can be well explained by the warming of the regional climate: the analyses of long-term trends in exceedance counts and return levels show considerable uncertainties, but are in the order of 30 % increase per century. In addition, based on an "average" climate simulation for the 21st century, this paper describes a projection for extreme precipitation intensities at very high temporal resolution for a number of stations in the Emscher-Lippe region. A coupled spatial and temporal "downscaling" is applied, the key innovation of which is the consideration of the dependence of local rainfall intensity on air temperature. This procedure involves two steps: First, large-scale climate fields at daily resolution are statistically linked by regression to station temperature and precipitation values (spatial downscaling). In the second step, these station values are disaggregated to a temporal resolution of 10 minutes using a so-called multiplicative stochastic cascade model (MC) (temporal downscaling). The novel, temperature-sensitive variant additionally considers air temperature as an explanatory variable for precipitation intensities. Thus, the higher atmospheric moisture content expected with warming, which results from the Clausius-Clapeyron (CC) relationship, is included in the temporal downscaling.
For the statistical evaluation of the extreme short-term precipitation, the upper quantiles (99.9 %), exceedance counts (P > 5mm), and 3-yr return levels of the <= 15-min duration step has been used. Only by adding temperature is the observed temperature observed of the extreme quantiles ("CC scaling") well reproduced. When comparing observed data and present-day simulations of the model cascade, the temperature-sensitive procedure shows consistent results. Compared to trends in recent decades, similar or even larger increases in extreme intensities are projected for the future. This is remarkable in that these appear to be driven primarily by local temperature, as the projected trends in daily precipitation values are negligible for this region. N2 - Extreme Regenereignisse von kurzer Dauer im Bereich von Stunden und darunter rücken aufgrund der dadurch bedingten Schäden durch Sturzfluten und auch wegen ihrer möglichen Intensivierungen durch den anthropogenen Klimawandel immer stärker in den Fokus. Die vorliegende Studie untersucht auf Basis von teilweise sehr langen (> 50 Jahre) und zeitlich hochaufgelösten Zeitreihen (≤ 15 Minuten) mögliche Trends in Starkregenintensitäten für Stationen aus schweizerischen und österreichischen Alpenregionen sowie für das Emscher-Lippe-Gebiet in Nordrhein-Westfalen. Es wird deutlich, dass es eine Zunahme der extremen Niederschlagsintensitäten gibt, welche gut durch die Erwärmung des regionalen Klimas erklärt werden kann: Die Analysen langfristiger Trends der Überschreitungssummen und Wiederkehrniveaus zeigen zwar erhebliche Unsicherheiten, lassen jedoch eine Zunahme in einer Größenordnung von 30 % pro Jahrhundert erkennen. Zudem wird in diesem Beitrag, basierend auf einer "mittleren" Klimasimulation für das 21. Jahrhundert, für ausgewählte Stationen der Emscher-Lippe-Region eine Projektion für extreme Niederschlagsintensitäten in sehr hoher zeitlicher Auflösung beschrieben. Dabei wird ein gekoppeltes räumliches und zeitliches "Downscaling" angewendet, dessen entscheidende Neuerung die Berücksichtigung der Abhängigkeit der lokalen Regenintensität von der Lufttemperatur ist. Dieses Verfahren beinhaltet zwei Schritte: Zuerst werden großräumige Klimafelder in täglicher Auflösung durch Regression mit den Temperatur- und Niederschlagswerten der Stationen statistisch verbunden (räumliches Downscaling). Im zweiten Schritt werden dann diese Stationswerte mithilfe eines sogenannten multiplikativen stochastischen Kaskadenmodells (MC) auf eine zeitliche Auflösung von 10 Minuten disaggregiert (zeitliches Downscaling). Die neuartige, temperatursensitive Variante berücksichtigt zusätzlich die Lufttemperatur als erklärende Variable für die Niederschlagsintensitäten. Dadurch wird der mit einer Erwärmung zu erwartende höhere atmosphärische Feuchtegehalt, welcher sich aus der Clausius-Clapeyron-Beziehung (CC) ergibt, mit in das zeitliche Downscaling einbezogen. Für die statistische Auswertung der extremen kurzfristigen Niederschläge wurden die oberen Quantile (99,9 %), Überschreitungssummen (ÜS, P > 5 mm) und 3-jährliche Wiederkehrniveaus (WN) einer Dauerstufe von ≤ 15-Minuten betrachtet. Diese Auswahl erlaubt die gleichzeitige Analyse sowohl von Extremwertstatistiken als auch von deren langfristigen Trends; leichte Abweichungen von dieser Wahl beeinflussen die Hauptergebnisse nur unwesentlich. Nur durch die Hinzunahme der Temperatur wird die beobachtete Temperaturabhängigkeit der extremen Quantile (CC-Scaling) gut wiedergegeben. Bei Vergleich von Beobachtungsdaten und Gegenwartssimulationen der Modellkaskade zeigt das temperatursensitive Verfahren konsistente Ergebnisse. Im Vergleich zu den Entwicklungen der letzten Jahrzehnte werden für die Zukunft ähnliche oder sogar noch stärkere Anstiege der extremen Niederschlagsintensitäten projiziert. Dies ist insofern bemerkenswert, als diese anscheinend hauptsächlich durch die örtliche Temperatur bestimmt werden, denn die projizierten Trends der Niederschlags-Tageswerte sind für diese Region vernachlässigbar. KW - heavy rainfall KW - short duration KW - global warming KW - Clausius-Clapeyron KW - equation KW - precipitation intensity KW - multiplicative cascade model KW - Strakregen KW - kurzfristige Dauerstufe KW - Klimawandel KW - Clausius-Clapeyron-Gleichung KW - Niederschlagsintensitäten KW - Multiplikatives Kaskadenmodel Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.5675/HyWa_2021.6_1 SN - 1439-1783 SN - 2749-859X VL - 65 IS - 6 SP - 262 EP - 271 PB - Bundesanst. für Gewässerkunde CY - Koblenz ER - TY - JOUR A1 - Edenhofer, Ottmar A1 - Kalkuhl, Matthias A1 - Ockenfels, Axel T1 - Das Klimaschutzprogramm der Bundesregierung BT - eine Wende der deutschen Klimapolitik? JF - Perspektiven der Wirtschaftspolitik N2 - Das Klimaschutzgesetz hat einen Paradigmenwechsel eingeleitet: den Einstieg in eine CO2-Bepreisung als künftiges Leitinstrument der Klimapolitik. Auf den ersten Blick ist der CO2-Preis unter einer Fülle von Fördermaßnahmen und ordnungsrechtlichen Regelungen verschüttet, deren Wirksamkeit und Kosten höchst unsicher sind. Der CO2-Preis ist aber so angelegt, dass er langfristig das dominante Instrument einer europäisch harmonisierten Klimapolitik werden kann. Der angedeutete Paradigmenwechsel der deutschen Klimapolitik öffnet damit die Tür, die europäische und internationale Kooperation zu stärken. Dazu ist es aber notwendig, neben der europäischen auch die globale Klimapolitik neu auszurichten. Auch dort sollten sich die Verhandlungen statt auf nationale Mengenziele auf CO2-Preise konzentrieren. Die erforderliche Kooperation wird möglich, wenn die Regierungen Transferzahlungen strategisch und reziprok nutzen. So könnte die Effektivität der Klimapolitik erhöht werden und es ließen sich die entstehenden Verteilungskonflikte entschärfen. KW - Klimaschutzgesetz KW - CO2-Preis KW - Emissionshandel KW - internationale Kooperation KW - Klimawandel KW - Klimapolitik KW - Deutschland KW - EU Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1515/pwp-2020-0001 SN - 1465-6493 SN - 1468-2516 VL - 21 IS - 1 SP - 4 EP - 18 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Holl, Frank T1 - Alexander von Humboldt und der Klimawandel BT - Mythen und Fakten JF - HiN : Alexander von Humboldt im Netz ; international review for Humboldtian studies N2 - Hat Alexander von Humboldt vor den dramatischen Folgen des vom Menschen verursachten Klimawandels gewarnt? Ausgehend von dieser Frage befasst sich der Beitrag mit seinen Klimastudien und zeigt dabei, welch enorme Wirkung diese für viele Länder der Welt hatten. Zahlreiche Aufforstungsmaßnahmen wurden im 19. Jahrhundert durch Humboldts Studien angeregt. Humboldt hat zudem – wohl als erster – die klimaverändernde Wirkung von „großen Dampf- und Gasmassen an den Mittelpunkten der Industrie“ erkannt und außerdem im 3. Band des Kosmos auch den Treibhauseffekt beschrieben. Die Bedrohungen des stetig zunehmenden anthropogenen Klimawandels jedoch konnte er nicht ahnen. Seine und auch die Erkenntnisse der anderen Klimaforscher des 19. Jhds. gerieten Anfang des 20. Jhds. in Vergessenheit. Der gerissene Rezeptionsfaden wurde erst mit der Umweltbewegung in den 1970er Jahren wieder aufgenommen und Alexander von Humboldt als Klimaforscher und „erster Ökologe“ neu bewertet. N2 - Did Alexander von Humboldt warn about the dramatic consequences of man-made climate change? Based on this question, the article deals with his climate studies and shows the enormous impact this had for many countries in the world. Numerous afforestation attempts were initiated in the 19th century by Humboldt's studies. In addition, Humboldt was the first to recognize the climate-changing effect of "large vapor and gas masses at the centers of industry", and also described the greenhouse effect in Volume 3 of the Cosmos. However, he could not foresee the threats of increasing anthropogenic climate change. His and also the findings of the other climate researchers of the 19th century fell into oblivion at the beginning of the 20th century. The ripped reception thread was then resumed with the environmental movement in the 1970s and Alexander von Humboldt was reassessed as climate researcher and "first ecologist". N2 - ¿Advirtió Alexander von Humboldt sobre las dramáticas consecuencias del cambio climático provocado por el hombre? Con base en esta pregunta, el artículo trata sobre sus estudios climáticos y muestra el enorme impacto que esto tuvo en muchos países del mundo. Numerosas medidas de forestación se iniciaron en el siglo XIX gracias a los estudios de Humboldt. Además, Humboldt fue el primero en reconocer el efecto de cambio climático de las „grandes masas de vapor y gas en los centros de la industria“, y también describió el efecto invernadero en el Volumen 3 de su obra Cosmos. Sin embargo, él no podía prever las amenazas de un cambio climático antropogénico. Sus hallazgos y los de otros investigadores sobre el clima en el siglo XIX cayeron en el olvido a principios del siglo XX. El hilo roto de la recepción se reanudó con el movimiento ecologista en la década de 1970 y Alexander von Humboldt fue reevaluado como investigador del clima y „primer ecólogo“. KW - Nachhaltigkeit KW - Klimawandel KW - Klimafaktoren KW - Waldrodung KW - Abholzung KW - Wasserhaushalt KW - Valencia-See KW - Klimastudien KW - Treibhauseffekt KW - Treibhausgase KW - CO2 KW - Erderwärmung KW - Wiederaufforstung KW - Temperaturanstieg KW - Umweltschutz KW - Naturschutz Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-434441 SN - 1617-5239 SN - 2568-3543 VL - XIX IS - 37 SP - 37 EP - 56 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER -