Das Klima in der REGKLAM-Modellregion Dresden

Publikationsreihe des BMBF-geförderten Projektes REGKLAM - Regionales Klimaanpassungsprogramm für die Modellregion Dresden

Christian Bernhofer, Jörg Matschullat, Achim Bobeth (Hrsg.)

Kurzübersicht

Publikationsreihe des BMBF-geförderten Projektes REGKLAM - Regionales Klimaanpassungsprogramm für die Modellregion Dresden
ISBN: 978-3-941216-22-8
Veröffentlicht: Nov. 2009, 1. Auflage, Einband: Broschur, Seiten 128, Format DIN A4, Gewicht 0.36 kg
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Das Klima in der REGKLAM-Modellregion Dresden

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Details

Christian Bernhofer, Jörg Matschullat, Achim Bobeth (Hrsg.)

Das Klima in der REGKLAM-Modellregion Dresden

Publikationsreihe des BMBF-geförderten Projektes REGKLAM - Regionales Klimaanpassungsprogramm für die Modellregion Dresden. .
Heft 1, 2009

 

128 Seiten. DIN A4. zahlreiche Abbildungen, 43 davon in Farbe. Broschur. Preis: 38,00 Euro. ISBN: 978-3-941216-22-8. RHOMBOS-VERLAG, Berlin, 2009

Impressum:
REGKLAM-Publikationsreihe
Das Projekt REGKLAM wird vom BMBF gefördert
Förderkennzeichen FKZ 01LR0802.
Internet: http://www.regklam.de/

Herausgeber und für den Inhalt verantwortlich (Heft 1):
Prof. Dr. Christian Bernhofer
TU Dresden, Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften
Fachrichtung Wasserwesen, Professur für Meteorologie
01062 Dresden
Internet: http://tu-dresden.de/meteorologie

Redaktionsschluss: November 2009

Vorwort zur REGKLAM-Publikationsreihe

Schon heute wissen wir, dass die internationalen Bemühungen zur Reduktion der Emissionen und in anderen Feldern des Klimaschutzes, auch wenn sie – wie vielfach gefordert – deutlich intensiviert werden, uns im besten Falle „lediglich“ vor noch gravierenderen Auswirkungen des Klimawandels bewahren können. Gleichzeitig weisen uns die vielerorts bereits messbaren Anzeichen des Klimawandels deutlich darauf hin, dass sich die Gesellschaften wie auch jeder Einzelne auf veränderte Rahmenbedingungen in der Zukunft einstellen müssen. Die Anpassung an die nicht mehr vermeidbaren Folgen des Klimawandels ist eine bedeutende Herausforderung der kommenden Jahre und Jahrzehnte.
Eine Voraussetzung für eine effektive Anpassung ist es, die zu erwartenden Veränderungen richtig zu verstehen und daraus adäquate Schlussfolgerungen für die einzelnen Handlungsfelder zu ziehen. Dabei sollte man nicht aus den Augen verlieren, dass der Klimawandel sowohl Risiken als auch Chancen mit sich bringt. Risiken müssen bei Entscheidungen und Maßnahmen, die in die Zukunft reichen, besser berücksichtigt werden. Chancen gilt es, zu erkennen und zu ergreifen. Der regionalen Ebene kommt damit eine neue und erhöhte Bedeutung zu, denn Anpassungsmaßnahmen erfordern das Zusammenwirken aller relevanten Akteure vor Ort und in einer Region. Gleichzeitig stehen Regionen vor neuen Herausforderungen, denn der Klimawandel äußert sich regional sehr unterschiedlich. Einzelne Parameter können erheblich von den globalen Durchschnittswerten abweichen. Dies macht regionalisierte Szenarien zu einer unverzichtbaren Voraussetzung für Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel und seine Folgen.
Vor diesem Hintergrund entstand das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Forschungs- und Entwicklungsvorhaben REGKLAM   Entwicklung und Erprobung eines Integrierten Regionalen Klimaanpassungsprogramms für die Modellregion Dresden. Die Arbeiten in REGKLAM stehen unter dem Leitsatz: „Lebensqualität sichern, wirtschaftliche Chancen nutzen“. Das Vorhaben vereint zahlreiche regionale Partner aus Politik, öffentlicher Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft, um den Klimawandel mit seinen regionalen Auswirkungen zu verstehen und aktiv zum Vorteil der Modellregion Dresden zu gestalten. Zugleich ist es eines von bundesweit sieben Modellvorhaben, welche die Grundlagen für eine rechtzeitige und erfolgreiche Anpassung der Regionen an den Klimawandel erarbeiten sollen.
Im Rahmen des Vorhabens wird gegenwärtig in enger Zusammenarbeit von Wissenschaft und Praxis ein Integriertes Regionales Klimaanpassungsprogramm (IRKAP) erarbeitet, das Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Zivilgesellschaft gleichermaßen adressiert. Weitere Arbeiten in dem Verbundvorhaben dienen der Erarbeitung von Szenarien sowie die Entwicklung und Umsetzung von konkreten Anpassungsmaßnahmen in drei Bereichen: Siedlungsstrukturen mit besonderem Augenmerk auf Gebäude, urbane Freiräume und das Bioklima; Wassersysteme mit einer Fokussierung auf die Wasserver- und Abwasserentsorgung in der Region; sowie die Landnutzung unter besonderer Berücksichtigung von Land- und Forstwirtschaft.
Das vorliegende Heft eröffnet eine Reihe von Publikationen, welche die Erkenntnisse von REGKLAM aufarbeiten und vorstellen. Das erste Heft leistet einen bedeutenden Schritt zum Verständnis des Klimawandels in der REGKLAM-Modellregion Dresden. In den folgenden Heften werden zukünftig in loser Reihenfolge weitere Teilergebnisse des Verbundvorhabens dargestellt werden. Wir wollen damit einen Beitrag dazu leisten, Projekterkenntnisse einer breiteren Leserschaft zugänglich zu machen, und freuen uns auf anregende Diskussionen.

Bernhard Müller
Leiter des Verbundvorhabens REGKLAM
Direktor des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung (IÖR) und Professor für Raumentwicklung an der TU Dresden.


Vorwort zu Heft 1

Das „Klima der REGKLAM-Modellregion Dresden“ ist das erste Heft einer Publikationsreihe zum BMBF geförderten KLIMZUG-Projekt REGKLAM (FKZ 01LR0802) unter Leitung des Instituts für Ökologische Raumentwicklung (IÖR) in Dresden. Dabei steht KLIMZUG für „Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten“ und REGKLAM für „Regionales Klimaanpassungsprogramm für die Modellregion Dresden“. Ziel der Förderung durch das Bundesministerium ist es, Regionen im Umgang mit den Herausforderungen des Klimawandels zu stärken.
Die Region Dresden ist als wirtschaftlich und kulturell herausragender Entwicklungsraum im Südosten der neuen Bundesländer mit seiner Lage am Erzgebirge und der Sächsischen Schweiz nicht nur landschaftlich besonders reizvoll, sondern auch von großer klimatischer Vielfalt. Das betrifft sowohl die generelle Charakteristik (warme Gebiete mit potentiellem Wassermangel im Tiefland, aber auch kühle Gebiete mit reichem Niederschlagsangebot in den höheren Lagen des Erzgebirges) als auch die Entwicklung der letzten Jahrzehnte, die vielleicht bereits den Trend des zukünftigen Klimawandels widerspiegeln: Erhöhung der Temperaturen in allen Jahreszeiten, vermehrte Niederschläge im Gebirge bei Verkürzung der Andauer der Schneedecke, Rückgang der Sommerniederschläge im Flachland mit einer recht deutlichen Verschlechterung der klimatischen Wasserbilanz. Hohe Temperaturen im Sommer – verstärkt durch die Wärmeinsel der Stadt – und Starkniederschläge nehmen ebenfalls zu. Der Umgang mit dem sich abzeichnenden Klimawandel ist daher eine wesentliche Aufgabe in der Region, der sich Wirtschaft, Politik und Verwaltung stellen müssen. REGKLAM als Forschungsprojekt will dazu einen Beitrag leisten.
Die vorliegende Broschüre verfolgt dabei ein Konzept, das sich bereits beim „Klimawandel in Sachsen“ (SMUL, 2008) bewährt hat: Der Klimanormalperiode 1961-1990, die weitgehend die typischen Verhältnisse des Klimas seit Beginn des 20. Jahrhunderts zeigt, wird der Zeitraum 1991-2005 gegenübergestellt, der bereits erste deutliche Veränderungen erkennen lässt. Den Herausgebern und Verfassern ist bewusst, dass der zweite Zeitraum die statistischen Anforderungen der Standardklimatologie, insbesondere zur Betrachtung von Extremen, nicht erfüllt. Sie geben jedoch zu bedenken, dass unter den heutigen Bedingungen mit den trendbehafteten Einflüssen der Treibhausgase, der unmittelbaren Vergangenheit eine Indikatorfunktion zukommt. Diese Indikatorfunktion bezieht sich nicht nur auf die unmittelbare Klimazukunft, sondern auch auf mögliche robuste Anpassungsmaßnahmen. Maßnahmen, die in der Vergangenheit gut geeignet waren, Systeme unempfindlicher gegen die Variabilität des Klimas zu machen, sollten auch für die kommenden Jahre eine brauchbare Option sein. Voraussetzung dafür ist eine zeitnahe regionale Klimastatistik auf der Basis zuverlässiger Daten sowie deren Kommunikation und Bereitstellung.
Diese Broschüre versucht, einen entsprechenden Überblick zu geben. Sie ist im Rahmen des Teilprojektes 2.1 „Regionalisierte Klimaszenarien“ unter Leitung von Christian Bernhofer (TU Dresden) entstanden und beruht auf einer Zusammenarbeit der TU Dresden, der TU Bergakademie Freiberg und dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Die gemeinsame Erarbeitung erfolgte in mehreren Schritten auf Basis der vorhandenen Untersuchungen und der bereits geschaffenen Datengrundlage. Trotzdem waren einzelne Bearbeiter mit Schwerpunkten betraut: an der TU Dresden Michaela Surke mit der Gesamterstellung und den Abschnitten „Ergebnisse“ und „Bewertung“, Johannes Franke mit der Datengrundlage im Rahmen der „Klimadatenbank Mitteldeutschland“, Majana Heidenreich mit der Datenbank der Modellregion und den Abschnitten „Grundlagen“, „Extremwertstatistik“ und „Schnee“, Valeri Goldberg mit der „Klimatischen Charakterisierung der REGKLAM–Modellregion Dresden“ und der synthetischen Strahlungsklimatologie, Stefan Harmansa mit der synthetischen Windklimatologie, Thomas Pluntke mit den Abschnitten „Singularitäten“ und „Waldbrandindex“, Kerstin Geidel mit der GIS gestützten Datenvisualisierung und Janet Häntzschel (jetzt Landeshauptstadt Dresden) mit der Erzeugung der digitalen Datengrundlage mittels eines angepassten Regionalisierungsverfahrens, an der TU Bergakademie Freiberg Stephanie Hänsel mit den Abschnitten Deziltrockenheiten und meteorologische Trockenheit, Andreas Hoy mit dem wetterlagenbasierten Abschnitt und Maria Foltyn (Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, LfULG) mit dem Abschnitt zur Phänologie. Udo Melletin und Wilfried Küchler (LfULG) sind seit Jahren Impulsgeber der sächsischen Klimaforschung, wie auch Eberhard Freydank als langjähriger Leiter des sächsischen Klimabereichs im Rahmen des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Dem DWD und dem Tschechischen Hydrometeorologischen Institut verdanken wir auch den Großteil der Daten, auf denen die Untersuchungen aufgebaut sind. Diese Daten sind für jede Beurteilung des Klimawandels von unschätzbarer Bedeutung: Ohne sie könnten wir nichts zur Klimavergangenheit, aber auch nichts Brauchbares zur Klimazukunft sagen, denn nur eine adäquate Validierung (und gegebenenfalls Anpassung) macht die Verwendung der Ergebnisse von Klimamodellen sinnvoll. Der Erhalt und auch der Ausbau dichter regionaler Messnetze, die nach den anerkannten Methoden der Weltorganisation für Meteorologie arbeiten, sind daher gerade wegen der Fortschritte in der Klimamodellierung eine zentrale Aufgabe.
Wir bedanken uns für die nachhaltige Förderung durch das BMBF, aber auch durch das LfULG und danken weiterhin den vielen Personen, die an anderer Stelle zum Gelingen von REGKLAM beitragen.

Christian Bernhofer (TU Dresden)
Jörg Matschullat (TU Bergakademie Freiberg)
Achim Bobeth (Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)


Inhaltsverzeichnis

1 Klimatische Charakterisierung der REGKLAM–Modellregion Dresden..........1

2 Daten..........9
2.1 Datengrundlagen .........9
2.1.1 Basisdaten .........9
2.1.2 Phänologie ........12
2.1.3 Deziltrockenheiten..........13
2.1.4 Großwettertypen und Großwetterlagen........14
2.2 Regionalisierungsverfahren........... 16

3 Ergebnisse... 17
3.1 Temperatur......... 17
3.1.1 Räumliche Variabilität.......17
3.1.2 Zeitliche Variabilität.........28
3.2 Temperaturabgeleitete Klimagrößen........... 35
3.2.1 Wärme- und Kältesumme...........35
3.2.2 Heizgradtage .........36
3.2.3 Vegetationsperiode.........37
3.2.4 Phänologie ........40
3.3 Niederschlag........ 44
3.3.1 Räumliche Variabilität.......44
3.3.2 Zeitliche Variabilität.........45
3.3.3 Extreme und Schwellenwerte........57
3.3.4 Schneeklimatologie.........60
3.4 Strahlung 62
3.4.1 Räumliche Variabilität.......62
3.4.2 Zeitliche Variabilität.........63
3.4.3 Modellbasierte Strahlungswerte.........68
3.5 Wind.... 72
3.5.1 Windklimatologie einzelner Stationen.........72
3.5.2 Modellbasierte Windwerte...........74
3.6 Potentielle Verdunstung....... 79
3.6.1 Räumliche Variabilität.......79
3.6.2 Zeitliche Variabilität.........83
3.7 Klimatische Wasserbilanz ....... 86
3.7.1 Räumliche Variabilität.......86
3.7.2 Zeitliche Variabilität.........90
3.8 Trockenheit und Waldbrandrisiko......... 92
3.8.1 Abweichungen von der Klimatischen Wasserbilanz.........92
3.8.2 Meteorologische Trockenheit........94
3.8.3 Waldbrandindex M-68........100
3.9 Klimatologie der Großwettertypen....... 104
3.9.1 Entwicklung der Häufigkeit der Großwettertypen und Großwetterlagen.........104  

3.9.2 Entwicklung der Temperatur innerhalb der Großwettertypen und Großwetterlagen....106
3.9.3 Entwicklung des Niederschlages innerhalb der Großwettertypen und Großwetterlagen.109

4 Bewertung des beobachteten Klimawandels.... 113
Literatur......... 115
Verwendete Arbeitsmittel ........ 117

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