Lufttemperatur - Klimaprojektionen

 

Grundlagen

Unter der (bodennahen) Lufttemperatur versteht man die Temperatur der im Wesentlichen durch Wärmeabgabe der Erdoberfläche erwärmten Luftschicht in 2 m Höhe über dem Erdboden (dem Aufenthaltsbereich der Menschen). Das räumliche Verteilungsmuster der Lufttemperatur spiegelt das Relief wider.

 

Datengrundlage

Für die Darstellung der zukünftig möglichen Entwicklung der Lufttemperatur in Nordrhein-Westfalen wurden die Ergebnisse der globalen Klimamodelle in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst aufbereitet. Die Datenbasis stellt ein Ensemble aus verschiedenen Klimamodellen dar, das sogenannte DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018. Das Modellensemble liegt für verschiedene Klimaszenarien vor. Für die Auswertung des RCP-Szenarios 2.6 (Klimaschutz-Szenario) stand ein Modellensemble aus 11 Modellen zur Verfügung; für die Auswertung des RCP4.5-Szenarios (moderates Szenario) von 12 Modellen sowie des RCP8.5-Szenarios ("weiter-wie-bisher"-Szenario) von 21 Modellen. Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks fand ein Downscaling der Daten in ein Raster von 5 km x 5 km statt (Brienen et al. 2020).

Die Ergebnisdarstellung erfolgt als Änderungsdarstellung (delta-change-Methode) im Mittel 30-jähriger Zeiträume: der Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) und fernen Zukunft (2071-2100) bezogen auf den Referenzzeitraum 1971-2000.

 

Kartenbeschreibung und Temperaturentwicklung

Die Temperaturentwicklung zeigt für ganz NRW ein einheitliches Bild: eine Temperaturzunahme – nur die Höhe der Zunahme ist abhängig von Zeitraum, Szenario und Perzentil (Abb. 1 und Abb. 2). Regionale Variationen zeigen sich nur in einigen Modelläufen, so dass insgesamt kein Unterschied festgestellt werden kann, wie auch die einheitlichen Werte in den Großlandschaften belegen (Tab. 1). Im Zeitraum 2031-2060 zeigen alle Szenarien einen ähnlichen Wertebereich. Es wird ein Anstieg der Lufttemperatur zwischen 0,7-1,4 K (15. Perzentil) bis zu 1,4-2,2 K (85. Perzentil) projiziert. Bis zum Ende des Jahrhunderts (Zeitraum 2071-2100) unterscheiden sich die Szenarien und zeigen somit die Wirkung der unterschiedlichen CO2-Konzentrationen bzw. des Emissionsverhaltens und Anwendens von Klimaschutzmaßnahmen auf (Abb. 2). Die geringste Erwärmung der dargestellten Szenarien zeigt das RCP2.6-Szenario: Hier reichen die Werte zwischen 0,8 K (15. Perzentil) und 1,5 K (85. Perzentil) und sind somit mit dem Zeitraum 2031-2060 vergleichbar. Das Szenario RCP4.5 erreicht Werte zwischen 1,3 K (15. Perzentil) und 2,7 K (85. Perzentil); beim RCP8.5 reicht die Spannweite von 2,8 K (15. Perzentil) bis zu 4,4 K (85. Perzentil). 

Darüber hinaus ist in Tabelle 2 für die Jahreszeiten die mögliche zukünftige Entwicklung der Lufttemperatur als Mittelwert über NRW dargestellt. In allen Szenarien wird die stärkste Temperaturzunahme für den Herbst projiziert; die geringste im Frühjahr. Somit wird sich die bereits beobachtete Entwicklung einer stärkeren Zunahme der Temperatur im Winter fortsetzen und zusätzlich in den Herbst verlagern  (vgl. Klimafolgenmonitoring NRW).

 

Abbildung 1: Projizierte Änderung der Jahresmitteltemperatur in Nordrhein-Westfalen für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

Abbildung 2: Projizierte Änderung der Jahresmitteltemperatur in Nordrhein-Westfalen für die ferne Zukunft (2071-2100) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

 

Tabelle 1: Projizierte Änderung der Jahresmitteltemperatur in Kelvin für die Mitte des Jahrhunderts und ferne Zukunft bezogen auf 1971-2000 als Mittel für die einzelnen Großlandschaften und NRW. Die Basis bildet ein das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

Zeitraum

2031-2060

2071-2100

Szenario

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

Perzentil

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15. 50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

Niederrheinische Bucht

0.7 1.1

1.5

0.8

1.3

1.9

1.3

1.8

2.1

0.8 1.0

1.5

1.3

2.0

2.7

2.8

3.5

4.4

Niederrheinisches Tiefland

0.7 1.1

1.4

0.7

1.3

1.8

1.3

1.8

2.1

0.8 1.0

1.5

1.3

2.0

2.7

2.7

3.5

4.3

Westfälische Bucht

0.7 1.1

1.4

0.7

1.3

1.9

1.3

1.8

2.1

0.8 1.0

1.5

1.3

2.0

2.7

2.7

3.5

4.3

Westfälisches Tiefland

0.7 1.1

1.4

0.7

1.3

1.9

1.3

1.8

2.1

0.8 1.0

1.5

1.2

2.0

2.7

2.7

3.5

4.3

Bergisches Land

0.7 1.1

1.5

0.8

1.3

1.9

1.3

1.8

2.1

0.8 1.1

1.6

1.3

2.0

2.7

2.8

3.6

4.5

Weserbergland

0.7 1.1

1.5

0.7

1.3

1.9

1.4

1.9

2.1

0.8 1.0

1.5

1.3

2.0

2.7

2.8

3.6

4.4

Eifel

0.8 1.1

1.5

0.8

1.3

1.8

1.4

1.8

2.1

0.8 1.0

1.6

1.4

2.0

2.7

2.8

3.6

4.5

Sauer- und Siegerland

0.8 1.1

1.5

0.8

1.3

1.9

1.4

1.9

2.2

0.8 1.0

1.6

1.3

2.0

2.7

2.8

3.7

4.5

NRW 2031-2060

0.7 1.1

1.5

0.8

1.3

1.9

1.3

1.8

2.1

0.8 1.0

1.5

1.3

2.0

2.7

2.8

3.6

4.4

 

  

Tabelle 2: Projizierte Änderung der mittleren Lufttemperatur in Kelvin in den Jahreszeiten für die Mitte des Jahrhunderts und ferne Zukunft bezogen auf 1971-2000 als Mittel für NRW. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

Jahreszeit

Frühjahr

Sommer

Herbst

Winter

Zeitraum

2031-2060

2071-2100

2031-2060

2071-2100

2031-2060

2071-2100

2031-2060

2071-2100

Perzentil

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

RCP2.6

0,5

0,8

1,3

0,6

0,9

1,2

0,5

1,1

1,5

0,9

1,1

1,6

0,9

1,4

1,9

0,6

1,3

1,9

0,9

1,1

1,3

0,9

1,1

1,4

RCP4.5

0,5

1,1

1,5

0,9

1,8

2,1

0,9

1,3

1,6

1,4

1,9

2,5

0,9

1,4

2,0

1,7

2,3

3,3

0,7

1,3

2,0

1,4

2,0

2,6

RCP8.5

1,1

1,3

1,8

2,1

2,9

3,2

1,4

1,7

2,2

2,9

3,6

4,7

1,5

2,1

2,5

3,0

4,0

5,4

1,0

1,8

2,5

3,0

3,5

4,3

 

 

Fazit

Die projizierte Temperaturerhöhung im Zeitraum 2031-2060 von 0,7 bis 0,8 K (15. Perzentil, RCP2.6 und 4.5) entspricht in etwa den Temperaturverhältnissen, wie sie auch im Zeitraum 1991-2020 vorherrschten. Bei einer Temperaturzunahme von 1,8 bis 1,9 K (2031-2060, RCP8.5 50. Perzentil und RCP4.5 85. Perzentil), würden hingegen Verhältnisse herrschen, wie wir sie bisher nur aus den wärmsten Jahren der Aufzeichnung, wie beispielsweise 2020 mit einer Durchschnittstemperatur von 11,1 °C kennen. Für die ferne Zukunft liegen die Ergebnisse des RCP2.6-Szenarios im bereits beschriebenen Bereich. Die projizierten Temperaturänderungen der Szenarien RCP4.5 und RCP8.5 für den Zeitraum 2071-2100 liegen jedoch - zum Teil deutlich - außerhalb unseres Erfahrungsbereichs.

Datenquelle und weitere Informationen

Brienen, S.; Walter, A.; Brendel, C.; Fleischer, C.; Ganske, A.; Haller, M.; Helms, M.; Höpp, S.; Jensen, C.; Jochumsen, K.; Möller, J.; Krähenmann, S.; Nilson, E.; Rauthe, M.; Razafimaharo, C.; Rudolph, E.; Rybka, H.; Schade, N. & Stanley, K. (2020): Klimawandelbedingte Änderungen in Atmosphäre und Hydrosphäre: Schlussbericht des Schwerpunktthemas Szenarienbildung (SP-101) im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerks. 157 Seiten. DOI: 10.5675/ExpNBS2020.2020.02

Krähenmann, S. (2019): Statistisches Downscaling und BIAS-Adjustierung der EURO-CORDEX-Simulationen über dem HYRAS-Gebiet. Download.