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Weltweiter Klimawandel und seine Folgen

Weltweiter Klimawandel und seine Folgen. Tel.: (49)  0681/ 302-2737; Fax /302-4676 e-mail: Luther.Gerhard@vdi.de luther.gerhard@mx.uni-saarland.de (für größere Dateien) Homepage : http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/.

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Weltweiter Klimawandel und seine Folgen

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  1. Weltweiter Klimawandel und seine Folgen Tel.: (49)  0681/ 302-2737; Fax /302-4676 e-mail: Luther.Gerhard@vdi.deluther.gerhard@mx.uni-saarland.de(für größere Dateien) Homepage: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/ Dr. Gerhard LutherUniversität des Saarlandes, FSt. Zukunftsenergie c/o Technische Physik – Bau E26 D-66041 SaarbrückenEU - Germany

  2. Aber es ist nicht alleine das Klima auf das wir achten müssen:

  3. 1. 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem 1.2 Ein Energieproblem (Endlichkeit der Ressourcen; Lieferengpässe : Preise) 1.3 Ein Klimaproblem Hier: Nur ganz kurz zur Erinnerung

  4. 1.1 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem Bevölkerungswachstum Wohlstand für alle (zumindest für viele) 1.2 Ein Energieproblem 1.3 Ein Klimaproblem

  5. UN 2002: Weltbevölkerung wächst noch auf ca. 11 G Menschen 2050: 9 Milliarden 2000: 6 Milliarden BQuelle: Bundesinstitut für Bevölkerungsforschung (BiB) :Bevölkerung -FAKTEN – TRENDS – URSACHEN – ERWARTUNGEN (2004), Abb.33, p.74

  6. 1.12 Wohlstand für alle (zumindest für sehr viele) Indikatoren: Energiehungerin aufstrebenden neuen Industriestaaten wie China, Indien, Brasilien und vielen anderen Ländern. Stahlerzeugung Bem.: aus „Unterentwickelten Länder“ sind „Entwicklunsländer“ geworden . Und nun entwickeln sich einige auch recht stürmisch.

  7. --- 14.2[EJ] ---11.4[EJ] ---5.7[EJ] Oil Consumption, China Source: BP BQuelle:Vahrenholt,Fritz, DPG2005_SyKE2.2 Physikertagung Berlin 2005, Folie 1; Urquelle: BP

  8. Stahlerzeugung: Die Welt - Industrialisierung hat gerade erst begonnen BQuelle:M. Rothenberg:“Traditionsbranche glänzend im Geschäft“, VDI-N Nr.42 /2005: 21.10.2005, p.21

  9. 1.2 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem 1.2 Ein Energieproblem Endlichkeit der Ressourcen Lieferengpässe : Preise 1.3 Ein Klimaproblem

  10. 1.21 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs (in EJ) Nicht erfasst sind: Brennholz, Dung und andere Biomasse(Entwicklungsländer) Quelle:e.g. /BINE_BE_1: Klima und Energie,1998, Abb3, p.3

  11. __500 [EJ/a] Ungebrochenes Wachstum __400 [EJ/a] Evolution from 1971 to 2004 of World Total Primary Energy Supply by Fuel (Mtoe) a *Excludes electricity trade. **Other includes geothermal, solar, wind, heat, etc. Quelle: IEA 2006, http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2006/key2006.pdf IEA2006_Key-World-EnergyStatistics_82p.pdf

  12. Folge: Treibhausgas Emissionen Treibhausgasemissionen pro Kopf und Bevölkerungszahl KP=Kyoto Protocol 2000 AD ********* Wachstum auf breiter Font *********** Quelle: Daten nach CAIT, World Resources Institute,http://cait.wri.org BQuelle: UBA: „21 Thesen zur Klimaschutzpolitik des 21.Jhahrhunderts und ihre Begründungen“, Climate Cange Heft 06/2005 (ISSN 1611-8855), Abb.10, p.40

  13. ( BAU) __750 [EJ/a] __500 [EJ/a] Quelle: IEA 2006 http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf Vortrag Mandil, Folie 2

  14. 1.22 Ressourcen Quelle: Gerling,J.P. und Wellmer,FW.: „Reserven,Ressourcen und Reichweiten - Wielange gibt es noch erdöl und Erdgas“ ; ChiuZ 39 (2005), p.236-245; p.235

  15. 1.221 Preise Entwicklung der Rohölpreise 1960 -2005 • Die markierten Stützpunkte sind derJahres- Durchschnittspreis für Rohöl auf dem Weltmarkt. • AlsDatenbasis wurde das von der IEA (International Energy Agency) und von der OPEC veröffentlichte Zahlenmaterial herangezogen. • Ab dem Jahr 1975 sind die Rotterdamer Spotmarkt-Preise für Nordseeöl (North Sea Brent Crude) mit beson-derer Gewichtung eingerechnet. Seit den 80er Jahren ist die Rohölsorte Brent die Leit- und Bezugssorte für die Rohölpreise auf dem Weltmarkt BQuelle: Fa. Tecson Apparate GmbH, http://www.tecson.de/poelhist.htm

  16. 2004 Bis 2006 BQuelle: Fa. Tecson Apparate GmbH, Steinberg, MeckVorpopmmern http://www.tecson.de/prohoel.htm

  17. 1.3 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem 1.2 Ein Energieproblem 1.3 Ein Klimaproblem Treibhausgase ; IPCC-Berichte

  18. 1.31 Zum Strahlungsantrieb out: 107 in: 342 out: 235 Balance:radiation coming in : solar input = 342[W/m^2 radiation going out. : 107 (reflected solar) + 235(i.r.) = 342 [W/m^2] IPCC2001_TAR1_Fig1.2

  19. Der Strahlungsantrieb : „radiative forcing“ A process that alters the energy balance of the Earth - atmosphere system is known as a radiative forcing mechanism (1. IPCC-Report (1990), p. 41-68). Radiative forcing [ W/m2 ] is the change in the balance between radiation coming into the atmosphere and radiation going out. A positive radiative forcing tends on average to warm the surface of the Earth, and negative forcing tends on average to cool the surface.

  20. SPM 3 Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton

  21. 1.32 http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/graphics/mlo145e_thrudc04.pdf Berichtsstand:Mitte 2005update vom 2006_0130 http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm

  22. CO2- Sättigung 380 360 0 400 800 CO2-Konzentration (ppm) 320 280 240 200 160 600'000 500'000 400'000 300'000 200'000 100'000 0 Heute 380 ppm Photosyntheserate 2006 CO2-Konzentration (ppm) 1750 Jahre vor heute Dome Concordia ice core data: Siegenthaler U et al. (2005) Science 310:1313 Vostoc ice core data: Petit JR et al. (1999) Nature 399:429 BQuelle: C.Körner :“Wälder als Kohlenstoffspeicher..“ http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/AKE_Archiv/AKE2006F/Links_AKE2006F.htm#AKE2006F_05

  23. (b) CO2 concentration in Antarctic ice cores for the past millenium. (a) Direct measurements of atmospheric CO2. (d) CO2 concentration in the Vostok Antarctic ice core. (e) Geochemically inferred CO2 concentrations. Atmospheric CO2 on different time-scales Recent atmospheric masurements (Mauna Loa) are shown forcomparison.. ..Variations in atmospheric CO2 concentration on different time-scales.. (c) CO2 concentration in the Taylor Dome Antarctic ice core. Different colours represent results from different studies. Quelle: IPCC_2001_TAR_TSFig.10a-d, p.40

  24. 1.33 Feststellung „The Earth's climate system has changed, globally and regionally , with some these changes being attributable to human activities.“ Ein berühmtes Zitat aus dem 3.IPCC Bericht, 2001

  25. Zusammenfassung der wichtigsten Erfahrungen: • The Earth has warmed 0.6± 0.2 [K] since 1860 with thelast two decades being the warmest of the last century; • The increase in surface temperatures over the 20th Century for the Northern hemisphere is likely to be greater thanthat forany other century in the last 1000 years; • Precipitation patterns have changed with an increase in heavy precipitation events in some regions; • Sea level has risen 10-20 cm since 1900; most non-polar glaciers are retreating; and • the extent and thickness of Arctic sea ice is decreasingin summer; Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary

  26. 1.34 Aktueller Stand: Oberflächennahe Erdtemperatur _____2005_1-11 Erhalten 2005_1221

  27. Langfristperspektive (0 - 1998) Jahr BQuelle: C.D.Schönwiese:“Globaler und regionaler Klimawandel“, Vortrag 2006-01, Frankfurt/M; Folie 6

  28. 1.35 Besonders beeindruckend: Rückgang der Gletscher und der arktischen Eisbedeckung

  29. 1.351 Gletscher A collection of 20glacier length recordsfrom different parts of the world. Curves have been translated along the vertical axis to make them fit in one frame. Data are from the World Glacier Monitoring Service (http://www.geo.unizh.ch/wgms/) with some additions from various unpublished sources Length(unit: 1km ) a a The geographical distribution of the data (a single triangle may represent more than one glacier. Quelle: nach IPCC_2001_TAR1; fig 2.18, p.128

  30. Gletscher-Schwund in den Alpen 1900 und 2000. Aufnahme der Pasterzenzunge mit Großglockner (3798 m) Gesellschaft für ökologische Forschung, Wolfgang Zängl, http://www.gletscherarchiv.de BQuelle:DLR_Schumann200_Klimawandel.ppt

  31. Gletscher-Schwund in den Alpen 1900 und 2000. Aufnahme der Pasterzenzunge mit Großglockner (3798 m) Gesellschaft für ökologische Forschung, Wolfgang Zängl, http://www.gletscherarchiv.de BQuelle:DLR_Schumann200_Klimawandel.ppt

  32. 1.352 Arktisches Eis Arctic Sea Ice Melting since 1979 Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;

  33. Arctic Sea Ice in 2003 Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;

  34. 1979:An image based on satellite data shows perennial ice cover in 1979, when the ice extended over the Arctic Ocean from edge to edge. Since then the area of coverage has decreased by 9% per decade 2003:A similiar image from 2003 shows dramatically reduced perennial ice cover. Large areas of open ocean have appeared near Russia, Alaska and Canada. Some climate models project, that the ice will be gone in summerby the end of the century. Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;

  35. Abschmelzen des arktischen Meereises zwischen 1979 und 2005 ©National Snow and Ice Data Center Eindeutiger Trend: Seit Beginn der Satellitenbeobachtung hat die Ausdehnung des Meereises drastisch abgenommen. BQuelle: SpectrumDirekt SD790789 vom 1.10.2005, Bild 2 ; UrQuelle: National Snow and Ice Data Center

  36. 1.36 Projektionen und Szenarios für das 21. Jahrhundert-

  37. 0.1361 Main climate changes • Higher temperatures - especially on land • Sea level rise • Hydrological cycle more intense • Changes at regional level Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton

  38. CO2, temperature, precipitation and sea level in the 21.th century • All IPCC projections show that the atmospheric concentration of CO2 will increasesignificantly during the 21th century in the absence of climate change policies; • Climate models project that the Earth will warm1.4 to 5.8 °C between 1990 and 2100, with most land areas warming more than the global average; • Precipitation will increase globally, with increases and decreases locally, with an increase in heavy precipitation eventsover most land areas; • Sea levelis projected to increase 8-88 cm between 1990 and 2100; • Models project an increase in extreme weather events, e.g. heatwaves, heavy precipitation events, floods, droughts, fires, pest outbreaks, mid-latitude continental summer soil moisture deficits, and increased tropical cyclone peak wind and precipitation intensities. Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary

  39. Global mean surface temperature is projected to increase during the 21st century Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 11

  40. Projected surface temperatures for the 21st century would be unheralded in the last 1000 years Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 12

  41. Projected changes in climate will have • both beneficial and adverse effects on • water resources, • agriculture, • natural ecosystems • human health, but: • the larger the changes in climate -- - the more the adverse effects dominate Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 2-Summary

  42. Aus dem „Stern Report“ der UK-Regierung: Quelle: „Stern Report“, UK-Government:http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf

  43. Präsentation des „Stern Report“ der UK-Regierung am 30.10.2006 in HM Treasury: UrQuelle der Original-Vortragsfolien + SpeakingNotes: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf http://www.hm-treasury.gov.uk/media/99D/3D/sternreview_speakingnotes.pdf Lokal: SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006ppt.pdf SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006_ppt_SpeakingNotes.pdf

  44. Schlussfolgerung: Given where we are (stock 430ppm and adding 2.5ppm/a); given the obvious dangers of going over 550ppm, this strongly suggests that we should aim somewhere between 450 and 550 ppm CO2_equ. Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 3 der Präsentation

  45. Falling -1 bis -3%/a costs Quelle: „Stern Report“, Folie 4: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf

  46. Costs of reducing emissions to stabilize between 450 and 550 ppm CO2equiv • Costs of doing nothing (BAU): Stern calculates, damages from BAU would be equivalent to at least 5and up to 20% of consumption a year, depending on the types of risks and effects included. • Costs and benefits of taking action:The costs of getting to 550 or below, are around 1% of GDP per year. It is like a one-off increase by 1% in the price level. That is manageable; We can grow and be green. • New Opportunities, new Markets: • There will be new markets worth 100‘s of G$/a . Economically speaking: Mitigation is a very good deal.BAU, on the other hand, will eventually derail growth. Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 4 der Präsentaioon

  47. Action is necessary acrossall sectors, if the required reductions are to be achieved. Quelle: „Stern Report“, Folie5: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf

  48. Different policies, but there are Some clear and broad Principles 1. Establish a carbon price via tax, trade and regulation. 2. Promote Technology: through research and development. Private sector investors needconfidence that there will bemarkets for their products 3. Deal with Market Failure , e.g.: * problems in property and capital markets inhibit investments for energyefficiency.* sticks and carrots of incentives need to be supported by information. * understanding of the issues can itself change the behaviour of individuals and firms. Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 5 der Präsentation

  49. 2. Technology: Technology: 1. Research and development in the energy sector has halved since the early 1980s. That trend must be reversed, and ideas must be shared. 2. We need larger cross-border markets for low carbon technologies to drive deployment and bring down costs.

  50. 1.37 Sind wir schon auf dem richtigen Weg ?

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