Ziel mir keng: Klimawandel in Luxemburg

In dieser Folge von „Ziel mir keng!“ beschäftigen wir uns mit Unterstützung von Dr. Andrew Ferrone von der ASTA (Dienststelle Meteorologie, Verwaltung für technische Dienste der Landwirtschaft), der außerdem der luxemburgische Vertreter im Weltklimarat (IPCC, Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) ist, intensiv mit dem Klimawandel. Insbesondere interessieren uns die Auswirkungen des Klimaphänomens hier in Luxemburg. Die Daten für Luxemburg stammen in erster Linie von der ASTA, aber auch von Meteolux. Andrew Ferrone (ASTA) und Luca Mathias (Meteolux) haben die Fakten geprüft.  

Schon gewusst? Zwischen Juni 2023 und Mai 2024 war – global gesehen – jeder Monat der heißeste seit Beginn der Aufzeichnungen! 

Abbildung 2: Die Durchschnittstemperatur der Erde liegt um mehr als 1 Grad Celsius über der vorindustriellen Basistemperatur. Dieser neue Klimazustand wird höchstwahrscheinlich über Jahrhunderte hinweg als die wärmste Periode seit mehr als 100.000 Jahren andauern. Die Grafik zeigt verschiedene Rekonstruktionen der Temperatur im Laufe der Zeit, mit gemessenen Temperaturen seit 1850 und einer Projektion bis zum Jahr 2300 auf der Grundlage eines mittleren Emissionsszenarios. D.S. Kaufman und N.P. McKay, 2022, und veröffentlichte Datensätze, Autor zur Verfügung gestellt. Quelle: https://theconversation.com/is-it-really-hotter-now-than-any-time-in-100-000-years-210126

Wie ist das möglich? Die letzten Monate kamen uns in Luxemburg nicht gerade heiß vor.

Aber hier sprechen wir von globalen Mittelwerten. Wenn es um den Klimawandel geht, sind zwei Dinge wichtig:

• Zunächst darf man das weltweite Klima nicht mit dem lokalen Klima verwechseln!
  • Selbst wenn es bei uns nicht besonders heiß ist, kann es sich doch weltweit um den wärmsten Monat handeln.
• Außerdem darf man Wetter und Klima nicht miteinander verwechseln!
  • Während das Wetter die meteorologischen Bedingungen draußen beschreibt, muss man, um den Klimawandel zu messen, meteorologische Mittelwerte über lange Zeiträume miteinander vergleichen. Auf regionaler Ebene sollten dabei Zeiträume von 30 Jahren miteinander verglichen werden. Auf globaler Ebene lassen sich auch kürzere Zeiträume von 20 oder wenigstens zehn Jahren vergleichen.

Wenn ein Jahr also besonders warm oder besonders kalt ist, kann man nicht gleich von Klimawandel sprechen.

Wenn aber beispielsweise der Zeitraum 1961-1990 im Vergleich zum Zeitraum 1991-2020 deutlich kälter oder wärmer war und dieser Trend über viele Jahre feststellbar ist, dann haben wir es mit einem Klimawandel zu tun!

In dieser Folge von „Ziel mir keng!“ gehen wir kurz auf die weltweiten Trends ein und analysieren dann einige messbare physikalische Effekte des Klimawandels in Luxemburg genauer!

Was denkt ihr? Ist es in Luxemburg heute wärmer als in der vorindustriellen Zeit? Regnet es mehr? Gibt es mehr Dürreperioden?

Wie haben sich die Temperaturen weltweit entwickelt?

Prüfen wir zunächst einmal die weltweiten Temperaturen in den letzten 2000 Jahren. Wir stellen fest, dass die Temperaturen seit der Industrialisierung schnell und kontinuierlich ansteigen. Das ist beispiellos!

Abbildung 4: Veränderungen der globalen Oberflächentemperatur, rekonstruiert aus Paläoklimaarchiven (durchgezogene graue Linie, Jahre 1-2000) und aus direkten Beobachtungen (durchgezogene schwarze Linie, 1850-2020), jeweils relativ zu 1850-1900 und dekadisch gemittelt. Der vertikale Balken auf der linken Seite zeigt die geschätzte Temperatur (sehr wahrscheinliche Spanne) während der wärmsten Periode über mehrere Jahrhunderte in den letzten 100.000 Jahren, die vor etwa 6500 Jahren während der aktuellen Zwischeneiszeit (Holozän) stattfand. Die letzte Zwischeneiszeit vor etwa 125 000 Jahren ist der nächstjüngere Kandidat für eine Periode mit höheren Temperaturen. Diese vergangenen Wärmeperioden wurden durch langsame (mehrtausendjährige) orbitale Schwankungen verursacht. Die graue Schattierung mit weißen diagonalen Linien zeigt die sehr wahrscheinlichen Bereiche für die Temperaturrekonstruktionen.Quelle: https://www.ipcc.ch/copyright/

Tatsächlich ist sich die Wissenschaft größtenteils einig, dass der Klimawandel, den wir heute erleben, menschengemacht ist. Auch wenn die Medien manchmal das Gegenteil behaupten.

Eine Studie hat gezeigt, dass in mehr als 99 % der Veröffentlichungen über den Klimawandel, die seit 2012 in Fachzeitschriften mit Peer-Review erschienen sind, die Wissenschaftler*innen darin übereinstimmen, dass der Klimawandel vom Menschen verursacht ist!

Die physikalischen Prozesse, die erklären, wie CO₂ und Treibhausgase das Klima erwärmen, sind seit langem bekannt und können heute relativ genau modelliert werden. Und seit Beginn der Industrialisierung hat der Mensch große Mengen CO₂ in die Atmosphäre ausgestoßen. Den aktuellen CO₂-Gehalt gab es schon seit mindestens zwei Millionen Jahren nicht mehr!

Abbildung 5. Jährliche CO2-Emissionen. Kohlendioxid (CO₂)-Emissionen aus fossilen Brennstoffen und der Industrie. Landnutzungsänderungen sind nicht enthalten.Quelle: Our World in Data

Hier übrigens eine Modellierung des Weltklimarats, die zeigt, wie sich die weltweiten Temperaturen ohne den Menschen entwickelt hätten:

Abbildung 6. Veränderungen der globalen Oberflächentemperatur in den letzten 170 Jahren (schwarze Linie) im Vergleich zu 1850-1900 und im Jahresdurchschnitt, verglichen mit
Klimamodellsimulationen des Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) der Temperaturreaktion auf menschliche und natürliche Treibern (braun) und nur auf natürliche Treiber (Sonnen- und Vulkanaktivität, grün). Die durchgezogenen farbigen Linien zeigen den Multi-Modell-Durchschnitt, und die farbigen Schattierungen zeigen die
sehr wahrscheinlichen Bereich der Simulationen. Quelle: IPCC.

Wie haben sich die Temperaturen in Luxemburg entwickelt?

Auch wenn die Temperaturen weltweit dauerhaft steigen, gibt es regionale Unterschiede. In einigen Regionen liegen die Temperaturen über dem Durchschnitt, während sie in anderen darunter liegen.

Außerdem erhöht sich die Temperatur beispielsweise über den Kontinenten stärker als über den Ozeanen.

Schauen wir uns nun die Temperaturen in Luxemburg an. Sind sie gestiegen?

Auf jeden Fall! Diese Grafik zeigt, dass die einzelnen 30-Jahres-Zyklen immer wärmer geworden sind. In Luxemburg war der Zyklus 1990-2020 1,6 °C wärmer als der Zeitraum 1860-1890!

Abbildung 7:  Jahresdurchschnittstemperaturen in Luxemburg (1838 - 2022). Quelle: Service de la métérologie, Administration des services techniques de l'agriculture (ASTA).

Zum Vergleich: Weltweit sind die Temperaturen im selben Zeitraum um 1,1 °C gestiegen. Bezieht man nur die Erwärmung über den Kontinenten ein, beläuft sich diese ebenfalls auf 1,6 °C. Die Erwärmung in Luxemburg entspricht also fast der globalen Erwärmung über den Kontinenten.

Außerdem wurden in Luxemburg die zehn wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen alle zwischen 2003 und 2023 verzeichnet!

Wie hat sich die Zahl der heißen Tage und Nächte in Luxemburg entwickelt?

Vergleichen wir nun die Anzahl der extrem warmen Tage und Nächte.

Im Zeitraum 1991-2020 ist die Zahl der Hitzetage, das heißt der Tage, an denen die Höchsttemperatur bei über 30 °C lag, im Vergleich zu den 30 Jahren davor von 2,8 auf 9,7 pro Jahr gestiegen. Sie hat sich also verdreifacht.

Die Zahl der sogenannten Sommertage und „warmen“ Nächte hat sich fast verdoppelt.

Abbildung 8. Anzahl der Sommer- und Hitzetagen, sowie warme Nächte und tropische Nächte in Luxemburg 1991-2020 vs 1961-1990. Quelle: Service de la métérologie, Administration des services techniques de l'agriculture (ASTA).

Das ist doch aber vielleicht gar nicht schlecht, wenn die Temperaturen hier in Luxemburg steigen, oder?

Leider hat dieses Phänomen auch negative Folgen.

Hat Starkregen in Luxemburg zugenommen?

Welche Auswirkungen hat die Erwärmung in Luxemburg beispielsweise auf Starkregen?

Wenn wir dieselben Zeiträume vergleichen, stellen wir einen deutlichen Anstieg der von Starkregen gezeichneten Tage im Winter wie im Sommer fest: jeweils eine Zunahme um fünf Tage!

Abbildung 9. Anzahl der Tage mit unterschiedlichen Niederschlagsquantitäten in Luxemburg im Sommer (oben) und Winter (unten), jeweils für die Zeiträume 1991-2020 und 1961-1990. Quelle: Service de la métérologie, Administration des services techniques de l'agriculture (ASTA).

Der Zusammenhang zwischen höheren globalen Temperaturen und einer Zunahme von Starkregen lässt sich physikalisch erklären. Wenn sich die Luft um ein Grad erwärmt, kann sie 7 % mehr Wasser in Form von Wasserdampf speichern. Die Physiker Emile Clapeyron und Rudolf Clausius konnten das bereits im 19. Jahrhundert zeigen.

Steigen die Temperaturen, nimmt außerdem die Verdunstung an der Oberfläche der Ozeane zu.

Der Klimawandel erhöht also die Wahrscheinlichkeit für Starkregen und leider auch das für Überschwemmungen.

Aber auch hier: Überschwemmungen sind kein neues Phänomen. Es stimmt, dass sie zum Teil auf die Versiegelung von Oberflächen zurückzuführen sind, aber sie werden auch durch Starkregen verursacht. Es können nicht alle Überschwemmungen dem Klimawandel angelastet werden. Aber die Wahrscheinlichkeit steigt und es gibt immer mehr Starkregenereignisse.

Wie sieht es mit Dürreperioden aus?

Ist die Zahl der Dürreperioden in Luxemburg gestiegen?

Es ist interessant, dass Luxemburg, wenn man dieselben Zeiträume vergleicht, auch mehr Dürreperioden erlebt hat!

Dürreperioden lassen sich schwerer messen als Starkregen, da unterschiedliche Faktoren wie Niederschläge über einen langen Zeitraum, Bodenfeuchtigkeit und Sonnenstunden berücksichtigt werden müssen. Die Forschung nutzt einen Trockenheitsindex.

Abbildung 10. Trockenheitsindex in Luxemburg für die Zeiträume 1991-2020 und 1961-1991. Quelle: Service de la métérologie, Administration des services techniques de l'agriculture (ASTA).

Je höher dieser Index, desto häufiger kommt es zu Dürreperioden. Im Zeitraum 1961-1990 traten Dürren so gut wie ausschließlich im Juni und Juli auf, in den letzten 30 Jahren hingegen gab es sie in allen Monaten außer Dezember und Januar, wo das Risiko sehr niedrig ist.

Unsere Landwirte, Gärtner und Hobbygärtner kennen das Problem.

Der Trockenheitsindex ist übrigens ein Wahrscheinlichkeitsindex. Er gibt die Wahrscheinlichkeit – oder anders ausgedrückt die Häufigkeit – des Vorkommens von Dürreperioden an. Diese Wahrscheinlichkeit lag noch nie bei null. Aber derzeit steigt sie deutlich an.   

Und wie sieht es insgesamt mit der Niederschlagsmenge hier in Luxemburg aus?

Wie wirkt sich der Klimawandel insgesamt auf die Niederschläge in Luxemburg aus?

Die Niederschlagsmenge ist im Durchschnitt im Laufe der Jahre mehr oder weniger konstant geblieben! 

Abbildung 11. Jährliche Durchschnittsniederschlagsquantitäten (l/m²) in Luxemburg 1920-2022. Quelle: Service de la métérologie, Administration des services techniques de l'agriculture (ASTA).

Es lässt sich aber feststellen, dass sich die Jahreszeiten verändern.

Im Winter regnet es deutlich mehr. Im Zeitraum 1990-2020 lag die Niederschlagsmenge um 19 Liter pro Quadratmeter höher als 1960-1990. Und unser Frühling ist mit einem Rückgang von 26 Litern pro Quadratmeter deutlich trockener.

Aber der Mai 2024 war doch besonders regnerisch?

Ja, und damit sind wir wieder beim Unterschied zwischen Wetter und Klima. Auch wenn es dieses Jahr im Mai viel geregnet hat, zeigt der Mittelwert der letzten Jahrzehnte, dass es im Frühling in Luxemburg weniger nass ist als früher.

Für den Sommer und Herbst wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt.

Auswirkungen des Klimawandels auf den Schnee in Luxemburg

Abschließend schauen wir uns an, an wie vielen Tagen im Jahr Schnee liegt.

Im Zeitraum 1961-1990 lag im Durchschnitt an 41,4 Tagen pro Jahr mindestens 1 cm hoch Schnee. In den 30 Jahren danach waren es nur 25 Tage (Quelle: Meteolux). Es schneit also deutlich weniger.

Fazit

• Ja, die Temperaturen in Luxemburg steigen. Derzeit liegen wir bei einem Anstieg von 1,6 °C im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter.
• Ja, die Anzahl der warmen Tage und Nächte, der Sommertage und der Tropennächte steigt ebenfalls.
• Nein, die Niederschlagsmenge hat sich im Durchschnitt kaum verändert. Neu ist aber, dass extreme Wetterereignisse zunehmen: Einerseits gibt es häufiger Starkregen, andererseits öfter Dürreperioden.
• Und ja, es schneit weniger.

Wir haben hier nur einige der messbaren physikalischen Effekte des Klimawandels in Luxemburg untersucht. Aber der Klimawandel hat selbstverständlich auch Auswirkungen auf die Landwirtschaft, die Biodiversität, unser Wohlbefinden und unser Zusammenleben ... Damit beschäftigen wir uns in einer der nächsten Folgen!   

Autor: Jean-Paul Bertemes (FNR)
Lektorat: Michèle Weber (FNR)
Präsentation: Jean-Paul Bertemes, Michèle Weber (FNR)
Peer-Review und Beratung: Andrew Ferrone (Service de la météorologie, ASTA)
Daten und Grafiken: ASTA/Andrew Ferrone; Meteolux/Luca Mathias