| Title Information | |
| Verzeichnis der Vortragenden und der Diskussionsteilnehmer am Rundgespräch | 7-8 |
| Vorwort | 9 |
| Begrüßung durch den Präsidenten der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Heinrich NÖTH | 11-12 |
| Karl-Eugen REHFUESS: Einführung in das Rundgespräch | 13-15 |
| Christian-D. SCHÖNWIESE: Globale und regionale Klimaänderungen im Industriezeitalter – Beobachtungsindizien und Ursachen | 17-32 |
| Heinz WANNER: 500 Jahre Klimavariabilität im europäischen Alpenraum – raumzeitliche Strukturen und dynamische Interpretationen | 33-52 |
| Diskussion der beiden Vorträge | 52-54 |
| Hartmut GRASSL: Klimawandel im 20. und 21. Jahrhundert: Beobachtungen und Projektionen | 55-59 |
| Joseph EGGER: Regionale Klimamodellierung: Erfolge und Probleme | 61-64 |
| Diskussion der beiden Vorträge | 65-68 |
| Franz FIEDLER: Energie- und Wasserhaushalt der Atmosphäre: Inwieweit beherrschen Klimamodelle diese zentralen Bereiche des globalen Klimas? | 69-79 |
| Jost HEINTZENBERG: Aerosole verursachen die größte Unsicherheit in heutigen Klimadiskussionen | 81-87 |
| Diskussion der beiden Vorträge | 88-91 |
| Hartwig VOLZ: Klimamodellierung – Unsicherheiten bei Prozessbeschreibung und Eingabedaten | 93-107 |
| Diskussion | 108-109 |
| Sami K. SOLANKI: Wie stark beeinflusst die Sonne das Klima und den derzeitigen Klimawandel? | 111-121 |
| Diskussion | 122 |
| Karl-Eugen REHFUESS: Zusammenfassung des Vortrags von Hans von Storch »Der Umgang mit dem Klimawandel: Anpassung und Vermeidung« | 123-124 |
| Abschlussdiskussion | 125-132 |
| Horst HAGEDORN: Zusammenfassung des Rundgesprächs | 133-136 |
Arnold, Frank, Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg
Becher, Raimund, Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten, Ref. F3: Waldökologie, München
Betke, Klaus, em. Prof. Dr., Lochham
Bolle, Hans-Jürgen, em. Prof. Dr., München
Bulirsch, Roland, em. Prof. Dr., Bayerische Akademie der Wissenschaften, München
Crewell, Susanne, Prof. Dr., Universität München, Meteorologisches Institut, München
Dietze, Peter, Dipl.-Ing., Langensendelbach
* Egger, Joseph, em. Prof. Dr., Universität München, Meteorologisches Institut, München
Fabian, Peter, em. Prof. Dr., Technische Universität München, Lehrstuhl für Bioklimatologie und Immissionsforschung, Freising
* Fiedler, Franz, Prof. Dr., Universität Karlsruhe, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Karlsruhe
* Graßl, Hartmut, Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Meteorologie und Meteorologisches Institut der Universität Hamburg, Hamburg
Hagedorn, Horst, em. Prof. Dr., Universität Würzburg, Geographisches Institut, Würzburg
Haider, Konrad, em. Prof. Dr., Deisenhofen
* Heintzenberg, Jost, Prof. Dr., Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig
Herm, Dietrich, em. Prof. Dr., Pullach
Hoffmann, Egon, Dr., Vorsitzender des Ausschusses für Energie- und Rohstoffpolitik des Wirtschaftsbeirats der Union e.V., München
Höppe, Peter, Prof. Dr., GeoRisikoForschung der Münchener Rückversicherung, München
Koelle, Dietrich, Dr.-Ing., TCS Ingenieurbüro für Systemanalysen, Ottobrunn
Köpke, Peter, Dr., Universität München, Meteorologisches Institut, München
Nöth, Heinrich, em. Prof. Dr., Präsident der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, München
Raschke, Ehrhard, em. Prof. Dr., Universität Hamburg, Meteorologisches Institut, Hamburg
* Rehfuess, Karl-Eugen, em. Prof. Dr., Technische Universität München, Dept. für Ökologie, Freising
Reichholf, Josef H., Prof. Dr., Zoologische Staatssammlung München, München
Röck, Heinrich, Dr., Trostberg
Sartorius, Rolf, Dr., Umweltbundesamt Berlin, Ref. I/2.7: Schutz der Erdatmosphäre, Berlin
Sauer, Hans Dieter, Wissenschaftsjournalist, Gräfelfing
* Schönwiese, Christian-D., Prof. Dr., Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Institut für Atmosphäre und Umwelt, Frankfurt a. Main
* Solanki, Sami K., Prof. Dr., Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
* Storch, Hans von, Prof. Dr., GKSS Forschungszentrum, Institut für Küstenforschung, Geesthacht-Tesperhude
Tropper, Doris, Bund Naturschutz in Bayern e.V., Landesfachgeschäftsstelle, Erlangen
* Volz, Hartwig, Dr., RWE Dea AG, Labor Wietze, Wietze
* Wanner, Heinz, Prof. Dr., Universität Bern, Nationaler Forschungsschwerpunkt Klima, Bern
Weber, Hans, Baudirektor, Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft, München
Wieland, Carl Paul, Präsident der Österreichisch-Bayerischen Gesellschaft, Baldham
Ziegler, Hubert, em. Prof. Dr., Vorsitzender der Kommission für Ökologie, Bayerische Akademie der Wissenschaften, München
Viele Klimaforscher sind aufgrund von Hypothesen und Modellrechnungen davon überzeugt, dass die derzeit ablaufende Klimaerwärmung mit allen Nebenerscheinungen ganz überwiegend durch den Anstieg des Kohlendioxids (CO2) und anderer Treibhausgase aus anthropogenen Quellen verursacht wird. Diese Auffassung bestimmt das in den Medien verbreitete Weltbild und ist Grundlage der Energie- und Klimapolitik der Bundesregierung (Stichworte Kyoto-Protokoll, Emissionsrechtehandel).
Demgegenüber verweisen andere Wissenschaftler mit guten Argumenten darauf, dass die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Energie- und dem Wasserhaushalt der Atmosphäre/Erde und auch die Einflüsse anderer Klimaparameter bisher nur wenig verstanden und deshalb in den gegenwärtig benutzten Klimamodellen nur unvollkommen abgebildet sind. Die Belastbarkeit der aus den verfügbaren Modellen abgeleiteten Klimavorhersagen ist daher in Frage zu stellen. Wegen der vielen Einflussfaktoren mit oft unzureichend bekannten Wechselwirkungen wird sogar überhaupt bezweifelt, dass die künftige Klimaentwicklung prognostiziert werden kann.
Die Kommission für Ökologie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften hat in dieser Situation versucht, im Rahmen des Rundgesprächs »Klimawandel im 20. und 21. Jahrhundert: Welche Rolle spielen Kohlendioxid, Wasser und Treibhausgase wirklich?« führende Vertreter der »mainstream«-Hypothese und prominente Kritiker derselben zu einem intensiven Gedankenaustausch zusammenzuführen. Ziel der Tagung war es,
– Klimaänderungen in der Vergangenheit und der Gegenwart darzustellen und ihre möglichen Ursachen zu identifizieren,
– zu hinterfragen, inwieweit derzeitige Klimamodelle die an sie gestellten Anforderungen erfüllen und wo Schwachstellen in der Klimamodellierung liegen,
– am Beispiel wichtiger Parameter, wie Niederschlag oder Aerosole, bestehende Wissenslücken aufzuzeigen sowie
– die Folgerungen zu diskutieren, die sich aus dem gegenwärtigen Kenntnisstand für die Politik wie für jeden Einzelnen ergeben.
Die Vorträge und Diskussionen dieses Rundgesprächs werden in dem vorliegenden Buch der breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht; eine Zusammenfassung findet sich auf den Seiten 133-136. Der Band richtet sich gleichermaßen an Fachleute wie an interessierte Laien. Wir hoffen, auf diese Weise auch einen Beitrag zur Versachlichung der Diskussion zum Thema »Klimawandel und Klimamodellierung« zu leisten.
Horst Hagedorn, Karl-Eugen Rehfuess, Heinrich Röck
Christian-D. SCHÖNWIESE: Global and regional climate change during the industrial era: indications due to observations and forcing
[16 pp., 6 coloured- and 6 black-and-white figures, 6 tables]
Since Earth exists, climate change occurs, on various scales of time and space and by various reasons. However, the recent millennia were characterized by a relatively stable climate before, in industrial time, mankind became an additional and essential climate forcing factor. The consequence was, on a global average, a long-term warming of the atmosphere near surface, however, implying complicated regional structures. This holds also, even more pronounced, for precipitation. Germany has experienced a long-term warming, too, where, in recent decades, the increase of temperature and precipitation in winter is most outstanding. Partly, this is combined with an increase of the frequency of extremes, especially in case of winter (but not summer) precipitation. Although the extreme hot summer 2003 coincides with the long-term warming, it has to be interpreted – so far – as a very seldom event. In agreement with the physical background of radiative forcing, empirical-statistical models are able to attribute at least the global mean warming since c. 1860 to the anthropogenic greenhouse gas influence whereas natural mechanisms (volcanic and solar activity, ENSO, NAO) have caused, more or less, only superimposed fluctuations.
[20 pp., 8 coloured- and 3 black-and-white figures, 3 tables]
For the first time a 500 year gridded reconstruction of temperature and precipitation fields data with seasonal (before 1659) to monthly (1659-1900) resolution was reconstructed for the area of the European Alps based on a multi-proxy reconstruction technique. The data set is unique and has been used to determine decadal scale cold/warm and wet/dry periods, extremes and trends. It also offers the possibility to investigate whether or not an interaction can be detected between natural (sun, volcanoes) and anthropogenic (greenhouse effect) forcing as well as natural variability (in this case the North Atlantic Oscillation), and alpine temperature and precipitation.
The winter temperatures show the clear transition from the low 'Little Ice Age' (possibly the lowest temperatures since 8000 years) to the present warm conditions with the four warmest years during the last decade (1994, 2000, 2002 and 2003). Precipitation is variable. A distinct negative trend which is mainly due to the positive values of the North Atlantic Oscillation Index is only visible during the last 30 years, above all in the Southern Alps. A first comparison between the time series of natural and anthropogenic forcing factors with temperature and precipitation proves to be not very significant. Exceptions are the Maunder Minimum (1645-1715) with its very weak solar but high volcanic activity and low winter temperatures as well as dryness, or the last 30 years with a high anthropogenic forcing and remarkable positive/negative trends of temperature/precipitation.
[4 pp., 1 black and white figure, 1 table]
Regional climate modelling aims at the numerical simulation of local details, which cannot be reproduced by global models because of their relatively coarse resolution. Regional models resolve such details quite well but must be embedded in global models. It is also possible to prescribe observed data at the boundaries of the regional models for testing purposes. It is found in the latter case that the overall quality of the regional simulations is quite good but there are areas where the intercomparison with observations is not satisfactory. As for future developments, the regional models predict a warming and an increase of climate variability for Central Europe in scenario calculations with anthropogenically enhanced CO2-concentrations.
[11 pp., 8 coloured- and 2 black-and-white figures]
The climate of the earth is essentially the reaction of the atmosphere and the ocean to the energy supply from the sun. Due to the unequal amounts of energy received at the equator and at the poles, within the atmosphere a broad spectrum of flow patterns sets in, in order to organize the redistributions of the energy and finaly its loss to space. As a consequence of human influences the different energy fluxes are changed in a global mean on the order of only 1-3 W/m2. These variations are effective enough to start enormous variations of the mean statistics of the atmospheric conditions. Present day climate models, however, do not reach enough accuracy to specify energy transports which are connected to the water cycle. Insofar, predictions of climate models with respect to the human influence bear still large uncertainties.
[7 pp., 4 black-and-white figures]
The first one hundred years of research on anthropogenic climate change focused on the consequences of a doubling of CO2 in the atmosphere. From 1990 on aerosol particles have entered the climate discussion, and with them clouds have received increased attention. As a consequence, the rather clear ideas about additional anthropogenic greenhouse effects have become more "hazy". Ever more aerosol components are brought into the discussion: sulphate particles, soot, biomass burning products and mineral dust. All these anthropogenic particles can influence the highly climate-relevant clouds and precipitation processes. However, properties, effects and global distribution of the atmospheric aerosol have not been clarified sufficiently. Consequently, climate projections into the near future are burdened by higher uncertainties than stated in IPCC reports.
[15 pp., 7 black-and-white figures]
This contribution focusses on the thermal emissivity of oceans – on the one hand, because of the importance of this parameter for the climate system and on the other hand, because this is not yet established knowledge within the scientific community and thus not yet adequately implemented in climate models.
The wind dependence of sea surface emissivity is quantified, using data generated in the context of satellite remote sensing. Wind and temperature proxies indicate that water emissivity contributes to characteristic climate fluctuations of the past mainly via positive feedback-mechanisms (glacials/interglacials; abrupt and strong climate variations within glacials). During the Medieval Warm Period and the subsequent Little Ice Age, wind dependant sea water emissivity amplified variations in solar activity in the Atlantic region. Climate proxies and modern instrumental measurements support the hypothesis that 20th century warming can be attributed partially or in whole to natural climate fluctuations, amplified by emissivity effects of the oceans.
The following consequences can be deduced for current climate models: (1) Neglect of wind dependant sea water emissivity is a severe shortcoming. (2) State-of-the-art climate models are unable to simulate characteristic climate fluctuations on time scales of decades to millennia. (3) Accordingly, the contribution of natural fluctuations as compared to anthropogenic perturbations of the last century cannot be quantified. (4) At present, a model-supported assessment of climate sensitivity is not feasible, because of the neglect of the dominating parameter of sea water emissivity and its amplification of natural cyclic climate fluctuations.
[12 pp., 11 black-and-white figures]
Solar radiation turns the Earth into a habitable planet. Fluctuations in solar brightness therefore probably have an influence on the climate on Earth, although it proved to be difficult to determine how exactly solar radiation varies and how strongly these variations influence the climate. New data and methods of analysis have led to significant progress during the past years, although some questions are left open and need further research. The article gives a survey of the current discussion about the solar influence on Earth’s climate from a solar physicist’s point of view, and it summarizes the present level of knowledge about relevant topics in solar physics.
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