Klimawandel in Deutschland: Entwicklung, Folgen, Risiken und Perspektiven (German Edition)

Beteiligte
Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort
	Literatur
I Beobachtungen sowie globale und regionale Klimaprojektionen für Deutschland und Europa
Inhaltsverzeichnis
2 Globale Modellierung des Klimawandels
	2.1  Geschichte der Klimamodellierung
	2.2  Komponenten des Klimasystems, Prozesse und Rückkopplungen
	2.3  Ensembles von Klimamodellen und Szenarien
		2.3.1  Beschreibung der Szenarien
	2.4  IPCC-Bericht: Fortschritte und Schlüsselergebnisse
		2.4.1  Simulation des historischen Klimawandels
		2.4.2  Projektionen des zukünftigen Klimas
	2.5  Kurz gesagt
	Literatur
3 Beobachtung von Klima und Klimawandel in Mitteleuropa und Deutschland
	3.1  Beobachtung des Klimawandels in Deutschland
		3.1.1  Geschichte der Wetterbeobachtung in Deutschland
		3.1.2  Das aktuelle Stationsmessnetz in Deutschland
		3.1.3  Die Beobachtung wichtiger Klimavariablen im Einzelnen
		3.1.4  Die beobachteten Klimatrends in Deutschland und den Bundesländern
	3.2  Datensätze für Europa und Deutschland
		3.2.1  Europäische Stationsdaten
		3.2.2  Gerasterte Datensätze
		3.2.3  Modellbasierte Reanalysen
	3.3  Kurz gesagt
	Literatur
4 Regionale Klimamodellierung
	4.1  Methoden der regionalen Klimamodellierung
		4.1.1  Dynamische Regionalisierung
		4.1.2  Statistische Regionalisierung
	4.2  Bestandteile regionaler Klimamodelle
	4.3  Modellvalidierung
	4.4  Ensembles und Bandbreiten regionaler Klimaprojektionen
	4.5  Projizierte Veränderungen von Temperatur und Niederschlag im 21. Jahrhundert
	4.6  Kurz gesagt
	Literatur
5 Grenzen und Herausforderungen der regionalen Klimamodellierung
	5.1  Mehrwert der regionalen Modellierung
	5.2  Anforderungen an Modelle
	5.3  Robustheit der Ergebnisse aus der regionalen Klimamodellierung
	5.4  Erzeugung und Interpretation von Ensembles
	5.5  Kurz gesagt
	Literatur
II Klimawandel in Deutschland: regionale Besonderheiten und Extreme
Inhaltsverzeichnis
6 Klimawandel und Extremereignisse: Temperatur inklusive Hitzewellen
	6.1  Beobachtete Temperaturänderungen
		6.1.1  Klimatologische Kenntage und Häufigkeitsverteilung
		6.1.2  Hitzewellen
	6.2  Zukunftsprojektionen
		6.2.1  Klimatologische Kenntage
		6.2.2  Wärmeperioden
		6.2.3  Regionale Datensätze auf der Basis von CMIP6
	6.3  Kurz gesagt
	Literatur
7 Auswirkungen des Klimawandels auf Starkniederschläge, Gewitter und Schneefall
	7.1  Starkniederschläge
		7.1.1  Beobachtete Änderungen in der Vergangenheit
		7.1.2  Änderungen in der Zukunft
	7.2  Gewitter
		7.2.1  Entstehung von Gewittern
		7.2.2  Gewitterklimatologie und Trends
	7.3  Hagel
		7.3.1  Hagelklimatologie
		7.3.2  Änderungen in der Vergangenheit
		7.3.3  Zukunftsszenarien
	7.4  Schnee
		7.4.1  Änderung der Schneedecke in der Vergangenheit
		7.4.2  Änderungen in der Zukunft
	7.5  Kurz gesagt
	Literatur
8 Der Klimawandel: Auswirkungen auf Winde und Zyklonen
	8.1  Gegenwärtiges Klima und beobachtete Trends
	8.2  Trends im zukünftigen Klima
	8.3  Kurz gesagt
	Literatur
9 Mittlerer Meeresspiegelanstieg und Sturmfluten
	9.1  Mittlerer Meeresspiegel
		9.1.1  Globaler Meeresspiegelanstieg
		9.1.2  Meeresspiegelanstieg in der Nordsee
		9.1.3  Meeresspiegelanstieg in der Ostsee
	9.2  Sturmfluten
		9.2.1  Ursachen und Wechselwirkungen mit dem mittleren Meeresspiegelanstieg
		9.2.2  Veränderungen und Variabilität in der Nordsee
		9.2.3  Veränderungen und Variabilität in der Ostsee
	9.3  Kurz gesagt
	Literatur
10 Hochwasser und Sturzfluten an Flüssen in Deutschland
	10.1  Hochwasser in Flussgebieten der Mesoskala
		10.1.1  Ergebnisse für Deutschland insgesamt
		10.1.2  Ergebnisse für Flussgebiete in Südwest- und Süddeutschland
		10.1.3  Ergebnisse für den Rhein
		10.1.4  Ergebnisse für das obere Elbegebiet
		10.1.5  Ergebnisse für das Weser- und Emsgebiet
		10.1.6  Ergebnisse für das deutsche Donaugebiet
	10.2  Konvektive Starkregen und daraus resultierende Sturzfluten
		10.2.1  Spezifika von Sturzfluten
		10.2.2  Datenanalyse zur Entwicklung von hochintensiven Starkregenereignissen
		10.2.3  Zur künftigen Entwicklung von hoch intensiven Starkregenereignissen
		10.2.4  Pluviale urbane Hochwasser als Folge konvektiver Starkregenereignisse
	10.3  Kurz gesagt
	Literatur
11 Dürren und Waldbrände unter Klimawandel
	11.1  Dürre
		11.1.1  Meteorologische Dürre
		11.1.2  Agrarische Dürre
		11.1.3  Hydrologische Dürre
		11.1.4  Dürrefolgen und -risiken
	11.2  Waldbrände
		11.2.1  Bestandsaufnahme
		11.2.2  Projektionen
		11.2.3  Perspektiven
	11.3  Kurz gesagt
	Literatur
12 Gravitative Massenbewegungen und Naturgefahren der Kryosphäre
	12.1  Gravitative Massenbewegungen
		12.1.1  Felsstürze, Felsgleitungen und Felslawinen
		12.1.2  Muren
		12.1.3  Rutschungen
	12.2  Gefahren der Kryosphäre
		12.2.1  Auftauender Permafrost
		12.2.2  Glaziale Systeme
		12.2.3  Schneelawinen
	12.3  Ausblick
	12.4  Kurz gesagt
	Literatur
III Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland
Inhaltsverzeichnis
13 Luftqualität und Klimawandel
	13.1  Physikalische und chemische Grundlagen
	13.2  Entwicklung der Luftverschmutzung in Deutschland seit Mitte der 1990er-Jahre
	13.3  Zukünftige Entwicklung der Luftqualität
	13.4  Kurz gesagt
	Literatur
14 Klimawandel und Gesundheit
	14.1  Überblick
	14.2  Direkte Auswirkungen
		14.2.1  Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch thermische Belastung
		14.2.2  Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch UV-Strahlung
		14.2.3  Extremwetterereignisse und Gesundheit
	14.3  Indirekte Auswirkungen
		14.3.1  Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Luftschadstoffe
		14.3.2  Pollenflug und Allergien
		14.3.3  Infektionserkrankungen
	14.4  Synergien von Klima- und Gesundheitsschutz
	14.5  Kurz gesagt
	Literatur
15 Biodiversität und Naturschutz im Klimawandel
	15.1  Direkte Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität
		15.1.1  Wandel der Biodiversität in Deutschland
		15.1.2  Biodiversität und Klima
		15.1.3  Der Klimawandel als Selektionsfaktor – mikroevolutionäre Konsequenzen
		15.1.4  Veränderung in der Physiologie und im Lebensrhythmus von Tier- und Pflanzenarten
		15.1.5  Veränderung der Verbreitung von Tier- und Pflanzenarten
		15.1.6  Einfluss des Klimawandels auf Lebensgemeinschaften und biologische Interaktionen
		15.1.7  Biotope, Ökosysteme und Landschaften
	15.2  Indirekte Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität
		15.2.1  Landwirtschaft
		15.2.2  Forstwirtschaft
		15.2.3  Siedlungen
		15.2.4  Wasserwirtschaft und Hochwasserschutz
		15.2.5  Erneuerbare Energien
	15.3  Naturschutz und Klimawandel
		15.3.1  Maßnahmen und Strategien des Naturschutzes
		15.3.2  Monitoring und Indikatoren zu Naturschutz und Klimawandel
		15.3.3  Akteure des Naturschutzes
	15.4  Kurz gesagt
	Literatur
16 Wasserhaushalt im Klimawandel
	16.1  Wissenschaftliche Grundlagen, Methoden und Unsicherheiten der hydrologischen Klimafolgenanalyse
	16.2  Auswirkungen der Klimaänderung auf ausgewählte Aspekte des Wasserhaushalts
		16.2.1  Beobachtungen
		16.2.2  Projektionen für die Zukunft
	16.3  Wissenschaftliche Basis und Optionen von Anpassungsmaßnahmen
	16.4  Kurz gesagt
	Literatur
17 Auswirkungen des Klimawandels auf biogeochemische Stoffkreisläufe
	17.1  Wald
		17.1.1  Temperaturänderungen
		17.1.2  Veränderte Wasserverfügbarkeit
		17.1.3  Änderungen der Baumartenzusammensetzung
		17.1.4  Einfluss erhöhter Stickstoffdeposition in Kombination mit dem Klimawandel
		17.1.5  Reaktive Spurengase und ihre Rückkopplungseffekte
		17.1.6  Austrag gelöster organischer Kohlenstoffverbindungen
	17.2  Moore
	17.3  Küstengebiete
	17.4  Kurz gesagt
	Literatur
18 Klimawirkungen und Anpassung in der Landwirtschaft
	18.1  Agrarrelevante klimatische Veränderungen
	18.2  Direkte Auswirkungen von Klimaveränderungen auf wichtige Kulturpflanzen
		18.2.1  Temperaturveränderungen
		18.2.2  Niederschlagsveränderungen
		18.2.3  Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre
		18.2.4  Interaktionen und Rückkopplungen: CO2, Temperatur, Niederschlag
	18.3  Auswirkungen von Klimaveränderungen auf agrarrelevante Schadorganismen
	18.4  Auswirkungen von Klimaveränderungen auf landwirtschaftliche Nutztiere
	18.5  Auswirkungen auf die Agrarproduktion
	18.6  Anpassungsmaßnahmen
	18.7  Kurz gesagt
	Literatur
19 Wald und Forstwirtschaft im Klimawandel
	19.1  Wälder im globalen Kohlenstoffkreislauf
	19.2  Was der Klimawandel mit dem deutschen Wald macht
		19.2.1  Veränderte Ausbreitungsgebiete und Artenzusammensetzung
		19.2.2  Längere Vegetationsperioden
		19.2.3  Waldschäden: keine einfachen Antworten
		19.2.4  Temperatur und Niederschläge beeinflussen Produktivität
		19.2.5  Kohlenstoffhaushalt: von der Senke zur Quelle
	19.3  Anpassung in der Forstwirtschaft
	19.4  Kurz gesagt
	Literatur
20 Böden und ihre Funktionen im Klimawandel
	20.1  Diversität von Böden
	20.2  Böden im Klimasystem: Funktionen und Ökosystemdienstleistungen
		20.2.1  Folgen für die natürlichen Standortfunktionen von Böden
		20.2.2  Auswirkungen auf den Bodenwasserhaushalt
		20.2.3  Böden und ihre unverzichtbaren Klimafunktionen
	20.3  Klima- und Bodenschutz zum Erhalt der Ressource Boden
	20.4  Strategien und Herausforderungen
	20.5  Kurz gesagt
	Literatur
21 Städte im Klimawandel
	21.1  Stadtklimatische Charakteristika
	21.2  Hitze und städtische Bevölkerung
	21.3  Hitze und Luftinhaltsstoffe
	21.4  Hitze und Starkniederschläge
	21.5  Handlungsempfehlungen zu Vorsorgemaßnahmen in Städten
	21.6  Modellierung des Stadtklimas
	21.7  Städtische Klimapolitik
	21.8  Kurz gesagt
	Literatur
22 Klimawandel und Tourismus
	22.1  Tourismus in Deutschland – Überblick und Bedeutung
	22.2  Klimarelevanz des Tourismus – Tourismusrelevanz des Klimas
	22.3  Touristisch relevante Klimawandelfolgen
	22.4  Klimawandel und touristisches Angebot
	22.5  Konkrete Beispiele für Deutschland
		22.5.1  Küsten
		22.5.2  Mittel- und Hochgebirgsregionen
		22.5.3  Anpassungsstrategien
	22.6  Kurz gesagt
	Literatur
23 Kaskadeneffekte und kritische Infrastrukturen im Klimawandel
	23.1  Klimawandel und kritische Infrastrukturen
	23.2  Kaskadeneffekte, systemische Abhängigkeiten und Risikoanalysen
		23.2.1  Kaskadeneffekte und systemische Abhängigkeiten
		23.2.2  Risikoanalysen
	23.3  Regionale Fallstudie
	23.4  Fazit, Handlungsempfehlungen und weiterer Forschungsbedarf
	23.5  Kurz gesagt
	Literatur
24 Kosten des Klimawandels und Auswirkungen auf die Wirtschaft
	24.1  Herausforderungen für die Quantifizierung der Kosten des Klimawandels
		24.1.1  Wirtschaftliche Kosten und soziale Kosten
		24.1.2  Kosten auf unterschiedlichen Zeitskalen
		24.1.3  Systemische Wirkungen des Klimawandels
		24.1.4  Unsicherheiten in Bezug auf Extremereignisse
		24.1.5  Projektionen von Anpassungsreaktionen
	24.2  Kosten des Klimawandels: Modellierungsansätze
	24.3  Wirtschaftliche Auswirkungen des Klimawandels in Europa und Deutschland
	24.4  Abschätzung sektoraler Kosten des Klimawandels
		24.4.1  Hochwasser- und Küstenschutz
		24.4.2  Gesundheitskosten und Hitzewellen
	Naturgefahrenversicherungen in Deutschland
	24.5  Betroffenheit von Unternehmen
	24.6  Kurz gesagt
	Literatur
IV Übergreifende Risiken und Unsicherheiten
Inhaltsverzeichnis
25 Die Bewertung von Gefahren, Expositionen, Verwundbarkeiten und Risiken
	25.1  Die Risikoperspektive
		25.1.1  Risiken und mögliche Anpassungsstrategien: von zwei Seiten her denken
		25.1.2  Vom IPCC-SREX-Spezialbericht zum Sechsten IPCC-Sachstandsbericht
	25.2  Artikel 2 der Klimarahmenkonventionen
	25.3  Schlüsselrisiken
		25.3.1  Beispiele für Schlüsselrisiken
	25.4  Bandbreiten und Unsicherheiten
	25.5  Kurz gesagt
	Literatur
26 Analyse von Anpassungskapazitäten
	26.1  Anpassungskapazität – Herausforderungen
		26.1.1  Anpassungskapazitätsbewertung – Methodik
	26.2  Messung der Anpassungskapazitäten in Deutschland
		26.2.1  Bundesebene
		26.2.2  Kommunale Ebene
	Übertragung der sechs Dimensionen der Anpassungskapazitäten von der Bundesebene auf die Ebene der Kommunen
	26.3  Schlussfolgerungen und offene Forschungsfragen
	26.4  Kurz gesagt
	Literatur
27 Klimawandel als Risikoverstärker: Kipppunkte, Kettenreaktionen und komplexe Krisen
	27.1  Das komplexe Zusammenspiel von Klima und Gesellschaft
	27.2  Verwundbare Wirtschaft, Infrastrukturen, Versorgungsnetze
	27.3  Umbrüche in Klima, Gesellschaft und Politik
	27.4  Umweltbedingte Migration
	27.5  Konfliktpotenziale des Klimawandels
	27.6  Multiple Krisen und sozial-ökologische Transformation
	27.7  Kurz gesagt
	Literatur
28 Nachweis und Attribution von Änderungen in Klima und Wetter
	28.1  Nachweis und Attribution großskaliger Veränderungen
		28.1.1  Interne Klimavariabilität und externe Einflussfaktoren
		28.1.2  Die Fingerprinting-Methode, neuere Entwicklungen und übergreifende Belange
		28.1.3  Nachweis von regionalem Klimawandel und von Klimaextremen
	28.2  Ergebnisse von Nachweis- und Attributionsstudien
		28.2.1  Änderungen im globalen Klimasystem
		28.2.2  Änderungen im Klima Europas und Deutschlands
	28.3  Ereignisattribution
		28.3.1  Konzept
		28.3.2  Ergebnisse Deutschland betreffender Ereignisse
	28.4  Nachweis- und Attributionsergebnisse als Teil nutzungsorientierter Klimawandelinformation
	28.5  Kurz gesagt
	Literatur
29 Entscheidungen unter Unsicherheit in komplexen Systemen
	29.1  Die zentrale Entscheidungsfrage
	29.2  Die Tradition des Utilitarismus und die Erwartungsnutzenmaximierung
	29.3  Grenzen der Erwartungsnutzenmaximierung angesichts der Klimaproblematik
	29.4  Mischformen probabilistischer und nichtprobabilistischer Kriterien
	29.5  Das Konzept der starken Nachhaltigkeit: Grenzwerte und die Kosten-Effektivitäts-Analyse
	29.6  Konsequenzen für die Interaktion von Politik und Wissenschaft
	29.7  Kurz gesagt
	Literatur
30 Klimarisiken: Umgang mit Unsicherheit im gesellschaftlichen Diskurs
	30.1  Bewertung von Risiken
	30.2  Vier-Phasen-Konzept der Risikosteuerung
		30.2.1  Vorphase: Was bedeutet die inhaltliche „Rahmung“?
		30.2.2  Risikoerfassung: der Zusammenklang physischer und wahrgenommener Risiken
		30.2.3  Tolerabilitäts- und Akzeptabilitätsbewertung: Welche Risiken sind zumutbar?
		30.2.4  Risikomanagement: Wie lassen sich Wirksamkeit und demokratische Legitimation zentral nachweisen?
	30.3  Risikowahrnehmung in der pluralen Gesellschaft
	30.4  Schnittstelle Risikoerfassung und Risikomanagement
	30.5  Risikokommunikation: Wie sollen und können Interessensgruppen und Bevölkerung beteiligt werden?
	30.6  Kurz gesagt
	Literatur
V Strategien zur Minderung des Klimawandels mit negativen Emissionen
Inhaltsverzeichnis
31 Zielkonflikte, Synergien und negative Emissionen in der Klimapolitik
	31.1  Emissionsvermeidung, CO2-Entnahme und Anpassung zwischen aligning und mainstreaming
	31.2  Ausgewählte Handlungsfelder für Synergien und co-benefits
	31.3  Negative Emissionen und CO2-Entnahme
	31.4  Ausblick
	31.5  Kurz gesagt
	Literatur
32 Minderungsstrategien im Personen- und Güterverkehr
	32.1  Entwicklung der CO2e-Emissionen im Verkehrssektor
	Auswirkungen der Covid-19-Pandemie auf die Verkehrsentwicklung und den Klimaschutz im Verkehr
	32.2  Sektorziel Verkehr
	32.3  Gründe für die Diskrepanz zwischen Zielsetzung und tatsächlicher Entwicklung im Sektor Verkehr
	32.4  Grundlegende Handlungsstrategien zur CO2e-Minderung im Verkehrsbereich
	32.5  Handlungsoptionen zur Reduzierung der Verkehrsleistung
	32.6  Verkehrsmittelseitige CO2e-Minderung
	32.7  Anpassungsmaßnahmen an Folgen des Klimawandels im Verkehrsbereich
	32.8  Kurz gesagt
	Literatur
33 Minderungsansätze in der Energie- und Kreislaufwirtschaft
	33.1  Minderungsziele und -politiken
	33.2  Energieeinsparung durch Erhöhung der Energieeffizienz
	33.3  Ausbau der erneuerbaren Energien
	33.4  Emissionshandel und Besteuerung von Klimagasen
	33.5  Kreislaufwirtschaft
	33.6  Schlussbemerkung
	33.7  Kurz gesagt
	Literatur
34 Emissionsreduktionen durch ökosystembasierte Ansätze
	34.1  Landwirtschaft und landwirtschaftliche Landnutzung
		34.1.1  Landwirtschaftliche Emissionen und Berichterstattung
		34.1.2  Landwirtschaftliche Minderungsziele und Klimaschutzmaßnahmen
	34.2  Kohlenstoffreiche Böden und Moorschutz
	34.3  Wald und Holzprodukte als Treibhausgassenke
	34.4  Andere terrestrische Maßnahmen
	34.5  Konflikte vermindern und Synergien befördern
	34.6  Kurz gesagt
	Literatur
35 Mögliche Beiträge geologischer und mariner Kohlenstoffspeicher zur Dekarbonisierung
	35.1  Terrestrische Kohlenstoffspeicherung im tiefen Untergrund
		35.1.1  Einlagerung von CO2
		35.1.2  In-situ-Karbonisierung
	35.2  Marine Kohlenstoffspeicherung
		35.2.1  Physikalisch
		35.2.2  Chemisch: Alkalinisierung
		35.2.3  Biologische Eisendüngung
	35.3  Fazit
	35.4  Kurz gesagt
	Literatur
VI Integrierte Strategien zur Anpassung an den Klimawandel
Inhaltsverzeichnis
36 Die klimaresiliente Gesellschaft – Transformation und Systemänderungen
	36.1  Kausalzusammenhang zwischen Klimaschutz und Anpassung, Anpassungsgrenzen und Transformation
	36.2  Globale Veränderungsprozesse und Transformation
	36.3  Chancen und Risiken der Anpassung in komplexen Systemen
	36.4  Kurz gesagt
	Literatur
37 Das Politikfeld „Anpassung an den Klimawandel“ im Überblick
	37.1  Politikgestaltung im Mehrebenensystem zur Anpassung an den Klimawandel
		37.1.1  Europäische Ebene
		37.1.2  Bundes- und Länderebene
		37.1.3  Kommunale Ebene
	37.2  Ansätze und Hemmschuhe der Umsetzung geeigneter Anpassungsmaßnahmen
		37.2.1  Politikinstrumente der Anpassung an den Klimawandel
		37.2.2  Naturbasierte Lösungen in der Klimaanpassung
		37.2.3  Barrieren bei der Umsetzung
		37.2.4  Bewertung erfolgreicher Umsetzung
	37.3  Kurz gesagt
	Literatur
38 Klimakommunikation und Klimaservice
	38.1  Klimakommunikation
	Klimainformation in Deutschland schnell finden
	38.2  Klimaservice
		38.2.1  Integrative Forschungsansätze im Klimaservice
		38.2.2  Integrative Forschung und Diskussion
	38.3  Wirksamkeit und Evaluation
		38.3.1  Evaluation von Kommunikationsmaßnahmen
		38.3.2  Evaluation von Klimaservice
		38.3.3  Konsequenzen und Ausblick
	38.4  Kurz gesagt
	Literatur
39 Weiterentwicklung von Strategien zur Klimawandelanpassung
	39.1  Ansätze für eine strategische Weiterentwicklung von Anpassung
		39.1.1  Inkrementelle und transformative Ansätze für Anpassungsmaßnahmen
		39.1.2  Anpassung an den Klimawandel durch transformative governance
		39.1.3  Partizipation
		39.1.4  Kommunikation
	39.2  Anpassung als soziokultureller Wandel
	39.3  Kurz gesagt
	Literatur
Glossar
Begriffe
Klimasimulationen