Klimawandel und Naturkatastrophen – wie viel davon ist ...€¢ gravitative Massenbewegungen...
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Klimawandel und Naturkatastrophen –wie viel davon ist human-made?
Schüler-Universität MINT
Geographie
Institut für
Martin Sauerwein
Ringvorlesung des Fachbereichs IV (Mathematik, Naturwissenschaften, Wirtschaft, Informatik)
im WS 2011/12
Das Katastrophenjahr 2010 – Januar bis September
• 12. Januar : ein schweres Erdbeben mit etwa 220.000 Todesopfern erschüttert Haiti
• 20. Februar: heftige Regengüsse auf Madeira führen zu Überschwemmungen und Erdrutschen mit über 40 Toten
• 26. – 28. Februar: Orkan Xynthia rast über die Iberische Halbinsel und Frankreich hinweg, über 60 Tote
• 27. Februar: sehr schweres Erdbeben in der Stadt Concepción in Chile
• 5. April: durch heftige Regenfälle ausgelöste Erdrutsche und Überschwemmungen fordern in Rio de Janeiro 300 Menschenlebenfordern in Rio de Janeiro 300 Menschenleben
• 14. April: bei einem Erdbeben der Stärke 7,1 sterben in der nordwestlichen Provinz Qinghai in China mindestens 1.300 Menschen, 10.000 werden verletzt
• 15. April: Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull auf Island
• Mitte/Ende Mai: in Osteuropa Überflutungen durch Hochwasser, besonders stark betroffen ist Polen
• Juli/August: wochenlange Waldbrände in Russland
• August/September: Flutkatastrophe in Pakistan kostet mehr als 1.600 Menschenleben, mehrere Millionen werden obdachlos
Forschungsfragen
• Es scheint, als ob sogenannte Naturkatastrophen nicht nur zunehmen, sondern auch an Stärke gewinnen und immer mehr Schäden verursachen. Ist dem tatsächlich so?
• Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Klimawandel und Naturkatastrophen? Naturkatastrophen?
• Welche Rolle spielt dabei der Mensch?
Beispiel 1: Das Erdbeben in Haiti am 12.01.2010
- Stärke 7,0
- gemessen an den Opferzahlen das schwerste Erdbeben in derGeschichte Nord- und Südamerikas
- 223.000 Tote, 300.000 Verletzte, 1.2 Mio. Obdachlose
- insgesamt 3 Mio. Menschen betroffen
- 8 Milliarden USD Schäden
Beispiel 2: Die Flutkatastrophe in Pakistan im Sommer 2010
- seit Juli monsunaleRegenfälle
- stärkste Niederschläge seit 80 Jahren
- 1 Mio. Häuser zerstört
- 8 Mio. Menschen benötigenSoforthilfe
Beispiel 3: Der Vulkanausbruch auf Island am 14.04.2010
- Eyjafjallajökull
- Asche bis in 10km Höhe
- 10 Tage kein Flugverkehr in Europa (Madrid - Moskau)
- 95.000 Flüge gestrichen, 1.3 Milliard. EUR Schäden fürdie internationale Luftfahrtvereinigung
- geringe Folgen, lokal begrenzt
- keine ökologische Katastrophe, sondern einegeoökonomische
Beispiel 4: Der Tsunami im Indischen Ozean am 26.12.2004
Beispiel 5: Hangrutschung im Süden Mexikos 1999
Das letzte Beispiel: Das Seebeben vor Fukushima am 11.03.2011
- Erdbeben der Stärke 9.0
- 10 m hoher Tsunami (lokal bis 38m Höhe)
Was sind Naturkatastrophen?
Naturereignis („natural event“): „das tatsächliche Auftreten eines natürlichen Prozesses“ (DIKAU & POHL 2007: 1034)
Naturgefahr („natural hazard“): wenn ein Naturereignis einen gewissen Schwellenwert hinsichtlich Auftretenshäufigkeit oder Ausmaß überschreitet, wird es als potenzielle Gefahr für Leben und Besitz wahrgenommen (DIKAU & POHL 2007: 1034, DIKAU & WEICHSELGARTNER 2005: 180)
Naturrisiko („natural risk“): Naturrisiko entsteht, wenn Menschen sich bewusst den Gefahren durch Naturereignisse aussetzen, um bestimmte Ziele zu erreichen oder Vorteile daraus zu schlagen (DIKAU & POHL 2007: 1033)
Ursachen und Phänomene/Beispiele von Naturgefahren
Meteorologische Naturgefahren Tropische Wirbelstürme (Hurrikan, tropischer Zyklon, Taifun), Tornado, Wintersturm, Hagelsturm, Eis-sturm, Eisregen, Schneesturm, Sandsturm, Extremniederschlag, Blitzschlag, Hitzewelle, Kältewelle, Nebel
Hydrologisch-glaziologische Naturgefahren Überschwemmung, Sturmfluten, Sturzfluten, Dürre, Schneelawine, Gletscherabbrüche, Ausbruch von Gletschern, Permafrostschmelze, Frosthub
Geologisch-geomorphologische Naturgefahren Unterschieden werden endogene Ursachen (z.B. Tektonik, Magmatismus) und exogene Ursachen (Hangrutschung oder Bodenerosion durch Niederschlag). (Hangrutschung oder Bodenerosion durch Niederschlag). Erdbeben, Vulkaneruption, Tsunami, Gravitative Massenbewegungen, Bergsenkung, Bodenerosion, Küstenerosion, Flusserosion
Biologische Naturgefahren Epidemien, Tier- und Pflanzenkrankheiten, Seuchen, Waldbrände, Heuschrecken- Insektenplage
Extraterrestrische Naturgefahren Meteoriteneinschlag
Technologische Gefahren Verschmutzung durch Industrieanlagen, radioaktive Verseuchung, Giftabfälle, Dammbruch, Industrieunfälle, Flugzeugabsturz, Pipelinebruch, Explosionen, Feuer, Ölverschmutzung, Sabotage, chemische Angriffe, terroristische Angriffe.
Meteorologische Naturgefahren
primärer Gefahrentyp Ursache / Charakteristika
Tropische Wirbelstürme
(Hurrikan, tropischer
Zyklon, Taifun)
Wolkenwirbel, die sich bei Wassertemperaturen über 27° C zwischen 8°
und 30° nördlicher und südlicher Breite bilden; hohe Windgeschwindigkeit,
Regen, Küstenüberflutung, Küstenerosion, Hangrutschungen
Tornado horizontal rotierende aufwärts gerichtete Luftströmungen (Wasser- oder
Windhosen) mit begrenztem Durchmesser von 100 bis 300 Meter,
massiver Luftdruckabfall
Wintersturm trockene Herbst- und Winterstürme der mittleren Breiten durch Zyklonen
in Mitteleuropa ohne Niederschlagsbeteiligungin Mitteleuropa ohne Niederschlagsbeteiligung
Hagelsturm Prozess, bei dem der Niederschlag in Form von festen Hagelkörnern fällt;
hohe Windgeschwindigkeit, Gewitter
Eissturm, Eisregen treten bei tiefen Lufttemperaturen auf, wenn der Niederschlag als Regen
oder Schneeregen fällt und an Oberflächen zu Eis gefriert
Schneesturm kombiniertes Auftreten von Schneeniederschlägen und hohen
Windgeschwindigkeiten, Glätte
Sandsturm starker Wind mit hohen Bestandteilen an Sand
Extremniederschlag überdurchschnittlich hohe, den Boden erreichende Regenmenge
Blitzschlag elektrische Entladung zwischen Wolke und Erdoberfläche
Hitzewelle, Kältewelle extreme positive oder negative Lufttemperaturen
Meteorologische Naturgefahren
Zugbahn des Hurrikans „Mitch“ im Jahre 1998 (Gebhardt/Glaser/Radtke/Reuber 2012, S. 1123)
Meteorologische Naturgefahren
Anzahl von tropischen Stürmen, Hurrikanen und starken Hurrikanen im Atlantik von 1960 – 2005 (NOAA 2005)
Todesopfer (Europa): 35 .000 – 55.000
Volkswirtschaftl. Schäden (Europa): 13 Mrd. EURO
Meteorologische Naturgefahren: Hitze-/Trockensommer 2003
Quelle: Esper 2012
13 Mrd. EURO
Quelle: MüRück, DWD, 2005
2002
1859
18461783 1807
1781
2003
1947 1992/941983
1826 1834
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Temperaturanomalien/°CC
Deutschland-Sommertemperaturen 1761-2003 19,6°C
(3,8 s)
Meteorologische Naturgefahren: Hitze-/Trockensommer 2003
Quelle: Schönwiese, Trömel und Staeger, 2004
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Zeit in Jahren
Temperaturanomalien/°CC
16,2°C (Mittel
1961-
1990)
Meteorologische Naturgefahren: Hitze-/Trockensommer 2003
Zeitreihe der mittleren Tagestemperatur 1901 – 2003 (DWD 2004)
Meteorologische Naturgefahren: Hitze-/Trockensommer 2003
Quelle: Schär 2005
Hydrologische Naturgefahren
Metereologische und hydraulische Ursachen von Hochwässern (Maniak 2004)
Hydrologische Naturgefahren: Überschwemmungen
primärer Gefahrentyp Ursache / Charakteristika sekundärer Gefahrentyp
Flussüberschwemmung • lang andauernder oder kurzer starker
Niederschlag
• Schneeschmelze
• Eisstau
• Wasserstau und –durchbruch nach
Flussabdämmung durch
Hangrutschungen oder Bergstürze
• Deichbruch
• Ufererosion
• Sedimentdeposition in den
Talauen
• Kontamination mit Giftstoffen
• Deichbruch
• Dammbruch
Sturzflut • Lokaler Starkniederschlag
• Extrem schneller
Wasserspiegelanstieg
• Gerinneerosion
• Sedimentation in den Talauen
• Hangrutschungen,
Schuttlawinen und Murgänge
Sturmflut • hohe Windgeschwindigkeit mit
Windstau und hohem Wasserstand
• Tsunamis
• Küstenerosion
• Bildung von Küstenbuchten
Hydrologische Naturgefahren: glaziologisch-kryosphärische Naturgefahren
primärer Gefahrentyp Ursache / Charakteristika sekundärer Gefahrentyp
Schneelawine • plötzlicher Abgang von
Schneemassen an einem Hang
• Transport großer Felsblöcke und
Steine
Gletscherabbrüche • plötzlicher Abbruch eines Teils
des Gletschers als Eislawine
• Hochwasserwelle in einem See
oder Fluss
Ausbruch von
Gletscherseen
• plötzlicher Ausbruch eines
Gletschersees, der sich hinter
Moränen des Gletschers
gebildet hat
• Hochwasserwelle großer
Magnitude
• Überflutung von Talauen
gebildet hat
Permafrostschmelze • Auftauen des Dauerfrostbodens • Destabilisierung von Locker- und
Festgestein mit nachfolgenden
gravitierenden Massenbewegungen
(z.B. Felssturz oder Murgang)
• Untergrundabsenkung
• Destabilisierung von Schutzbauten
im Hochgebirge
Geologisch-geomorphologische Naturgefahren
primärer
Gefahrentyp
Ursache / Charakteristika sekundärer Gefahrentyp
Erdbeben • Deformation und Bruch der starren
Lithosphärenplatten durch
plattentektonische Prozesse
• Tsunamis
• Bodenverflüssigung
• gravitative Massenbewegungen (Hangrutschungen,
Felslawinen)
• Schneelawinen
Vulkaneruption • ruhiger oder explosionsartiger Austritt
von Magma an die Erdoberfläche
• Tsunamis
• gravitative Massenbewegungen (Lahare,
Rutschungen)
• Ascheflug und -regen
Tsunami • ozeanische Welle, verursacht durch
Senkung und Hebung des Meerebo-
dens (Erdbeben), Kollaps von Vulkan-
flanken, Vulkaneruptionen und unter-
meerische Rutschungen
• Küstenerosion
• Materialumlagerung im Küstenbereich
• Materialumlagerungen und Ufererosion in
küstennahen Flüssen
Bodenerosion • schleichender flächenhafter oder
plötzlicher linearer Bodenabtrag auf
landwirtschaftlichen Nutzflächen
durch Wasser oder Wind
• Verlust der Bodenproduktivität und
Nahrungsproduktionsgrundlage
• Gewässerbelastung
gravitative
Massen-
bewegungen
• bruchlose und bruchhafte hangab-
wärts gerichtete Verlagerungen von
Fels- und/oder Lockergesteinen unter
Wirkung der Schwerkraft
• Flutwelle in Gewässern nach Einfahren der Massen
• Abdämmung von Flüssen mit der Gefahr des
Dammbruches
Geologisch-geomorphologische Naturgefahren
primärer
Gefahrentyp
Ursache / Charakteristika sekundärer Gefahrentyp
Bergsenkungen • Senkungen des Geländes durch
Untertagebergbau oder Lösung von Gestein
• Überschwemmungen durch Fluss- und
Deichsenkung
Küstenerosion und
–akkumulation
• Ab- und Antransport von Sediment durch
Wellentätigkeit
• Meeresströmungen
• Zerstörung des natürlichen Küstenschutzes
durch menschliche Eingriffe durch
Entfernung der Mangrovenwälder
• Erhöhung der Energie nachfolgender Wellen
mit verstärkter Erosion
Entfernung der Mangrovenwälder
Flusserosion und -
akkumulation
• An- und Abtransport von Sedimenten durch
fluviale Prozesse
• Zunahme der Küstenerosion durch
Abnahme der Flusssedimenttransporte an
die Küste (Staudammbau im Landesinneren)
Quelle:
Vött & May 2009
Geologisch-geomorphologische Naturgefahren
Reichweiten von unterschiedlichen vulkanischen Prozessen und Naturgefahren (Smith 2004)
Geologisch-geomorphologische Naturgefahren
Globale seismische Gefahrenkarte (GASP 2004)
Quelle: PLATE et al. 2001
Naturkatastrophen 1980 – 2010 weltweit
Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft
http://www.munichre.com/app_pages/tpuch/naturalhazards/@res/pdf/NatCatSERVICE/focus_analyses/
1980_2010_Paket_Welt_Fokus_Analysen_touch_de.pdf
„Große“ Naturkatastrophen 1950 – 2010 weltweit
Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft
http://www.munichre.com/app_pages/www/@res/pdf/NatCatService/great_natural_catastrophes/NatCat
SERVICE_Great_1950_2010_number_touch_de.pdf
Bedeutende Naturkatastrophen 1980 - 2011. Die zehn tödlichsten Ereignisse weltweit
Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft
http://www.munichre.com/app_pages/www/@res/pdf/natcatservice/significant_natural_catastrophes/2011/
NatCatSERVICE_significant_dth_june2011_touch_de.pdf
Bedeutende Naturkatastrophen 1980 - 2011. Die zehn teuersten Ereignisse weltweit für die Versicherungswirtschaft
Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft
http://www.munichre.com/app_pages/www/@res/pdf/natcatservice/significant_natural_catastrophes/2011/
NatCatSERVICE_significant_ins_june2011_touch_de.pdf
Bedeutende Naturkatastrophen 1980 - 2011. Die zehn teuersten Ereignisse weltweit für die Gesamtwirtschaft
Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft
http://www.munichre.com/app_pages/www/@res/pdf/natcatservice/significant_natural_catastrophes/2011/
NatCatSERVICE_significant_eco_june2011_touch_de.pdf
Konzeption eines gut entwickelten Frühwarnsystems
Quelle: Gebhardt/Glaser/Radtke/
Reuber 2012, S. 1152
Die größten Städte in Hazard-Regionen (geordnet nach der Einwohnerzahl von 1996)
Stadt / Großraum Einwohner Einwohner Exponiert gegenüber 1996 (in Mill.) 2015 (in Mill.) folgenden Hazards:
Tokio-Yokohama 27,2 28,9 Erdbeben, Zyklon Mexiko Stadt 16,9 19,2 Erdbeben, Überschw., Hangrutschung São Paolo 16,8 20,3 Hangrutschung, Überschwemmung New York 16,4 17,6 Wintersturm, Zyklon Mumbai 15,7 26,2 Erdbeben, Überschwemmung Shanghai 13,7 18,0 Überschwemmung, Taifun Los Angeles 12,6 14,2 Erdbeben, Hangr. Waldbrand, Überschwem. Kolkata 12,1 17,3 Zyklon, Überschwemmung Buenos Aires 11,9 13,9 Überschwemmung
Quelle: WISNER et al. 2004: 73; übersetzt
Buenos Aires 11,9 13,9 Überschwemmung Peking 11,4 15,6 Erdbeben Lagos 10,9 24,6 Überschwemmung Osaka 10,6 10,6 Erdbeben, Zyklon, Überschwemmung Rio de Janeiro 10,3 11,9 Hangrutschung, Überschwemmung Delhi 10,3 16,9 Überschwemmung, Hitze- und Kältewellen Karatschi 10,1 19,4 Erdbeben, Überschwemmung Kairo-Gizeh 9,9 14,4 Überschwemmung, Erdbeben Manila 9,6 14,7 Überschwemmung, Zyklon Dhaka 9,0 19,5 Überschwemmung, Zyklon Jakarta 8,8 13,9 Erdbeben, Vulkanausbruch Teheran 6,9 10,3 Erdbeben
Definition „Klima“
Häufigkeit
Klima = 30-jährige Statistik
Klima-
änderung
Quelle: Esper 2012
Messgröße
Streuung
Mittel-wert
Wetterereignisse
Quelle: Schönwiese 2006
Klimawandel
(aus: IPCC 2001)
Klimawandel und Klimasystem
Atmosphärenzusammensetzung und Lufttemperatur(nach Petit et al. 1999)
Klimawandel und Klimasystem
Schematische Darstellung eines globalen Regelnetzes im Erdsystem(nach Ridgewell & Watson 2002)
Klimawandel und Klimasystem
Eingriffe des Menschen in das Erdsystem(nach Steffen et al. 2004)
Klimawandel
Quelle: IPCC 2001
Klimawandel
Klimawandel: Niederschläge
Weltweite Veränderung der Niederschlagsmengen im letzten Jahrhundert (GORE 2006: 114 )
Niederschlagstrends 1900-1999
Klimawandel: Niederschläge
Quelle: Schönwiese 2004
Niederschlagstrends 1976-1999
Klimawandel: Niederschläge
Isolinien
schwarz: Zunahme
Quelle: Schönwiese 2003
blau: Abnahme
Klimawandel: Niederschläge
Relative Anomalien 1902-2000 (bzgl. 1961-1990)
Quelle: Schönwiese
2003
der Nieder-schlagssummen
Klimawandel bei uns
Forschungsfragen
• Es scheint, als ob sogenannte Naturkatastrophen nicht nur zunehmen, sondern auch an Stärke gewinnen und immer mehr Schäden verursachen. Ist dem tatsächlich so?
• Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Klimawandel und Naturkatastrophen? Naturkatastrophen?
• Welche Rolle spielt dabei der Mensch?
Vielen Dank fürs Zuhören!!
03/1986