Vorhersage bis 2100 Regierungsprognose enthüllt Folgen des Klimawandels für Deutschland

Mehr Hitzewellen, kein Schnee im Winter: Nach jahrelanger Rechenarbeit ist eine Klimaprognose der Bundesregierung fertig. In nie erreichter Genauigkeit sagt sie voraus, wie sich das Klima bis 2100 verändert - Region für Region. SPIEGEL ONLINE zeigt exklusiv, worauf sich Deutschland einstellen muss.

Für Remo ist Deutschland nicht mehr als eine Ansammlung von Würfeln, jeder von ihnen zehn mal zehn Kilometer in der Fläche und 100 Meter hoch. Doch die Würfel haben es in sich: Prall gefüllt mit Daten, sollen sie die hiesigen Klimaveränderungen bis zum Jahr 2100 prognostizieren. Damit ist Remo, das Klimamodell des Hamburger Max-Planck-Instituts (MPI) für Meteorologie, räumlich mehr als 20-mal genauer als die globalen Modelle des Uno-Klimarats IPCC.

In keinem anderem Land der Welt liegt bis dato eine präzisere Kalkulation der Klimafolgen vor. Sie soll die Grundlage für politische Planungen bilden. Auch Katastrophenschützer, Landwirte, Winzer, Kraftwerksbetreiber und die Tourismusbranche sollen sich rechtzeitig auf die neue Umwelt einstellen können.

Für die vom Umweltbundesamt in Auftrag gegebenen Berechnungen  gingen die MPI-Forscher davon aus, dass die weltweiten Emissionen von Treibhausgasen aus Autos, Kraftwerken und Fabriken nur allmählich sinken. An den Knoten des Gitters aus virtuellen Würfeln hat der Großrechner des Instituts diverse Wettergrößen - etwa Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windstärke - ermittelt.

Für alle 30 Sekunden in den kommenden 92 Jahren spuckte er Werte aus - Hunderte Billiarden Rechenaufgaben mussten bewältigt werden. Die Vorgänge in der Luft, in den Meeren und auf der Erde wurden in mathematische Formeln gefasst. Zudem gingen rund zwei Dutzend Einflussgrößen am Erdboden in die Rechnungen ein, von der Vegetation über die Zusammensetzung der obersten Bodenschicht bis hin zum Wasserfilm auf Blättern.

Das Ergebnis: Die Klimaerwärmung wird Deutschland verändern - allerdings weniger dramatisch als vielfach befürchtet. Folgende Gefahren haben die Forscher für Deutschland berechnet:

  • sinkende Grundwasserspiegel im Sommer, insbesondere in Südwestdeutschland,
  • eine erhöhte Waldbrandgefahr, besonders in Südwestdeutschland und Nordostdeutschland,
  • eine Zunahme hitzebedingter Krankheiten vor allem in Süddeutschland,
  • eine Gefährdung der Kühlung von Atomkraftwerken im Sommer, auch dies insbesondere in Süddeutschland
  • eine größere Hochwassergefahr im regenreichen Herbst, vor allem an der Elbe.

Allerdings bringt der Klimawandel in Deutschland auch Chancen mit sich, wie die Hamburger Forscher betonen, etwa

  • höhere Ernten in der Landwirtschaft vor allem in Norddeutschland,
  • eine ertragreichere Weinlese in Süddeutschland,
  • weniger kältebedingte Krankheiten
  • einen Boom des Tourismus in Deutschland, insbesondere an der Küste.

Den Berechnungen zufolge werden also auch künftig keine Palmen an der Ostsee stehen, die Nordsee wird nicht den Kölner Dom fluten, und die Alpen behalten ihr weißes Kleid - wenn es auch etwas kürzer werden wird. "Wir bekommen kein Mittelmeerklima", sagt Holger Göttel vom Hamburger MPI. Deutschland werde weiterhin in der Westwindzone liegen, wie eh und je werden regenreiche Tiefdruckgebiete übers Land ziehen. Ende des Jahrhunderts fällt den Berechnungen zufolge im Jahresmittel etwa ebenso viel Niederschlag wie derzeit; weder Trockenepisoden noch Starkregenfälle werden häufiger.

Extreme Hitze und Regenmangel - die Veränderungen im Sommer

Und doch: "Die Umwelt ist offenbar dabei, sich deutlich zu wandeln", sagt Daniela Jacob vom MPI, die Leiterin der Studie. Ende des Jahrhunderts wird es dem Szenario zufolge im Jahresdurchschnitt rund drei Grad wärmer sein als im Zeitraum von 1971 bis 2000. Der Norden wird sich laut MPI weniger stark erwärmen als der Süden. Im Sommer werde es schon im Zeitraum 2021 bis 2050 um rund ein Grad wärmer sein als heutzutage.

Selbst in Norddeutschland werden sommerliche Tropennächte demnach bald keine Ausnahme mehr sein. In 70 Jahren werden im Juli und August die Temperaturen um zwei bis vier Grad höher liegen, haben Jacob und ihre Kollegen berechnet. Besonders Süddeutschland müsse sich auf heiße Sommer einstellen. "Alle paar Jahre" werde es Hitzewellen wie vor fünf Jahren geben. Im August 2003 starben in Deutschland rund 7000 und europaweit bis zu 70.000 Menschen an den Folgen der extremen Hitze.

In trockenen Sommern werde sich der Grundwassernachschub als nützlich erweisen - dem MPI zufolge wird die warme Jahreszeit bis zum Ende des Jahrhunderts immer regenärmer, besonders im Süden Deutschlands. Vermutlich dehne sich das wolkenarme Azorenhoch vermehrt nach Mitteleuropa aus, erläutert Göttel.

Die Sommertourismusbranche dürfte der warmen Zukunft freudig entgegensehen, insbesondere in Norddeutschland. Zahlreiche Familien werden die Sommerferien kommender Jahrzehnte wohl nicht mehr in der zunehmend staubtrockenen Mittelmeerregion, sondern an Nord- und Ostsee verbringen. Denn dort werden verregnete Sommer den MPI-Berechnungen zufolge seltener.

Vermehrte Sturmschäden sind laut MPI indes kaum zu befürchten. "Unsere Modelle zeigen keine Zunahme der Stürme für Deutschland, jedenfalls nicht über Land", sagt Sven Kotlarski vom MPI. Die Küsten müssen sich allerdings auf einen steigenden Meeresspiegel einstellen. Ende des Jahrhunderts könnten die Meeresspiegel nach Angaben des aktuellen Klimaberichts der Vereinten Nationen um 18 bis 59 Zentimeter höher stehen. Inzwischen gehen aber viele Forscher davon aus, dass diese Schätzung zu konservativ ist, da sie die Gletscherschmelze in Grönland und der Antarktis nicht berücksichtigt. Mitunter ist die Rede von einem Pegelanstieg um bis zu eineinhalb Meter.

Dauerregen und akuter Schneemangel - Veränderungen im Winter

Am stärksten werden die Temperaturen im Winter steigen, berichten die Forscher. Dafür gebe es zwei Gründe: Der schneefreie Boden absorbiert mehr Wärme, und aus dem Osten gelangt weniger Kaltluft nach Mitteleuropa. Das Frühjahr indes dürfte laut MPI zwischen 2071 und 2100 kaum wärmer sein als heute, da aufgrund veränderter Luftdruckverhältnisse verstärkt kühler Nordwind nach Deutschland gelangen werde.

In den Alpen werde es im Winter bereits zwischen 2021 und 2050 rund zwei Grad wärmer sein. Oberhalb von 1500 Metern hat das keine sichtbaren Folgen, dort bleibt die Temperatur meist unter dem Gefrierpunkt - und der Schnee somit erhalten. In tiefer gelegene Regionen jedoch wird es den MPI-Berechnungen zufolge bereits in rund 25 Jahren nur noch halb so viel schneien wie heutzutage.

Keine guten Nachrichten für München, das sich für die Olympischen Winterspiele 2018 beworben hat - und auf Schnee hofft. Denn 2018 dürfte Tauwetter bereits deutlich häufiger eintreten als heute. Der Trend setzt sich fort: "Ende des Jahrhunderts fällt in den Alpen unterhalb von 1500 Metern wohl kaum noch Schnee", sagt Göttel. In Deutschland liegen fast alle Skigebiete unterhalb der 1500-Meter-Grenze.

Die Buden der Weihnachtsmärkte könnten künftig zwischen belaubten Bäumen stehen, denn Pflanzen werden künftig wohl fast das ganze Jahr über blühen. Zudem könnte Dauerregen das vorweihnachtliche Vergnügen häufiger als heute trüben, denn die Winter werden laut dem MPI-Szenario feuchter, besonders an der Nordsee.

Gebeutelte Wälder, reiche Ernten - die Folgen des Klimawandels für die Pflanzenwelt

Offen ist, was der Klimawandel in Deutschlands Wäldern anrichten wird. Während etwa die Buche nach Meinung von Forstexperten weiterhin zahlreich vertreten sein wird, können Fichten hohen Temperaturen schlecht trotzen. Die Experten empfehlen, Mischwälder zu pflanzen, um die Widerstandskraft der Forste gegen den Klimawandel zu erhöhen.

Auch Landwirte werden reagieren und in dem neuen Klima entsprechende Sorten anbauen müssen, beispielsweise mehr Hirse und weniger Weizen. Weil sich die Vegetationsperiode verlängert, können sie sich auf mehrere Ernten pro Jahr freuen. Bereits in 30 Jahren sprießen die ersten Knospen dem MPI zufolge regelmäßig Mitte Februar und nicht erst im März wie heutzutage. Dann könnten Bäume noch bis Mitte November ihr Laub tragen; also etwa einen halben Monat länger. "Ende des Jahrhunderts wird die Vegetationsperiode in Norddeutschland sogar fast übers ganze Jahr von Januar bis Dezember dauern", so die MPI-Forscher.

Reichere Ernten und neuen Getreidesorten

Die Landwirtschaft könne mit steigenden Erträgen rechnen, sagt Agrarforscher Olaf Christen von der Universität Halle-Wittenberg. Ursache seien nicht nur die wärmeren Winter, sondern auch die Zunahme von Kohlendioxid in der Luft, das als Dünger wirke. "Künftig könnten Winterformen von Hafer, Erbsen und Ackerbohnen angebaut werden, die die kalte Jahreszeit bislang selten überleben."

Zudem experimentiere man bereits mit neuen Getreidearten, die in wärmerem Klima mehr Ertrag versprechen, sagt Gerhard Wenzel von der Technischen Universität München. "Bei der Züchtung arbeiten wir mit Kollegen in Mexiko zusammen." Es herrsche Handlungsbedarf, denn in den vergangenen Jahren hätte sommerliche Hitze einen Teil der Weizenernte in Deutschland zerstört.

Deutscher Rotwein statt Mosel-Riesling

Freuen können sich derweil Liebhaber hiesiger Weine - denn "Deutschland wird zum Rotweinland", sagt MPI-Experte Kotlarski. Mit der Wärme verschiebt sich die Weinanbaugrenze nordwärts. Höhere Temperaturen sorgen für bessere Weine, da die Trauben zuckerreicher werden und ihr Destillat mehr Alkohol enthält. Begehrte Sorten aus Südeuropa werden Einzug halten, sagt Frank Eulenstein vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandforschung.

Merlot und Cabernet aus dem Rheinland? In 50 Jahren vermutlich kein Problem mehr. Ob dann aber noch Riesling an der Mosel wachsen wird, erscheint fraglich. Denn diese Traubensorte muss langsam reifen und verträgt keine Hitze. Zum Problem könnten lediglich vermehrte Niederschläge im Herbst werden. "Sie gefährden die Weinlese", sagt Eulenstein, "Fäulnis droht".

Lückenhafte Basis - wie robust sind die Prognosen?

Obwohl von einem Großcomputer errechnet, der mehrere Räume des Max-Planck-Instituts in Hamburg füllt, unterliegen die Klimamodelle erheblichen Unsicherheiten. Unklar ist etwa, ob der zugrunde liegende Anstieg der Treibhausgasemissionen tatsächlich eintritt. Zudem wirken sich Vegetation und Bodenbedeckung auf das Klima aus - die Veränderung beider Faktoren ist indes nicht vorhersehbar.

Weil sich eine mögliche Verknappung des Wassers weitaus gravierender auswirken würde als die erwartete Erwärmung, steht die Niederschlagsprognose im Vordergrund. Indes: Die Niederschlagsrechnungen sind deutlich unsicherer als die Temperaturszenarien. Vergleiche verschiedener Klimamodelle haben gezeigt, dass insbesondere die Niederschlagsprognose für den Sommer sehr unzuverlässig ist. Zudem waren im Oktober 2006 erhebliche Unstimmigkeiten und handwerkliche Fehler im "Remo"-Modell bekannt geworden.

"Nur wenn es gelingt, den Wassergehalt des Bodens vorherzusagen, kann man auf robuste Prognosen hoffen", sagt der Klimatologe Joseph Egger von der Ludwig-Maximilians-Universität München. Doch Gewitter und Wolken erstrecken sich häufig nur über wenige Kilometer, sie fallen also durch das Raster der Modelle. Ihre Wirkung muss abgeschätzt werden.

Die Ergebnisse der regionalen Klimarechnungen hängen zudem von jenen Modellen ab, die das globale Klima berechnen. Die Strahlungsenergie in der Luft aber, die die Temperatur bestimmt, kann nur mit erheblicher Unsicherheit errechnet werden. Auch sind viele bedeutende Klimaprozesse wenig verstanden, etwa der Kreislauf des Wassers zwischen Boden, Luft und Ozean. Es mangelt an Messdaten.

Vertrauen in ihre Prognosen ziehen die MPI-Forscher daraus, dass sie ihr Modell mit der Klimaentwicklung der Vergangenheit abgeglichen haben. Dennoch wollen sie ihr Szenario für Deutschland nicht als exakte Vorhersage verstanden wissen. Auch Aussagen über das Wetter in einem bestimmten Jahr seien nicht möglich. "Unsere Berechnungen", sagt MPI-Forscher Göttel, "lassen nur Aussagen über das durchschnittliche Wetter über einen Zeitraum von 30 Jahren zu."

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