Maisfeld im Frühjahr - Quelle: unsplash.com - Foto: Adrian Infernus
Der Klimakalender für Feldfrüchte
Jede Feldfrucht durchläuft in ihrer Entwicklung verschiedene Stadien zu bestimmten Zeiten des Jahres. In den verschiedenen Stadien ist sie auf passende Witterungsbedingungen angewiesen. Unser Jahreskalender zeigt die zukünftigen Veränderungen dieser Bedingungen durch den Klimawandel auf Grundlage einer Vielzahl an regionalen Klimamodellen.
Nähere Informationen zur Deutung der Darstellungen und den verwendeten Daten, Modellen und Methoden finden Sie in den Hintergrundinformationen
Wie funktioniert der Klimakalender?
Wählen Sie in der Seitenleiste links eine Feldfrucht aus (derzeit Winterraps, Winterweizen oder Mais). Wählen Sie dann über die Icons der Pflanzenphasen ein charakteristisches Entwicklungsstadium aus. Wählen Sie auf der Karte einen Boden-Klima-Raum (Region) aus. Wählen Sie im Dropdown-Menü die Zeitperiode und ein Zukunftsszenario aus.
In der Box unten werden für die jeweilige Auswahl die Klimaänderungen gezeigt, die von regionalen Klimamodellen für verschiedene Kenngrößen projiziert werden.
Anpassung an den Klimawandel
Die Landwirtschaft in Deutschland kann selbst zum Klimaschutz beitragen und sich zugleich an den Klimawandel anpassen, beispielsweise durch neue Fruchtfolgen und veränderte Praktiken der Feldbewirtschaftung.
Dieser Kalender zeigt spezifische Pflanzenphasen und Klimakennzahlen für ausgewählte Feldfrüchte in Deutschland. Um auf die Entwicklungen zu reagieren sind Anpassungsmaßnahmen nötig.
Unsere anderen Infoprodukte der ADAPTER-Plattform bieten Informationen in interaktiv bedienbaren Formaten, die diese Anpassung unterstützen sollen.
Dialog zwischen Wissenschaft und Praxis
Wir freuen uns über Anregungen, um unsere Informationen praxisnah zu gestalten. Wenn Sie sich austauschen oder Feedback geben möchten, oder Interesse an einem Vortrag oder Webinar haben, freuen wir uns über eine Nachricht an adapter-projekt@fz-juelich.de
Pflanzenstadium, Region, Szenario und Zeithorizont auswählen
Ergebnisse aus Klimaprojektionen: qualitative Änderungen
Pflanzenstadium auswählen!
Boden-Klima-Raum auswählen!
Zeitperiode und Szenario auswählen!
Hintergrundinformationen
Wie sind die verschiedenen Klimagrößen definiert?
Was bedeuten die Pfeilsymbole (qualitative Ergebnisse)?
Was bedeuten die farbigen Boxplots (quantitative Ergebnisse)?
Welche Klimamodelle wurden für die Zukunftsprojektionen benutzt?
Welche Zukunftsszenarien wurden verwendet?
Was bedeuten die Pfeilsymbole (qualitative Ergebnisse)?
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Zunahme: Mindestens 2/3 der Simulationen zeigen eine Zunahme und mindestens 50% der Simulationen sogar eine signifikante Zunahme. |
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Tendenz zur Zunahme: Mindestens 2/3 der Simulationen zeigen eine Zunahme, aber weniger als 50% der Simulationen eine signifikante Zunahme. |
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Abnahme: Mindestens 2/3 der Simulationen zeigen eine Abnahme und mindestens 50% der Simulationen sogar eine signifikante Abnahme. |
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Tendenz zur Abnahme: Mindestens 2/3 der Simulationen zeigen eine Abnahme, aber weniger als 50% der Simulationen eine signifikante Abnahme. |
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Modelle uneins: Keine 2/3-Mehrheit bezüglich der Richtung der Änderungen, aber mindestens 50% der Simulationen zeigen signifikante Änderungen. |
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Keine Änderungen: Keine 2/3-Mehrheit bezüglich der Richtung der Änderungen; weniger als 50% der Simulationen zeigen signifikante Änderungen. |
Berechnung der Signifikanz
Unterschiede zwischen zwei Zeitperioden sind immer von zweierlei geprägt:
1. Der natürlichen (internen) Variabilität. Da das Wetter ständigen chaotischen Schwankungen unterliegt, sind z.B. auch klimatische Mittelwerte über verschiedene Zeiträume nie identisch, selbst ohne jeden Klimawandel.
2. Dem Einfluss externer Faktoren auf das Klima, z.B. dem Ausstoß von Treibhausgasen durch den Menschen.
Um einordnen zu können, ob zeitliche Veränderungen einer Klimagröße mit dem Klimawandel im Zusammenhang stehen, wird die statistische Signifikanz berechnet.
Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Zu- oder Abnahme Zufall ist (d.h. mit natürlichen Klimaschwankungen erklärbar ist, ohne menschlichen Einfluss), liegt bei einem signifikanten Ergebnis unter 5%. Der dazu angewendete statistische Test ist ein Mann-Whitney-u-Test.
Referenzzeitraum, auf den sich die Klimaänderungen beziehen: 1971-2000.
Welche Klimamodelle wurden für die Zukunftsprojektionen benutzt?
Datensatz: EURO-CORDEX Modellensemble
Quelle: https://esgf-data.dkrz.de
Stand der Daten: März 2021.
Erklärung:
Bei den verwendeten Klimamodell-Simulationen handelt es sich um Ergebnisse von regionalen Klimaprojektionen aus der
EURO-CORDEX-Initiative (
Jacob et al., 2014). Im Rahmen dieser europaweiten Initiative werden Simulationen mit umfangreichen Modell-Ensembles mit einer horizontalen Auflösung von ca. 12.5 km (0.11 Grad) durchgeführt. Jedes regionale Modell (RCM) erhält Randwerte von einem gröber aufgelösten globalen Klimamodell (GCM) vorgeschrieben. Daraus ergeben sich gegenwärtig mehr als 45 Kombinationen von globalen und regionalen Modellen für die Region Europa.
Alle Klimaprojektionen wurden aus dem ESGF-Datenportal über den
Datenknoten am Deutschen Klimarechenzentrum heruntergeladen und analysiert. Davon beziehen sich 50 Simulationen auf das Szenario RCP8.5, 17 Simulationen auf das Szenario RCP4.5, sowie 18 Simulationen auf das
Szenario RCP2.6. Für alle drei Szenarien wurden die Simulationen mit acht verschiedenen regionalen Klimamodellen (RCMs) erstellt. Die Antriebsdaten für diese RCMs stammen von zehn verschiedenen globalen Klimamodellen (GCMs). Jede Simulation ist zudem mit einem Code bezüglich der Realisation versehen (meist: "r1i1p1"), welcher kenntlich macht, ob eine Simulation ausgehend von anderen Wetterbedingungen wiederholt wurde, oder ob kleine Änderungen am Modellcode vorgenommen wurden. Eine Übersicht über die regionalen Klimamodelle und deren jeweiligen globalen Antriebsdaten gibt die untenstehende Tabelle.
Kein Klimaschutz (RCP8.5)
Antreibendes GCM und Realisation | RCM |
CanESM2, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
CanESM2, r1i1p1 | REMO2015 |
CNRM-CM5, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
CNRM-CM5, r1i1p1 | HIRHAM5 |
CNRM-CM5, r1i1p1 | REMO2015 |
CNRM-CM5, r1i1p1 | WRF381P |
CNRM-CM5, r1i1p1 | RACMO22E |
CNRM-CM5, r1i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r12i1p1 | CCLM4-8-17 |
EC-EARTH, r12i1p1 | REMO2015 |
EC-EARTH, r12i1p1 | WRF361H |
EC-EARTH, r1i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r3i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r12i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r1i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r3i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r12i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r1i1p1 | HIRHAM5 |
EC-EARTH, r3i1p1 | HIRHAM5 |
EC-EARTH, r12i1p1 | HIRHAM5 |
IPSL-CM5A-MR, r1i1p1 | WRF381P |
IPSL-CM5A-MR, r1i1p1 | RACMO22E |
IPSL-CM5A-MR, r1i1p1 | RCA4 |
MIROC5, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
MIROC5, r1i1p1 | REMO2015 |
MIROC5, r1i1p1 | WRF361H |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | HIRHAM5 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | REMO2015 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | HadREM3-GA7-05 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | WRF381P |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RACMO22E |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RCA4 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | WRF361H |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | COSMO-crClim-v1-1 |
MPI-ESM-LR, r2i1p1 | COSMO-crClim-v1-1 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | HIRHAM5 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | RACMO22E |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | WRF361H |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r2i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r3i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r3i1p1 | REMO2015 |
NorESM1-M, r1i1p1 | COSMO-crClim-v1-1 |
NorESM1-M, r1i1p1 | HIRHAM5 |
NorESM1-M, r1i1p1 | REMO2015 |
NorESM1-M, r1i1p1 | WRF381P |
NorESM1-M, r1i1p1 | RACMO22E |
NorESM1-M, r1i1p1 | RCA4 |
Etwas Klimaschutz (RCP4.5)
Antreibendes GCM und Realisation | RCM |
CNRM-CM5, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
CNRM-CM5, r1i1p1 | RACMO22E |
CNRM-CM5, r1i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r12i1p1 | CCLM4-8-17 |
EC-EARTH, r12i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r1i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r12i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r3i1p1 | HIRHAM5 |
IPSL-CM5A-MR, r1i1p1 | WRF381P |
IPSL-CM5A-MR, r1i1p1 | RCA4 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | HIRHAM5 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RACMO22E |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | RCA4 |
NorESM1-M, r1i1p1 | HIRHAM5 |
Viel Klimaschutz (RCP2.6)
Antreibendes GCM und Realisation | RCM |
CNRM-CM5, r1i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r12i1p1 | CCLM4-8-17 |
EC-EARTH, r12i1p1 | REMO2015 |
EC-EARTH, r12i1p1 | RACMO22E |
EC-EARTH, r12i1p1 | RCA4 |
EC-EARTH, r3i1p1 | HIRHAM5 |
IPSL-CM5A-LR, r1i1p1 | REMO2015 |
MIROC5, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
MIROC5, r1i1p1 | REMO2015 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | REMO2015 |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RACMO22E |
HadGEM2-ES, r1i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | CCLM4-8-17 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | RCA4 |
MPI-ESM-LR, r1i1p1 | WRF361H |
NorESM1-M, r1i1p1 | REMO2015 |
NorESM1-M, r1i1p1 | RCA4 |
GFDL-ESM2G, r1i1p1 | REMO2015 |
Welche Zukunftsszenarien wurden verwendet?

Mit Klimamodellen können Projektionen für das zukünftige Klima
berechnet werden. Diese liefern Antworten auf die
Frage: „Was wäre, wenn?“ Verschiedene Annahmen, z. B. zur Entwicklung
der Bevölkerung, der Technologie und der
Wirtschaft, führen zu verschiedenen Entwicklungspfaden von Emissionen
und Konzentrationen an Treibhausgasen.
Solche Szenarien sind keine Vorhersagen, sondern beschreiben
verschiedene plausible Entwicklungen. Mit Klimamodellen werden dann die
Auswirkungen der Emissionen und der damit verbundenen veränderten
Zusammensetzung der Atmosphäre auf das Klimasystem der Erde simuliert.
Im Rahmen des fünften IPCC-Sachstandsberichts wurden die
„Representative Concentration Pathways“ (RCPs) als Szenarien verwendet.
Drei davon wurden hier ausgewählt und nach dem Ausmaß an Klimaschutz benannt, das zu ihrer Realisierung nötig wäre:
Kein Klimaschutz (Szenario RCP8.5), etwas Klimaschutz (RCP4.5) und viel Klimaschutz (RCP2.6).
Das Szenario RCP8.5 beschreibt einen weiterhin kontinuierlichen
Anstieg der Treibhausgasemissionen, mit einer Stabilisierung der
Emissionen auf einem sehr hohen Niveau zum Ende des 21. Jahrhunderts.
Das mittlere Szenario, RCP4.5, geht davon aus, dass die Emissionen bis
zur Mitte des 21. Jahrhunderts noch etwas ansteigen und danach wieder
sinken. Dieser Pfad kann durch verschiedene sozioökonomische
Entwicklungen erreicht werden, die z. B. auch klimapolitische Maßnahmen
berücksichtigen. Das Klimaschutz-Szenario, RCP2.6, beinhaltet sehr
ambitionierte Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und
zum Ende des 21. Jahrhunderts sogar „negative Emissionen“ (eine
netto-Entnahme von CO
2 aus der Atmosphäre).
Mehr Informationen zu den RCP-Szenarien findet sich in
Meinshausen et al. "The RCP greenhouse gas concentrations and their
extension from 1765 to 2500"
und in Abschnitt 12.3.3 des 5. IPCC-Sachstandsberichts.
Kurze und verständlich aufbereitete Informationen finden sich auch auf Klimanavigator oder Klimawiki.
Datenquelle zum Erstellen der obigen Abbildung: http://www.pik-potsdam.de/~mmalte/rcps/index.htm#Download
Was bedeuten die farbigen Balken (quantitative Ergebnisse)?
Im Gegensatz zu den orangenen Pfeilen zeigen die Balken nicht nur, in welche Richtung eine Änderung geht (Zunahme / Abnahme, ...), sondern auch wie groß die Änderungen sind. Aufgrund wissenschaftlicher Unsicherheiten lassen sich die zu erwartenden Klimaänderungen nicht exakt bestimmen. Jedes Modell liefert auf dieselbe Frage quantitativ gesehen ein etwas unterschiedliches Ergebnis. Die Balken zeigen daher die gesamte Bandbreite der von den Klimamodellen berechneten Klimaänderungen bezüglich der Referenzperiode 1971-2000.

Der gesamte eingefärbte Bereich des Balkens umfasst die gesamte Spannbreite der
Ergebnisse, von der kleinsten simulierten Änderung (Minmum) bis zur größten (Maximum). Achtung: Das Minimum bezeichnet hierbei die kleinste Zahl, nicht die kleinste absolute Änderung (z.B. ist -2 kleiner als -1). Die Balken sind für das Szenario mit hohen Emissionen (RCP8.5) in rot, für das mittlere Emissionsszenario (RCP4.5) in blau und für das Szenario mit niedrigen Emissionen (RCP2.6) in grau dargestellt. Die weiße horizontale Linie zeigt den Median der Ergebnisse an, d.h. den Wert, der in der Mitte der Ergebnisse einreiht, wenn man diese der Größe nach ordnet. Das Balkendiagramm zeigt zudem, in welchem Bereich die meisten der Modelle liegen: Der dunkel gefärbte Kernbereich umfasst die Ergebnisse zwischen den kleinsten 20% (20. Perzentil) und den größten 20% (80. Perzentil) der Ergebnisse. Er umfasst also 60% aller Simulationen.
Die Einheit der Änderungen ist je nach Kenngröße unterschiedlich und steht stets an der linken Seite der Skala jedes Balkens. In manchen Fällen sind die Änderungen in % angegeben, in diesen Fällen handelt es sich um relative Änderungen bezogen auf die Ausgangsbasis im Zeitraum 1971-2000, da sonst die verschiedenen Modelle nicht immer vergleichbar sind.
Wie sind die verschiedenen Klimagrößen definiert?
Bodennahe Lufttemperatur | Tagesmittel der Lufttemperatur in Bodennähe. Bei Messungen in Wetterstationen bedeutet „Bodennähe“ 2 Meter Höhe über dem Erdboden. |
Niederschlag | Mittlere Tagessumme des Niederschlags von flüssigem Wasser (Regen, Niesel) und festem Wasser (Schnee, Hagel, Graupel). |
Bodenfeuchte | Gesamtmenge an Wasser in den obersten Bodenschichten. Diese Größe liegt momentan nur in Modellen vor, da sie in der Realität schwer messbar ist. |
Anzahl von Hitzetagen | Anzahl der Tage im ausgewählten Zeitraum, an denen die Tagesmaximumtemperatur der Luft 30°C übersteigt. |
Maximale Dauer von Hitzeperioden | Die Dauer einer Hitzeperiode wird hier definiert als Anzahl aufeinanderfolgender Tage, an denen die Tagesmaximumtemperatur 30°C übersteigt. Als „maximale Dauer“ wird hier das Maximum aller solcher Ereignisse jedes Jahres (in dem ausgewählten Zeitraum des Jahres) verstanden. Für jede Klimasimulation und den Beobachtungsdatensatz wird für die jeweils ausgewählte Zeitperiode ein Mittelwert über die jährlichen Maxima gebildet. Das Maximum der Dauer von Hitzeperioden ist nicht zu verwechseln mit dem Maximum des Modell-Ensembles. |
Anzahl von Frosttagen | Anzahl der Tage im ausgewählten Zeitraum, an denen die Tagesminimumstemperatur der bodennahen Luft 0°C unterschreitet. |
Anzahl von Vernalisationstagen | Anzahl der Tage im ausgewählten Zeitraum, an denen die Tagesmitteltemperatur der Luft in Bodennähe den Wert von 5°C nicht übersteigt. |
Maximale Dauer von Vernalisationsperioden | Die Dauer einer Vernalisationsperiode wird hier definiert als Anzahl aufeinanderfolgender Tage, an denen die Tagesmitteltemperatur in Bodennähe den Wert von 5°C nicht übersteigt. Als „maximale Dauer“ wird hier das Maximum aller solcher Ereignisse jedes Jahres (in dem ausgewählten Zeitraum des Jahres) verstanden. Für jede Klimasimulation und den Beobachtungsdatensatz wird für die jeweils ausgewählte Zeitperiode ein Mittelwert über die jährlichen Maxima gebildet. Das Maximum der Dauer von Vernalisationsperioden ist nicht zu verwechseln mit dem Maximum des Modell-Ensembles. |
Anzahl trockener Tage | Anzahl der Tage im ausgewählten Zeitraum, an denen die Niederschlagssumme 1 mm nicht übersteigt. |
Maximale Dauer von Trockenperioden | Die Dauer einer Trockenperiode wird hier definiert als Anzahl aufeinanderfolgender Tage, an denen die Niederschlagssumme 1 mm nicht übersteigt. Als „maximale Dauer“ wird hier das Maximum aller solcher Ereignisse jedes Jahres (in dem ausgewählten Zeitraum des Jahres) verstanden. Für jede Klimasimulation und den Beobachtungsdatensatz wird für die jeweils ausgewählte Zeitperiode ein Mittelwert über die jährlichen Maxima gebildet. Das Maximum der Dauer von Trockenperioden ist nicht zu verwechseln mit dem Maximum des Modell-Ensembles. |
Anzahl von Tagen mit geringer Bodenfeuchte | Als „geringe Bodenfeuchte“ wird hier jener Wert verstanden, den die Bodenfeuchte nur an 20% aller Tage in einem Referenzzeitraum (hier 1971-2000) unterschreitet. Der absolute Schwellwert (in kg/m2) ist abhängig vom Ort - eine Bodenfeuchte, die z.B. an Standorten mit sandigen Böden normal ist, gilt anderswo bereits als starke Trockenheit. Außerdem ist der Schwellwert auch abhängig vom Klimamodell, da sich die Berechnung der Bodenfeuchte in den Modellen unterscheidet. |
Anzahl von Tagen mit hoher Bodenfeuchte | Als „hohe Bodenfeuchte“ wird hier jener Wert verstanden, den die Bodenfeuchte nur an 20% aller Tage in einem Referenzzeitraum (hier 1971-2000) überschreitet. Der absolute Schwellwert (in kg/m2) ist abhängig vom Ort - eine Bodenfeuchte, die z.B. an Standorten mit lehmigen Böden normal ist, wäre auf einem sandigen Boden bereits außergewöhnlich hoch. Außerdem ist der Schwellwert auch abhängig vom Klimamodell, da sich die Berechnung der Bodenfeuchte in den Modellen unterscheidet. |
Anzahl trockener Hitzetage | Anzahl der Tage im ausgewählten Zeitraum, die sowohl Hitzetage als auch Tage mit geringer Bodenfeuchte sind (gemäß den obigen Definitionen). Die Kombination von Hitze und Trockenheit ist für Pflanzen besonders gefährlich, da ein Mangel an kühlender Verdunstung zu Hitzeschäden führen kann. |
Temperaturvariabilität von Tag zu Tag | Diese Klimagröße bemisst die typischen Schwankungen der Tagesmitteltemperatur von Tag zu Tag, um den mittleren Jahresgang im gewählten Zeitraum herum. Mathematisch ausgedrückt handelt es sich um die Standardabweichung der Tagestemperatur-Anomalien im ausgewählten Zeitraum. Je untypischer die Temperatur an einem beliebigen Tag im Vergleich mit dem für einen Zeitraum üblichen Klimamittel ist, desto höher die Temperaturvariabilität von Tag zu Tag. |
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