reclis:ng next generation regional climate scenarios for the greater alpine region (eine neue...
Post on 05-Apr-2015
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ReCliS:NGNext Generation Regional Climate Scenarios for the Greater Alpine Region
(Eine neue Generation regionaler Klimaszenarien für den erweiterten Alpenraum)
M. Suklitsch, A. Gobiet, M. Themeßl, H. TruhetzWegener Zentrum für Klima und Globalen WandelForschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -analyse (ReLoClim)
Inhalt
+ Motivation und Hintergrund-Informationen
+ Vorläufer-Projekte
+ Das Projekt „ReCliS:NG“
MOTIVATION
Motivation / Hintergrund-Information
+ Erstellen von neuen Klimaszenarien für den Alpenraum
+ Hintergrund: „2°C-Ziel“ der EU (Thema der 3. ACRP-
Ausschreibung), d.h. eine Temperaturerhöhung (global) von
nicht mehr als 2°C gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter
bis 2100.
+ Bisher: Treibhausgas-Emissionsszenarien ohne Anpassungs-
Strategien, lediglich potentielle zukünftige Entwicklungen
hinsichtlich Erdbevölkerung, ob eher ökologisch oder
ökonomisch, eher regionalisiert oder globalisiert (Stichworte:
SRES A1, A1FI, A1T, A1B, A2, B1, B2)
Motivation / Hintergrund-Information
+ IPCC AR5 (~2014): „representative concentration pathway“
scenarios (RCPs) umgekehrter Weg: ausgehend von einer
angenommenen Erwärmung bis 2100 potentielle Verläufe
für Treibhausgas-Emissionen/Konzentrationen unter
Berücksichtigung von Anpassungs-Strategien
+ 4 RCPs ausgewählt: RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5
Representative Concentration Pathways
Abbildung: Globale Emissionen und Konzentration von Treibhaus-gasen in der Atmosphäre in den 4 RCP-Szenarien (Quelle: Goose et al., 2011; http://climate.be/textbook)
Konzept: Regionale Klimamodellierung
Auflösung ca. 250km
Auflösung ca. 50km
Auflösung ca. 10km
VORGESCHICHTE
Was bisher geschah:
reclip:more+ 2 regionale Klimamodelle
+ 1 globales Klimamodell
+ 1 Emissions-Szenario
+ Simulations-Zeitraum:
2 10-Jahres-Zeitscheiben (1981
– 1990, 2041 – 2050)
reclip:century / 2+ 2 regionale Klimamodelle
+ 2 globale Klimamodelle
+ 2 Emissions-Szenarien
+ Simulations-Zeitraum:
96/146 Jahre kontinuierlich
(1955 – 2050/2100)
Was bisher geschah:
Abbildung:
+Jahreszeitliche Temperatur-
Änderung aus reclip:century
+Basis:
1961 – 1990
+Vergleich mit:
2021 – 2050
+RCM: COSMO-CLM,
GCM: ECHAM5 A1B
DJF MAM
JJA SON
Was bisher geschah:
Abbildung:
+Jahreszeitliche
Niederschlags-Änderung aus
reclip:century
+Basis:
1961 – 1990
+Vergleich mit:
2021 – 2050
+RCM: COSMO-CLM,
GCM: ECHAM5 A1B
DJF MAM
JJA SON
RECLIS:NG
Neues in ReCliS:NG
reclip:century
+ 2 regionale Klimamodelle
(COSMO-CLM und MM5)
+ 2 globale Klimamodelle
(ECHAM5 und HadCM3)
+ 2 Emissions-Szenarien
(SRES A1B und B1)
+ Simulations-Zeitraum:
146 Jahre kontinuierlich
(von 1955 bis 2100)
ReCliS:NG
+ 1 regionales Klimamodell
(COSMO-CLM)
+ 1 globales Klimamodell
(HadGEM2-ES)
+ 2 Szenarien
(RCP2.6, RCP4.5)
+ Simulations-Zeitraum:
152 Jahre kontinuierlich
(von 1949 bis 2100)
ReCliS:NG – potentielle Fragen
+ Warum COSMO-CLM?Jahrelange Erfahrung bzgl. Fehlereigenschaften
+ Warum RCP2.6/4.5?RCP4.5: „Brückenschlag“ zu reclip:century SRES A1BRCP2.6: Erreicht 2°C-Ziel (globale Erwärmung ca. 1.8°C)
+ Warum die geänderte Simulationsperiode?Kompatibilität zu CORDEX
Exkurs: CORDEX
+ „COordinated Regional Downscaling EXperiment“
+ Internationale Initiative zum koordinierten Erstellen von
regionalen Klimaszenarien in definierten Gebieten der Erde
(Fokusregion: Afrika) u.a. für IPCC AR5.
+ ReCliS:NG-Simulationen sollen CORDEX-konform sein, um Teil
dieser weltweiten Anstrengung zu werden
+ nähere Informationen (in englischer Sprache):
http://wcrp.ipsl.jussieu.fr/RCD_Projects/CORDEX/CORDEX_giorgi_WMO.pdf
ReCliS:NG – Projekt-Abwicklung
+ Kopieren großer Mengen an Antriebsdaten (ca. 2 Terrabyte,
~4 Mio. DIN A4-Seiten)
+ Aufbereitung der Antriebsdaten
+ Interpolieren der Antriebsdaten
+ schließlich: vergangenes und zukünftiges Klima simulieren
(ca. 9 Monate bis 1 simuliertes Jahr pro Kalendertag)
+ Erwartete Datenmenge aller Simulationen: ca. 150 Terrabyte
(rund 30km hoher A4-Papierstapel)
+ Evaluierung der Modell-Ergebnisse
ReCliS:NG - Modellevaluierung
+ Erfolgt mit WICEWegener Center Integrated Climate Model Evaluation
SystemWerkzeug zur Modellevaluierung sowie Berechnung der
Klimawandelsignale (und ein bisschen mehr…)Am Wegener Zentrum / in ReLoClim entwickelt
+ verschiedene Möglichkeiten, am bekanntesten: Bias
(„Modellfehler“), Varianz des Fehlers, (räumliche und
zeitliche) Korrelationen
+ http://www.wegcenter.at/ReLoClim/tools
ReCliS:NG – Modellfehler
+ Alle Modell-Ergebnisse haben Fehler (Ursachen
unterschiedlich)
+ Machen eine direkte Anwendung der Modellergebnisse in z.B.
Klimafolgenforschung unmöglich.
+ Diese Fehler kann man teilweise korrigieren
+ Fehlerkorrektur-Methoden, z.B. Quantile Mapping – in WICE)
+ Benötigt: Beobachtungsdaten, Modell-Ergebnisse, gewisse
Annahmen
Abbildung: Schematische Darstellung des Quantile Mapping Verfahrens (Quelle:
Themeßl und Gobiet, 2010)
+1. Entnahme des Modellwert an einem gewissen Punkt/zu einer gewissen Zeit
+2. Überprüfen der Häufigkeit dieses Werts im Kalibrierungs-Zeitraum
+3. Suche des Werts mit der gleichen Häufigkeit in der Beobachtungs-Zeitreihe
+4. Übertragen dieses Wertes als korrigiertes Modellergebnis
ReCliS:NG – Fehlerkorrektur
Abbildung:
+Links: originale
Modellergebnisse,
+Rechts: fehlerkorrigierte
Modellergebnisse
+Oben: Temperature
+Unten: Niederschlag
+Quelle: Themeßl et al, 2010
ReCliS:NG – Beispiel Fehlerkorrektur
Stichwort: Interfacing
+ Fehlerkorrektur eine Art des „Interfacings“ zwischen
Klimamodellierung und Klimafolgenforschung
+ Generell: Daten aus Klimamodellen für die Anwendung in
anderen Forschungsbereichen aufbereiten (inkl.
Beschreibungen)
+ Erfahrung in WegCenter Forschungsgruppe ReLoClim
aufgebaut (erstmals in EU-Projekt „CLAVIER“)
+ begehrte Erfahrung, siehe Adapt.at, adapt2to4, CC-Snow
ReCliS:NG – Erwartete Ergebnisse
+ Werkzeug zum Konvertieren der Antriebsdaten in das
notwendige Format
+ Neuere und aktuellere Klimaszenarien für den
Alpenraum/Österreich
+ Information über Auswirkungen des „2°C-Ziels“ auf den
Alpenraum (Temperatur-Zunahme, Niederschlags-Verteilung,
Häufigkeit von Extremereignissen)
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Mehr Informationen zur Arbeit in ReLoClim auf http://wegcenter.at/ReLoClim
Bildnachweis:
Falls nicht anders angegeben: aus eigener Arbeit entstanden
Goosse H., P.Y. Barriat, W. Lefebvre, M.F. Loutre and V. Zunz (2011). “Introduction to climate dynamics and climate modeling”,
Online textbook verfügbar unter http://www.climate.be/textbook.
Themeßl, M., A. Gobiet (2010), “Error Correction of Daily Temperature and Precipitation from Regional Climate Simulations in
Europe and the Effects on Climate Change Signals”, Abstract EGU2010-9664 , präsentiert bei der EGU 2010, Wien, 2. – 7. Mai
Themeßl, M., A. Gobiet, G. Heinrich (2010), “Error Correction of Daily Temperature and Precipitation from Regional Climate
Simulations in Europe and the Effects on Climate Change Signals”, Abstract GC51A-0732, präsentiert beim 2010 Fall Meeting,
AGU, San Francisco, Calif., 13. – 17. Dez.
Klima- und Energiefonds
http://www.klimafonds.gv.at/
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