Aktuelle Klimaszenarien für den Alpenraum

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1 Aktuelle Klimaszenarien für den Alpenraum Institut für Meteorologie Herbert Formayer Vernetzungstag am 19. Österreichischen Klimatag Salzburg 23. April

2 Inhalt nhal Basis für regionale Klimaszenarien Globale Klimamodelle Emissionsszenarien Regionale Klimamodelle Euro- CORDEX Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Notwendigkeit für Fehlerkorrektur und Lokalisierung Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Resümee 2

3 Basis für regionale Klimaszenarien Globale Klimamodelle Nur die Erde als Ganzes ist ein abgeschlossenes System, daher ist die Basis aller Klimaszenarien gekoppelte Globale Modelle Quelle: NOAA,

4 Basis für regionale Klimaszenarien Globale Klimamodelle Die Globalen Modelle sind in der Lage die historische Entwicklung der letzten 150 Jahre auf kontinentalere Skala zu reproduzieren. Quelle: IPCC,

5 Basis für regionale Klimaszenarien Globale Klimamodelle Quelle: Carbon Brief,

6 Zukünftige Entwicklung Emissionsszenarien RCP - Representative Concentration Pathways 6 Quelle: IPCC, 2013

7 Zukünftige Entwicklung Emissionsszenarien

8 Regionale Klimamodelle Euro- CORDEX Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment Definierte Modellregionen Einheitliche Regionalmodellauflösungen 12 km und 50 km angetrieben mit der aktuellsten Genreration an Globalmodellen Drei verschiedene RCP Emissionsszenarios 8 Quelle: Euro-Cordex

9 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Temperatur Mittelwert Nordostalpen Datenquelle: S. Kotlarski,

10 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Temperatur Ensemblemittel vs RCP 2.6 RCP 4.5 RCP 8.5 Datenquelle: S. Kotlarski,

11 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Temperatur Ensembleminimum und - Maximum vs RCP 8.5 Datenquelle: S. Kotlarski,

12 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Niederschlag Ensemblemittel RCP 8.5 Ensembleminimum RCP 8.5 Ensemblemaximum RCP 8.5 Datenquelle: S. Kotlarski,

13 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Niederschlag Bei kleinräumigen kurzen Niederschlägen gibt es aber einen klaren Anstieg der Niederschlagsintensität mit der Temperatur von etwa 10 % pro C Quelle: Formayer, H., and Fritz, A.,

14 Aktuelle Klimaänderungssignale für den Alpenraum Niederschlag Anstieg der Niederschlagsintensität mit der Temperatur in Abhängigkeit von der Beregnungsdauer Datenquelle: ZAMG, ERA-Interim; Auswertung: Formayer et al.,

15 Notwendigkeit für Fehlerkorrektur und Lokalisierung Auch die neuesten regionalen Klimamodelle liefern fehlerbehaftete Werte die nicht direkt für die Klimafolgenmodellierung oder Indikatorenauswertung verwendet werden können. Dies liegt nicht nur an der Qualität der Modelle, sondern an der immer noch zu groben Auflösung (~ 12 km) um komplexe Regionen wie den Alpenraum hinreichend aufzulösen. Eine Fehlerkorrektur und Lokalisierung mit Beobachtungsdaten ist daher notwendig. 15

16 Notwendigkeit für Fehlerkorrektur und Lokalisierung ÖKS 15 Für Österreich wurde im Rahmen des Forschungsprojektes ÖKS15 für je 13 Euro CORDEX Modelle der Emissionsszenarien RCP 4.5 und 8.5 eine Fehlerkorrektur und Lokalisierung durchgeführt. Für die Variablen Temperatur Minimum, Maximum, Mittel, Niederschlag und Globalstrahlung stehen Tageswerte von 1971 bis 2100 zur Verfügung. Für 4 ausgewählte Modelle wurde von BOKU-Met zusätzlich die Luftfeuchte und der Wind lokalisiert. Alle Daten sind via dem CCCA-Klimadatenzentrum abrufbar. 16

17 Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Durch die Fehlerkorrektur können neben den Klimaänderungssignalen auch die Absolutwerte ausgewertet werden. 17 Datenquelle: ÖKS15

18 Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Beispiel Hitzetage (Tmax> 30 C) 18 Datenquelle: ÖKS15

19 Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Beispiel Tropennächte (Tmin> 20 C) 19 Datenquelle: ÖKS15

20 Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Beispiel Starkniederschlag (Tagessumme > 20 mm) 20 Datenquelle: ÖKS15

21 Österreichische Ergebnisse von ÖKS15 und ClimaMap Beispiel Starkniederschlag (Tagessumme > 20 mm) relativ 21 Datenquelle: ÖKS15

22 Resümee In den letzten Jahren gab es große Fortschritte in der Klimamodellierung sowohl Global als auch Regional. Die Globalen Klimamodelle sind gut in der Lage die historische Klimaentwicklung der letzten 150 Jahre sowohl auf globaler als auch kontinentaler Skala zu reproduzieren. Dabei konnte auch gezeigt werden, dass der rasante Temperaturanstieg der letzten 40 Jahre überwiegend durch den Anstieg der anthropogenen Treibhausgase verursacht wurde. 22

23 Resümee Durch das CORDEX Programm werden regionale Klimamodellierungen standardisiert und systematisch der Forschungscomunidy zur Verfügung gestellt. Durch Euro-CORDEX und Med-CORDEX stehen eine Vielzahl an regionalen Klimamodellläufen, angetrieben durch die Emissionsszenarien RCP 2.6, RCP 4.5 und RCP 8.5, für den Alpenraum zur weiteren Analyse und Verwendung zur Verfügung. Für Österreich wurden im Rahmen des Projektes ÖKS dieser Modelle fehlerkorrigiert und auf 1 km Auflösung lokalisiert. 23

24 Resümee Bei der Temperatur zeigt sich bei allen Emissionsszenarien eine klare Erwärmung, die mit höheren Emissionen zunimmt. Beim Extremszenario RCP 8.5 muss man von einer weiteren Erwärmung um die 5 Grad bis zum Ende des Jahrhunderts ausgehen. Dies entspricht in etwa einer Verschiebung der thermischen Verhältnisse um etwa 750 m Seehöhe. In den alpinen Becken und Tieflagen wird dabei eine sommerliche Hitzebelastung entstehen, wie man sie derzeit nur aus den mediterranen Gebieten kennt. 24

25 Resümee Beim Niederschlag sind die Unterschiede zwischen den Modellen sowohl global als auch regional deutlich stärker. Man muss jedoch von einer Verlagerung des Niederschlages vom Sommerhalbjahr in das Winterhalbjahr ausgehen, wobei sich der Jahresniederschlag nur wenig ändern wird. Die sommerliche Niederschlagsabnahme ist in der neuesten Generation an Regionalszenarien jedoch nicht mehr so stark ausgeprägt wie bei den Globalmodellen. Kleinräumige Starkniederschläge werden mit je 10 % pro Grad Temperaturanstieg intensiver werden. 25

26 Ein paar Gedanken zu Unsicherheiten Arktisches Meereis modelliert und beobachtet Quelle: globalchange.gov 26

27 Ein paar Gedanken zu Unsicherheiten Der Rückgang des arktischen Meereises wird die räumliche Struktur der Energieflüsse in der Arktis verändern und diese beeinflussen die Lage der Druckzentren und damit das Wetter der mittleren und hohen Breiten Quelle: RAO online 27

28 Trotz steigender Qualität unserer Modelle müssen wir auf Überraschungen durch den Klimawandel vorbereitet sein. 28

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30 Institut für Meteorologie Assoc. Prof. Mag. Dr. Herbert Formayer Gregor Mendel-Straße 33, A-1180 Wien Tel.: , Fax: herbert.formayer@boku.ac.at 30