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Rimini am Königssee?
Das Alpenklima von morgen
Sven Kotlarski1 Prisco Frei1,2 Fabienne Dahinden1,2 Jan Rajczak2
1 Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz, Zürich
2 Institut für Atmosphäre und Klima, ETH Zürich
Foto: www.100orte-reisemobil.ch
Zürich -> Berchtesgaden
Orographie
MPI-ESM-LR, 1.875°
Globale Klimamodelle
als Grundlage zukünftiger Klimaprojektionen
• Keine Beschreibung regionaler Klima- und
Klimaänderungsvariabilität
• Unzureichende Beschreibung von Extremen
• Nur begrenzt nutzbar für Klimaprojektionen im alpinen Raum
Regionale Klimamodelle (RCMs) als «Lupe»
Globale Klimamodelle als
Randantrieb:
Regionale
Klimaprojektionen
räumliche Auflösung
Klimaprojektionen
10 - 50 km
Grundlage diese Vortrags
Die Alpen in 12 km Auflösung
Orographie
COSMO-CLM, 0.11°
Temperaturprojektionen Alpenraum
Äquivalente atmosphärische CO2 Konzentration [ppm]
Temperaturänderung Alpenraum (Jahresmittel) [°C]
gegenüber 1971-2000
Modellunsicherheit
abgebildet durch ein Multi-Modell Ensemble
Temperaturprojektionen Alpenraum
Äquivalente atmosphärische CO2 Konzentration [ppm]
Temperaturänderung Alpenraum (Jahresmittel) [°C]
gegenüber 1971-2000
Szenario-
unsicherheit
Beschreibung der Unsicherheiten durch
Ensembleprojektionen
CORDEX und EURO-CORDEX
Coordinated Regional Climate
Downscaling Experiment
Internationale Initiative zur Erstellung einer neuen
Generation lokaler Klimaszenarien für alle Land-
regionen der Erde (www.cordex.org).
EURO-CORDEX
• Europäischer CORDEX-Ableger
• Ca. 30 Modellierungsgruppen mit ca. 10 RCMs
• Grosses Multi-Modell Multi-Szenario
Ensemble in 10 km und 50 km
• Statistisches Downscaling
• Grundlage für nationale Klimaszenarien und Impakt-
forschung, z.B. Schweizer CH2018 Szenarien
Temperatur- und Niederschlagsänderung
1981-2010 bis 2070-2099, RCP4.5, Ensemble Mittelwert
Temperaturänderung [°C] Niederschlagsänderung [%]
Winter
Sommer
Kotlarski et al, in prep.
Temperatur- und Niederschlagsänderung
1981-2010 bis 2070-2099, RCP8.5, Ensemble Mittelwert
Temperaturänderung [°C] Niederschlagsänderung [%]
Winter
Sommer
Kotlarski et al, in prep.
Unsicherheit im Änderungssignal
Niederschlagsänderung Sommer, 1981-2010 bis 2070-2099, RCP8.5
Ensemble Mittelwert [%]
Sommer
Ensemble Minimum pro Gitterzelle [%] Ensemble Maximum pro Gitterzelle [%]
Sommer
Kotlarski et al, in prep.Unsicherheit im Änderungssignal
Übersicht, 1981-2010 bis 2070-2099
Kotlarski et al, in prep.Änderung von Niederschlagsextremen
Räumliche Mittel des Änderungssignals im Alpenraum, RCP4.5
Winter Frühjahr
Sommer Herbst Zunahme von
Niederschlags-
extremen in allen
Jahreszeiten!
Rajczak et al, in prep.Schneefallprojektionen
Zwei konkurrierende Effekte…
Temperaturänderung Winter, RCP8.5
Höhere Temperaturen
Kleinerer Schneefallanteil
und Schneefallabnahme
Niederschlagsänderung Winter, RCP8.5
Mehr Winterniederschlag
SchneefallzunahmeSchneefallprojektionen
Änderung mittlerer Sep-Mai Schneefall [%], 1981-2010 bis 2070-2099, RCP4.5
Frei et al, in prep.Schneefallprojektionen
Änderung mittlerer Schneefall [%], 1981-2010 bis 2070-2099
• Nur leichte Abnahme
des Schneefallanteils
• Zunahme des
Gesamtniederschlags
überwiegt
• Höhere mittlere
Schneefallintensität!
Frei et al, in prep.Die Zukunft des Schnees
Entwicklung mittleres winterliches Schneewasseräquivalent in den Alpen,
SRES A1B
Einzelmodelle
Ensemble Mittelwert Steger et al, 2013.Die Schnee-Albedo-Rückkoppelung
Vertikalprofile Schneeänderung und Temperaturänderung in den Alpen,
1961-1990 bis 2070-2099, SRES A1B
Änderung Anzahl der Schneetage Temperaturänderung
[Tage pro Saison] [°C]
Höhe mit maximaler
Reduktion
Frühjahr
Sommer
Einzelmodelle Ensemble Mittelwert Kotlarski et al, 2015.Die Zukunft der Gletscher
Von regionalen Klimamodellen i.d.R. nicht direkt beschrieben…
Vergletscherung Aletschregion, 4°C Erwärmung bis 2100
Quelle: Andreas Linsbauer, Universität Zürich / Université de FribourgVerbleibender Skalensprung
Systematische Modellfehler
selbst auf nomineller Auflösung
Abbildung: S. Gruber, Univ. Zurich / Carleton UniversityKombination von dynamischem und statis-
tischem Downscaling / Fehlerkorrektur
Quantile-Mapping-Szenarien für Bad Reichenhall
1981-2010 zu 2070-2099, RCP8.5, EC-EARTH-RCA (CORDEX EUR-11)
25 8
Temperatur [°C] Niederschlag [mm/Tag]
7
20
6
15
5
10 4
3
5
2
0
1
-5 0
JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC
8.5°C 13.3°CKlimaanaloge
Welcher Ort heute hat heute ein ähnliches Klima
wie Bad Reichenhall in der Zukunft?
Beispielanwendung basierend auf maximaler Ähnlichkeit der vier
saisonalen Mittelwerte für Temperatur und Niederschlag. Eine
Modellkette (EUR-11 EC-EARTH-RCA) für RCP8.5.
Foto: www.100orte-reisemobil.ch2600 mögliche Analoge…
Was ist Ihr Tipp?
Quelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwissQuelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwiss
Die 5 besten Analoge.
Quelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwissNur Temperatur.
Quelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwissRCP8.5
Quelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwissRCP4.5
Quelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwissZusammenfassung
Regionale Grosse Multi-Modell Ensemble
Klimamodelle (CORDEX) zur Quantifizierung von
als Werkzeuge zu Klima- Projektionsunsicherheiten.
und Klimafolgenforschung
im Alpenraum. Kombination mit
statistischen Verfahren
notwendig / sinnvoll.
Robuste Signale,
aber auch erhebliche
Unsicherheiten.
Deutliche Auswirkungen auf Sotchi
alpinen Wasserhaushalt durch oder
Schwund der Kryosphäre. Adria?Zürich -> Berchtesgaden Eine Reise durch die Alpen…
Niederschlagsprojektionen Alpenraum Äquivalente atmosphärische CO2 Konzentration [ppm] Niederschlagsänderung Alpenraum (Jahressumme) [%] gegenüber 1971-2000
Schneefallprojektionen
Erklärung
Frei et al, in prep.Die Zukunft des Schnees
Periode mit kontinuierlicher Schneebedeckung in den Alpen, SRES A1B
Steger et al, 2013.Quantile Mapping
Kombination von dynamischem und statis-
tischem Downscaling / Fehlerkorrektur
QM-Szenarien für Bad Reichenhall
1981-2010 zu 2070-2099, RCP8.5, EC-EARTH-RCA (CORDEX EUR-11)
8.5°C 13.3°CQuelle: Fabienne Dahinden, ETH Zürich / MeteoSwiss
Zürich -> Berchtesgaden
Orographie
MPI-ESM-LR, 1.875°
• Keine Beschreibung regionaler Klima- und Klimaänderungsvariabilität
• Unzureichende Beschreibung von Extremen
• Nur begrenzt nutzbar für Klimaprojektionen im alpinen RaumSie können auch lesen
