Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.
The Tropical Glaciology Group's research on Kilimanjaro started in 2002 and is in progress. Central aspects of our research plan are: 1) Development of the working hypothesis: From a synopsis of (i) proxy data indicating changes in East African climate since ca. 1850, (ii) 20th century instrumental data (temperature and precipitation), and (iii) the observations and interpretations made during two periods of fieldwork (June 2001 and July 2002) a scenario of modern glacier retreat on Kibo is reconstructed. This scenario offers the working hypothesis for our project. 2) Impact of local climate on the glaciers: This goal involves micrometeorological measurements on the glaciers, and the application of collected data to full glacier energy and mass balance models. These models quantify the impact of local climate on a glacier, based on pure physical system knowledge. Our models are validated by measured mass loss and surface temperature. 3) Latest Extent of the Kilimanjaro glaciers: Here, a satellite image was analyzed to derive the surface area and spatial distribution of glaciers on Kilimanjaro in February 2003. To validate this approach, an aerial flight was conducted in July 2005. 4) Linking local climate to large-scale circulation: As glacier behavior on Kilimanjaro, a totally free-standing mountain, is likely to reflect changes in larger-scale climate, this goal explores the large-scale climate mechanisms driving local Kilimanjaro climate. Well known large-scale forcings of east African climate are sea surface temperature variations in the Pacific and, more important, in the Indian Ocean. 5) Regional modification of large-scale circulation: The regional precipitation response in East Africa due to large-scale forcing is not adequately resolved in a global climate model as used in 4). Thus, mesoscale model experiments with the numerical atmospheric model RAMS will be conducted within this goal. They are thought to reveal the modification of atmospheric flow by the Kilimanjaro massif on a regional scale. 6) Practical aspects: Based on micro- and mesoscale results, (i) how much water is provided by glaciers, (ii) providing future projections of glacier behavior as basis for economic and societal studies (practical part), e.g., for studies on the impact of vanishing glaciers on Kibo's touristic appeal, and (iii) which impact does deforestation on the Kilimanjaro slopes have on summit climate? Referring to item 2), two new automatic weather stations have been installed in February 2005. They complete a station operated by Massachusetts University on the surface of the Northern Icefield since 2000.
Durch Adress-Punkte symbolisch dargestellte Schulen.
Mit dem hier vorgestellten Projekt wollen wir zwei Fragen beantworten, die momentan im Zusammenhang mit zunehmendem Schmelzen des grönländischen Eisschildes heiß diskutiert werden: der Zeitpunkt ersten Auftretens von Veränderungen im subpolaren Nordatlantik und die Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen im Ozean jeweils hervorgerufen durch einen verstärkten bis außergewöhnlich starken Schmelzwassereintrag. Beides werden wir mit Hilfe von Simulationen mit dem neuen, bereits getesteten globalen Klimamodell FOCI-VIKING10 quantifizieren. Dieses einzigartige Modell ist für die Aufgabe besonders geeignet, weil es durch eingebettetes 2-Wege Nesting eine höhere Ozeangitterauflösung von 1/10° im Nordatlantik (30°-85°N) ermöglicht. In einer Reihe von multidekadischen Simulationen mit globaler Erwärmung von 1958-2050 schreiben wir unterschiedliche Projektionen des zukünftigen Schmelzwasserabflusses von Grönland vor, indem wir die lokalen, beobachteten Abflussraten bis 2016 verwenden und für die Folgejahre die lokalen Trends extrapolieren. Ergänzt werden die Trends durch stochastische Variabilität und systematisch eingefügte Extremwerte. Darüber hinaus werden wir neue Wege für die Modellvalidierung gehen, indem gezielt Satelliten- und Argo-float-Daten des meeresoberflächennahen Salzgehaltes auf räumliche und zeitliche Variabilität analysiert und verglichen werden. Als Hauptergebnis des Projektes werden wir Angaben zu Ort, Zeit und Größe der Veränderungen bereitstellen, mit denen der Ozean auf einen realistisch ansteigenden Schmelzwasserabfluss von Grönland reagiert, sowie Einblick in einen möglichen Einfluss auf das europäische Wetter und Klima geben.
The Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative, or NEESPI, is a currently active, yet strategically evolving program of internationally-supported Earth systems science research, which has as its foci issues in northern Eurasia that are relevant to regional and Global scientific and decision-making communities (see NEESPI Mission Statement). This part of the globe is undergoing significant changes - particularly those changes associated with a rapidly warming climate in this region and with important changes in governmental structures since the early 1990s and their associated influences on land use and the environment across this broad expanse. How this carbon-rich, cold region component of the Earth system functions as a regional entity and interacts with and feeds back to the greater Global system is to a large extent unknown. Thus, the capability to predict future changes that may be expected to occur within this region and the consequences of those changes with any acceptable accuracy is currently uncertain. One of the reasons for this lack of regional Earth system understanding is the relative paucity of well-coordinated, multidisciplinary and integrating studies of the critical physical and biological systems. By establishing a large-scale, multidisciplinary program of funded research, NEESPI is aimed at developing an enhanced understanding of the interactions between the ecosystem, atmosphere, and human dynamics in northern Eurasia. Specifically, the NEESPI strives to understand how the land ecosystems and continental water dynamics in northern Eurasia interact with and alter the climatic system, biosphere, atmosphere, and hydrosphere of the Earth. The contemporaneous changes in climate and land use are impacting the biological, chemical, and physical functions of the northern Eurasia, but little data and fewer models are available that can be used to understand the current status of this expansive regional system, much less the influence of the northern Eurasia region on the Global climate. NEESPI seeks to secure the necessary financial and related institutional support from an international cadre of sponsors for developing a viable understanding of the functioning of northern Eurasia and the impacts of extant changes on the regional and Earth systems. Many types of ground and integrative (e.g., satellite; GIS) data will be needed and many models must be applied, adapted or developed for properly understanding the functioning of this cold and diverse regional system. Mechanisms for obtaining the requisite data sets and models and sharing them among the participating scientists are essential and require international and active governmental participation. (abridged text)
Die wichtigsten Energietranfers im mesoskaligen Skalenbereich (zwischen 100m und 10km) wird identifiziert, quantifiziert und parametrisiert, mit dem Ziel sie in globale Klimamodelle zu integrieren. Dies wird mit Hilfe numerischer Ansätze erreicht, die aus zwei verschiedenen Modellstudien bestehen, spezialisiert auf turbulente Flüsse und regionale Ozeanprozesse, sowie mit Hilfe eines Feldprogrammes, welches die Ostsee als ein 'natürliches Labor' für die Beobachtung von sub-mesoskaligen Energietransfers nutzt.
In verschiedenen Anwendungsbereichen der Klimamodellierung, z.B. Paläoklimatologie oder Sensitivitätsstudien, besteht Bedarf nach einem besonders effizienten Atmosphärenmodul. Niedrigdimensionale Modelle, basierend auf empirisch-orthogonalen Funktionen (EOF), mit einer empirischen linearen Parametrisierung der nicht aufgelösten Subgitterskalen (SGS), können viele Aspekte der Dynamik eines klassischen allgemeinen Zirkulationsmodells reproduzieren. Sie bieten sich somit in diesem Zusammenhang als interessantes Werkzeug an. Ein verbleibendes Problem war bisher die Klimasensitivität der empirischen SGS-Parametrisierung. In dem Projekt sollen zwei eng miteinander verwobene Ansätze verwendet werden, um dieses Thema anzugehen: (1) Neuere Ergebnisse zeigen, dass das Fluktuations-Dissipations-Theorem (FDT) Potential für die Vorhersage der Reaktion einer empirischen SGS-Parametrisierung auf variable externe Bedingungen hat, insbesondere wenn das betroffene System ausreichend viele schnelle Komponenten hat. Die barotrope Vorticitygleichung in dieser Untersuchung gestattet aber nur vergleichsweise langsame barotrope Rossbywellen. Es ist deshalb zu erwarten, dass der FDT-Ansatz in einem realistischeren Zusammenhang noch besser funktioniert. Darum, und auch mit der direkten Absicht, sukzessive den Realismus der Anwendung zu erhöhen, ist es geplant, die FDT-Strategie auf niedrigdimensionale Modelle der quasigeostrophischen Dreischichtendynamik (QG3S) anzuwenden, die synoptisch-skalige barokline Wellen zulässt. Dazu soll eine empirische linear-stochastische (Ornstein-Uhlenbeck, OU) Parametrisierung betrachtet werden. (2) Noch mehr als der obige Ansatz mit einer empirischen OU-Parametrisierung basiert die stochastische Modenreduktion (SMR) auf ersten Prinzipien. Die darin gegebene explizite Ableitung des Einflusses der nichtaufgelösten schnellen Moden, mit multiplikativem Rauschen und nichtlinearen deterministischen Beiträgen als Ergänzung zu Antrieb und additivem Rauschen wie in einer OU-Parametrisierung, sollte zu einem robusteren Verhalten eines entsprechend entwickelten niedrigdimensionalen Modells führen als die mehr datenbasierte OU-Parametrisierung der SGS. Da SMR-basierte Modelle allerdings zu einem Klimafehler neigen, die oben beschriebenen empirischen Ansätze andererseits sehr gut funktionieren, ist es vorgesehen, die Leistungsfähigkeit von SMR-Modellen zu verbessern, indem die konstante und lineare Komponente ihrer SGS-Parametrisierung empirisch ergänzt wird. Wiederum im QG3S-Zusammenhang soll das FDT verwendet werden, um die Reaktion der empirischen Komponenten der so modifizierten SMR-Parametrisierung auf externe Störungen vorherzusagen. Das übergeordnete Ziel dieser Anstrengungen ist ein effizientes Atmosphärenmodell, das soweit wie nach dem heutigen Stand der Wissenschaft möglich auf ersten Prinzipien basiert, das darüber hinaus aber das FDT verwendet, um die Klimaabhängigkeit der verbleibenden empirischen Elemente zu beschreiben.
Der Strahlungsantrieb durch anthropogene Aerosole aufgrund von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen ist die Hauptunsicherheit bezüglich des Antriebs des Klimawandels. Für Flüssigwasserwolken, die den Strahlungsantrieb im solaren (kurzwelligen) Spektrum dominieren, konnten mittlerweile einige Fortschritte in der Quantifizierung erzielt werden. Im Gegensatz dazu gibt es für den Strahlungsantrieb im langwelligen (terrestrischen) Spektralbereich nur sehr grobe Abschätzungen von Klimamodellen. In Vorarbeiten haben wir einen Vorschlag entwickelt, wir aktive Fernerkundung zur Charakterisierung von Eiskristallkonzentrationen und Aerosol benutzt werden könnte, um eine beobachtungsbasierte Abschätzung des Strahlungsantriebs durch Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen im langwelligen Spektrum zu ermöglichen. Allerdings sind die Satellitendaten höchst unsicher und benötigen eine Validierung mit Referenzdaten. In FLASH wird vorgeschlagen, (i) die Satelliten-abgeleitete Eiskristallkonzentration sowie ihre Sensitivität bezüglich Temperatur, Vertikalwind und Aerosolbedingungen mit den neuen In-situ-Daten von HALO zu validieren bzw. evaluieren, (ii) die Ableitung der Eiskristallkonzentration vom Satelliten mit der von Lidar und Radar an Bord von HALO zu verifizieren, (iii) Klimamodelle zu evaluieren und zur Interpretation der statistischen Relationen zu benutzen, und (iv) schließlich eine Abschätzung des Strahlungsantriebs durch Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen und seines Unsicherheitsbereichs zu erarbeiten. Die Rolle von FLASH im SPP 1294 ist es, die vorhandenen Daten auszuwerten und mit den Daten geplanter Kampagnen in integrierender Weise zu arbeiten mit dem Ziel, eine bessere Abschätzung des Aerosol-Wolken-Strahlungsantriebs zu erreichen, neue innovative Satellitendaten zu validieren, und die relevanten Parametrisierungen in Klimamodellen zu evaluieren und zu verbessern.
Gletscher haben im 20. Jh. weltweit starke Rückgänge erfahren, was auch für Gletscher in den Tropen gilt. Obwohl die Gletscher am Kilimanjaro (Tansania) ähnliche Charakteristika wie andere tropische Gletscher aufweisen (starke Empfindlichkeit auf Klimaelemente, die von der Luftfeuchtigkeit gesteuert werden), verlangt die Untersuchung ihres Verhaltens eine spezielle Sichtweise. Diese ist notwendig, da am Kilimanjaro zwei verschiedene Gletschersysteme existieren: die tafelförmigen Gletscher auf dem Gipfelplateau und die Hanggletscher unterhalb des Gipfelplateaus auf den steilen Flanken des Berges. Plateaugletscher sind von seitlich zurückweichenden, vertikalen Eiskliffs umrandet, die zu einer stetigen Abnahme der Ausdehnung von Plateaugletschern führen - selbst wenn sich auf deren horizontalen Oberflächen Schnee und folglich Gletschermasse ansammelt. Ein Vorprojekt konnte belegen, dass die klimatische Hauptursache für den seit 1880 andauernden Rückgang der Gletscher am Kilimanjaro ein regional trockeneres Klima seit dem späten 19. Jh. ist. Ebenso wurde klar, dass das gegenwärtige Klima die Gletscher nahe an das vollständige Verschwinden drängt. Dies wirft wiederum die Frage auf, unter welchen Klimabedingungen sie überhaupt existieren und sich bilden konnten. Das beantragte Projekt setzt sich daher das Ziel, eine mindestens 500 Jahre umfassende Zeitreihe des Gletscherverhaltens am Kilimanjaro zu rekonstruieren. Da andere Rekonstruktionen (v.a. Seespiegelstände) andeuten, dass die regionalen Klimaschwankungen vor 1880 größer als nachher waren, scheint es möglich, dass die Gletscher am Kilimanjaro eine relativ kurze Lebenszeit und daher ein zyklisches Verhalten aufweisen. Im vorgeschlagenen Projekt werden meteorologische Messungen im Gipfelbereich des Kilimanjaro dazu dienen, ein Massenbilanzmodell anzutreiben, zu kalibrieren und zu validieren. Dieses an der Physik der Gletscher orientierte Modell quantifiziert den Massenaustausch zwischen Gletscher und Atmosphäre. Input-Daten, die mehrere Jahrhunderte umfassen, sollen schließlich aus Simulationen des Paläoklimas mit gekoppelten Zirkulationsmodellen (globale Klimamodelle) kommen. Um den Klimamodell-Output auf die lokalen Verhältnisse am Kilimanjaro zu transferieren, ist eine Regionalisierungstechnik (statistisches Downscaling) notwendig. Durch die Anwendung des regionalisierten Datensatzes auf das Massenbilanzmodell entsteht im letzten Schritt eine mindestens 500-jährige Reihe des Gletscherverhaltens (und potenzieller Zyklizität) am Kilimanjaro, die mit (a) anderen Rekonstruktionen von klimaempfindlichen Umweltsystemen (Seestände, Eisbohrkerne) und (b) der großräumigen Klimadynamik im Zirkulationsmodell verglichen werden kann. Der experimentelle Teil des Projekts betrifft die Modellierung der vertikalen Eiskliffs sowie die Erzeugung zeitlich hochaufgelöster lokaler Daten aus dem globalen Klimamodell. usw.
Durch die internationale Forschungsgemeinschaft werden Globalmodellläufe in verschiedenen Phasen des Coupled Model Intercomparison Project ( CMIP ) in Vorbereitung des nächsten IPCC-Berichtszyklus berechnet. Ergebnisse dieser Globalmodellsimulationen haben grobe Auflösungen (> 100 km x 100 km), welche für regionale Betrachtungen des zu erwartenden Klimawandels nicht ausreichend sind. Mit Hilfe von Regionalmodellen (Regional Climate Models - RCMs) können die Ergebnisse aus Globalmodellrechnungen auf räumlich höhere Auflösungen gebracht werden: Da regionale Klimamodelle lediglich einen Ausschnitt der Atmosphäre betrachten, benötigen sie geeignete Randbedingungen an den Grenzen des Simulationsgebietes. Diese Randbedingungen stammen aus Simulationen der globalen Klimamodelle. Man spricht davon, dass ein regionales Klimamodell durch ein globales Klimamodell angetrieben wird. Dieser Prozess wird als „Nesting“ bezeichnet. Für die 5. Phase des CMIP (CMIP5) liegen solche regionalisierten Klimamodelldaten für Deutschland bzw. Europa in einer Auflösung von 12,5 km x 12,5 km vor. Diese wurden in verschiedenen Initiativen bzw. Projekten erstellt: EURO-CORDEX, ReKliEs-De, EPISODES (DWD) Im Rahmen von EURO-CORDEX ( Co o r dinated D ownscaling Ex periment - Euro pean Domain), als Teil der CORDEX-Initiative, wurden europaweite, regionalisierte Klimasimulationen/ Projektionen (auf Basis des CMIP5) erstellt. Ein großer Vorteil dieses Ensembles (= Menge an Klimamodellläufen) ist die Festlegung von einheitlichen Ausgabeformaten des Datenoutputs der Modelle (z. B. einheitliche räumliche Auflösung; vorgegebene, obligatorische Ausgabevariablen). Dies erleichtert die Vergleichbarkeit und Auswertung der vorliegenden Modellläufe. In dem BMBF-finanzierten Projekt ReKliEs-De ( Re gionale Kli maprojektionen E n s emble für De utschland) wurden die Ergebnisse aus EURO-CORDEX um weitere Läufe ergänzt. Weitere regionalisierte Projektionsdaten liefert EPISODES. Es handelt sich dabei um eine Empirisch-Statistische Downscaling Methode, welche durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelt wurde. Alle diese benannten Modelldaten stehen auf dem ESGF-Knoten des DWD bzw. des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) für die Öffentlichkeit zur Verfügung. Aus den oben genannten Initiativen bzw. Projekten ist somit ein Ensemble von regionalisierten Klimamodellsimulationen entstanden, welches im Nachhinein durch verschiedene Gründe/Ausschlüsse nochmal einmal reduziert werden musste: verschiedene Rückzüge einiger Modellläufe aufgrund methodisch begründbarer Modellfehler durch die jeweiligen Modellierergruppen bzw. durch den DWD Ausschlüsse aufgrund von Unplausibilitäten in der Reproduktion der Vergangenheit in manchen Modellen sowie Ausschlüsse von Läufen, welche in der Reproduktion der Vergangenheit die Referenzperiode 1961 bis 1990 nicht abdecken. (Die letzten beide Ausschlüsse erfolgten durch die Umweltämter der drei Bundesländer Sachsen-Anhalt (LAU), Sachsen (LfULG) und Thüringen (TLUBN)) Im Ergebnis ist das mitteldeutsche Referenzensemble entstanden, welches für die Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 je 17, 18 bzw. 25 Läufe beinhaltet. Eine genaue Auflistung des Ensembles ist in der Dokumentation zum Mitteldeutschen Kernensemble (MDK, siehe unten) zu finden. Eine ausführliche Auswertung dieses Klimamodellensembles für Sachsen-Anhalt ist im Ergebnisbericht sowie Synthesebericht des Projektes „Klimamodellauswertung Sachsen-Anhalt 1961-2100“ zu finden. Die Broschüre „ Der Klimawandel vor unserer Haustür “ liefert eine etwas leichter verständliche Kurzdarstellung der mittleren Ergebnisse der Klimamodellauswertung. Im Nachfolgenden sei ein kleiner Einblick in die Ergebnisse dieser Auswertung gegeben. Eine Kernaussage des Projektes lautet: „RCP2.6 und RCP8.5 unterscheiden sich in ihren Auswirkungen auf das Klima stark, insbesondere was die Entwicklung des Klimas nach 2050 betrifft. “ Es „[…] wird […] deutlich, dass das RCP8.5 Änderungssignale für das Klima in Sachsen-Anhalt beinhaltet, die weit außerhalb der heute üblichen Bandbreite liegen, während das RCP2.6 lediglich eine moderate Verschiebung des Klimas in Richtung dessen bedeutet, was wir heute als oberen Bereich der Bandbreite beschreiben würden. Die Stärke und besonders die Geschwindigkeit der Änderung des Klimas hängt also sehr stark von den Maßnahmen zum Klimaschutz ab und es könnte sehr schwierig sein, die Infrastruktur sowie andere gesellschaftliche Systeme an die neuen Gegebenheiten anzupassen.“ Anhand der Projektion der Tagesmitteltemperatur sowie des Niederschlags sei dies verdeutlicht. Die Auswertung des Referenzensembles für das Gebiet von Sachsen-Anhalt zeigt folgende, zu erwartende Entwicklungen auf: Stagnation der Erwärmung ab 2050 im RCP2.6 Im RCP2.6-Szenario (Szenario mit globalem Klimaschutz) zeigt sich für Sachsen-Anhalt sowohl für die nahe Zukunft (Mittel der Periode 2021 bis 2050) als auch für die ferne Zukunft (Mittel der Periode 2071 bis 2100) eine Temperaturzunahme von knapp 2 K im Vergleich zur Referenzperiode (1961 bis 1990). Durch die Reduzierung der Treibhausgasemissionen, welche in diesem Szenario angenommen wird, kann die Temperaturzunahme somit eingedämmt werden und stagniert ab Mitte des Jahrhunderts. Beschleunigung der Erwärmung ab 2050 nach RCP8.5 Für das Szenario RCP8.5 (Szenario ohne globalen Klimaschutz) zeigt sich für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) eine Temperaturzunahme, die der des RCP2.6 projizierten Temperaturzunahme entspricht (ca. 2 K). Für die ferne Zukunft hingegen zeigt dieses Szenario eine Temperaturzunahme von rund 4 K für Sachsen-Anhalt. Einige Modelle zeigen sogar über 5 K Temperaturzunahme an. Ähnliche Größenordnungen der Temperaturentwicklung der einzelnen Jahreszeiten wie des Gesamtjahrs (für beide Szenarien sowie beide Zukunftsperioden) Ausnahme bildet hierbei der Sommer: Für das RCP8.5 zeigt sich für die ferne Zukunft eine deutlich größere obere Spannweite der Temperaturzunahme von 7 K und mehr. Verschiebung der Niederschlagsverteilung über das Jahr: In beiden RCP-Szenarien zeigt sich eine Tendenz zu leichter Niederschlagszunahme im Winter sowie eine Tendenz zu leichter Niederschlagsabnahme im Sommer, welche je nach betrachtetem Zeitraum und Szenario stärker oder schwächer ausfallen kann. Man beachte hierbei jedoch die Spannweiten der projizierten Niederschlagsänderung, welche zum Teil auch in das entgegengesetzte Vorzeichen (im Vergleich zum Ensemblemittel) rutschen können. Leichte Niederschlagszunahme für das Gesamtjahr Jedoch ist auch hier auf die große Spannbreite der Projektionen hinzuweisen. Die untere Spanne der Modellsimulationen zeigt für beide Zeiträume und beide Szenarien eine Niederschlagsabnahme an. Eine kurze Einordnung der oben benannten Ergebnisse sei im Folgenden gegeben: Unter dem Aspekt, der Temperaturzunahme und damit einhergehend zunehmender Verdunstung ist mit negativen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt vor allem im Sommer zu rechnen. Für die Entwicklung des Niederschlags ist anzumerken, dass es sich beim Verständnis und der Modellierung von Wolkenprozessen und damit auch des Niederschlags um Gegenstand der Forschung handelt. Zum einen sind die wolkenphysikalischen Prozesse weiterhin Bestandteil der Grundlagenforschung. Zum anderen bedingt die Kleinskaligkeit der Prozesse, dass diese auf dem Modellgitter nicht aufgelöst werden können und deshalb parametrisiert werden müssen, was Unsicherheiten mit sich bringt. Es ist daher darauf zu verweisen, dass es sich bei der zukünftig zu erwartenden Niederschlagsverteilung/-entwicklung lediglich um Tendenzen handelt, die keine 100-prozentig gesicherten Aussagen liefern können. In der Frage, ob es ein Zuviel oder ein Zuwenig an Wasser geben wird, muss sich die Gesellschaft/Wasserwirtschaft auf beide Möglichkeiten/Herausforderungen einstellen - nicht zuletzt, da es sich bei den dargestellten Tendenzen um 30-Jahresmittel handelt. Innerhalb dieser Zukunftsperioden können trotzdem mehrere zu nasse ggf. hochwassergeprägte Winter (wie bspw. im Dezember 2023) aber auch Winter, die ein potenzielles Niederschlagsdefizit des Sommers nicht durch überdurchschnittliche Niederschläge ausgleichen können, existieren. Ebenso bedeutet die Tendenz zur Abnahme der Sommerniederschläge nicht, dass es keine hochwassergefährdeten Sommer mit überdurchschnittlichem Niederschlag geben werden kann. Soweit möglich, sollten immer so viele Klimamodelle wie möglich ausgewertet werden. Für den Fall, dass dies aus Kapazitätsgründen nicht möglich ist, wurde von den Umweltämtern der Bundesländer Sachsen-Anhalt, Sachsen und Thüringen das Mitteldeutsche Kernensemble (MDK) ausgewählt/erstellt. Das MDK stellt eine reduzierte Auswahl (je 7 Modellläufe für RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5) von regionalisierten Klimamodellsimulationen (basierend auf dem Referenzensemble) für die Region der drei Bundesländer dar. Es wurde erstellt, um den Rechenaufwand für detaillierte Auswertungen und ggf. Impact-/Wirkmodellierung zu reduzieren. Die Reduzierung/Auswahl basiert auf der Erhaltung der zukünftig simulierten Spannbreiten für die verschiedenen meteorologischen Variablen, die die Klimamodelle simulieren. Genaue/ weiterführende Informationen sind in der ausführlichen Dokumentation zum MDK zu finden: Mitteldeutsches Kernensemble - Auswertung regionaler Klimamodelldaten Letzte Aktualisierung: 18.09.2024
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