Analyse und Bewertung des WEREX-V-Ensembles hinsichtlich der Abbildung von Extremen in Sachsen

Projektziel:

Bewertung der aktuellen Klimaprojektion »WEREX-V-Ensemble« (2011) hinsichtlich einer qualitativ und quantitativ plausiblen Abbildung witterungsbedingter Extreme in Sachsen. Die Bewertung erfolgte anhand von Kernaussagen aus der aktuellen Klimadiagnose »Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen« (LfULG-Schriftenreihe, Heft 3/2015) und der »Charakterisierung von meteorologischer Trockenheit« (LfULG-Schriftenreihe, Heft 7/2015). Hierbei stand die (selektive) Nutzung des Projektionsdatensatzes als Input in der Impact-Modellierung (Klimafolgenforschung) im Vordergrund.

Projektergebnisse:

Die gravierendsten regionalen Auswirkungen des globalen Klimawandels in Sachsen werden im Zusammenhang mit Trockenheit, Starkniederschlägen und Wärmebelastungen erwartet:

1. Die Starkniederschlagshöhe der untersuchten Perzentile (80, 90, 95, 99) wird von allen Modellen im Jahr und den Vegetationsperioden I und II unterschätzt. Die innerjährliche Variabilität des Auftretens von Starkniederschlägen, insbesondere in den Vegetationsperioden, wird nicht zufriedenstellend wiedergegeben. Eine mehrjährige Variabilität des Auftretens von Starkniederschlägen wird prinzipiell simuliert, wenngleich meist in geringerem Umfang.
2. Die Analyse der Temperaturperzentile (10, 90) verdeutlicht, dass die hohen und niedrigen Extreme gekappt sind. Die Anzahl von Temperatur-abgeleiteten Ereignistagen (Frost-, Eis-, Sommer- und Heiße Tage) wird generell unterschätzt. Perzentil-basierte Wärme- und Kälteperioden werden mit größeren Fehlern simuliert.
3. Die Analyse von Trockenperioden erfolgte auf der Basis des standardisierten Niederschlags- (SPI) sowie des Niederschlags-Evaporations-Indexes (SPEI), der durch unterschiedliche Mittelungszeiträume Relevanz für unterschiedliche Fachbereiche besitzt: 3-monatige Mittelung für die Landwirtschaft und 12-monatige Mittelung für das Wassermanagement. Das WEREX V-Ensemble simuliert kurze Trockenperioden zu häufig und lange Perioden zu selten.
4. Fazit aus 1) bis 3): Niederschlags- und Temperaturextreme werden gedämpft. Je extremer ein Index, desto schlechter dessen Abbildung. Die Reproduktion von langen Perioden ist problematisch, das heißt die Persistenz von Wetterlagen wird nicht ausreichend erfasst. Die innerjährliche und die dekadische Variabilität werden schlechter wiedergegeben als Jahreswerte bzw. klimatologische Mittelwerte. Es wurde keine Abhängigkeit der Güte der Projektionen für einzelne Stationen von deren Lage und Höhe im Untersuchungsgebiet gefunden.
5. Die Indexkategorien Starkniederschlag, Temperaturextreme und Trockenheit werden durch die Ensemble-Mitglieder: EH5_CLM_L1 (ECHAM5, Lauf 1, mit nachgeschaltetem Downscaling mittels CCLM), EH5_RACMO_L3 (ECHAM5, Lauf 3, mit nachgeschaltetem Downscaling mittels RACMO), EH5_REMO_L3 (ECHAM5, Lauf 3, mit nachgeschaltetem Downscaling mittels REMO) und HCG2_L1 (HadGEM2, Berücksichtigung Aerosole, Transportchemie, transiente Landnutzung, Lauf 3) relativ gut abgebildet.
6. Die Einbeziehung von RCM (CCLM, REMO, RACMO) in die WEREX-Modellkaskade war aus Sicht der Reproduktion von Extremen erfolgreich.