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IPCC-AR5 Klimaszenarien (RCPs) zur hydrologischen Klimaimpaktanalyse: Synthese hochaufgelöster Regionalisierung, multivariater stochastischer Biaskorrektur und optimierter hydrologischer Modell- und Prozessanalyse am Beispiel Nationalpark Berchtesgaden



Leitung: Harald Kunstmann

Beteiligte Wissenschaftler: Michael Warscher, Sven Wagner, Florian Marshall (Universität Augsburg), Patrick Laux, Jakob Garvelmann, Gerhard Smiatek (KIT Campus Alpin – IMK-IFU)

In Kooperation mit der Universität Innsbruck: Ulrich Strasser, Sascha Bellaire

und der Nationalparkverwaltung Berchtesgaden



Für die regionale Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels sind hochaufgelöste regionale Klimasimulationen unverzichtbar. Dies gilt vor allem für komplexe, klimasensitive Regionen wie den Alpenraum und für die Abschätzung von zukünftig erwarteten Änderungen im Wasserhaushalt und deren Auswirkungen auf Ökosysteme. Für den neuen IPCC Bericht (AR5) wurden mit den aktuellen Modellgenerationen globale Szenarienläufe basierend auf verbesserten Emissionsabschätzungen (RCPs) durchgeführt. Diese sind wegen ihrer groben räumlichen Auflösung und ihrer teils großen gerichteten Fehler in der Reproduktion des Jetztzeitklimas jedoch nicht zur regionalen Klimaimpaktanalyse geeignet. Sie müssen räumlich verfeinert und mit statistischen Methoden korrigiert werden.

Smiatek_JGR   Warscher_WRR         
RCMs: Bias im Winterniederschlag (Smiatek et al. 2009, JGR)  
Modellierte Schneebedeckungsdauer (Warscher et al. 2013, WRR)

Mao_HESS
Stochastische Biaskorrektur Niederschlag (Mao et al. 2015, HESS)  
     
Das Projekt Bias II hat zum Ziel, neueste globale Klimaszenarien in sehr hoher räumlicher Auflösung (5-10 km) dynamisch zu regionalisieren und multivariate stochastische Biaskorrekturverfahren für alle relevanten hydrometeorologischen Variablen zu entwickeln. Niederschlag, Temperatur, Strahlung, Feuchte und Windgeschwindigkeit sollen möglichst in physikalisch konsistenter Weise korrigiert werden. Zudem werden Schneedynamik und Transportprozesse im Untergrund mittels kombinierter hydrologischer Modell- und Prozessanalysen untersucht und in ein erweitertes hydrologisches Modell integriert, so dass robustere Klimaimpaktanalysen, insbesondere für Gebirgsregionen, ermöglicht werden. Die Herausforderung für die Zielregion Nationalpark Berchtesgaden besteht hierbei in der komplexen Hydrogeologie, dem extrem steilen Gelände, den großen kleinräumigen Klimagradienten und der hohen Bedeutung der Schneedynamik für den Wasserhaushalt. Für die verbesserte Prozessmodellierung werden stabile Wasserisotope sowie neuentwickelte SnoMoS-Sensoren als innovative Validerungsmethoden eingesetzt.


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Gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (StMUV)

Partner:
http://www.alpinehydroclimatology.net/
http://www.nationalpark-berchtesgaden.bayern.de/

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