NHCM-1

Abstrakt:

Klimacharakteristika mit starken Auswirkungen auf die menschliche Gesellschaft und auf Ökosysteme stehen oft in Verbindung mit klein-skaligen Klimaphänomenen. In diesem Zusammenhang sind hydrologische Eigenschaften des Klimas und Extremereignisse von besonderer Bedeutung, und seitens der Klimafolgenforschung besteht beträchtlicher Bedarf an hoch aufgelösten Klimaanalysen und Projektionen. Heutige regionale Klimamodelle werden im Allgemeinen in 50 oder 20 km horizontaler Gitterweite betrieben und sind in der Darstellung vieler regionaler Klimaphänomene erfolgreich. Trotzdem ist diese Auflösung zu grob um etwa Starkniederschläge und ihre räumliche Verteilung, oder den Tagesgang des Niederschlags über komplexem Gelände zufriedenstellend zu simulieren.

Räumlich höher aufgelöste, lokal-skalige Simulationen (Gitterweite kleiner als 10 km) haben prinzipiell das Potential diese Probleme zu lösen oder zumindest zu vermindern wobei aber, selbst bei Modellen die prinzipiell für lokale Skalen geeignet sind (nicht-hydrostatische Klimamodelle, NHCMs), zahlreiche Probleme, etwa bezüglich ihrer physikalischen Parametrisierung  auftreten. Weiters ist die Validierung von lokal-skaligen Klimamodellen (LCMs) wegen Mangel an Beobachtungsdaten in geeigneter Dichte und Qualität problematisch. Bis heute wurde der Unsicherheitsbereich von lokalen Klimasimulationen nicht systematisch untersucht.

Um die auflösungsabhängige Güte verschiedener Modellkomponenten, besonders der physikalischen Parametrisierungen intensiv untersuchen zu können, werden im Rahmen des beantragten Projekts NHCM-1 mit zwei LCMs (CLM, MM5) in drei verschiedenen Auflösungen (10 km, 3 km und 1 km Gitterweite) systematische Sensitivitätsstudien in zwei Testregionen in Österreich durchgeführt (eine alpine Region  und eine hügelige Region  im Alpenvorland). In einer der Testregionen wird das Projekt durch einen neuartigen hochaufgelösten Datensatz von 150 Klimastationen („WegenerNet“) unterstützt der zur Modellevaluierung zur Verfügung steht. Ein weiterer wichtiger Bestandteil von NHCM-1 wird eine internationalen Vergleichskampagne für LCMs sein, die erstmals die quantitative Abschätzung der Unsicherheiten von LCMs mit probabilistischen Methoden ermöglichen wird.

Das generelle Ziel des Projektes ist es die derzeit schlecht dokumentierten Stärken und Schwächen lokaler Klimamodelle zu analysieren und eine Abschätzung der mit dieser hoch-relevanten Methode verbundenen Unsicherheiten zu treffen. Die breitere und längerfristigere Zielvorstellung im Hintergrund des Projekts liegt darin, durch Bereitstellung einer fundierten Wissensbasis für Modellentwicklung in weiterer Folge zuverlässigere und in sich konsistentere Datensätze für die Klimafolgenforschung in der benötigten Auflösung erzeugen zu können.