Prognosen zukünftiger extremer Niederschlagsänderungen können zuverlässiger gemacht werden, indem eine Einschränkung aus der beobachteten heutigen Niederschlagsvariabilität verwendet wird, was die Unsicherheiten in Projektionen um 20-40% über den mittleren bis hohen Breiten reduziert, so eine gemeinsame Studie des Institute of Atmospheric Physics (IAP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und dem Met Office, dem nationalen Wetterdienst des Vereinigten Königreichs.
Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation am 3.11.
Die Welt wird weiterhin von rekordbrechenden Niederschlagsextremen überrascht, darunter die Überschwemmungen in Europa und China im Jahr 2021 und die neuere Überschwemmung in Pakistan im Jahr 2022, die Chaos in Gesellschaft und Wirtschaft angerichtet haben.
Wie viel schlimmer wird es in Zukunft sein, wenn sich die globale Erwärmung verstärkt? Länder brauchen verlässliche Klimaprognosen, um sich vorzubereiten. Trotz aller Einigkeit über eine künftige Intensivierung zeigen die aktuellen hochmodernen Klimamodelle jedoch immer noch große Unsicherheiten in Bezug auf das Ausmaß der Änderungen bei extremen Niederschlägen – die sogenannte „Prognoseunsicherheit“. Dies stellt eine große Herausforderung für den Klimaschutz und die Anpassungsplanung dar.
Um dieses Problem anzugehen, müssen noch zwei große Herausforderungen gelöst werden, darunter die Identifizierung der Quellen der Projektionsunsicherheit und die Suche nach wirksamen Methoden zur Begrenzung dieser Unsicherheit.
Eine Illustration, die den Prozess und die Wirkung von Emerging Constraint zeigt. Bildnachweis: Wenxia Zhang
Unter Verwendung von Multimodell-Ensemble-Simulationen stellt diese Studie fest, dass die Meinungsverschiedenheit zwischen extremen Niederschlagsprojektionen aus verschiedenen Modellen signifikant mit den Modelldarstellungen der heutigen Niederschlagsvariabilität (dh dem Bereich, in dem Niederschlagsereignisse zeitlich variieren) zusammenhängt. Auf diese Weise kann eine entstehende Beziehung hergestellt werden – insbesondere Klimamodelle, die eine schwächere heutige Niederschlagsvariabilität simulieren, tendieren dazu, größere Zunahmen extremer Niederschlagsereignisse unter einem bestimmten Anstieg der globalen Erwärmung zu projizieren. Diese entstehende Beziehung gilt in vielen Regionen der Welt, insbesondere in den mittleren bis hohen Breiten, in erheblichem Maße.
„Wir haben diese entstehende Beziehung statistisch und theoretisch begründet, indem wir idealisierte Niederschlagsverteilungen verwendet haben. Dieses statistische Argument liefert nicht nur Einblicke in das Verständnis der Projektionsunsicherheit, sondern erhöht auch die Glaubwürdigkeit der Einschränkung“, sagte Wenxia Zhang, außerordentliche Professorin am IAP und Hauptautorin von die Studium.
„Durch die Verwendung dieser aufkommenden Einschränkung in Kombination mit der beobachteten Niederschlagsvariabilität können wir eine effektive Möglichkeit bieten, extreme Niederschlagsprognosen einzuschränken“, sagte Kalli Furtado, Expert Scientist am Met Office und Zweitautor der Studie. „Es reduziert nicht nur die Prognoseunsicherheit regional um 20-40 %, sondern korrigiert auch die beste Schätzung zukünftiger Änderungen. Beispielsweise deutet die Einschränkung darauf hin, dass die zukünftige Zunahme extremer Niederschläge möglicherweise größer ist als bisher in Nordasien prognostiziert, aber möglicherweise sein wird weniger als bisher in Europa prognostiziert.“
„Frühere Untersuchungen haben Methoden entwickelt, um Projektionen im Kontext globaler oder tropischer durchschnittlicher Extremniederschläge einzuschränken. Aktivitäten zur Klimaanpassung benötigen jedoch zuverlässige regionale Informationen zur Projektion. Ein wichtiger Vorteil dieser entstehenden Einschränkung ist, dass sie auf regionaler Ebene gilt und somit möglich ist auf verschiedene Regionen angewendet werden, um regionale Extremniederschlagsprognosen zuverlässiger zu machen“, sagte Tianjun Zhou, korrespondierender Autor der Studie, leitender Wissenschaftler am IAP und Professor an der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Dies wird voraussichtlich umsetzbare Klimawissenschaft liefern, die der regionalen Anpassungsplanung erheblich zugute kommt, von der Landwirtschaftsplanung und Ernährungssicherheit bis hin zu Hochwasserschutzsystemen und öffentlicher Sicherheit, neben vielen anderen Sektoren.“
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Einschränken extremer Niederschlagsprognosen unter Verwendung vergangener Niederschlagsvariabilität, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34006-0