Vorhersage tödlicher Hitzewellen mit besseren Luft- und Bodendaten
Die zunehmende Häufigkeit und Schwere von extremen Wetterereignissen weltweit ist die offensichtlichste Folge der globalen Erwärmung. Heutzutage sind die genaue und zuverlässige Klimaüberwachung und Vorhersage von entscheidender Bedeutung. Im Projekt CONFESS wurden erstaunliche Schritte bei der Klimamodellierung erreicht. So können über den Copernicus-Dienst zur Überwachung des Klimawandels (C3S) zuverlässige Informationen über das vergangene, aktuelle und zukünftige Klima in Europa und der Welt bereitgestellt werden. Konkret hat das Projektteam die Darstellung von Aerosolen in der Troposphäre in Klimamodellen verbessert und verschiedene Datensätze zur Bodennutzung, Bodenbedeckung und Vegetation identifiziert und harmonisiert. „Mit den CONFESS-Entwicklungen und der Erforschung von Auswirkungen auf jahreszeitliche und dekadische Vorhersagen konnten moderne Möglichkeiten zur Wetter- und Klimavorhersage und zur Reanalyse der nächsten Generation in Bereichen weiterentwickelt werden, die für die Anpassung an den Klimawandel dringend notwendig sind“, berichtet Magdalena Alonso Balmaseda, CONFESS-Projektkoordinatorin.
Die Auswirkungen von Aerosolen aufzeichnen
Ein wichtiger Schritt im Projekt war die Darstellung von Aerosolen in der Troposphäre – winzigen Teilchen in der unteren Erdatmosphäre – bei Reanalysen und jahreszeitlichen Vorhersagen. Das CONFESS-Team hat eine Aufzeichnung der zeitlichen Variationen von Aerosolen in der Troposphäre über mehrere Jahrzehnte aufgestellt und diese in langfristigen Klimasimulationen, jahreszeitlichen Vorhersagen und mittelfristigen Prognosen gründlich ausgewertet. Die Arbeit steht mit dem Copernicus-Dienst zur Überwachung der Atmosphäre im Einklang. Dank der hohen Qualität wird diese Aufzeichnung in die nächste Generation jahreszeitlicher Vorhersagen des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) und in die anstehenden atmosphärischen Reanalysen des C3S integriert. Durch eine Analyse der Aufzeichnungen kann zum Beispiel der Rückgang von Sulfaten durch Industrieemissionen in Europa beobachtet und mit einem Anstieg dieser Emissionen in China, Indien und dem Nahen und Mittleren Osten verglichen werden. „Die zeitlichen Veränderungen der Aerosole sind nicht nur für die lokale Strahlungsbilanz und somit direkt die Oberflächentemperatur wichtig, sondern auch für weitreichende atmosphärische Zirkulationsmuster. Bei der Analyse der Ergebnisse stellte sich heraus, dass die indirekten Auswirkungen von Aerosolen in den Modellen zur Reanalyse und jahreszeitlichen Vorhersage beachtet werden müssen“, erklärt Balmaseda.
Landdaten harmonisieren
Das CONFESS-Team konnte auch erfolgreich verschiedene Datensätze zur Bodennutzung, Bodenbedeckung und Vegetation identifizieren und harmonisieren. Durch die Integration in verschiedene Klimamodelle konnten die Forschenden erstmals eine quantitative Bewertung der Auswirkungen der zeitlichen Variationen von Bodeneigenschaften in mehrjährigen Bodensimulationen und jahreszeitlichen Vorhersagen durchführen. Dabei stellte sich heraus, dass diese Eigenschaften, insbesondere die Vegetation, einen erheblichen Einfluss auf Trends und Extreme der Oberflächentemperatur haben. Ein Beispiel ist die intensive und andauernde Hitzewelle in Europa im Sommer 2003. Durch die heißen, trockenen Bedingungen ging die Vegetation zurück, wodurch sich die Hitze wiederum intensivierte. „Werden die zeitlichen Variationen der Vegetation in die Modelle für jahreszeitliche Vorhersagen integriert, sollten die Vorhersagen von Temperaturextremen besser werden. Scheinbar schwächt Vegetation auch die langfristige Erwärmung in einigen Regionen der Erde ab bzw. verstärkt sie – ein kritischer Aspekt für die Anpassung an den Klimawandel und den Klimaschutz“, so Balmaseda. Bevor Bodeneigenschaften in das C3S-System integriert werden können, ist noch weitere Forschung notwendig. Die neuesten Datensätze werden jedoch in den einsatzbereiten Vorhersagesystemen des EZMW eingesetzt. Die Errungenschaften aus CONFESS bilden auch die Grundlage für das Projekt CERISE, über das die Qualität der C3S-Systeme zu Reanalysen und jahreszeitlichen Vorhersagen bezüglich der Assimilation und Kopplung von Land und Atmosphäre verbessert werden soll.
Schlüsselbegriffe
CONFESS, jahreszeitliche Vorhersage, Klimawandel, Aerosole in der Troposphäre, Klimaüberwachung
