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TP 1: Entwicklung von Zeitreihenanalyseverfahren (Abgeschlossen)

Dieses Teilprojekt war für Koordinierung und Bereitstellung der einheitlichen Informationen und Daten zum Klima in Niedersachsen für die Partner in anderen KLIFF-Forschungsthemen und für die Entwicklung und Bewertung von Zeitreihenanalyseverfahren, mit denen Wetter- und Klimabeobachtungsdaten und Klimamodell-Output untersucht werden können, zuständig.

Aufgrund der Analyse von Nutzerzielen, –anforderungen und den existierenden Daten wurde eine Einigung auf die Referenzklimaprojektion und Zeitperioden für KLIFF erreicht:

  1. Szenario A1B, Lauf 1, Datastream (DS) 2, tägliche Auflösung, regionales Klimamodell REMO (UBA) wurde bereits auf dem ersten QT1-Nutzer-Treffen als Standarddatensatz definiert. Es wurde auch empfohlen, zusätzlich die zweite REMO-A1B-Realisierung und/oder ein weiteres Szenario (B1) und/oder die entsprechenden CLM-Simulationen zu verwenden, um die Bandbreite der Projektionen zu erhöhen und die Unsicherheiten der Klimasimulationen besser einschätzen zu können. Zusätzlich wurde auf die Verfügbarkeit der Ergebnisse des statistischen Downscalings mit WETTREG und STAR hingewiesen.
  2. Als Referenzklimaperiode für das heutige Klima wurde 1971–2000 ausgewählt, für das Zukunftsklima wurde die Mitte des 21. Jh mit 2021-2050 und das Ende des 21. Jh mit 2071–2100 festgesetzt.

Bias-Korrektur:

Im Laufe der Projektarbeit stellte sich die Frage nach dem Bias und möglicher Korrekturverfahren als besonders wichtig für die Belange der KLIFF-User heraus. Bias bei Klimamodellen bezeichnet einen systematischen Fehler gegenüber der beobachteten Wirklichkeit. Der Bias kann mit Hilfe von Beobachtungsdaten und Klimamodelldaten analysiert werden: die funktionale Form (z.B. additiv, multiplikativ), die zeitliche Stationarität, die Stärke, usw. Eine erfolgreiche Biasanalyse (passende funktionale Form, genaue Beobachtungsdaten und genau bestimmte Stärke) kann in ein Korrekturverfahren einfließen, um die Genauigkeit von Klimaprojektionen zu verbessern (Mudelsee, 2010: Kapitel 9). Angeregt durch das QT1–User-Treffen in Hannover (siehe oben) entstand eine Arbeit von QT1 (Mudelsee et al., 2010), die die unterschiedlichen Verfahren vorstellt, Anwendungen aus KLIFF-Forschungsthemen und anderen Projekten zeigt und schließlich vorschlägt, die Breite aus Biaskorrekturmöglichkeiten einfließen zu lassen in die Unsicherheitsspanne der Klimaprojektionen, im Einklang mit der Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel. Für die einheitliche Datengrundlage werden biaskorrigierte Niederschlagsprojektionen bereitgestellt, Temperaturwerte benötigen keine Korrektur (siehe Zwischenbericht QT1/MPI-M). Wir glauben, dass den KLIFF-Usern damit die momentan bestmögliche Datengrundlage zur Verfügung steht.

Publikationen:

Mudelsee M (2010) Climate Time Series Analysis: Classical Statistical and Bootstrap Methods. Springer, Dordrecht, 474 pp.

Mudelsee M (2010) Climate Risk and Climate Change. International Workshop „Recent Achievements in the Study of Extreme Events“, Potsdam, September 2010 [eingeladener Vortrag]

Mudelsee M (2010) Climate Time Series and Risk Analysis. Workshop „Extremes in Weather and Climate“, Bonn, Juni 2010. [Vortrag]

Mudelsee M, Chirila D, Lohmann G (2010) Estimating Changes in Extreme Climate in Europe: Selected Methodical Aspects. Continents under Climate Change, Berlin, Germany, April 2010. [Posterpräsentation]

Mudelsee M, Dragos C, Lohmann G (2010) Estimating changes in extreme climate in Europe: Selected Methodical Aspects. Geophysical Research Abstracts 12: EGU2010-5542. [Posterpräsentation; EGU General Assembly, Wien, Mai 2010]

Mudelsee, M., D. Chirila, T. Deutschländer, C. Döring, J.O. Haerter, S. Hagemann, H. Hoffmann, D. Jacob, P. Krahe, G. Lohmann, C. Moseley, E. Nilson, O. Panferov, T. Rath, B. Tinz, 2010: Climate Model Bias Correction und die Deutsche Anpassungsstrategie. Mitteilungen DMG, 3: 2–7.

Panferov, O., M. Mudelsee, C. Döring, Ch. Moseley, D. Jacob and  G. Lohmann, 2011, Climate change projections for Lower Saxony, Germany, in the 21st century, EGU, Geophys. Res. Abstr., EGU2011-14020 [Posterpräsentation; EGU General Assembly, Wien, April 2011]

 

Antragsteller: Prof. Dr. Gerrit Lohmann,  Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bussestr. 24, D-27570 Bremerhaven

Bearbeiter: Dr. Manfred Mudelsee, Dragos Chirila

Kontakt: Dr. Manfred Mudelsee, mudelsee@climate-risk-analysis.com