MiKlip erste Phase: VESPA

Variabilität von Extremereignissen, ihre Ursachen und ihre Vorhersagbarkeit auf dekadischen Zeitskalen in Ensembles von Klimasimulationen

Dekadische Vorhersagen von Extremereignissen sind für eine Vielzahl von Nutzern, wie z.B. (Rück-)Versicherungsunternehmen, Energieunternehmen und Politik, von großer Relevanz. Während saisonale Vorhersagen zu kurz für die Einbeziehung in längerfristige Planungen sind, liegen Projektionen über Jahrhunderte hinter dem unternehmerischen und politischen Handlungshorizont. Dekadische Vorhersagen von Extremen können eine geeignete Basis für die Entwicklung von Anpassungsstrategien sein, gerade wenn diese Vorhersagen nicht deterministisch sondern probabilisitisch sind.
VESPA befasst sich mit der dekadischen Vorhersage des Risikos für Extreme innerhalb von  MiKlip. Die zugrunde liegende methodische Idee ist, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von extremen Wetter- und Klimaereignissen mit den relevanten großskaligen Bedingungen, die physikalisch mit der Erzeugung dieser Ereignisse verbunden sind, variiert. Das Verständnis der diese relevanten Teile der Klimaschwankungen beeinflussenden Prozesse und das Verständnis der Rolle dieser Prozesse für das Auftreten von Extremen tragen zur verbesserten Beurteilung der Vorhersagbarkeit dieser Ereignisse bei. Im Projekt VESPA liegt ein Schwerpunkt auf den Wetterereignissen der mittleren Breiten, wie Starkwindereignisse, Fluten, Gewitter und Hagelstürme. Ein Projektziel ist die Erweiterung des Wissens und das verbesserte Verständnis der dekadischen Schwankungen in der Häufigkeit, der Intensität und der räumlichen Verteilung des Auftretens von Extremereignissen und diese Größen beeinflussender Prozesse.
In der Forschungskette 1 (RL1) werden Prozesse ausgehend von großskaligen Eigenschaften wie AMO, AMM oder NAO betrachtet. Teil 1a zielt auf die Verbesserung der dekadischen Vorhersagepraxis durch die Zuordnung von Klimaschwankungen zur Atlantischen Multidekadischen Oszillation (AMO). Der Schwerpunkt im Teil 1b liegt in der Ermittlung und Analyse von AMO- und PDO-bezogenen dekadischer Schwankungen im West- und Nordwestafrikanischen Niederschlag. Dies schließt  dekadische Veränderungen in der Wahrscheinlichkeit von Dürren und Extremniederschlägen ein. Im Blickpunkt des Teil 1c ist die Variabilität der Transportmechanismen des Vorhersagepotentials von den Tropen in die Extratropen. In Forschungskette 2 (RL2) wird das Projekt durch die Beurteilung der durch regionales Downscaling verursachten Effekte auf die Extremereignisse und durch Wahrscheinlichkeitsschätzungen aus ensemblebasiertem Postprozessing vervollständigt. Es werden verschiedene Downscaling-Techniken auf unterschiedlichen räumlichen Skalen betrachtet. Der Fokus liegt dabei auf dem DSI (Dynamical State Index) als einem Maß für das Auftreten konvektiver Extremereignisse auf der lokalen Skala.
Das in VESPA gewonnene Wissen und die methodischen Ansätze werden in das MiKlip-Modellsystem einfließen und zu speziellen Anwendungen für die dekadische Vorhersage von Extremereignissen beitragen.

Ziele

VESPA-Zielstellungen in Bezug auf die Versionen des MiKlip-Modellsystems:

  • Identifizierung von Prozessen, die zu Anomalien oder Veränderungen in der Häufigkeit und Intensität von Extremereignissen auf der dekadischen Zeitskala führen. (MiKlip-Startsystem)
  • Abschätzung des Transports des Vorhersagepotentials von den Tropen in die Extratropen in Beobachtungen und in MiKlip-Hindcasts. (MiKlip-Startsystem / Prototypsystem)
  • Validierung der Fähigkeit von in MiKlip benutzten Klimamodellen (z.B. ECHAM & CCLM) identifizierte Mechanismen zu reproduzieren. (Prototypsystem)
  • Analyse von Extremereignissen in dekadischen Hindcasts des MiKlip-Prototypsystems.
  • Identifizierung von nützlichen Wahrscheinlichkeitsaussagen über die Häufigkeit und Intensität von Extremereignisses und deren Schwankungen (Prototypsystem)
  • Abschätzung der dekadischen Vorhersagbarkeit von Extremen basierend auf dem MiKlip-Modellsystem (Prototypsystem / operationelles System)

Kontakt

Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin
Prof. Dr. Ulrich Cubasch
Prof. Dr. Uwe Ulbrich
PD Dr. Peter Nevir (RL2)
Ines Höschel (RL1.a)
Alexander Pasternack (RL2)

Institut für Geophysik und Meteorologie, Universität zu Köln
Prof. Dr. Andreas Fink
Robert Schuster (RL1.b)

University of Birmingham
PD Dr. Gregor Leckebusch

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Diese Darstellung betrifft das Projekt während der ersten Phase von MiKlip. VESPA arbeitet in MiKlip II weiter, im Projekt PROMISA.