Erstellung eines regionalen, dekadischen Ensemble-Klimavorhersagesystems

Da politische Entscheidungen im Hinblick auf klimatologische Aspekte meist auf regionaler oder nationaler Ebene fallen, enthalten globale Klimamodelle aufgrund ihres grobmaschigen numerischen Gitters meist zu wenig Informationen auf dieser Skala. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, globale Klimainformationen zu verfeinern und auf die regionale Skala herunterzubrechen. Dieses „Downscaling“ ist für Vorhersagen über sämtliche Zeitskalen wichtig und somit auch für dekadische Zeiträume. Die Abschätzung der Verlässlichkeit der Vorhersagen und der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des berechneten zukünftigen Klimazustandes sind weitere wichtige Aussagen für die Entscheidungsträger.
Das Hauptziel des Projektes LACEPS (innerhalb des Moduls C des MiKlip-Programms) ist die Entwicklung eines Ensemble-Vorhersagesystems für das mittelfristige Klima auf der regionalen Skala mit Hilfe des Regionalen Klimamodells COSMO-CLM. Dieses Ensemble-Vorhersagesystem soll den gesamten Raum möglicher Klimazustände aufspannen, die infolge der modellinternen Unsicherheiten sowie der unterbestimmten Anfangs- und Randbedingungen auftreten können. Aus den Simulationsergebnissen der einzelnen Ensemblemitglieder lassen sich die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für jede klimatologisch relevante Variable ableiten. Für eine ökonomische Nutzung der Rechnerkapazitäten ist es unabdingbar die Anzahl an Ensemblemitgliedern auf ein notwendiges Minimum zu beschränken. Ziel dieses reduzierten Ensembles ist dennoch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion aller Vorhersagen robust zu repräsentieren.
Für die Diagnose der LACEPS Vorhersagequalität sollen im Wesentlichen die Lufttemperatur in 2 m Höhe über Grund sowie der an der Erdoberfläche ankommende Niederschlag betrachtet werden. Diese Parameter wurden ausgewählt, da sie auf die Wirtschaft, die Landwirtschaft, die Politik und die Gesellschaft ebenso wie auf das alltägliche Leben der Bevölkerung großen Einfluss ausüben.

Ziele

• Entwicklung eines Ensemble-Vorhersagesystems (CEPS) für dekadische Klimavorhersagen auf der regionalen Skala unter Verwendung des Regionalen Klimamodells COSMO-CLM
• Auswahl der CEPS-Mitglieder, welche die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion aller Vorhersagen robust repräsentieren.
• COSMO-CLM-Simulationsrechnungen für Europa mit einer horizontalen Gitterweite von 0,22° (etwa 25 km, Projektphase DS1) und 0,11° (etwa 12 km, Projektphasen DS2 und DS3)
• Zielgrößen: Lufttemperatur in 2 m Höhe über Grund, Niederschlag an der Erdoberfläche, Feuchtegrößen in der freien Atmosphäre