lat klímamodellez Szépszó Gabriella Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Zsebeházi Gabriella Klímamodellezı Csoport Éghajlati Osztály

Az Országos Meteorológiai Szolgálat klímamodellezıi tevékenysége Szépszó Gabriella ([email protected]), Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Zsebeházi Gabriella Klímamodellezı Csoport Éghajlati Osztály

40. Meteorológiai Tudományos Napok 2014. november 20.

TARTALOM 1. Bevezetés, motiváció 2. Kutatási témák 3. Felhasználás 4. Tervek, kihívások


Bevezetés • A klímadinamikai kutatások 10 éve indultak meg az OMSZban (s hazánkban) • Motiváció: számszerő és részletes információ az éghajlatváltozás hazai hatásairól • A fejlıdés „szokásos” stációi: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Klímamodellek adaptálása Éghajlati szimulációk futtatása Módszertan fejlesztése Bekapcsolódás a nemzetközi „vérkeringésbe” A modelladatok használata hazai hatásvizsgálatokban A modelladatok használata nemzetközi vizsgálatokban

2014. november 20.

40. Meteorológiai Tudományos Napok

4

Bevezetés • A klímadinamikai kutatások 10 éve indultak meg az OMSZban (s hazánkban) • Motiváció: számszerő és részletes információ az éghajlatváltozás hazai hatásairól • A fejlıdés „szokásos” stációi: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Klímamodellek adaptálása Éghajlati szimulációk futtatása Módszertan fejlesztése Bekapcsolódás a nemzetközi „vérkeringésbe” A modelladatok használata hazai hatásvizsgálatokban A modelladatok használata nemzetközi vizsgálatokban

2014. november 20.


4

A hazai klímamodellezés története együttmőködésekben és MetNapokban • 2004–2007: klímadinamikai K+F projekt – 4 regionális klímamodell adaptálása • 2005: Az éghajlat regionális módosulásának objektív becslését megalapozó klímadinamikai kutatások • 2006–2009: CLAVIER és CECILIA EU FP6 projektek – modellfuttatások és hatások vizsgálata • 2010–2012: ECCONET EU FP7 projekt – hatásvizsgálat a belvízi hajózásra • 2010: Változó éghajlat és következményei a Kárpát-medencében • 2011–: EURO-CORDEX: modellszimulációk új forgatókönyvekkel • 2012–2014: ORIENTGATE SEE projekt – sérülékenységvizsgálatok 2014. november 20.


5



5



5


2014. november 24.


bitter-sweet-bakery.blogspot.com 7

2014. november 24.



2014. november 24.



2014. november 24.



2014. november 24.



Éghajlati modellezés Validáció

• Éghajlati rendszer – modellek segítségével tanulmányozható • Globális modellek: 100-200 km-es vízszintes rácssőrőség

Projekciók

• Globális információk finomítása: regionális éghajlati modellekkel

Fejlesztés

Hatásvizsgálatok

• Kisebb terület, finomabb (10-25 km-es) felbontás, folyamatok pontosabb leírása 2014. november 20.


8

Éghajlati modellezés Validáció

• Éghajlati rendszer – modellek segítségével tanulmányozható • Globális modellek: 100-200 km-es vízszintes rácssőrőség • Globális információk finomítása: regionális éghajlati modellekkel

Projekciók

Fejlesztés

Hatásvizsgálatok Átlagos évi csapadék [mm/hó], 1961–1990 Globális

Regionális

• Kisebb terület, finomabb (10-25 km-es) felbontás, folyamatok pontosabb leírása 2014. november 20.


8

Elırejelezhetıség és bizonytalanság

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság • A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak)

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság • A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak) • A meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek forrásai éghajlati skálán:

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság • A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak) • A meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek forrásai éghajlati skálán: 1. Modellek közelítı jellege: eltérı közelítı módszerek különbségek az eredményekben

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság • A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak) • A meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek forrásai éghajlati skálán: 1. Modellek közelítı jellege: eltérı közelítı módszerek különbségek az eredményekben 2. Természetes változékonyság: ingadozás, az éghajlati rendszer belsı tulajdonsága

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság • A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak) • A meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek forrásai éghajlati skálán: 1. Modellek közelítı jellege: eltérı közelítı módszerek különbségek az eredményekben 2. Természetes változékonyság: ingadozás, az éghajlati rendszer belsı tulajdonsága 3. Emberi tevékenység: a jövıbeli társadalmigazdasági fejlıdés kiszámíthatatlansága

2014. november 20.


9

Elırejelezhetıség és bizonytalanság Sugárzási kényszer (referencia: 1765) [W/m2]

• A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az elırejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak) • A meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek forrásai éghajlati skálán: 1. Modellek közelítı jellege: eltérı közelítı módszerek különbségek az eredményekben 2. Természetes változékonyság: ingadozás, az éghajlati rendszer belsı tulajdonsága 3. Emberi tevékenység: a jövıbeli társadalmigazdasági fejlıdés kiszámíthatatlansága IPCC AR5 2014. november 20.


9

Bizonytalanságok számszerősítése • Ensemble technika • Éghajlati skálán: több forgatókönyv, több globális és regionális modell • Nagy számításigény – nemzetközi együttmőködések • Globális: CMIP3 CMIP5 • Regionális:

2014. november 20.


10

Hazai vizsgálatok Európai nyári átlagh mérséklet szimulációk

• Az egyes bizonytalanságok súlya eltérı (Hawkins & Sutton, 2009) • Vizsgálat: 15/14 globális éghajlati modell x 3 forgatókönyv = 45/42 szimuláció • A társadalmi-gazdasági fejlıdés lehetséges irányai csak az évszázad végére válnak fontossá

% 100

Változékonyság

80

Forgatókönyv

60 40

Modell

20 0

2000

2020

2040

2060

2080

2100

Európai nyári csapadékösszeg szimulációk % 100 80

• A csapadékprojekciókban fıként a fizikai folyamatok leírásának nehézsége okozza a bizonytalanságot

60 40 20 0

2014. november 20.

2000 40. Meteorológiai Tudományos Napok

2020

2040

2060

2080

112100

Modellszimulációk az OMSZ-ban • Szimulációk két adaptált modellel: Modell

Felbontás

Idıszakok

Forgatókönyv

ALADIN

10 km

1961–2100

A1B

ALADIN

10, 50 km

1951–2100

RCP8.5

REMO

25 km

1951–2100

A1B

• Érzékenységvizsgálat • Jövıbeli változás vizsgálata, kiemelt idıszakok: 2021– 2050, 2071–2100 • Referencia: 1961–1990, (1971–2000) 2014. november 20.


12

Érzékenységvizsgálat • Motiváció: • Az ALADIN korábbi integrálási területe kicsi, határai átszelik a Kárpátok és az Alpok hegyeit; • Korlátozottan alkalmas pl. hidrológiai vizsgálatokra • További szempont: számítási kapacitás • Két nagyobb célterület • Érzékenységvizsgálat: tesztfuttatás 10 km-es felbontással két területen az 1971–1980 idıszakra • Összevetés mérésekkel 2014. november 20.


13

Érzékenységvizsgálat

2014. november 20.


14

Érzékenységvizsgálat Téli csapadék eltérése megfigyelésektıl [%] Kisebb terület Nagyobb terület Az átlagos csapadékösszeg esetében kisebb hibák a nagyobb integrálási területre

2014. november 20.


14

Érzékenységvizsgálat Téli csapadék eltérése megfigyelésektıl [%] Kisebb terület Nagyobb terület Az átlagos csapadékösszeg esetében kisebb hibák a nagyobb integrálási területre 10 és 20 mm közötti csapadékú napok számának ıszi eltérése megfigyelésektıl [%] Kisebb terület Nagyobb terület Nagy (kis) csapadékokhoz kapcsolódó indexek esetében kisebb hibák a nagyobb (kisebb) területre

2014. november 20.


14

Érzékenységvizsgálat Téli csapadék eltérése megfigyelésektıl [%] Kisebb terület Nagyobb terület Az átlagos csapadékösszeg esetében kisebb hibák a nagyobb integrálási területre 10 és 20 mm közötti csapadékú napok számának ıszi eltérése megfigyelésektıl [%] Kisebb terület Nagyobb terület Nagy (kis) csapadékokhoz kapcsolódó indexek esetében kisebb hibák a nagyobb (kisebb) területre

2014. november 20.integrálási tartományt 40. Meteorológiai választjuk Tudományos Napok a további szimulációkhoz. 14 A nagyobb

Éghajlati projekciók Meleg éjszakák éves számának változása Referencia: 1961–1990 2021–2050: 9–16 nap

2071–2100: 35–37 nap

nap Modell 1

Modell 2

2014. november 20.

Meleg éjszaka: napi40. minimumhımérséklet nem süllyed 20 fok alá Meteorológiai Tudományos Napok

15

Csapadék szélsıségek változása [%] Idıszak: 2071–2100 Száraz idıszakok maximális hossza Nyár İsz

Hosszabb száraz idıszakok İszi csapadékintenzitás Modell 1

Modell 1 Modell 2

Növekvı intenzitás Száraz idıszak: napi csapadék < 1 mm 2014. november 24. 40. Meteorológiai Tudományos Napok Csapadékintenzitás: csapadékösszeg / csapadékos napok száma

Modell 2

16

További regionális modelleredmények • Együttmőködés az ELTE Meteorológiai Tanszékével: négy regionális klímamodell eredményeinek együttes vizsgálata (10-25 km-es felbontás; több forgatókönyv) • Az ENSEMBLES projekt eredményei: • Globális és regionális klímamodellek futtatása számos intézményben • Az OMSZ-ban 13/17 regionális modellszimuláció eredményét vizsgáljuk • 25 (50) km-es felbontás • A1B forgatókönyv 2014. november 20.


17

Téli csapadékváltozás [%], 2021–2050

2014. november 20.


18


Bartholy et al., 2011 Szépszó, 2014

2014. november 20.


18



17 modell csökkenés : növekedés ≈ 5 : 12 2014. november 20.


18



17 modell csökkenés : növekedés ≈ 5 : 12 2014. november 20.


18



Növekedés valószínűsége [%], 17 modell 40 50 60 70 80 90

17 modell csökkenés : növekedés ≈ 5 : 12

100

% 2014. november 20.


növekedés ≈ 60–80 %

18

Nagy csapadékváltozás valószínősége [%] 2021–2050

Csökkenés < -10 % valószínűsége [%] Nyár

2071–2100

40 50 60 70 80 90

Növekedés > 10 % valószínűsége [%] Tél

2014. november 20.

100


19


Felhasználás • Objektív döntéshozatal: számszerő hatásvizsgálatok az éghajlatváltozás egyéb hatásaira (egészségre, környezetre, stb.) • Kiindulás: modelleredmények + bizonytalanságok

2014. november 20.


21

Belsı felhasználás • Városi folyamatok dinamikus modellezése

Nyári átlaghımérséklet [oC] Idıszak: 2001–2010 ALADIN-Climate, 10 km

• Légköri kényszer egy légköri modellbıl a felszíni folyamatokat leíró modell (SURFEX/TEB) számára • Felszíni momentum-, hı- és nedvességáramok kiszámítása

TEB, 1 km

• Tesztkísérletek Budapestre és Szegedre 1 km-es felbontással 2014. november 20.


22

Belsı felhasználás • Városi folyamatok dinamikus modellezése

Nyári átlaghımérséklet [oC] Idıszak: 2001–2010 ALADIN-Climate, 10 km

• Légköri kényszer egy légköri modellbıl a felszíni folyamatokat leíró modell (SURFEX/TEB) számára • Felszíni momentum-, hı- és nedvességáramok kiszámítása

TEB, 1 km

• Tesztkísérletek Budapestre és Szegedre 1 km-es felbontással 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 22 További információk Zsebeházi Gabriella pénteki elıadásában (9:30)

Külsı felhasználók • A klímaváltozás hatása a folyami közlekedésre a Duna és a Rajna folyókon; ECCONET projekt

Nyári félév lefolyásának változása [%] 2021–2050-re

• Városi sérülékenységvizsgálatok Veszprém térségére; ORIENTGATE projekt • Paksi Atomerımő bıvítésével kapcsolatos éghajlati vizsgálatok 2014. november 20.


23


Tervek, kihívások • Finomfelbontású szimulációk mindkét regionális klímamodellel új kibocsátási forgatókönyvekkel • Egységes kiindulásai alap a hatásvizsgálatokhoz – Nemzeti Alkalmazkodási Térinformatikai Rendszer (csak elsı lépés) • Bizonytalanságok számszerősítése – felhasználók képzése (délutáni elıadás) • Modellfejlesztés – kapacitásfejlesztés • Finanszírozás: nemzetközi forrásból

2014. november 20.


25

Kutatások „kerete” • WMO Global Framework on Climate Services: tudás- és technológiatranszfer fejlett és fejlıdı országok között (szezonális elırejelzések) • Rövidtávú elırejelzések fejlesztése konzorciális formában – LACE: ALADIN modellcsaládon alapuló klímamodellezés összehangolása • Copernicus Climate Change Services (ECMWF vezetésével) • Norvég Alap: „A sugárzási kényszer változásán alapuló új éghajlati szcenáriók a Kárpát-medence térségére” – ~1 éves projekt (fejlesztés?) • Kívánatos lenne az OMSZ bevonása fontos hazai pályázati keretekrıl szóló egyeztetésekbe (KEHOP) 2014. november 20.


26

Köszönöm szépen a figyelmet! Honlap: www.met.hu/RCM

www.zetu.co.ke

lat klímamodellez Szépszó Gabriella Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Zsebeházi Gabriella Klímamodellezı Csoport Éghajlati Osztály

Recommend Documents