Informationen zu den Modellgrundlagen
Eine wesentliche Grundlage der Klimaforschung bilden Klimadaten. Für die Untersuchung der Klimaentwicklung der jüngeren Vergangenheit wird auf Beobachtungsdaten, also Messdaten, zurückgegriffen. Analysen einer möglichen zukünftigen Entwicklung des Klimas basieren dagegen auf Klimamodelldaten.
An dieser Stelle werden die Grundlagen der Klimamodellierung beschrieben, ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben. Weiterhin stellen wir Ihnen das Mitteldeutsche Kernensemble (MDK) vor. Es bildet die Basis für sämtliche Klimaauswertungen der Zukunft innerhalb des ReKIS-Verbundes.
Ergebnisse, Daten, Fakten, Zahlen, Trends und Schlussfolgerungen für Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen sind auf den jeweiligen Seiten der Bundesländer zu finden.
Klimamodelle
Für die Analyse künftiger möglicher Klimaentwicklungen benutzen Wissenschaft und Politik Klimamodelle. Mit den Modellen werden die komplexen Prozesse im Klimasystem qualitativ und quantitativ abgebildet. Sie dienen daher als theoretische Werkzeuge zur Erforschung der Zusammenhänge im Klimasystem.
Die Ergebnisse dieser Modellrechnungen bilden die Grundlage für die Bewertung der Risiken und Chancen künftiger Klimaänderungen sowie der Ableitung notwendiger Anpassungsmaßnahmen an die Folgen des Klimawandels.
Klimamodelle werden unterschieden zwischen Global- und Regionalmodellen. Globalmodelle bilden anhand eines grob aufgelösten Gittermodells die gesamte Erde ab. Regionalmodelle sind dagegen höher aufgelöst und bilden einen Teil der Erde ab. Regionalmodelle werden von den Globalmodellen angetrieben, das heißt, sie verwenden die Ausgabegrößen von Globalmodellen, wie Temperatur- und Niederschlagsentwicklung, als Eingangsgrößen.
Die Ergebnisse der Modellrechnungen werden Projektionen genannt. Sie verstehen sich nicht als gesicherte Prognosen, da Unsicherheiten im Zusammenhang mit dem Klimawandel existieren (z. B. zukünftige Treibhausgasentwicklung). Vielmehr geben sie eine auf dem aktuellen Wissensstand basierende, mögliche zukünftige Entwicklung des komplexen Systems Klima wieder.
Im Ergebnis der Modellierung entstehen – je nach verwendeten Globalmodell, Regionalmodell sowie Klimaszenario – differenzierte Ergebnisse, welche die Entwicklung der Klimavariablen (Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchte, u.v.m.) in der Regel bis zum Ende des 21. Jahrhunderts fortschreiben.
Klimaszenarien
Entscheidende Ausgangsbasis für die Klimamodellierung bildet die zukünftige globale Entwicklung der Treibhausgasemissionen und der daraus resultierenden Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre. Dabei werden unterschiedliche Annahmen über den demographischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und technologischen Wandel bis zum Jahr 2100 getroffen.
Aufgrund der Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten erfolgte eine Bündelung dieser Annahmen in Klimaszenarien (Pathways). Klimaszenarien stellen demnach unterschiedliche zukünftige Entwicklungspfade (der Einflussfaktoren) des Klimas dar und definieren damit die Randbedingungen für die Modellrechnungen.
Für den fünften Sachstandsbericht des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) wurden vier repräsentative Klimaszenarien (Representative Concentration Pathways – RCP-Szenarien) zur Abschätzung der zukünftigen Klimaentwicklung erarbeitet.
Die vier Szenarien lauten RCP2.6 , RCP4.5, RCP6.0 sowie RCP8.5.
RCP2.6 bedeutet, das bis Ende diesen Jahrhunderts aufgrund von anthropogenen Einflüssen ein zusätzlicher Strahlungsantrieb von 2,6 W/m² gegenüber der vorindustriellen Zeit von 1850 zu erwarten ist. Man nennt dieses Szenario auch „Klimaschutz“-Szenario, da die diesem Szenario zugrunde liegenden Annahmen eine kontinuierliche Reduktion globaler Treibhausgasemissionen ab 2020 zur Folge haben. Gegen Ende des Jahrhunderts wird auf Basis dieses Szenarios mit einem Temperaturanstieg gegenüber der vorindustrieellen Zeit von 0,9 bis 2,3 Kelvin (entspricht °C) gerechnet.
Diese (potentiellen) Klimaschutzanstrengungen der Weltgemeinschaft finden sich in den Annahmen des RCP8.5 nicht wieder. Im Gegenteil wird davon ausgegangen, das die globalen Treibhausgasemissionen bis Ende des Jahrhunderts weiter zunehmen werden. Das RCP8.5-Szenario wird daher auch „Weiter-wie-bisher“-Szenario genannt. Der bis Ende des Jahrhunderts zu erwartende zusätzliche Strahlungsantrieb beträgt 8,5 W/m², die daraus resultierende Temperaturänderung beträgt 3,2 bis 5,4 Kelvin.
Die beiden Szenarien RCP4.5 und RCP6.0 stellen moderate Klimaschutzszenarien dar und bewegen sich in Bezug auf die zu erwartenden Auswirkungen zwischen RCP2.6 und RCP8.5.
Trotz aller globalen Anstrengungen die Freisetzung von Treibhausgasen zu reduzieren – und damit die Erderwärmung gemäß der Zielsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens auf möglichst unter 2°C bis Ende des Jahrhunderts zu begrenzen – bewegen wir uns aktuell auf dem Pfad des RCP8.5.
Das Mitteldeutsche Kernensemble (MDK)
Es existiert eine Vielzahl an globalen und regionalen Klimamodellen. Verlässliche Informationen können insbesondere dann gewährleistet werden, wenn in einer Gesamtschau alle zur Verfüng stehenden Modelle betrachtet werden. Das ist aufgrund der enormen Datenmengen und des damit verbundenen Aufwandes jedoch nicht immer möglich.
Die Betrachtung nur einer Modellkombination wäre jedoch nicht sachgerecht. Da jedes Global- als auch Regionalmodell spezifische Stärken und Schwächen aufweist, kann eine isolierte Betrachtung von nur einer Modellkombination zu Fehlinterpretationen führen.
Abhilfe aus diesem Dilemma verspricht die sogenannte Ensemblebetrachtung. Es handelt sich dabei um eine Auswahl aus den zur Verfügung stehenden Modellen. Unterschieden wird zwischen dem Referenzensemble (Grundgesamtheit der für einen bestimmten Raum und ein bestimmtes Szenario in Betracht gezogenen Projektionen) und dem Kernensemble (repräsentative Auswahl von Projektionen aus dem Referenzensemble).
Für die Analyse und Bewertung der zukünftigen Klimaveränderung der Länder Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen verwenden und empfehlen wir das Mitteldeutsche (Referenz- und) Kernensemble, kurz MDK.
Das Mitteldeutsche Referenzensemble
Das Mitteldeutsche Kernensemble
Fachliche Hintergrundinformationen und Hinweise zur Nutzung der Ensembles haben wir in unserer umfangreichen Dokumentation zusammengefasst.
Die Daten selbst stehen unter ReKIS-Expert zum Download zur Verfügung. Unter ReKIS-Wissen finden Sie bereits einige vorausgewertete Daten unter den jeweiligen Länderseiten.