View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
HOVO klimaatscenario’s
Klimaatscenario’s
Bart van den Hurk (KNMI/IMAU)
HOVO klimaatscenario’s
Kijken in de toekomst? Een greep uit de onzekerheden
• Het klimaatsysteem is te complex om te bevatten – waarnemingen van alle relevante processen en
feedbacks beperkt – modellen (als “integrator van onze kennis”) zijn
dus ook beperkt realistisch – er zijn grenzen aan voorspelbaarheid van
complex systeem • Toekomstige ontwikkelingen zijn onvoorspelbaar
– nog niet eerder opgetreden feedbacks in het systeem
– ontwikkeling van de sociale en economische mensheid
HOVO klimaatscenario’s
Wat zijn de opties?
• Niks doen – “Leef in het hier en nu!” – “We hebben ons altijd aangepast”
• Niet voorspellen, maar rekening houden met een set consistente, relevante en plausibele scenario’s – “Met kleine meerkosten kunnen lange-termijn
investeringen leiden tot betere klimaatbestendigheid”
• Doorwerken en studeren totdat we nauwkeurige voorspellingen kunnen maken – “Weersvoorspellingen worden ook steeds beter” – “Mens is van nature nieuwsgierig”
HOVO klimaatscenario’s
Scenario’s en voorspellingen
• Scenario: – Verkenning van de consequenties van bepaalde
aangenomen ontwikkelingen (“what-if”) • Projectie
– Modelrun die door een scenario wordt geforceerd
• Voorspelling/verwachting – Beste schatting van de toekomstige
ontwikkelingen • Probabilistische of kans-verwachting
– Beste schatting van de kansverdeling van alle mogelijke toekomstige ontwikkelingen
waarde (bv Tglob)
kans
HOVO klimaatscenario’s
Hoe worden de modelprojecties gemaakt?
• Uitgangspunten: – meerdere scenario’s voor menselijk handelen – meerdere modellen gebruiken set scenario’s
• Emissie-scenario’s
• Concentratie-scenario’s – chemie-transportmodellen
• Klimaatprojecties – AR4: Groot aantal (~25) GCMs beschikbaar voor 1900 –
2200 (http://www-pcmdi.llnl.gov/)
HOVO klimaatscenario’s
CO2
CH4
N2O
SO2
HOVO klimaatscenario’s
Model projecties van globaal gemiddelde temperatuur
IPCC, 2007
HOVO klimaatscenario’s
Naar regionale scenario’s (bv ECHAM5 AR4)
Winter
Zomer
A1B A2
+25%
-50%
Slechts één scenario!
Slechts één model!
Veel te grof!
HOVO klimaatscenario’s
Klimaatverandering betreft vele processen!
• Temperatuurverandering niet overal hetzelfde • Windpatronen kunnen ook veranderen!
Gemiddelde temperatuurverandering SRES A2 scenario
2025 2100
IPCC, 2007
HOVO klimaatscenario’s
Verandering van de atmosferische circulatie: onzeker!
Verandering van de druk op zeeniveau met 2 verschillende GCMs
Van Ulden and Van Oldenborgh, 2006
HOVO klimaatscenario’s
Winter temperatuur en windrichting
• Oostenwinden geven lagere temperaturen
Waargenomen
Controle simulatie
A2 scenario
14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10
westenwind oostenwind
HOVO klimaatscenario’s
Rationale van de KNMI’06 scenario’s
• 2 stuurvariabelen – Mondiale temperatuur
• +1 en +2°C in 2050 – Verandering van de
westcirculatie • weinig verandering • meer west in winter,
meer oost in zomer • 4 scenario’s
HOVO klimaatscenario’s
Lokale vertaling • Voorbeelden van lokale variabelen
– seizoensgemiddelde temperatuur/neerslag – gemiddeld warmste/koudste/natste dag – 10-daagse neerslag die 1/10jr wordt
overschreden • Van stuurvariabelen naar lokale variabelen:
Δvar = xT ΔTglob + xcirc Δcirc
ctl
A2
Δcirc
verandering tgv Δcirc
verandering tgv ΔTglob
HOVO klimaatscenario’s
Downscaling met regionale klimaatmodellen (RCMs)
• GCM-grid box te grof
Regional model
Global model
HOVO klimaatscenario’s
Kenmerken van een RCM
• Hoge resolutie GCM (50 – 20 km) • Randvoorwaarden aan zijkanten komen van GCM
scenario runs • Binnendomein is vrij
• Toegevoegde informatie: – detail (bv land-zee, topografie) – scherpere gradienten – meer ruimtelijke & temporele variatie – beter opgeloste processen (bv neerslag)
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag extremen in de zomer (verschil 21e – 20e)
Danish Met. Institute
meer
minder
HOVO klimaatscenario’s
De KNMI’06 klimaat scenario’s: verandering in 2050 tov 1990
HOVO klimaatscenario’s
Enkele voorbeelden
Met circulatie verandering verandert de koudste dag meer dan het gemiddelde
gemiddelde temperatuur koudste winterdag
winter
HOVO klimaatscenario’s
Enkele voorbeelden
Aantal natte dagen sterk afhankelijk van circulatieverandering
aantal natte dagen
zomer
HOVO klimaatscenario’s
Enkele voorbeelden
gemiddelde neerslag op natte dagen schaalt met de temperatuur
gemiddelde neerslag
zomer
HOVO klimaatscenario’s
Enkele voorbeelden
Extreme neerslag is waarschijnlijker in een natter klimaat
dagsom neerslag die 1/10jr wordt overschreden
zomer
HOVO klimaatscenario’s
Enkele voorbeelden
Windscenario’s zijn nauwelijks significant
hoogste daggemiddelde windsnelheid per jaar
winter
HOVO klimaatscenario’s
Algemeen beeld
• Extreme temperatuur verandering is groter dan het gemiddelde, vooral met circulatie-verandering
• Met circulatie-verandering neemt aantal neerslagdagen sterk af in zomer, met een reductie van gemiddelde neerslag tot gevolg
• In winter neemt gemiddelde neerslag toe (afhankelijk van circulatie)
• Extreme neerslag neemt toe zowel in zomer als winter
• 1/jr Wind neemt iets toe (maar niet significant)
HOVO klimaatscenario’s
Toepassing in de praktijk
• KNMI’06 tabel vaak te algemeen: – “Hoe verandert een typische neerslag-tijdserie in
mijn gemeente?” – “Rekening houdend met veranderingen zowel
rivierafvoer als neerslag, wat is de kans op extreme droogte in mijn waterschap?”
– “Welk scenario is het meest relevant voor mijn landbouwkundige/ecologische/verkeerstechnische/ gezondheids-toepassing?”
• Aantal “maatwerk” applicaties – Tijdserie-transformatie tool – GIS-kaarten – Selectie van een representatieve episode
HOVO klimaatscenario’s
Tijdserie-transformatie
• Klimaatscenario’s geven algemene kentallen (gmiddelde, 1/10jr extreem)
• Neem een bestaande tijdserie, en verander deze consistent met deze kentallen: – niet-lineair (ook de vorm van de verdeling en
aantal natte dagen verandert)
HOVO klimaatscenario’s
Voorbeeld: aantal zomerse dagen (Tmax > 25°C)
HOVO klimaatscenario’s
Return time of 2003 drought
1906-2000
G G+ W W+
Precipitation deficit (mm)
144 151 179 158 220
Return time of 2003-drought
(yrs)
9,7 7,9 4,1 6,5 2,0
HOVO klimaatscenario’s
Grondwaterstanden in Nederland
• Huidige praktijk: gedetailleerd hydrologisch model voor grondwaterbalans
• Bestuderen van klimaatverandering en adaptatie vergt lange tijdseries: (te) duur!
• Een enkel referentiejaar wordt gebruikt
• Hoe ziet dat referentiejaar er in 2050 uit?
HOVO klimaatscenario’s
Grondwaterstanden in Nederland
• Tailoring proces: – vergelijk methoden om een referentiejaar te maken
• mediaan van regionale/nationale klimatologie van p,T
• kies “typisch jaar” regionaal/nationaal – maak W+ 2050 met de tijdserie-transformatie
courtesy Timo Kroon, Franziska Keller ea
Start van groeiseizoen:
iha natter
Laagste waterstand: iha droger
“beste methode” verschilt voor verschillende
hydrologische variabelen!
HOVO klimaatscenario’s
De klimaat effect atlas
• Doel – Communicatie-middel op provinciaal niveau – Toont gebieden met mogelijke ruimtelijke
conflicten • GIS kaarten met meta-informatie • Structuur van de kaarten:
– Laag 0: huidig klimaat – Laag 1: primaire klimaat effecten (2050) voor
verschillende KNMI’06 scenario’s – Laag 2: secondaire klimaat effecten
(consequenties voor water sector, landbouw…) – Laag 3: ruimtelijke ontwikkelingsplannen
HOVO klimaatscenario’s
Voorbeeld: zomerneerslag in Brabant
Laag 0
Laag 1a (W)
Laag 1b (W+)
Climate Effect Atlas Brabant
HOVO klimaatscenario’s
Consequenties voor waterbeheer
Climate Effect Atlas Brabant
HOVO klimaatscenario’s
Consequenties voor landbouw
Climate Effect Atlas Brabant
HOVO klimaatscenario’s
Slotopmerkingen Scenario’s zijn geen verwachtingen! Scenario’s worden ontworpen om een breed scala aan klimaateffecten te bestuderen voor een breed aantal toepassingen
Regionale effecten verschillen van het mondiale beeld Bv droogteproblematiek is een regionaal effect (samenhangend met circulatie), en heeft na KNMI’06 veel extra aandacht gekregen
Maatwerk Tailoring (maatwerk) is belangrijk voor de toepassing in de praktijk. Dit is een sterk multi-disciplinair vakgebied
HOVO klimaatscenario’s
Klimaat in de praktijk: De zomer van 2006
• Juli was abnormaal warm en droog (W+?) • Augustus was erg nat (W?)
courtesy Geert Lenderink Erik van Meijgaard
Sea surface temperature normal Aug 2006
HOVO klimaatscenario’s
Neerslag gradient
• Zware neerslag vooral in de kuststreek
run with normal SST run with true Aug’06 SST
KNMI’06 scenario’s zullen zich nog wel even blijven
ontwikkelen
courtesy Geert Lenderink Erik van Meijgaard
Recommended