Wissenschaftler des SLF und der EPFL haben eine Methode entwickelt, um die zeitliche Auflösung von Klimaszenarien zu verbessern. Damit konnten sie Zeitreihen wichtiger Klimagrössen von täglicher auf stündliche Auflösung herunterrechnen. Ausserdem übertrugen sie die Datenreihen zusätzlich auf die IMIS-Messstationen. Dadurch verdichteten sie das Netz der Stationen im Schweizer Alpenraum deutlich, für die Szenarien zur Verfügung stehen.
Klimaszenarien sind eine wichtige Grundlage, um die Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Bereiche zu beurteilen. So lassen sich daraus zum Beispiel Prognosen über den zukünftigen Wasserhaushalt der Schweiz oder über Veränderungen bei der Häufigkeit und Schwere von Naturgefahrenereignissen ableiten. Die aktuellsten Klimaszenarien für die Schweiz, die sogenannten CH2018-Szenarien, stellen bisher nur Tagesmittelwerte zur Verfügung. Für genauere Modellierungen sind aber oft auch die Entwicklungen innerhalb des Tages wichtig.
Höhere zeitliche Auflösung
Forscher des SLF und der EPFL haben deshalb vor kurzem einen Satz von neuen Klimaszenarien mit stündlicher Auflösung veröffentlicht. Dazu skalierten sie die Tageswerte von CH2018 mittels des sogenannten Delta-Change-Ansatzes auf stündliche Werte herunter – ein Vorgang, der als «Downscaling» bezeichnet wird. Bei der Methode, welche die Wissenschaftler zunächst verfeinern mussten, wird das saisonale Signal des Klima-Szenarios für eine Station, das mit täglicher Auflösung vorliegt, mit den an derselben Station gemessenen stündlichen Werten aus der Vergangenheit überlagert. Mit diesem Ansatz erzeugten die Forscher Datenreihen, die gleichzeitig das saisonale Signal des Klimaszenarios für die Zukunft und die für die Station typische tägliche Variation aufgrund der historischen Messungen widergibt. Die Forscher generierten so Zeitreihen für alle Jahrzehnte zwischen 1990 und 2100 für die wichtigen klimatischen Kennwerte Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und kurzwellige Strahlung. Die Datenreihen liegen für 68 Szenarien aus CH2018 vor, denen unterschiedliche Annahmen über die zukünftigen Entwicklungen zugrunde liegen.
Räumliches Downscaling
Die zeitliche Verfeinerung wurde zunächst für 72 MeteoSchweiz-Stationen berechnet, für die CH2018-Szenarien vorliegen. Anschliessend übertrugen die Forschenden die Zeitreihen zusätzlich auf 116 Stationen des Interkantonalen Mess- und Informationssystems (IMIS). Das sind automatische Messstationen im Hochgebirge, die von den Gebirgskantonen und dem SLF betrieben werden. Dank der Übertragung auf die IMIS-Stationen konnten die Forscher das Netz der Stationen im Schweizer Alpenraum deutlich verdichten, für die Klimaszenarien zur Verfügung stehen.
Frei verfügbare Daten
Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass die neuen Szenarien aufgrund der angewendeten Methodik nur beschränkt dazu geeignet sind, Extremereignisse und die Häufigkeit von Niederschlägen vorherzusagen. Trotzdem bilden die neuen hochaufgelösten Klimaszenarien eine wichtige Grundlage für weiterführende Studien. Die Daten werden unter anderem in den Forschungsprogrammen Hydro-CH2018 und CCAMM verwendet, um die Auswirkungen des Klimawandels in der Schweiz, insbesondere im Alpenraum, vorherzusagen. Die neuen Klimaszenarien und der zugrundeliegende Programmcode sind für alle Forschenden frei verfügbar.
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