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Projekt 1.03: Referenzdaten und Klimaprojektionen für Küste und See

Dr. Anette Ganske, BSH,
Tel: +49 (0)40 3190-3271, +49 (0)511 3908-9458, anette.ganske@bsh.de

Dr. Sabine Hüttl-Kabus, BSH,

Dr. Nils Schade, BSH,
Tel: +49 (0)40-3190-3270, nils.schade@bsh.de

Dr. Hartmut Heinrich, BSH,
Tel: +49 (0)40/3190-3200, hartmut.heinrich@bsh.de

Dr. Katharina Bülow, BSH

Gudrun Rosenhagen, DWD

Dr. Birgit Klein, BSH

Dr. Holger Klein, BSH

Peter Löwe, BSH

Jens Möller, BSH

Dr. Birger Tinz, DWD



Ziele

Ziel dieses Projektes war es, eine umfassende Referenzdatenbasis für die Bewertung potentieller Klimaänderungen und deren Auswirkungen auf Seeschifffahrt, Küsten und Häfen zu entwickeln und diese auch für andere KLIWAS-Projekte bereit zu stellen. Dafür sollten meteorologische und ozeanographische Referenzdatensätze zur Abschätzung der Veränderungen zwischen dem beobachteten Klima in Gegenwart und Vergangenheit zusammengestellt und verfügbar gemacht werden. Falls sich existierende Datensätze als wenig geeignet herausstellen würden, müsste eine neue Klimatologie für Meer und Atmosphäre aufgebaut werden.
Zur Beschreibung potentieller zukünftiger Klimazustände in der Nordsee sollten im Teilprojekt zunächst geeignete Regionalmodelle ausgewählt und ausgewertet werden. Für die Atmosphäre war beabsichtigt, bestehende Ergebnisse aus dem EU-Regionalisierungs¬projekt ENSEMBLES zu untersuchen. Bislang war ENSEMBLES nicht für die Nordsee ausgewertet worden.


Ausgewählte Ergebnisse

  • Im Rahmen von KLIWAS wurde eine neue Nordsee-Klimatologie erarbeitet, welche erstmals ozeanographische und meteorologische Beobachtungdaten auf korrespondierenden Gittern zur Verfügung stellt. Diese Klimatologie enthält alle aktuellen Messdaten der Luft- und Taupunkttemperatur in 2m Höhe und des Luftdrucks auf Meeresniveau für die Atmosphäre von 1950 bis 2010, sowie der Wassertemperatur und des Salzgehaltes für die Nordsee in verschiedenen Tiefenstufen bis einschließlich Ende 2012.
  • Des Weiteren wurde für den Nordseeraum eine auf Satellitendaten basierende Fronten-Klimatologie erstellt. Ozeanische Fronten sind relativ scharfe Grenzen zwischen Wasserkörpern mit verschiedenen Eigenschaften, die mit ihren vertikalen und horizontalen Transporten große Auswirkungen auf die lokalen Bewegungsvorgänge, die Ökologie, die wirtschaftliche Nutzung des Meeres und auch auf die Aufnahme von CO2 haben. Hierfür wurde ein voll automatisiertes Verfahren zur Erkennung ozeanischer Fronten aus Satellitendaten entwickelt, das im operationellen Betrieb z. B. als Copernicus Downstream Service einsetzbar ist.
  • Als weitere wichtige Referenzparameter wurden Wasserstände an der Deutschen Nordseeküste einschließlich der Extremwasserstände untersucht. Extremwasserstände und mittlerer Meeresspiegel werden sowohl vom globalen Meeresspiegelanstieg, als auch von der Astronomie und den lokalen Winden beeinflusst. Hierfür wurde ein Windstaumodell erstellt, das belastbare Aussagen zur Rolle des Windstaus in der südlichen Nordsee und eine Abschätzung zukünftiger extremer Wasserstände ermöglicht.
  • Bei der Bewertung verfügbarer Klimaprojektionen für den Nordseeraum stellte sich heraus, dass es hier keine regionalen Simulationen mit entsprechend hoher räumlicher Auflösung gibt, und insbesondere keine gekoppelten Atmosphäre-Ozean Modellläufe. Diese mussten erst erstellt werden. Deshalb wurden zuerst die Simulationsergebnisse der ungekoppelten atmosphärischen Regionalmodelle des ENSEMBLES Projekts im marinen Bereich ausgewertet, da dies bisher nur über Land geschehen war.

    Dabei wurde gezeigt, dass die Referenzläufe der unterschiedlichen regionalen Modelle für einzelne Parameter von den globalen Reanalysen und den verfügbaren Beobachtungsdaten abweichen. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass auch die Verfügbarkeit von Beobachtungsdaten nicht immer optimal ist, insbesondere für kleinräumige Parameter wie Wolken, Strahlung und Niederschlag. Basierend auf unseren Analysen wurde daher der Bedarf einer regionalen Reanalyse deutlich, da die globalen Versionen eine zu geringe Auflösung für den Nordseebereich aufweisen und die Bewertung der Modellergebnisse erschweren.


Weitere Informationen und Ergebnisse zu den Ozeanischen und atmosphärischen Referenzdaten und Hindcast-Analysen für den Nordseeraum finden Sie im Schlussbericht des KLIWAS-Projektes 1.03:

K. BÜLOW, A. GANSKE, S. HÜTTL-KABUS, B. KLEIN, H. KLEIN, P. LÖWE, J. MÖLLER, N. SCHADE, B. TINZ, H. HEINRICH, G. ROSENHAGEN (2014): Ozeanische und atmosphärische Referenzdaten und Hindcast-Analysen für den Nordseeraum. Schlussbericht KLIWAS-Projekt 1.03. KLIWAS-30/2014. BSH / BfG, Koblenz. DOI: 10.5675/Kliwas_30/2014_1.03

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