Niederschlag

Niederschlagsänderung: Feuchter und trockener, weniger Schnee

Um das zukünftige Klima im Alpenraum abschätzen zu können ist man auf die Simulationsergebnisse globaler und regionaler Klimamodelle angewiesen. Die Modellergebnisse zeigen dabei, dass die Niederschläge generell abnehmen, obwohl hier teilweise gegensätzliche Trends zwischen Beobachtungen und Simulationen in bestimmten Gebieten festzustellen sind.

Niederschlagszenarien globaler Modelle im Alpenraum bis 2100

Für eine grobe Abschätzung über die Klimazukunft im Alpenraum können Simulationsergebnisse aus globalen Klimamodellen verwendet werden.

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Abb. 1: Änderung der Jahressumme des Niederschlages (30-jährig gefiltert) in der GAR bezogen auf das Mittel von 1961-1990 aus Klimamodellierungsdaten (IPCC 2007) und Messdaten. Rot: Median aus 15 globalen Klimamodellen, grün: HISTALP-Messdaten, blau: HISTALP-Messdaten für die Region Nordwest, gelb: HISTALP-Messdaten für die Region Südost, grau: Streuung der Modelle (aus einer laufenden Untersuchung an der Abteilung für Klimaforschung, HISTALP; IPCC Data).

Abbildung 1 zeigt die Niederschlagsänderung in Prozent bezogen auf den Referenzzeitraum 1961-1990. Basis für diese Abbildung bilden Daten aus über 15 globalen gekoppelten Ozean-Atmosphären Modellen (sog. Multi-Model Ensemble), mit denen Klimaszenarien für den 4. Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2007 berechnet wurden. Aus diesen großräumigen Datenfeldern wurde die Änderung in der GAR relativ zum Referenzzeitraum 1961-1990 extrahiert. In der Abbildung sind die Zeitreihen gefiltert (geglättet) dargestellt um die Übersichtlichkeit zu gewährleisten. Die Schwankungsbreite des Modell-Ensembles ist in Graustufen dargestellt und der Median als rote Linie. Die Messdaten aus der HISTALP-Datenbank entsprechen der grünen Linie.

Zusätzlich zu den Messwerten aus der gesamten GAR in grün sind die gegenläufigen Teilregionen Nord-West (blau) und Süd-Ost (gelb) dargestellt.

Die gemessenen Niederschlagstrends in der GAR sind sehr unterschiedlich in den verschiedenen Regionen. Der Nord-Westen des Alpenraums zeigt eine Zunahme, der Süd-Osten eher eine Abnahme. Im Mittel über alle Messdaten der HISTALP-Datenbank ist, abgesehen von dekadischen Schwankungen, kein Trend im gemessenen Niederschlag zu erkennen. Dies steht im Gegensatz zu den Ergebnissen der Klimasimulationen aus den AOGCMs. Sie zeigen eine stetige Abnahme in der Niederschlagssumme seit Mitte des 19. Jahrhunderts, wobei bis 2100 mit einer Abnahme von etwas mehr als 5% zu rechnen ist, bei einer Schwankungsbreite innerhalb der Modelle von -25 bis +12%.

Globale Zirkulationsmodelle können aufgrund ihrer sehr groben räumlichen Auflösung nur eine erste Abschätzung über die Klimaentwicklung im Alpenraum liefern. Für umfangreichere Untersuchungen nützt man Modellergebnisse aus regionalen Klimamodellen. Im Folgenden werden Modellierungsergebnisse aus der aktuellen EURO-Cordex Initiative vorgestellt (Jacob et al., 2014).

Regionale Klimamodellsimulationen bis 2100 im Alpenraum

Bis etwa zur Mitte des 21. Jahrhunderts ist mit Zunahme der Niederschlagsmengen im österreichischen Alpenraum von etwa +8% zu rechnen, bezogen auf die WMO-Normalperiode 1971-2000 (Chimani et al., 2015). Je nach Emissions-Szenario liegt der Anstieg bis Ende 2100 im Flächenmittel über Österreich zwischen +7% (RCP4.5) und +9% (RCP8.5). Die Modellprojektionen zeigen im Jahresmittel eine stärkere Zunahme im Nordosten (Tschechien, Polen) sowie eine schwächere Abnahme in Richtung Südosten (Frankreich, Spanien).  Gegenüber älteren SRES-ENSEMBLES Projektionen sind die Änderung des Niederschlages im Jahresmittel tendenziell positiver, vor allem bedingt durch eine geringe Abnahme im Sommer.

Ähnlich wie bei der Temperatur sind auch beim Niederschlag die saisonalen Unterschiede der Veränderung sehr groß. Im Herbst, Winter und Frühling kommt es ausschließlich zu einer Zunahme der Regenmenge von +5%, +13% und +9%. Überdurchschnittlich starke Änderungen finden sich vor allem in Gebieten südlich des Alpenhauptkamms im Winter sowie in Nordösterreich im Frühling und Herbst. Der Sommer ist geprägt von einer starken Niederschlagsabnahme westlich der Alpen, Österreich liegt jedoch genau im Bereich zwischen einer geringfügigen Zu- und Abnahme.

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Abb. 2: Projektionen für die Änderung des Niederschlages auf saisonaler Basis als Mittelwert aller Modelle aus EURO-CORDEX für das Szenario RCP4.5. Vergleich 2071-2100 gegenüber 1971-2000 in % (Jacob et al., 2014; modifiziert).

Generell gilt, dass Klimaszenarien für den Niederschlag stets mit größeren Unsicherheiten behaftet sind als beispielsweise jene der Temperatur. Gründe dafür liegen in der hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität des Parameters Niederschlag und in der komplexen Wechselwirkung von niederschlagsrelevanten, atmosphärischen Mechanismen mit der Topographie im Alpenraum. Auch die zunehmende Berücksichtigung von konvektiven Niederschlägen in immer höher aufgelösten Regionalmodellen könnte in den nächsten Jahren noch zu kleinen Überraschungen in den projizierten Änderungen führen. Gerade beim Niederschlag gibt es aktuell sehr große Bemühungen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft die offenen Fragen in Bezug auf Änderungen im Rahmen des Klimawandels fundiert zu beantworten. 

Dauer der Schneebedeckung

Im Zuge einer Temperaturzunahme und Niederschlagsänderung kommt es auch zu einer Veränderung der Schneebedeckung (Abbildung 3). Aus der Abbildung wird ersichtlich, dass eine kürzere Schneedeckendauer über das gesamte Gebiet zu erwarten sein wird.

In einigen Bereichen wird es in Zukunft keine Schneedecke mehr geben, wie die westliche Poebene und das Gebiet der Còte d’Azur im Südosten Frankreichs. In den Zentralen Alpen fällt der Rückgang geringer aus, da bei der langen Schneedeckendauer im Jahresverlauf eine Abnahme von einigen Tagen eine geringe relative Änderung erzeugt als in Flachlandgebieten, wo die Schneedeckendauer grundsätzlich kürzer ist.

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Abb. 3: Prozentuelle Änderung der Schneedeckendauer im Jahresmittel von 2041-2070 bezogen auf das Mittel von 1961-1990 aus regionalen Klimamodellierungsdaten des Modells CCLM; die graue Signatur zeigt Gebiete in denen keine Schneebedeckung mehr zu erwarten ist (DKRZ , Lautenschlager, u.a. 2005 bzw. Lautenschlager, u.a. 2009); Abbildungen aus einer laufenden Untersuchung an der ZAMG, Abteilung für Klimaforschung.

Generell gilt, dass Klimaszenarien für den Niederschlag stets mit größeren Unsicherheiten behaftet sind als beispielsweise jene der Temperatur. Gründe dafür liegen in der hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität des Parameters Niederschlag und in der komplexen Wechselwirkung von niederschlagsbildenen, atmosphärischen Mechanismen mit der Topographie im Alpenraum. Gerade beim Niederschlag gibt es aktuell sehr große Bemühungen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft die offenen Fragen in Bezug auf Änderungen im Rahmen des Klimawandels fundiert zu beantworten.

 

Literatur:

Auer I., Böhm R., Jurkovic A., Lipa W., Orlik A., Potzmann R., Schöner W., Ungersböck M., Matulla C., Briffa K., Jones P.D., Efthymiadis D., Brunetti M., Nanni T., Maugeri M., Mercalli L., Mestre O., Moisselin J.M., Begert M., Müller-Westermeier G., Kveton V., Bochnicek O., Stastny P., Lapin M., Szalai S., Szentimrey T., Cegnar T., Dolinar M., Gajic-Capka M., Zaninovic K., Majstorovic Z., Nieplova E. (2007): HISTALP – historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region 1760–2003. International Journal of Climatology 27, 17–46, doi:10.1002/joc.1377

Böhm R. (2010): Heiße Luft – nach Kopenhagen. Reizwort Klimawandel. Fakten – Ängste Geschäfte. 2. Aufl. Wien, Klosterneuburg: Edition Va Bene, 280 Seiten, ISBN 978-3851672435

Chimani B., Heinrich G., Hofstätter M., Kerschbaumer M., Kienberger S., Leuprecht A., Lexer A., Peßenteiner S., Poetsch M.S., Salzmann M., Spiekermann R., Switanek M. und H.Truhetz, 2016. ÖKS15 – Klimaszenarien für Österreich. Daten, Methoden und Klimaanalyse. Projektendbericht, Wien.

Haslinger K., Anders I., Hofstätter M. (2012): Regional Climate Modelling over complex terrain : an evaluation study of COSMO-CLM hindcast model runs for the Greater Alpine Region. Climate Dynamicsdoi: 10.1007/s00382-012-1452-7 

Jacob D. et al., “EURO-CORDEX: New High-Resolution Climate Change Projections for European Impact Research”, Regional Environmental Change 14, no. 2 (2014): 563–78, doi:10.1007/s10113-013-0499-2.

Lautenschlager M., Keuler K., Wunram C., Keup-Thiel E., Schubert M., Will A., Rockel B., Boehm U. (2005): Climate Simulation with CLM, Climate of the 20th Century run no.3, Data Stream 3: European region MPI-M/MaD. World Data Center for Climate.

Lautenschlager M., Keuler K., Wunram C., Keup-Thiel E., Schubert M., Will A., Rockel B., Boehm U. (2009): Climate Simulation with CLM, Scenario A1B run no.2, Data Stream 3: European region MPI-M/MaD. World Data Center for Climate.

Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M.,  Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (Hg.) (2007): Climate change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten, ISBN 9780521705967

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