Regionale Klimamodellierung liefert Entscheidungshilfen für Politik und Wirtschaft

Erstmals gibt es aktuelle belastbare Aussagen über die Bandbreite und die Extreme der zukünftigen Klimaentwicklung in Deutschland. Bei einem Weiter-wie-bisher-Szenario werden Hitzeperioden zunehmen, wird Starkregen heftiger und die Jahresmitteltemperatur erhöht sich um wahrscheinlich fast 4 Grad Celsius. Dies sind die Ergebnisse eines von den Bundesländern initiierten und vom BMBF mit 3 Millionen € geförderten Projektes mit dem Titel »Regionale Klimaprojektionen Ensemble für Deutschland (ReKliEs-De)«.

Im Rahmen des Projektes wurden viele wichtige Teilziele definiert und bearbeitet. So wurde unter anderem analysiert, ob auf den aktuellen Szenarien basierende Klimasimulationsergebnisse zu neuen Aussagen über den künftigen Klimawandel in Deutschland führen. Darauf aufbauend lässt sich abschätzen, ob Risiken neu bewertet und Anpassungsmaßnahmen anders konzipiert oder priorisiert werden müssen.

Zu den Projektzielen gehörte auch die Abschätzung, wie viele Modelle ein Modellensemble mindestens enthalten muss, um robuste Ergebnisse zu liefern. Es zeigte sich, dass beispielsweise ein Ensemble von etwa 10 Modellen ausreicht, um robuste Ergebnisse für Mittelwerte der Temperatur zu liefern. Eine belastbare Abschätzung zukünftiger Extremereignisse (zum Beispiel die Anzahl besonders warmer Nächte oder extremer Niederschläge) erfordert ein deutlich größeres Modellensemble und ist mit den in ReKliEs-De verfügbaren Simulationen noch nicht abschließend möglich.

Für die meisten Temperaturkennzahlen liefern alle Modelle relativ einheitliche Ergebnisse. Größere Abweichungen mit zum Teil gegenläufigen Trends ergeben sich bei den Niederschlagsänderungen. Diese sind vorwiegend durch die zwei unterschiedlichen Simulationsmethoden bedingt (dynamische und statistische Modelle), die in ReKliEs-De berücksichtigt werden.

Klimaforscher ziehen einen Großteil ihrer Erkenntnisse aus der statistischen Auswertung von Wetteraufzeichnungen. Aus diesen Daten lassen sich komplexe Klimamodelle erstellen, die per Computersimulationen einen Blick in die Zukunft ermöglichen. So lassen sich zum Beispiel für unterschiedliche Entwicklungen der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre Aussagen über mögliche zukünftige Klimaentwicklungen treffen. Das ist nicht nur für Klimafolgenforscher interessant. Neben Entscheidungsträgern aus Politik und Wirtschaft haben vor allem Versicherungen ein großes Interesse, mögliche Veränderungen in der Intensität und Häufigkeit von Wetterextremen in ihre Planung miteinzubeziehen. Mit einer Abschlussveranstaltung am 6. und 7. Dezember 2017 ging ReKliEs-DE zuende und die zum Teil drastischen Ergebnisse wurden veröffentlicht.

Dr. Klaus Keuler vom Lehrstuhl Umweltmeteorologie der BTU simulierte für diese Ergebnisse in Kooperation mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, der Universität Hohenheim, dem Deutschen Klimarechenzentrum, dem Climate Service Center Germany, dem Deutschen Wetterdienst und dem Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie unterschiedliche Szenarien für mögliche Klimaänderung bis zum Ende dieses Jahrhunderts. Die Arbeit von Dr. Keuler und seinem Team konzentrierte sich dabei auf die statistische Fehlerabschätzung und -korrektur sowie die Analyse ausgewählter Klimafaktoren aus dem Klima-Ensemble. Damit sind aufeinander abgestimmte Simulationen verschiedener Klimaszenarien mit einer Reihe unterschiedlicher Klimamodelle gemeint. Außerdem war ein wichtiges Ziel zu prüfen, ob eine weitere Erhöhung der Auflösung– auf einen bis drei Quadratkilometer – die Klimaprojektionen verbessert. »Die in diesem Projekt durchgeführten Analysen möglicher Klimaänderungen für Deutschland basieren auf den neusten und umfangreichsten regionalen Klimasimulationen, die im Rahmen der sog. EURO-CORDEX Initiative erzeugt und durch ReKliEs weiter ergänzt wurden«, erklärt Dr. Keuler.

Die Simulationen, die sowohl am Lehrstuhl eigenen Hochleistungsrechner sowie am Supercomputer des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) in Hamburg durchgeführt wurden, lieferten nach drei Jahren intensiver Forschungsarbeit aber auch Ergebnisse zu Veränderungen von Extremereignissen wie Hitze- und Trockenperioden oder das Auftreten von Starkregenereignissen für die verschiedenen Regionen Deutschlands. Die zahlreichen Simulationen und die immense Datenmenge von knapp 100 TerraByte, die durch ReKliEs-DE ausgewertet wurden, ermöglichen es, die Bandbreiten der berechneten Klimaänderungen wesentlich präziser zu bestimmen als es bisher möglich war. Strategen aus Wirtschaft und Politik können so für Anpassungsmaßnahmen zukünftig auf wesentlich belastbarere Klimainformationen zugreifen. ReKliEs-DE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die BTU erhält für ihren Beitrag einen Anteil von 380 T€.