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CORDEX Experimente am DKRZ mit dem RCM ’CCLM’

K. Meier‐Fleischer1, M. Schubert‐Frisius1, P. Lenzen1, K. Keuler2, H‐J. Panitz3, M. Büchner4

and S. Legutke11Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ), Hamburg, 2Brandenburgische Technische Univerität Cottbus (BTU), 3Cottbus, Karlsruher Institut für 

Technologie (KIT), Eggenstein‐Leopoldshafen,  4Potsdam‐Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam 

Die WCRP Initiative CORDEX 

CORDEX (The COordinated Regional climate Down‐scaling Experiment) ist eine WCRP (World  Climate Research Program) Initiative zur Förderung der internationalen Zusammenarbeit zur Verbesserung von regionalen Projektionen globaler Simulationen, die in CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) berechnet wurden. Zahlreiche internationale regionale Klimamodelle (RCM) auf dem neuesten Entwicklungsstand werden in CORDEX benutzt, um eine Datenbasis aufzubauen, die den Wissenschaftlern zur Verfügung steht und in den AR5 Report (5th Assessment Report) des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) einfließen wird. 

Das Regionale Klimamodell CCLMDas regionale Klimamodell CCLM (Cosmo Climate version of Local Model) ist das auf einem gemeinsamen Programmcode basierende Wettervorhersage‐ und Klimamodell des DWD (Deutscher Wetterdienst). CCLM wird zur dynamischen Regionalisierung (downscaling) der großskaligen CMIP5 GCM (Global Climate Model) Ergebnisse für Afrika und Europa bis zu einer Skala von 12 km benutzt. CCLM wurde in die IMDI (Integrierende Modell‐ und Dateninfrastruktur) Modellierungumgebung am DKRZ (Deutsches Klimarechenzentrum) eingepflegt, die die Kompilierung des Modells, die Vorbereitung der Eingabedaten, die Modellintegration, sowie die Nachbereitung und Archivierung der Ausgabedaten steuert.

CMIP5 GCMs 

• MPI‐ESM‐LR

• HadGEM2‐ES

• CNRM‐CM5

• EC‐EARTH

CMIP5 GCMs 

• MPI‐ESM‐LR

• HadGEM2‐ES

• CNRM‐CM5

• EC‐EARTH

Vorbereitung  der Eingabedaten

• Transformation der GCM Daten in das RCM Gitter

• Erstellung der Initialisierungsdaten

Vorbereitung  der Eingabedaten

• Transformation der GCM Daten in das RCM Gitter

• Erstellung der Initialisierungsdaten

Regionales Modell

• CCLM

• Regionen

• Afrika

• 0.44o

• 0.22o

• Europa

• 0.11o

• Experimente

• historical (1950‐2005)

• Szenarien RCP4.5 und RCP8.5 (2006‐2100)

Regionales Modell

• CCLM

• Regionen

• Afrika

• 0.44o

• 0.22o

• Europa

• 0.11o

• Experimente

• historical (1950‐2005)

• Szenarien RCP4.5 und RCP8.5 (2006‐2100)

Nachbearbeitung

• Entsprechend der CORDEX Anforderungen

• Festgelegte Variablen

• Tages‐, Monats‐ und Saisonalwerte

Nachbearbeitung

• Entsprechend der CORDEX Anforderungen

• Festgelegte Variablen

• Tages‐, Monats‐ und Saisonalwerte

Archivierung

• DMI Kopenhagen

• DKRZ  Langzeitarchivierung

Archivierung

• DMI Kopenhagen

• DKRZ  Langzeitarchivierung

Workflow der IMDI ModellierumgebungWorkflow der IMDI Modellierumgebung

ModellgebieteModellgebiete

AfrikaAfrika EuropaEuropa

Europa: Mittlerer JahresgangEuropa: Mittlerer Jahresgang

Temperatur in 2mTemperatur in 2m

NiederschlagNiederschlag

CORDEX CCLM Experimente

Antriebsdaten von 4 GCMs:  MPI‐ESM‐LR, HadGEM2‐ES, CNRM‐CM5 und EC‐EARTH

2 Modellgebiete:  CORDEX domains AFR‐44/22, EUR‐11(Afrika 0.44o/0.22o, Europa 0.11o)

3 CMIP5 Experimente: historical (1950‐2005), rcp45/85 (2006‐2100)

Es werden 22 Experimente mit insgesamt 2952 Jahren berechnet, die eine Rechenzeit von 2.707.823 CPU h auf der blizzard (IBM power6) benötigen. 

MPI‐ESM‐LR

HadGEM2‐ES

CNRM

EC‐EARTH

Afrika

0.44o

historical

rcp45

rcp85

0.22o

historical

rcp45

rcp85

Europa 0.11o

historical

rcp45

rcp85

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

AFR‐44 EUR‐11

Rechenzeit und Plattenplatz

Plattenplatz pro Experiment in GB Rechenzeit pro Experiment in CPU h

20‐jährige Mittel für Zentraleuropa aus Evaluierungslauf, MPI‐ESM‐LR Lauf und HadGEM2‐ES Lauf. .

AfrikaAfrika

EuropaEuropa

GitterauflösungenGitterauflösungen

Afrika: Differenzen der JahresmittelAfrika: Differenzen der Jahresmittel

Temperatur in 2mTemperatur in 2m

NiederschlagNiederschlag

Differenz zwischen den Ergebnissen der historical CCLM Experimente mit MPI‐ESM‐LR und HADGEM2‐ES Antrieb für AFR‐44.

Oben: Mittlere (1951‐2005) Jahresmitteltemperatur (K) in 2 m Höhe.

Rechts: Mittlere (1951‐2005) Jahressumme des Gesamtniederschlags.