![Page 1: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/1.jpg)
A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE
Meteorológiai Tanszékén
Bartholy Judit
Eötvös Loránd Tudományegyetem Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai TanszékMeteorológiai Tanszék
31. Meteorológiai Tudományos Napok Az éghajlat regionális módosulásának objektív becslését megalapozó klímadinamikai kutatások
Budapest, 2005. november 24-25.
![Page 2: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/2.jpg)
VÁZLAT
I. Regionális klímamodellezés, korlátok és fejlődési irányok
II. Európában és a Kárpát-medencében várható éghajlati tendenciák a XXI. századra
III. Regionális éghajlati modellek adaptációja, validációs eredmények
IV. Következtetések
Európa
Kárpát-medence
?
? ?
?
Föld
![Page 3: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/3.jpg)
Éghajlati szcenáriók regionalizációjának módszerei
1. Finom felbontású és nem egyenletes rácsfelbontású AGCM és AOGCM modellek szakaszos futtatásai (30 éves időszakokra)
2. Regionális éghajlati modellek(RCM-ek)
3. Empírikus/statisztikus és statisztikus/dinamikus modellek
Európa
Kárpát-medence
?
? ?
?
Föld
![Page 4: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/4.jpg)
Regionális éghajlati modellek (RCM)
• Numerikus előrejelzési modellekből származnak
• GCM-ekből származó kezdeti feltételek vezérlik őket, melyek időfüggő, meteorológiai és felszíni határ-feltételek
• Képesek fizikailag érvényesíteni finomabb skálájú kényszereket (pl. komplex topográfia, vagy felszíni inhomogenitások)
• Egy finomabb térskálán képesek szimulálni a légkör cirkulációját, s a meteorológiai állapotjelzők változásait
![Page 5: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/5.jpg)
A dinamikus regionális leskálázó modellek előnyei
Általános cirkulációs modellek (GCM) az egész
Földre
– Nagy skálájú folyamatok
– Nagy számítógép- igény
– Az extrém eseményekre nem adható becslés
Regionális éghajlati modellek (RCM)
– Az orográfia regionális hatásai közelíthetők
– PC-ken futtathatók– Az extrém események
reálisabb leírása
![Page 6: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/6.jpg)
Európa domborzatának megjelenése egy 50 km-es felbontású (balra) és
egy 300 km-es felbontású tipikus AOGCM modellben (jobbra)
50 km-es rácsfelbontás 300 km-es rácsfelbontás
![Page 7: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/7.jpg)
Az RCM-ek nagyon érzékenyek a GCM-ek által szolgáltatott perem- és felszíni határfeltételek (LBC-k) minőségére
HŐMÉRSÉKLETI HIBAMEZŐK (TÉL)
![Page 8: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/8.jpg)
TOVÁBBI MODELLFEJLESZTÉSEK SZÜKSÉGESEK
• Térségspecifikus parametrizációk kidolgozása
• Hogyan jelentkeznek regionális skálán a légkör-óceán-felszín visszacsatolási mechanizmusok?
• A nem lineáris dinamika miatt többszöri futtatások (ensemble technika) szükségesek
• Pontos regionális adatok szükségesek (T, fluxus, felhő-paraméterek, albedó, stb.)
• Mind több AOGCM modellbe ágyazott RCM futtatása egy-egy régióra
• Tovább kell finomítani a modellek horizontális és a vertikális felbontását
![Page 9: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/9.jpg)
Európára és a Kárpát-medencére várható éghajlati tendenciák
XXI. század, A2 szcenárió
-- Számos EU kutatási projekt szolgáltat már értékes eredményeket: PRUDENCE, STARDEX,
ENSEMBLE, MICE
-- Újonnan (2005. november 3.) benyújtott EU projekt Közép-Európa térségére:
CECILIA
![Page 10: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/10.jpg)
A Svéd Meteorológiai Szolgálat (SMHI, Rossby Központ) klímaszcenáriói Európára –
PRUDENCE projekt keretében
• Klímaprojekciók csak 2071-2100-ra (SRES A2 és B2) Referencia időszak: 1961-1990
• Kétféle GCM-pár alkalmazása a határfeltételek megadásához: HadAM3H/HadCM3, ECHAM4/OPYC3
• Szimuláció az RCAO regionális modellel – kapcsolt légköri (49 km-es felbontással) / óceáni klímamodell
![Page 11: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/11.jpg)
Forrás: J. Räisänen, 2005
Nem elegendő egy GCM, egy RCM!!!!
Éves átlagmezők változásaiSRES A2 (2071-2100) – kontroll (1961-1990)
![Page 12: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/12.jpg)
Az RCAO modellegyüttessel Európára kapottéghajlati tendenciák összefoglalása
SRES/A2, 2071-2100(Forrás: Räisänen et al., 2004 - Climate Dynamics)
• További melegedés várható a kontinensen, mely télen ÉK-Európában, nyáron Dél- és Közép-Európában a legjelentősebb.
• A változás általában nagyobb lesz a maximum, minimum hőmérsékleteknél, mint a közép-hőmérsékletek esetén.
• A csapadékösszegek növekedése valószínűsíthető Észak-Európában (különösen télen) és csökkenése Dél-Európában (különösen nyáron) .
• Az extrém napi cspadékok növekedése várható Európa legnagyobb részén, még azokon a területeken is, ahol az évi csapadékösszeg csökken.
![Page 13: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/13.jpg)
Hőmérsékletváltozás (°C) / ICTP/RegCM (International Center for Theoretical Physics, Trieste, Italy)
Tél (DJF) Tavasz (MAM)
Ősz (SON)Nyár (JJA)
SRES A2
![Page 14: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/14.jpg)
Hőmérséklet hibája (°C) ICTP ICTP/RegCM (International Center for Theoretical Physics, Trieste, Italy)
Tél (DJF) Tavasz (MAM)
Ősz (SON) Nyár (JJA)
![Page 15: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/15.jpg)
Hőmérsékletváltozások (19 modell) NYÁR (JJA) - PRUDENCE
SRES A2 szcenárió Hibamezők (CRU adatbázis)
![Page 16: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/16.jpg)
Csapadékváltozás (%) ICTP/RegCM (International Center for Theoretical Physics, Trieste, Italy)
Tél (DJF) Tavasz (MAM)
Ősz (SON)Nyár (JJA)
SRES A2
![Page 17: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/17.jpg)
Csapadékösszeg hibája (%) ICTP/RegCM (International Center for Theoretical Physics, Trieste, Italy)
Tél (DJF) Tavasz (MAM)
Ősz (SON)Nyár (JJA)
![Page 18: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/18.jpg)
JÖVŐKÉP
a közeljövőben ugrásszerű fejlődés várható a regionális éghajlati
előrejelzések területén, melyeket
a GCM-ek által szolgáltatott határfeltételek nagymértékű javulása
adhat.
![Page 19: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/19.jpg)
NEMZETI ÉGHAJLATI SZCENÁRIÓK KIDOLGOZÁSA A XXI. SZÁZADRA
AZ ELTE MET. TANSZ. HOZZÁJÁRULÁSA
DINAMIKUS REGIONÁLIS MODELLEZÉS
1. PRECIS regionális éghajlati modell(kifejlesztve: Hadley Centre, UK)
2. Model RegCM (kifejlesztve: NCAR, Boulder, US, jelenleg hozzáférhető ICTP)
2003/2004-ben indult projekt
STATISZTIKUS LESKÁLÁZÁS
(Sztochasztikus dinamikus beágyazott modellekkel)10 ÉVES GYAKORLAT
1994-2004
MAGICC/SCENGENéghajlati szcenárió együttes
2050-re és 2100-ra 15 GCM alapján
2003/2004
![Page 20: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/20.jpg)
A Kárpát-medence XXI. századi éghajlati szcenárióinak meghatározásához a
HadCM3/HadRM3 (PRECIS)beágyazott modellt alkalmazzuk
Hadley Központ (Anglia, Met Office)
1. HadCM3-AOGCM modell (harmadik generációs csatolt óceán-légkör modell)Légköri modell:
• horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz.• 19 vertikális szint
Óceán modell:• 20 vertikális szint• horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz.
Átlagos felbontás ~300x300km
![Page 21: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/21.jpg)
A HadCM3 globális
klímamodell elvi vázlata
Térbeli felbontás:2,5°×3,75°
19 vertikális légköri szint+
4 talaj szint
![Page 22: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/22.jpg)
A Kárpát-medence XXI. századi éghajlati szcenárióinak meghatározásához a HadCM3/HadRM3 (PRECIS)
beágyazott modellt alkalmazzukHadley Központ (Anglia, Met Office)
1. HadCM3-AOGCM modell (harmadik generációs csatolt óceán-légkör modellpár)
A légköri modell felbontása: horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz. 19 vertikális szint
Óceán modell: 20 vertikális szint horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz.
1. HadCM3-AOGCM modell (harmadik generációs csatolt
óceán-légkör modellpár)
A légköri modell felbontása: horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz. 19 vertikális szint
Óceán modell: 20 vertikális szint horizontális 2.5º szél. × 3.75º hossz.
2. HadRM3 (PRECIS) regionális modell
A modell felbontása:• horizontális 0.44º szél. × 0.44º hossz. (50x50km) vagy• horizontális 0.22º szél. × 0.22º hossz. (25x25km)
• 19 vertikális szint + 4 talaj szint
Peremfeltételek átadása éghajlati szcenáriónként
![Page 23: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/23.jpg)
Globális és regionális klímamodellel becsült hőmérsékletváltozások a
Földközi-tenger térségére 2080, nyári időszak
(Forrás: Hadley-központ, UK, Met. Office)
Hőmérsékletváltozás (°C)
RCM (HadRM3) GCM (HadCM3)
![Page 24: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/24.jpg)
Csapadék (mm/nap)- -
Globális és regionális
klímamodellel becsült
csapadékváltozások a Pireneusok és
az Alpok térségére 2080, téli időszak
(Forrás: Hadley-központ, UK, Met. Office)
RCM (HadRM3)
GCM (HadCM3)
![Page 25: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/25.jpg)
A globális és regionális klímamodellel szimulált csapadékvalószínűségek
összehasonlítása a mért értékekkel Alpok térsége, 2080
(Forrás: Hadley-központ, UK, Met. Office)
Küszöbértékek (mm/nap)
Való
szín
űség
(%)
MérésekGCM (HadCM3)RCM (HadRM3)
![Page 26: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/26.jpg)
HadRM3/PRECIS regionális klímamodell
• HadRM3P globális klímamodellbe ágyazott korlátos tartományú regionális modell
• Ajánlott régióméret: < 5000 x 5000 km, a Föld bármely régiójára alkalmazható • Rácsfelbontás: 25 km, vagy 50 km-es• 19 szint, a légkör alsó 30 km-es rétege, 4 talaj szint• Installáció (ELTE), régiókijelölés megtörtént • Jelenleg: (a) tesztfutások (6 óránként, 4 és 12 év) (b) a modell validációja folyik (ECMWF/ERA40, CRU, független adatbázis: Magyar Honvédség))• Újabb verziója tartalmazza „a meleg száraz nyár” probléma mesterséges
korrekcióját• Célja: nemzeti éghajlatváltozási hatástanulmányok készítése
(érzékenységvizsgálatok, adaptációs elemzések)
![Page 27: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/27.jpg)
PRECIS regionális éghajlati modell teszt futások 6 óránkénti mezőkreKözép- és Dél-Európa régiójára
Hőmérsékleti mezők összehasonlítása
Validáció és teszt futások – 4 és 12 éves időszakra - ECMWF reanalízis / ERA40,
- CRU Univ. of East Anglia Climate Research Unit- független mérési adatsorok Magyar Honvédség
![Page 28: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/28.jpg)
1979-01-15
PRECIS regionális éghajlati modell, 25 km-es felbontás
1979-04-151979-07-151979-10-151980-01-151980-04-151980-07-151980-10-151981-01-151981-04-151981-07-151981-10-151982-01-151982-04-15
![Page 29: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/29.jpg)
Havi átlaghőmérséklet-mezők évszakos hibái (°C) Precis - ERA40
TAVASZ (MAM) NYÁR (JJA)
TÉL (DJF)ŐSZ (SON)
![Page 30: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/30.jpg)
0%
10%
20%
30%
40%
-6 -4 -2 0 2 4 6
80%
TAVASZ
0%
10%
20%
30%
40%
-6 -4 -2 0 2 4 6
57%
NYÁR
0%
10%
20%
30%
40%
-6 -4 -2 0 2 4 6
63%
ŐSZ
0%
10%
20%
30%
40%
-6 -4 -2 0 2 4 6
73%
TÉL
A szimulált hőmérsékletek (2 m) hibáinak évszakos eloszlása (Precis-ERA40)
|| 1°C
|| 1°C || 1°C
|| 1°C
![Page 31: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/31.jpg)
PRECIS -
Hőmérsékleti szórásmezők (°C)
Tél (
DJF
)Ta
vasz
(MA
M)
PRECIS-ERA40 - Szórásmezők különbsége (°C)
![Page 32: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/32.jpg)
Nyá
r (JJ
A)
Ősz
(SO
N)
PRECIS Hőmérsékleti szórásmezők (°C)
PRECIS-ERA40 Szórásmezők különbsége (°C)
![Page 33: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/33.jpg)
Az évszakos hőmérsékleti szórásmezők eloszlása (Precis-ERA40)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1
TÉL|| < 0,3°C
59%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
-1 -0.5 0 0.5 1
TAVASZ|| < 0,3°C
73%0%
5%
10%
15%
20%
25%
-1 -0.5 0 0.5 1
NYÁR|| < 0,3°C
44%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
-1 -0.5 0 0.5 1
ŐSZ|| < 0,3°C
28%
![Page 34: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/34.jpg)
Dinamikus leskálázó modell futtatásaink (Precis and RegCM) „időszeletei” a
Kárpát-medence térségére:
- 1960-1990: validációs periódus futásai
- 2020-2050: szimulációs futások - 2070-2100: szimulációs futások
Térskála:Precis – 25 km
RegCM – 25 km és 10 km (CECILIA)
![Page 35: A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070502/56813ea3550346895da8f841/html5/thumbnails/35.jpg)
Összefoglalás 1. Beágyazott finom-felbontású dinamikus modellek adaptálása,
leskálázás a Kárpát-medence, Közép-Európa térségére
2. Regionális klímaszcenáriók összeállítása, éghajlati forgatókönyvek összehasonlító elemzése
3. Nemzetközi kapcsolatok erősítése, bekapcsolódni az EU klímaprojektekbe
4. Nemzeti klímajelentés szükséges, szakmai állásfoglalásokkal, akár évente megismételt kiadással, mely újból és újból összefoglalja az új eredmények fényében a megváltozott jövőképet (ajánlások a hatásanalízis vizsgálatokhoz)
5. Mindtöbb fórumon kommunikálni az eredményeket a társadalom politikai/gazdasági szereplői felé