KLIWALF: Klimaszenarien für die Wasser-, Land- und Forstwirtschaft

Projektleitung

Klaus Haslinger

Forschungseinrichtung

Geosphere Austria

Projektnummer

102080

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft 

Allgemeine Projektinformationen

Abstract (deutsch)

Beobachtete Veränderungen im Klimasystem führen bereits jetzt zu erheblichen Verschiebungen der Rahmenbedingungen in der Wasser- Land- und Forstwirtschaft und somit zu einem gesteigerten Bedarf zur zielgerichteten Anpassung an den Klimawandel. Ziel des Projektes ist zum einen die umfassende Zusammenstellung zum Stand des Wissens zu beobachteten Klimaveränderungen und zum anderen die Entwicklung neuer Klimaszenarien für Österreich auf Basis der neuesten Generation globaler Klimamodelle. Die Analyse der Klimavergangenheit stützt sich auf die Ergebnisse der aktuellen, einschlägigen Literatur. Darüber hinaus werden bestehende, sowie in den letzten Jahren neu entwickelte Datensätze meteorologischer Variablen herangezogen, um mit neuesten Methoden Veränderungen mit Relevanz für die Wasser- Land- und Forstwirtschaft zu detektieren und zu bewerten. Für die Entwicklung praxistauglicher Klimaszenarien für die Wasser- Land- und Forstwirtschaft werden globale Klimasimulationen der neuesten Generation an Klimamodellen (CMIP6), die auch im letzten Sachstandsbericht des Weltklimarates Verwendung fanden, herangezogen. Diese Daten liegen in einer sehr groben räumlichen Auflösung von ca. 100x100km vor. Mit einem an der GeoSphere Austria entwickelten empirisch-statistischen Ansatz werden diese Daten auf ein 1x1km Raster für ganz Österreich skaliert (Empirical-Statistical-Downscaling – ESD) und die statistischen Eigenschaften in der Referenzperiode an die Beobachtungsdaten angeglichen. Ziel im vorliegenden Projekt ist es, für alle in der nächsten Generation an österreichischen Klimaszenarien (ÖKS26) vorgesehenen Globalen Klimamodellen ein ESD durchzuführen und die Ergebnisse dem BML sowie der österreichischen Klimaforschungs- und Anpassungscommunity zur Verfügung zu stellen.

Schlagwörter (deutsch)

Klima, Klimawandel, Extremwerte, Klimaszenarien, Klimamodelle

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Climate scenarios for water management, agriculture and forestry

Abstract (englisch)

Observed changes in the climate system are already leading to significant shifts in the framework conditions in water management, agriculture and forestry and thus to an increased need for adaptation to climate change. The aim of the project is, on the one hand, to comprehensively compile the state of knowledge on observed climate changes and, on the other hand, to develop new climate scenarios for Austria based on the latest generation of global climate models. The analysis of the climate past is based on the results of current, scientific literature. In addition, existing datasets of meteorological variables as well as those newly developed in recent years are used to detect and evaluate changes relevant to water management, agriculture and forestry using the state-of-the-art methods. Global climate simulations of the latest generation of climate models (CMIP6), which were also used in the last assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, are used to develop practical climate scenarios for water management, agriculture and forestry. This data is available at a very coarse spatial resolution of approximately 100x100km. Using an empirical-statistical approach developed at GeoSphere Austria, these data are scaled to a 1x1km grid for the whole of Austria (Empirical-Statistical-Downscaling - ESD) and the statistical properties in the reference period are adjusted to the observation data. The aim of the present project is to carry out an ESD for all global climate models planned in the next generation of Austrian climate scenarios (ÖKS26) and to make the results available to the BML and the Austrian climate research and adaptation community.

Schlagwörter (englisch)

climate, climage change, extreme events, climate scenarios, climate models

Projektziele

Zielsetzung des Projektes ist es, den aktuellen Stand des Wissens zum Klimawandel mit Relevanz für die Wasser- Land- und Forstwirtschaft zusammenzuführen, beobachtete Veränderungen mit neuesten Daten und Methoden in konsistenter Weise abzuschätzen, sowie neue Klimaszenarien auf Basis der aktuellen Generation globaler Klimamodellen für Österreich zu erstellen.

Diese gliedern sich in folgende Unterziele:

  • Erstellung einer umfassenden Literaturrecherche in Bezug zum Klimawandel in Österreich und dem Alpenraum seit Beginn der Aufzeichnungen (18. Jahrhundert) bis heute. Herangezogen wird dafür sämtliche wissenschaftliche Literatur zum Thema (peer-reviewte wissenschaftliche Artikel, Dissertationen, Masterarbeiten, Projektberichte, etc.).
  • Die durch die Literaturstudie detektierten Wissenslücken im Verständnis über die durch den Klimawandel beobachteten Veränderungen im Erdsystem sollen durch zielgerichtete Datenanalyse von Beobachtungsdaten geschlossen werden. Im Vordergrund stehen hier die Abschätzung von Trends unterschiedlicher meteorologischer Größen (Temperatur, Niederschlag, relative Feuchte, Sonnenscheindauer, Wind) im Mittel, aber auch für Extremwerte, sowie der Versuch der Attribution von beobachteten Veränderungen zum globalen Klimawandel.

Um in den Punkten (1) und (2) eine möglichst hohe Aussagekraft zu erzielen werden folgende Grundprinzipien verfolgt: (i) die Aussagen aus der Literatur sowie die Ergebnisse der Datenanalyse werden nach ihrer Belastbarkeit unterschieden, (ii) sich ergänzende Informationsquellen werden herangezogen und (iii) der Fokus der Analyse und Bewertung liegt auf dem Verständnis der Mechanismen, da dies differenziertere und transparentere Aussagen über Ursache-Wirkung Beziehungen erlaubt.

  • Erstellung neuer Klimaszenarien für das österreichische Bundesgebiet und für relevante Einzugsgebiete. Die Klimaprojektionen werden den Zeitraum 1951 – 2100 abdecken und Temperatur- und Niederschlagsverläufe mit täglicher Auflösung liefern. Angetrieben werden sie von Globalen Klimamodell-Läufen der neuen CMIP6-Generation, die mit einem empirisch-statistischen Ansatz auf 1 km x 1 km gebracht, sowie für ausgewählte Stationsstandorte regionalisiert werden. D.h. sie geben die simulierten Wetter- und Witterungsverläufe der Globalmodelle für den Simulationszeitraum auf regionaler Ebene wieder. Ergänzt werden die erzeugten Datensätze durch eine umfassende Validierung zur Einschätzung der Unsicherheiten in den Projektionen sowie einen Leitfaden zur Interpretation und Handhabung der Daten.

Praxisrelevanz

Der Klimawandel macht sich in Europa und insbesondere im Alpenraum in Form des Temperaturanstiegs deutlich stärker bemerkbar als auf globaler Ebene. Neben der Temperatur sind mit dem Klimawandel auch Änderungen anderer Klimagrößen wie Niederschlag oder Verdunstung verbunden. Viele dieser Klimagrößen bilden eine wesentliche Grundlage für vergangene und zukünftige Veränderungen im Wasser- und Energiehaushalt (und damit auch für die Wasser-, Land- und Forstwirtschaft). Im Rahmen früherer Studien wie „Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft Österreichs und mögliche Anpassungsstrategien“ oder dem APCC „Assessment Report 2014“ wurden umfassende Beschreibungen der vergangenen und zukünftigen Klimaänderungen für Österreich erarbeitet. Seit den letzten Berichten wurden jedoch zahlreiche neue Erkenntnisse in der Klimaforschung gewonnen und auch die (Extrem-)Ereignisse der letzten Jahre (in der Wasserwirtschaft, Land- oder Forstwirtschaft) erfordern eine Neubewertung. Insbesondere ist zu erwähnen, dass sich die regionale Klimamodellierung derzeit in einer Phase großer Verbesserungen befindet (insbesondere bei der Niederschlagsmodellierung) bzw. auch neue Erkenntnisse aus der Klimaanalyse auf Basis von Beobachtungsdaten die Notwendigkeit einer Neubewertung zeigen. Das vorliegende Projekt liefert die notwendigen Grundlagen von Seiten der Klimaforschung, einerseits durch die Erarbeitung einer Einschätzung zum aktuellen Stand des Klimawandels in Österreich, basierend auf vorliegenden Auswertungen/Studien (welche aktuellen Erkenntnisse führen zu einer Neubewertung) und andererseits durch die Erarbeitung und Bereitstellung der notwendigen klimatologischen Datenbasis (insbesondere für die Klimazukunft) als Grundlage für zukünftige Studien zum Themenkomplex Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Forstwirtschaft für Österreich.