Zmiany klimatu a zagrożenie suszą w Polsce

Transkrypt

1 Zmiany klimatu a zagrożenie suszą w Polsce Warszawa, r. Nr Projektu: POIS /16 1

2 WPROWADZENIE W Polsce od zawsze występowały ekstremalne zjawiska meteorologiczne i hydrologiczne. W ostatnich latach zwiększyła się częstość ich występowania. Przykładem zjawisk ekstremalnych jest susza. Występowanie suszy jest uwarunkowane poprzez warunki wilgotnościowe jak i termiczne. Ze względu na zmieniające się warunki klimatyczne istotne jest opracowanie oraz analiza przyszłych warunków klimatycznych biorąc pod uwagę zagrożenie suszą Nr Projektu: POIS /16 2

3 Analizy zmian klimatu w PPSS RCP4.5 RCP W planie przeciwdziałania skutkom suszy obszarów analizy dotyczące zmian klimatu będą stanowiły odrębny rozdział w części opracowania analitycznego - towarzyszącego. Celem opracowania map scenariuszy klimatycznych zmian wskaźników klimatycznych jest wskazanie zasięgu obszarów, w których warunki do powstawania suszy w danym scenariuszu określone zostały jako eskalujące (progresja) zjawisko suszy lub redukujące zagrożenie występowania suszy. Nr Projektu: POIS /16 3

4 01 Metodyka Nr Projektu: POIS /16 4 Nr Projektu: POIS /16

5 W jaki sposób uzyskujemy scenariusze klimatyczne? Hydrodynamiczne modele klimatu Istnieje wiele takich modeli. Każdy model stanowi pewną idealizację rzeczywistości przy postawionych uproszczeniach i założeniach Nie ma modelu doskonałego Każdy obarczony jest błędami Stosujemy wiązkę modeli Źródło: Nr Projektu: POIS /16 5 r.

6 SCENARIUSZE KLIMATYCZNE Źródłem symulacji klimatycznych jest inicjatywa CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Experiment initiative) Udostępniane są symulacje modeli klimatycznych m. in. dla domeny europejskiej o rozdzielczości 12.5 km (EUR-11) oraz 50 km (EUR-44) Historyczne Projekcje dla scenariuszy emisji RCP4.5 i RCP Nr Projektu: POIS /16 6

7 Symulacje klimatyczne 14 symulacji, 7 modeli regionalnych z warunkami brzegowymi z 5 modeli globalnych Wszystkie symulacje mają rozdzielczość ok 12.5 km (EUR-11) Cztery zmienne (minimalna, średnia i maksymalna dobowa temperatura powietrza oraz dobowa suma opadu) Dwa scenariusze emisji RCP4.5 i RCP8.5 do końca XXI wieku Standardowy kalendarz GCM\RCM CNRM- ALADIN53 CCLM RACMO22E REMO 2009 WRF331F RCA4 HIRHAM 5 Razem CNRM-CERFACS-CM ICHEC-EC-EARTH IPSL-IPSL-CM5A-MR 1 1 MPI-M-MPI-ESM-LR NorESM1 1 1 RAZEM Nr Projektu: POIS /16 7

8 Indeksy Temperatura maksymalna dobowa Najdłuższy okres z Tmax >25 0 C Liczba okresów dłuższych od 5 dni z Tmax >25 0 C Liczba dni z Tmax >25 0 C Liczba dni z Tmax <0 0 C Temperatura minimalna dobowa Najdłuższy okres z Tmin < 0 C Liczba okresów dłuższych od 5 dni z Tmin < 0 C Liczba dni w roku z Tmin < 0 C Temperatura średnia dobowa Okres wegetacyjny, T > 5 C, T > 10 C Start okresu wegetacyjnego, T > 5 C, T > 10 C Opad Najdłuższy okres bez opadu Liczba okresów bez opadu w roku dłuższych od 5 dni Najdłuższy okres z opadem > 1 mm/d Liczba okresów z opadem > 1 mm/d dłuższych od 5 dni Maksymalny opad dobowy [mm/d] Nr Projektu: POIS /16 8

9 Wskaźnik Standaryzowanego Opadu (SPI) Wskaźnik Standaryzowanego Opadu (SPI) opracowany przez McKee i in. (1993) Wskaźnik niedoboru i nadmiaru opadów dla różnych skal czasowych Do detekcji, oceny i monitorowania suszy Umożliwia obiektywną, porównywalną ocenę w różnych warunkach klimatycznych i różnych przedziałach czasu Obliczany na podstawie wieloletnich ciągów sum opadów w określonym przedziale czasu (miesiąc, sezon, półrocze, ) Wartość SPI Klasa suszy 0 do łagodna do umiarkowana do silna ekstremalna Nr Projektu: POIS /16 9

10 02 Walidacja symulacji klimatycznych Nr Projektu: POIS /16 10 Nr Projektu: POIS /16 Źródło:

11 Walidacja i korekcja temperatury powietrza Dane surowe Wyniki symulacji klimatycznych są obciążone błędami systematycznymi Wartości błędów zależą od analizowanej zmiennej klimatycznej, a także od lokalizacji obszaru badań oraz modelu klimatycznego Skorygowane symulacje klimatyczne Po korekcji bardziej realistyczne rozkłady zmiennych zagregowanych (np. wskaźników klimatycznych), ale tracą spójność Stosujemy surowe oraz skorygowane symulacje klimatyczne Skorygowane ISI-MIP Nr Projektu: POIS /16 11

12 Walidacja i korekcja opadu Duże błędy systematyczne dla opadu Widoczny jest znaczny postęp w modelowaniu opadu w porównaniu do poprzednich opracowań Metody korekcji opadu, mapowania kwantyli: Parametryczna o jednym rozkładzie gamma, QM SG Parametryczna o dwóch rozkładach gamma, QM DG nieparametryczna, z zachowaniem trendu względnych zmian, ISI-MIP Dane surowe QM dwa rozkłady gamma Nr Projektu: POIS /16 12

13 03 Projekcje klimatyczne 13 Nr Projektu: POIS / _autor_iopeners.jpg

14 Projekcje klimatyczne Tmax Wyniki wskazują na wzrost maksymalnej dobowej temperatury powietrza, większe zmiany dla scenariusza RCP8.5 niż RCP4.5 Wzrost: liczby dni z Tmax>25 0 C Spadek: liczby dni z Tmax<0 0 C Nr Projektu: POIS /16 14

15 Projekcje klimatyczne Tmax Tendencje zmian są zróżnicowane regionalnie Większe spadki liczby dni Tmax<0 0 C dla Polski Płn.-Wsch. oraz obszarów górskich Większe zmiany liczby dni z Tmax>25 0 C w Polsce Płd.-Wsch. Zmiany liczby dni z Tmax<0 0 C pomiędzy okresem a Nr Projektu: POIS /16 15

16 Porównanie wyników pomiędzy modelami Zmiany liczby dni z Tmax<0 0 C pomiędzy okresem a , dla skorygowanych symulacji klimatycznych dla scenariusza emisji RCP4.5 Znaczne różnice wyników pomiędzy modelami Wszystkie modele symulują takie same kierunki zmian Różnice co do intensywności zmian Nr Projektu: POIS /16 16

17 Porównanie wyników surowych i skorygowanych Mediana zmian dla całej domeny pomiędzy okresem a Najdłuższy okres z Tmax >25 0 C Liczba okresów z Tmax >25 0 C Liczba dni z Tmax >25 0 C Liczba dni z Tmax <0 0 C Nie ma różnic co do kierunku zmian Występują różnice w intensywności zmian RCP4.5 RCP8.5 surowe QM GEV ISI-MIP surowe QM GEV ISI-MIP Najdłuższy okres z Tmin <0 0 C Liczba okresów z Tmin <0 0 C Liczba dni z Tmin <0 0 C Nr Projektu: POIS /16 17

18 Projekcje opadu Widoczne są zmiany indeksów wilgotnościowych Wzrost liczby dni z opadem, mniejsza liczba dni bez opadu, wzrost intensywności opadu, zwiększenie liczby dni z opadem większym niż 10, 20 i 30 mm/d Mniejsza intensywność zmian niż dla temperatury Nr Projektu: POIS /16 18

19 Projekcje opadu Zmiany regionalne są widoczne dla części indeksów Zależą od analizowanego indeksu Zmiany czasu trwania najdłuższego okresu bez opadu pomiędzy a , dane skorygowane QM DG RCP4.5 Liczba dni RCP8.5 Liczba dni Nr Projektu: POIS /16 19

20 Projekcje opadu Znaczne różnice w oszacowanych zmianach w zależności od modelu Zmiany czasu trwania najdłuższego okresu bez opadu pomiędzy a , RCP4.5, dane skorygowane DG Różne są też kierunki zmian Kolor czerwony wydłużenie okresu bez opadu Kolor niebieski skrócenie czasu bez opadu Nr Projektu: POIS /16 20

21 Projekcje opadu RCP4.5 RCP8.5 surowe QM SG QM DG ISI-MIP surowe QM SG QM DG ISI-MIP Najdłuższy okres bez opadu (opad <1 mm/d) Liczba okresów w roku bez opadu dłuższych niż 5 dni Najdłuższy okres z opadem >1 mm/d Liczba okresów z opadem dłuższych od 5 dni Maksymalny opad dobowy Liczba dni z opadem >=10mm Liczba dni z opadem >=20mm Liczba dni z opadem >=30mm Średni opad dobowy w dniach z opadem Nr Projektu: POIS /16 21

22 SPI 12 RCP8.5 surowe Trendy wartości SPI12, surowe i skorygowane symulacje klimatyczne Poprawa warunków wilgotnościowych, pozytywne trendy SPI12 RCP4.5 skorygowane RCP8.5 skorygowane Nr Projektu: POIS /16 22

23 Zmiany sezonowe, SPI3, RCP8.5 ZIMA WIOSNA LATO JESIEŃ Nr Projektu: POIS /16 23

24 Tendencje zmian SPI12 Duże zróżnicowanie wyników pomiędzy modelami Takie same kierunki zmian Nr Projektu: POIS /16 24

25 Podsumowanie i wnioski Analizowane scenariusze klimatyczne wskazują na: Wzrost temperatury powietrza oraz powiązane zmiany wszystkich analizowanych indeksów termicznych, Zmiany opadu: zmiany przebiegu rocznego, wzrost liczby dni z opadem, wzrost intensywności opadu, zwiększenie liczby dni z opadem większym niż 10, 20 i 30 mm/d, Poprawa warunków wilgotnościowych (pozytywne trendy SPI12), mniej susz spowodowanych deficytem opadu Zastosowanie korekcji błędów systematycznych poprawiło oszacowania klimatu dla okresu referencyjnego, ale dane skorygowane tracą spójność Porównanie projekcji indeksów klimatycznych wyznaczonych dla danych surowych oraz skorygowanych wskazują na taki sam kierunek zmian lecz różną intensywność zmian Widoczna jest znaczna poprawa wyników symulacji klimatycznych w porównaniu do poprzednich opracowań (KLIMADA) Nr Projektu: POIS /16 25

26 Dziękuję za uwagę! vv