Основные климатические данные

Новые данные по Германии и Баварии

В 2025 году было опубликовано ОБНОВЛЕНИЕ со следующими дополнениями:

• - База данных по климату была обновлена с учетом данных наблюдений за период до 2020 года.
• - Ансамбль климатических моделей был дополнен дополнительными моделями (Euro-Cordex) и расширен за счёт включения исторических симуляций.
• - Коррекция смещения данных моделирования была выполнена с помощью собственного программного обеспечения.
• - Данные результатов были интерполированы на сетку с меньшим шагом с учётом топографических особенностей.

Различия

Отличие от набора данных Impact2C, используемого с 2019 года, заключается, по сути, в более полном наборе модельных прогонов, включающем 17 прогонов для сценария RCP8.5. Таким образом, полученные статистические данные по выбранным климатическим показателям за 30-летний период основаны на 30 × 17 = 510 годовых значениях (вместо 120). В сравнении с этим могут наблюдаться значительные отклонения в динамике отдельных показателей.

Диапазон среднегодовой температуры в Германии остается примерно неизменным — от 11 °C до 14 °C (сценарий RCP8.5 до 2100 года). Более заметные различия наблюдаются в среднем количестве жарких дней. Согласно текущим данным, этот показатель составляет чуть менее 30 дней. Ранее в Германии он составлял чуть более 20 дней.

Более обширный ансамбль моделей также влияет на общее количество осадков. Чем больше моделей, тем шире диапазон колебаний годового количества осадков. В среднем показатели остаются на историческом уровне. Однако более интенсивные дожди и более высокие средние температуры способствуют удлинению периодов засухи.

Данные наблюдений: 1961–2020 гг.

При обновлении массива данных наблюдений учитывались только те метеостанции, которые входят в сеть станций DWD с 1961 года. К ним относятся примерно 220 синоптических станций и около 1 200 станций регистрации осадков. Все они предоставляют суточные значения метеорологических параметров. В связи с ограниченной плотностью станций мелкомасштабные явления и, в частности, региональные особенности не могут быть отражены с полной точностью. Эта сеть станций также служит основой для подготовки данных сценариев (см. раздел «Интерполяция»).

Ансамбль климатических моделей: исторические и будущие данные

Ансамбль климатических моделей RCP8.5, который в настоящее время включает 17 симуляций, был дополнен историческими периодами моделирования, начиная с 1971 года. Таким образом, общий период моделирования составляет 130 лет. Ансамбль для сценария RCP2.6 значительно меньше, поскольку для него доступно меньше прогонов. Что касается исторического периода, текущая версия позволяет сравнивать динамику развития событий в ансамбле моделей и в данных наблюдений. Многие показатели свидетельствуют о том, что симуляции согласуются с данными наблюдений. Такие явления, как весенние засухи, демонстрируют расхождения, указывающие на недостатки модели.

Ансамбль климатических моделей

Ансамбль региональных климатических моделей

Для того чтобы определить региональные климатические последствия будущих траекторий изменения климата (в соответствии со сценариями RCP), необходимо уточнить результаты моделирования глобальных климатических моделей (GCM) для крупных регионов, таких как Европа. Обычно это достигается за счёт использования данных ГКМ в качестве входных данных для региональных климатических моделей (РКМ) с более высоким разрешением. Эти модели способны более реалистично воспроизводить региональные особенности распределения температур и осадков, поскольку, в частности, лучше отражают влияние рельефа и землепользования.

Обширные данные моделирования из [Euro-Cordex]https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/projections-cordex-domains-single-levels?tab=downloadобеспечивает основу и базу данных (см. таблицу) для предоставления климатических услуг для Европы, Германии и федеральных земель. Период моделирования охватывает исторические периоды, начиная с 1971 года, и простирается до 2100 года в рамках сценариев. Каждая отдельная комбинация моделей представляет собой возможную реализацию климатического и метеорологического развития. Как правило, рассматриваются временные интервалы по 30 лет, изменчивость и средние значения которых определяются 30 × 17 = 510 годовыми значениями. Совокупность этих значений формирует диапазоны, состоящие как из внутренней изменчивости, так и из модельной неопределённости.

Хорошо известно, что между моделями и измерениями существуют систематические погрешности. Для исторического периода сравнения их можно количественно оценить с целью корректировки (согласования) результатов моделирования. При этом сохраняются имеющиеся в данных тенденции. В исследованиях по воздействию климата для этого существуют устоявшиеся методы (Lange, 2019). Это связано с тем, что величина так называемого модельного смещения не является единственным критерием оценки результатов моделирования климатических моделей.

Для сопоставления значений модели со значениями наблюдений требуются ежедневные данные на единой сетке. Это определяется сгенерированным набором данных наблюдений. Чтобы перенести значения модели на сетку наблюдений, данные модели сначала переносятся на сеть станций. Для этого координатам станций присваиваются значения ближайшей точки сетки. Затем выполняется интерполяция таким же образом, как и для базового набора данных. Этот этап гарантирует, что данные моделирования и данные наблюдений имеют одинаковое пространственное соотнесение. Таким образом, климатические изменения можно беспрепятственно отображать в виде карт и диаграмм.

Два ансамбля климатических моделей — RCP2.6 и RCP8.5 — охватывают возможный диапазон сценариев, в рамках которых может развиваться климат Германии в будущем. Существующие на данный момент расхождения между наблюдаемыми и смоделированными тенденциями не могут быть устранены, поскольку речь идет о непрерывном процессе углубления научных знаний. Поэтому явления, вызывающие затяжные засухи, являются предметом текущих исследований, имеющих межотраслевое значение для изучения воздействия климата.

Стол:Матрица моделирования базовых комбинаций региональных глобальных моделей (GCM) и региональных моделей (RCM): RCP8.5 – 17 моделей, RCP2.6 – 7 моделей. Для сценариев RCP, для которых отсутствуют данные моделирования, данные EuroCordex отсутствуют.

Дополнительная литература:Ланге, С.: Коррекция смещения с сохранением тренда и статистическое уменьшение масштаба с помощью ISIMIP3BASD (v1.0), Geosci. Model Dev., 12, 3055–3070, https://doi.org/10.5194/gmd-12-3055-2019, 2019.

Пропускная способность

Базовый ансамбль региональных климатических моделей включает семь симуляций для сценария RCP 2.6 и 17 симуляций для сценария RCP 8.5.

Для оценки диапазонов неопределенность модели и внутренняя (годовая) изменчивость были объединены, отсортированы, и значение, ниже которого находятся 10% и 90% значений, использовалось для представления временного ряда. На карте показаны только средние значения. Для 30-летнего периода и ансамбля моделей из 17 симуляций это означает, что для соответствующих климатических показателей доступно 17 x 30 = 510 годовых значений.

Примечание:В течение периода наблюдения диапазон значений обусловлен исключительно внутренней изменчивостью 30 годовых значений. В этом контексте неопределенность модели и внутренняя изменчивость были объединены для оценки диапазона значений в сценарных данных.

Интерполяция

Для отображения климатических показателей, полученных на основе ежедневных климатических данных, использовался метод, в котором имеющаяся информация в местах расположения измерительных станций интерполировалась до точек сетки. Их пространственное разрешение составляет приблизительно 4 х 4 км, для которых также доступны значения высоты из цифровой модели рельефа. Среди прочего, метод учитывает существующие градиенты значений на разных высотах в сети станций. Перед фактической интерполяцией эффекты высоты в сети станций исключаются. Затем искомое значение в соответствующей точке сетки определяется путем взвешенного суммирования данных станций в пределах заданного радиуса влияния (соседние станции), при этом сумма затем делится на количество станций. Затем эффект высоты применяется к целевой сетке в соответствии со значениями высоты.

Дополнительная литература:
Кресси Н., 1993, Статистика для пространственных данных, Серия книг по теории вероятности и статистике издательства Wiley.
https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/](https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/

Данные наблюдений

Исторические наблюдения за изменением климата, представленные в разделе «Климат», основаны на данных станций, входящих в измерительную сеть DWD с 1961 года.
Они предоставляют ежедневные значения метеорологических параметров примерно с 220 синоптических станций и примерно с 1200 станций, измеряющих осадки.
Данный набор данных со станций служит основой для гомогенизации и пространственной интерполяции на сетку высокого разрешения с учетом топографических условий. При гомогенизации и интерполяции учитываются значения с соседних станций. Производные климатические показатели рассчитываются на основе интерполированных суточных данных. В отдельных случаях нельзя исключить возможные артефакты.

Выбор сценария

На портале KlimafolgenOnline представлены два из четырех основных репрезентативных сценариев концентрации парниковых газов (RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 и RCP8.5). Эти сценарии были разработаны научным сообществом для пятого оценочного доклада Межправительственной панели по изменению климата (IPCC).

Используемые на портале сценарии RCP 2.6 и 8.5 учитывают различные уровни радиационного воздействия, вызванного парниковыми газами, на период 2021-2100 годов. Решающим фактором для соответствующих различий в повышении температуры в сценариях является интенсивность будущих мер по защите климата с 2021 по 2100 год, которые влияют на радиационное воздействие и концентрацию парниковых газов.

ОнСценарий RCP 2.6На рисунке показана возможная динамика развития событий, которая, как ожидается, позволит достичь глобального предела в два градуса. Это требует принятия решительных мер по защите климата. Предел в два градуса является политической целью, поскольку ученые считают, что последствия изменения климата останутся управляемыми, если потепление не превысит этот уровень. Более подробная информация содержится в немецком сводном докладе Пятого оценочного доклада МГЭИК. Этот документ доступен в формате PDF в меню в разделе «Знания о климате». На Конференции ООН по изменению климата в Париже в декабре 2015 года 195 стран согласовали новое соглашение по борьбе с глобальным потеплением. Согласно этому соглашению, глобальное потепление должно быть ограничено уровнем «значительно ниже двух градусов» по сравнению с доиндустриальными условиями.

ОнСценарий RCP 8.5Это наихудший сценарий. Он рассматривает возможное развитие климата с продолжающимся увеличением выбросов парниковых газов и без каких-либо дополнительных мер по защите климата. На основе имеющихся в настоящее время сценариев глобальных климатических моделей это приводит к повышению средней глобальной температуры на 3,6–4,1 °C к 2100 году по сравнению с доиндустриальным уровнем.

В ГерманииСреднее повышение температуры к 2100 году по сравнению с доиндустриальным уровнем составит от +2°C (RCP2.6) до +5°C (RCP8.5).