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Full text: Klimaänderungen und Klimafolgebetrachtungen für das Bundesverkehrssystem im Küstenbereich

4. Übersicht der einzelnen Arbeitspakete 13 (Dieterich et al. 2013) für die verschiedenen, repräsentativen Szenarien der weiteren Entwicklung der Treib- hausgaskonzentrationen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ausgewertet (Representative Concentration Pathways = RCP 2.6 Klimaschutzszenario, 4.5 moderates Szenario und 8.5 Weiter-wie-bisher-Szenario; van Vuuren et al. 2011). NEMO/RCA4 wurde dabei am Modellrand jeweils von den globalen Klimamodellen MPI- ESM LR (Giorgetta et al. 2013), HadGEM2 ES (Collins et al. 2011), GFDL ESM2M (Zadeh et al. 2012), EC-Earth (Hazeleger et al. 2010) und IPSL CM5A (z. B.Hourdin et al. 2012) angetrieben. Die Nord- und Ostseeklimatologie (BNSC, Hinrichs und Jahnke-Bornemann 2017) ist eine Erweiterung der im Rahmen von KLIWAS entwickelten Nordseeklimatologie und entstand in Zusammenarbeit zwi- schen dem BSH und dem ICDC. Die BNSC basiert auf atmosphärischen und ozeanographischen Messda- ten und wird auf einem korrespondierenden regelmäßigen Gitter (Atmosphäre: 1° x 1°, Ozean: 0,25° x 0,25°) bereitgestellt. Aktuell stehen für die Atmosphäre jeweils bodennahe Felder für 2 m Lufttemperatur, Taupunkt, und Luftdruck auf Meeresniveau zur Verfügung. Für den Ozean gibt es Felder in mehreren Tie- fenstufen jeweils für die Wassertemperatur und den Salzgehalt. Die atmosphärischen Daten liegen in Form von Feldern von Monatsmittelwerten in den jeweiligen Gitterboxen für den Zeitraum 1950–2015 vor. Zu- sätzlich gibt es Felder mit klimatologischen Mittelwerten für die Bezugszeiträume 1951–1980, 1961–1990, 1971–2000 und 1981–2010, sowie die Möglichkeit, zusätzliche Zeiträume berechnen zu lassen. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen wurden die Luftdruckdaten der BNSC, sowie zusätzliche unabhängige Stationsdaten über Land genutzt, um Reanalyse-und Klimamodelldaten zu validieren (Ganske et al. 2019). Alle Daten der BSNC stehen über die Homepage des ICDC zum freien Download bereit9. Die Verteilung des Luftdrucks bestimmt die Wetterlagen und damit die Wind- und Niederschlagsfelder. In diesem Bericht wird ausschließlich Luftdruck auf Meeresniveau (SLP) verwendet und im weiteren Verlauf nur als Luftdruck bezeichnet. Zur Validation wurde die Reanalyse ERA-40 (Uppala et al. 2005) gewählt, die auch den Antrieb für die Validationsläufe der regional gekoppelten Klimamodelle liefert. Außerdem wurden ERA-Interim (Berrisford et al. 2009, Dee et al. 2011) und die regionale Reanalyse COSMO-REA6 (Bollmeyer et al. 2015) in die Untersuchungen mit einbezogen. Die Validationsläufe der Klimamodelle NEMO/RCA4 (Dieterich et al. 2013) für und MPI-OM/REMO (Mathis et al. 2018) wurden zusätzlich zu der BNSC auch mit ERA40 und COSMO-REA6 validiert. Da die Luftdruckdaten der BNSC nur in Mo- natsmittelwerten vorliegen, wurden in den gesamten Analysen auch bei den Reanalysen und Klimamodellen nur Monatsmittelwerte bzw. monatliche Standardabweichungen betrachtet (Ganske et al. 2019, Hänsel et al. 2020a). Auswertungen der Projektionsläufe beschränken sich auf die aus den Luftdruckdaten abgeleiteten Wetterlagen. Ferner wurden ausschließlich die Windfelder in 10 m Höhe über See betrachtet, da sie für die Beschreibung der Wirkung des Windes auf Wasserstand und Wellen verwendet wurden. Deshalb wird im Folgenden nur noch von Windfeldern, Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen die Rede sein, ohne dass explizit auf die Höhe von 10 m über Grund bzw. NN verwiesen wird. Für die Auswertungen im Expertennetzwerk wurden die Ergebnisse der Reanalyse COSMO-REA6 als Referenzdaten für die Windfelder in 10 m Höhe über See verwendet. Diese Reanalyse ist wegen ihrer hohen räumlichen Auflösung für die Vergleiche be- sonders gut geeignet. Borsche et al. (2016) haben bei einem Vergleich von COSMO-REA6 mit Messdaten gezeigt, dass die Windfelder von COSMO-REA6 eine gute Approximation für die Windfelder auf der Nord- see sind. Zudem wurde durch einen Vergleich von Windmessungen an den Forschungsplattformen FINO1- 3 mit den Windwerten aus COSMO-REA6 an einzelnen Gitterpunkten gezeigt (Fery et al. in Vorbereitung), dass auch die extremen Windgeschwindigkeiten von Stürmen bei COSMO-REA6 gut mit den Messungen übereinstimmen. Für die Auswertungen der täglichen Niederschlagssumme wurden ebenfalls die Ergebnisse der räumlich hoch aufgelösten Reanalyse COSMO-REA6 als Referenz über See verwendet. Bollmeyer et al. (2015) haben bei einem Vergleich von COSMO-REA6 mit Messdaten und der globalen Reanalyse ERA-Interim gezeigt, 9 http://icdc.cen.uni-hamburg.de/1/projekte/bnsc/
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