Vergleich von Klimasimulationen in der Grundwasserneubildungszone

#Klimawandel #Simulation #Extremindikatoren #Grundwasserneubildung #Karst
Die Abbildung zeigt die Ergebnisse der 3km- und 8km-Projektionen für die Änderung der saisonalen mittleren Temperatur und des Niederschlags sowie Extremindikatoren, 2041-2070 minus 1981-2010. a) zeigt die mittlere Temperaturänderung im Winter, b) die mittlere Niederschlagsänderung im Herbst, c) die Anzahl der Tropennächte und d) das Maximum des täglichen Niederschlags. Die saisonalen Temperaturänderungen (Anstieg von bis zu 2,2 °C im Winter und Herbst) zeigen minimale Unterschiede in der Verteilung und Höhe zwischen den 3km- und 8km-Daten. Die projizierten saisonalen Änderungen des Niederschlags zeigen bis zu 59 % (3km) und 42 % weniger Niederschlag (8km) im Herbst.
3 km (obere Reihe) und 8 km (untere Reihe) Projektionen für die Änderung der saisonalen mittleren Temperatur und des Niederschlags sowie Extremindikatoren, 2041-2070 minus 1981-2010. a) zeigt die durchschnittliche Temperaturänderung im Winter (Dez-Jan-Feb), b) die durchschnittliche Niederschlagsänderung im Herbst (Sep-Okt-Nov), c) die Anzahl der Tropennächte (TR) und d) das Maximum des täglichen Niederschlags (Rx1Day). © Sandra Matthäi / Hydrogeologie, TU Berlin

Untersuchungen klimatischer Veränderungen in der Grundwasserneubildungszone liefern Hinweise auf die langfristige Neubildungskapazität eines Aquifers. Hier vergleichen wir die Ergebnisse von 3km- und 8km-Klimaprojektionen bis 2070 für die Neubildungszone des Western Mountain Aquifer (WMA) in Israel und im Westjordanland.

Für den Zeitraum 2041-2070 wurden anhand täglicher Klimasimulationen (RCP4.5) mit Auflösungen von 3 km (ISR3) und 8 km (ISR8) verschiedene Indikatoren für saisonale Klimaänderungen und Extremereignisse bestimmt und mit der Periode 1981-2010 verglichen. Ausgewählte Ergebnisse werden hier vorgestellt.

Die ISR3- und ISR8-Daten zeigen deutliche Unterschiede in der Verteilung und Höhe der berechneten Indikatorwerte. Die Auswertung der durchschnittlichen saisonalen Temperaturen zeigt für die ISR3- und ISR8-Daten einen Temperaturanstieg von bis zu 2,2 °C im Winter und Herbst (Abbildung 1a). Für den durchschnittlichen saisonalen Niederschlag zeigt die ISR3-Projektion eine signifikante Abnahme von bis zu 59% im Herbst im Vergleich zu 42% in der ISR8-Projektion (Abbildung 1b). Abweichungen zeigen sich bei der maximalen Anzahl der Tropennächte (TR) mit 58 Tagen pro Jahr (ISR3) gegenüber 45 Tagen (ISR8) im nördlichen Teil (Abbildung 1c). Große Abweichungen zwischen den ISR3- und ISR8-Daten treten für den maximalen Tagesniederschlag (Rx1Day) auf. Abbildung 1d zeigt eine projizierte Änderung des Maximalwertes für RX1Day von 55 mm/Tag im Gegensatz zu 0,5 mm/Tag (ISR8).

Insgesamt zeigt die hochauflösende ISR3-Projektion einen noch genaueren Trend des Klimawandels für extreme Indikatoren von Temperatur und Niederschlag und sagt extreme Niederschlagsereignisse voraus, die in den ISR8-Daten nicht simuliert wurden. Die veränderten zukünftigen Niederschlagsmuster, längere Trockenperioden und höhere Temperaturen in den niederschlagsreichen Monaten mit folglich höheren Verdunstungsraten zeigen den Handlungsbedarf auf. Unter Verwendung der Klimaprojektionen als Input für ein SWAT-Modell schätzen wir, dass die Grundwasserneubildung des WMA bis 2070 um bis zu 25% (ISR3) abnehmen kann. Die ISR8-Projektion resultiert in einer Abnahme um 16 %, was die hohe Unsicherheit der Modellergebnisse zeigt.

Wasser­ressource: Grundwasser
Produkttyp:
  • Monitoring & Analytik
Anwendungs­sektor: Naturraum Wasser, Wasserwirtschaft
Fördermaßnahme: GRoW
Projekt: MedWater

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