Metodyka opracowania projekcji klimatycznych

Wyniki globalnych modeli klimatu (ang. GCM – Global Climate Models) ze względu na rozdzielczość nie są wystarczające na potrzeby planowania działań adaptacyjnych w poszczególnych krajach. Do tego celu stosowane są regionalne modele klimatu (ang. RCM – Regional Climate Models) wykorzystujące technikę dynamicznego skalowania dla zwiększenia rozdzielczości danych przestrzennych (ang. downscaling). Celem uzyskania lepszej reprezentacji cech lokalnych wyniki prognoz regionalnych można poddać dalszemu procesowi downscalingu statystycznego z wykorzystaniem dostępnych obserwacji.

Wyniki modeli globalnych stanowiących podstawę opracowania Raportów Oceny IPCC stanowią informację referencyjną dla opracowań scenariuszy zmian klimatu. Aktualne wyniki pochodzą ze zbioru Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5)^[1]. Na bazie tych wyników powstają projekcje regionalne w ramach międzynarodowej inicjatywy CORDEX^[2], której częścią dla obszaru Europu jest EuroCORDEX^[3]. W ramach EuroCORDEX. powstają wiązki (ang. ensemble) symulacji regionalnych modeli klimatycznych, w których wymuszeniem zewnętrznym są ogólne modele cyrkulacji (GCM) pochodzące ze zbioru CMIP5. Wynik modeli z repozytorium EuroCORDEX stanowią dane wejściowe do badań nad regionalnymi oddziaływaniami zmian klimatu w różnych sektorach w większości krajów europejskich.

Wzorując się na licznych doświadczeniach europejskich, warunki przyszłego klimatu dla obszaru Polski opracowano w oparciu o symulacje klimatyczne udostępniane w ramach projektu EuroCORDEX. Wyniki EuroCORDEX dostępne są dla okresu 2006-2100. Wykorzystano dostępne symulacje regionalnych modeli klimatu, dla obszaru obejmującego całą Europę, na siatce regularnej w rozdzielczości 0.11^o (ok. 12,5km).

Wszystkie symulacje EuroCORDEX zostały przeprowadzone na siatce zrotowanej z biegunem wyznaczonym współrzędnymi 162°W i 39.25°N. Domena obliczeniowa obejmuje obszar od ok. 22°W do 45°E oraz od 27°N do 72°N.

Domena obliczeniowa EuroCORDEX (źródło: https://euro-cordex.net/).

Z repozytorium EuroCORDEX pobrano wszystkie dostępne realizacje dla parametrów:

• Temperatura średniodobowa (symbol) | (macierz RCM/GCM – html – tabele na dole )
• Temperatura minimalna dobowa (symbol) | (macierz RCM/GCM GCM – html – jw.)
• Temperatura maksymalna dobowa (symbol) | (macierz RCM/GCM GCM – html – jw. )
• Dobowa suma opadu (symbol) | (macierz RCM/GCM GCM – html – jw.)
• Dobowa suma promieniowania krótkofalowego (macierz RCM/GCM GCM – html – to do)
• Średnie dobowe składowe prędkości wiatru (symbol) | (macierz RCM/GCM GCM – html – to do)

Dla każdego parametru dostępne było kilkanaście realizacji. Pojedyncza unikatowa realizacja jest jednoznacznie określona modelem globalnym klimatu (GCM) którego wyniki zostały wykorzystane jako tzw. warunki brzegowe do symulacji oraz modelem regionalnym klimatu (RCM) wykorzystanym jako narzędzie obliczeniowe do downscalingu dynamicznego.

Do obliczenia finalnego scenariusza dla Polski zastosowano dodatkowo skalowanie statystyczne w oparciu o historyczne dane bazujące na obserwacjach oraz podejście wiązkowe pozwalające na ocenę niepewności projekcji (html).

[1] https://www.wcrp-climate.org/wgcm-cmip/wgcm-cmip5

[2] https://www.cordex.org/

^[3] http://www.euro-cordex.net

Tabela 1. Wykorzystane symulacje wymuszenia z globalnych modeli klimatu i regionalnych modeli klimatu (GCM/RCM), Skorygowanej z wykorzystaniem pól temperatury  ERA5 (symulacje dla TAS, TASMAX, TASMIN, PR), IMiGW ( symulacje dla TAS, TASMAX, TASMIN, PR), EOBS ( symulacje dla TAS,TASMAX, TASMIN) i UERRY ( symulacje dla TAS) dla scenariuszy RCP4.5 i RCP8.5.

Temperatura średnia dobowa

Temperatura maksymalna dobowa

Temperatura minimalna dobowa

Opad

Promieniowanie

Prędkość wiatru

Wilgotność względna

Grubość pokrywy śnieżnej

Zachmurzenie ogólne

1. National Centre for Meteorological Research – UMR 3589 (http://www.umr-cnrm.fr/)
2. Centre Européen de Recherché et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (https://cerfacs.fr/)
3. Climate Limited-area Modelling Community (https://clmcom.scrollhelp.site/clm-community/)
4. Royal Meteorological Institute of Belgium and Ghent University (https://www.meteo.be/en/belgium; https://www.ugent.be/en )
5. Swedish Meteorological and Hydrological Institute (https://www.smhi.se/en/q/Stockholm/2673730)
6. Irish Center for High-end Computing (https://www.ichec.ie/)
7. The Royal Netherlands Meteorological Institute (https://www.knmi.nl/)
8. Danish Meteorological Institute (http://ocean.dmi.dk/)
9. The Institut Pierre Simon Laplace (https://cmc.ipsl.fr/)
10. The French National Institute for Industrial Environment and Risks (https://www.ineris.fr/)
11. Max-Planck-Institut für Meteorologie (https://mpimet.mpg.de/startseite)
12. Computational Methods in Systems and Control Theory (https://www.mpi-magdeburg.mpg.de/csc)
13. Norwegian Climate Center (https://www.uib.no)
14. University of Hohenheim, Stuttgard (https://www.deutsches-klima-konsortium.de/en/startseite.html)
15. The Climate Service Center Germany (https://www.climate-service-center.de/)
16. Met Office Hadley Centre for Climate Science and Services (https://www.metoffice.gov.uk/)
17. Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/climate-change/science-research-data/modeling-projections-analysis/centre-modelling-analysis.html)
18. Swiss Federal Institute of Technology in Zürich (https://ethz.ch/en.html)