Kaspisches Meer: Niederschlag und Verdunstung ... - ETH
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<strong>Kaspisches</strong> <strong>Meer</strong>: <strong>Niederschlag</strong> <strong>und</strong> <strong>Verdunstung</strong><br />
- Klimatologie des <strong>Niederschlag</strong>s im Einzugsgebiet des KM<br />
- Durchzug von Tiefdruckgebieten<br />
Übungsaufgabe 1: Einfluss eines Tiefdruckgebiets auf den<br />
<strong>Meer</strong>esspiegel des KM (naïve Betrachtung)<br />
- Regionale Klimasimulation: Wasserbudget<br />
Übungsaufgabe 2: Anstieg des <strong>Meer</strong>esspiegels des KM auf<br />
Gr<strong>und</strong> von simuliertem <strong>Niederschlag</strong> <strong>und</strong> <strong>Verdunstung</strong><br />
- Beziehung zur Nordatlantischen Oszillation (NAO)
Einzugsgebiet des Kaspischen <strong>Meer</strong>es<br />
Wolga<br />
Karakum Wüste<br />
Kaukasus<br />
Gebirge
Einzugsgebiet des Kaspischen <strong>Meer</strong>es<br />
Fläche des Einzugsgebietes des KM<br />
A L = 3.5 x 10 6 km 2<br />
Fläche des Kaspischen <strong>Meer</strong>es<br />
A S = 4 x 10 5 km 2
Klimatologie des <strong>Niederschlag</strong>s<br />
Winter<br />
Sommer<br />
mm/Tag<br />
- mehr als 600 mm/Jahr im Norden <strong>und</strong> im Kaukasus<br />
- relativ kleine jahreszeitliche Schwankungen<br />
Elguindi & Giorgi 2006
Beispiel eines <strong>Niederschlag</strong>sereignisses<br />
Tiefdruckgebiet in der Wolga-Region
Regionale Klimasimulation<br />
- regionales Modell: RegCM (basiert auf NCAR MM5)<br />
- horizontale Auflösung: 50 km<br />
- Simulation für 1948-1990<br />
- Hypothese: simulierte Felder von <strong>Niederschlag</strong> (P) <strong>und</strong><br />
<strong>Verdunstung</strong> (E) “erklären” <strong>Meer</strong>esspiegelschwankungen
Regionale Klimasimulation<br />
Wie unterscheidet sich ein regionales Klimamodell von einem<br />
regionalen Wettervorhersagemodell?<br />
- längere Simulationen (Jahre vs. Tage)<br />
- gröbere Auflösung (50 km vs. 2-10 km)<br />
- grössere Bedeutung von “externen Faktoren”: Solarstrahlung,<br />
Konzentration der Treibhausgase, <strong>Meer</strong>estemperatur, Bodenfeuchte, etc.
Regionale Klimasimulation<br />
Wie unterscheidet sich ein regionales Klimamodell von einem<br />
regionalen Wettervorhersagemodell?<br />
- längere Simulationen (Jahre vs. Tage)<br />
- gröbere Auflösung (50 km vs. 2-10 km)<br />
- grössere Bedeutung von “externen Faktoren”: Solarstrahlung,<br />
Konzentration der Treibhausgase, <strong>Meer</strong>estemperatur, Bodenfeuchte, etc.<br />
Wozu dienen regionale Klimasimulationen der Region des KM?<br />
- falls Hypthese bestätigt <strong>Meer</strong>esspiegelschwankungen sind durch<br />
meteorologische Prozesse erklärbar<br />
- falls Hypothese nicht bestätigt <strong>Meer</strong>esspiegelschwankungen haben<br />
nicht-meteorologische Ursache (oder: Modell ist nicht gut genug)
Wasserbudget<br />
In einem Jahr:<br />
Änderung des <strong>Meer</strong>esspiegels SL (in m/year):<br />
ΔSL * A S = P S – E S + R – D<br />
wobei<br />
P S = <strong>Niederschlag</strong> über dem Kaspischen <strong>Meer</strong> (in m 3 /year)<br />
E S = <strong>Verdunstung</strong> über dem Kaspischen <strong>Meer</strong> (in m 3 /year)<br />
R = Zufluss (runoff) in das Kaspische <strong>Meer</strong> (in m 3 /year)<br />
D = Abfluss (discharge) aus dem Kaspischen <strong>Meer</strong> = 0<br />
A S = Fläche des Kaspischen <strong>Meer</strong>es (in m 2 )
Wasserbudget<br />
Einfache Abschätzung des Zuflusses (ohne detaillierte Betrachtung<br />
der Hydrologie):<br />
R = f * P L – E L<br />
wobei<br />
P L = <strong>Niederschlag</strong> über dem Einzugsgebiet (in m 3 /year)<br />
E L = <strong>Verdunstung</strong> über dem Einzugsgebiet (in m 3 /year)<br />
f = “Abflusseffizienz” (Annahme = 0.9)
Wasserbudget des Klimamodells<br />
Klimasimulation: berechne ΔSL aus jährlichen Werten von P L , E L , P S , E S<br />
sea level (SL)<br />
beobachtet<br />
simuliert<br />
Jahr<br />
Elguindi & Giorgi 2006
Wasserbudget des Klimamodells<br />
Was änderte nach 1977?<br />
Betrachte Differenz von P <strong>und</strong> E der Jahre nach/vor 1977<br />
mehr <strong>Niederschlag</strong>, vorallem im Norden<br />
weniger <strong>Verdunstung</strong> über dem grössten Teil des Kaspischen <strong>Meer</strong>es<br />
Elguindi & Giorgi 2006
Ursache für diese Änderung?<br />
Schwankung der Nordatlantischen Oszillation (NAO)<br />
1930<br />
1972
Positive Phase der NAO<br />
Mehr Tiefdruckgebiete <strong>und</strong> <strong>Niederschlag</strong> im Einzugsgebiet des KM
Negative Phase der NAO<br />
Weniger Tiefdruckgebiete <strong>und</strong> <strong>Niederschlag</strong> im Einzugsgebiet des KM
Ein Blick in die Zukunft?<br />
Simulationen mit einem regionalem <strong>und</strong> globalem Klimamodell<br />
zeigen eine starke Abnahme nach 2070 durch verstärkte <strong>Verdunstung</strong><br />
sea level (SL)<br />
Mit Vorsicht betrachten!<br />
- nur ein Szenario (A2)<br />
- nur ein Modell<br />
grosse Unsicherheit<br />
Jahr<br />
Elguindi & Giorgi 2006
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