Entwicklung von agrarmeteorologischen ... · • Indikator: Niederschlag > 50 mm in drei Tagen Dr....
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agrarrelevanteExtremwetterlagen
Möglichkeiten des Risikomanagements
Auftraggeber/ Projektträger:Projektpartner:
Entwicklung von agrarmeteorologischen
Extremwetterereignissen
in Vergangenheit und Zukunft
Dr. Cathleen Frühauf
Dr. C. Frühauf 2
AMBER
Agrarmeteorologische Modelle und Verfahren
Was ist AMBER ?
Beratung Landwirte
Internetdienste
Politikberatung
AMBER ist unser agrarmeteorologisches Fachwissen in Softwareform und hat sich in der Routineberatung der Landwirtsch aft bewährt.
Dr. C. Frühauf 3
AMBER
Beregnungssteuerung
Agrarmeteorologie
Bestands- und Bodenklima
Optimierung landwirtschaftlicher Arbeitsmaßnahmen
Ertrag (Qualität und Quantität)
Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz
Waldbrand- und Grasbrandwarnungen
phänologische Vorhersagen
Witterungsabhängige Beratungsinhalte:
- über 250 Parameter von agrarmeteorologischen Modellen und Verfahren
Dr. C. Frühauf 4
Datenquellen
Boden Pflanze Luft
Bodenart
Bodenschichtung
Feldkapazität
Welkepunkt
Kornfraktion
Albedo
Pflanzenart
LAI
Wuchshöhe
Durchwurzelungstiefe
Entwicklungsphase
Albedo
Temperatur
Taupunkt
Globalstrahlung
langwellige Gegenstrahlung
Windgeschwindigkeit
Niederschlag
Bedeckungsgrad
Schneehöhe
Dr. C. Frühauf 5
AMBER - Bodenfeuchte
agrarmeteorologische Modelle:z.B. Bodenfeuchte in %nFK (1984-2012)
0
20
40
60
80
100
120
GrasZuckerrübenWi.-Weizen
= gemessene Werte
Dr. C. Frühauf 11
AMBER und Klimaprojektionen
A1B
HadRM3Q16
RCA 3.0
REMO 2005 (UBA)
WettReg 2005WettReg 2010
STAR
CLM 2.4.11
REMO 2009 (BfG)CLM 2.4.11
REMO 5.7
HIRHAM 5
RACMO 2.1
RegCM 3
RCA 3.0ALADIN RM4.5
HIRHAM 5
ALADIN RM5.1
CLM 2.4.6RCA 3.0
HIRHAM 5
HIRHAM 2
CRCM 4.2.1
HadRM3Q0
CLM 2.4.6
PROMES 2005
HIRHAM 2
RRCM
HadRM3Q3
RCA 3.0
ENSEMBLES
CERA
räumliche Auflösung: 10 bis 25 kmzeitliche Auflösung: 1 Tag
GlobalmodellSzenario
Regionalmodell
Szenario
Global-
model
Regional-
model
HadCM3Q16
ECHAM5_r1HadCM3Q3
HadCM3Q0
CGCM3
ECHAM5_r2
ECHAM5_r3
BCM CNRM CM3
IPSL
Dr. C. Frühauf 12
AMBER und Klimaprojektionen
Anwendung von AMBER mit regionalen Klimaszenarien
Karten und Deutschlandmittel
1961 - 1990, 1971 - 2000,1981 - 2010
21 Regionalmodelle
langjährige Messdaten
Vergangenheit ab 1961
Daten Klimaszenarien
Vergangenheit ab 1961
AMBER
Daten Klimaszenarien
Zukunft2011 - 2040 bis 2071 - 2098
Karten der Änderungstendenz2071 - 2098 gegenüber 1961 - 1990 und
Deutschlandmittel2011 - 2040 bis 2071 - 2098
Klimadatengrundlage
verwendete Klimaparameter:
– Temperatur (Minimum, Tagesmittel, Maximum)
– Niederschlag
– mittlere Windgeschwindigkeit
– Globalstrahlung
– Bodenfeuchte (berechnet)
Vergangenheit: 132 Stationen
– seit 1961 tägliche Werte
– flächendeckend interpoliert (1x1km Raster)
Zukunft: 21 regionale Klimamodelle (Szenario A1B)
– 25x25 km Raster
– 1961 bis 2098
13Dr. C. Frühauf
Schwellenwerte
14Dr. C. Frühauf
• Konzentration auf Ereignisse, die eine außergewöhnliche Belastung für die
einzelnen Kulturen darstellen
• Vorgabe der Schwellenwerte und den dazugehörigen sensitiven
Zeitabschnitten für landwirtschaftliche Kulturen, Sonderkulturen und Wald
19Dr. C. Frühauf
Beobachtung und Klimaprojektionsdaten
Vergangenheit: kein Hinweis auf die Frühjahrstrockenheit in den Klimaprojektionen
Zukunft: keine Aussagen möglich
Hitze
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Anzahl Tage mit Tmax > 30°C
Zeitraum: Juni - August
langjähriges Mittel1961 – 1990 1971 – 2000 1981 – 2010
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langjähriges Mittel1961 – 1990 1971 – 2000 1981 – 2010
Anzahl Tage mit einer Bodenfeuchte < 50%nFKKultur: Wintergetreide, leichter BodenZeitraum: April - Oktober
Trockenheit
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Trockenheit
15. Perzentil 50. Perzentil 85. Perzentil
Anzahl Tage mit einer Bodenfeuchte < 50%nFKÄnderungstendenz 2071-2098 gegenüber 1961-1990Kultur: Wintergetreide, leichter Boden Zeitraum: April - Oktober
Hochwasserindikator
• keine Simulation von Hochwasserereignissen
• Indikator: Niederschlag > 50 mm in drei Tagen
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Dr. C. Frühauf 29
Hochwasserindikator
Extremwerte der Bodenfeuchte
am 31. Mai 2013
0 – kein Maximum überschritten1 – der dritthöchste Bodenfeuchtewert wird überschritten2 – der zweithöchste Bodenfeuchtewert wird überschritten3 – der höchste Bodenfeuchtewert wird überschritten –neues absolutes Maximum
Für jeden Rasterpunkt werden für den betrachteten Tag aus dem Zeitraum 1961 bis zum letzten Jahr die drei höchsten Bodenfeuchten bestimmt. Für denselben Tag im aktuellen Jahr werden diejenigen Gebiete gekennzeichnet, in denen einer der drei Maxima überschritten wird.
Die Bodenfeuchtesituation hat Einfluss auf die
Bildung von Hochwasser
Fazit: Extremwetterhäufigkeiten
• Rückgang der starken Winterfröste (Tmin < -20°C, -15°C, -10°C)
• Spätfrostgefährdung: Abnahme, aber bei früherer
phänologische Entwicklung � Zunahme
• Hitzestress für die Pflanzen nimmt zu
• Zunahme der Tage mit geringen Bodenfeuchten
• beobachtete Frühjahrstrockenheit wird nicht von den
Klimaprojektionen wiedergegeben
• Verschiebung des Maximums der Starkregenereignisse vom
Juni in den Juli (Vergangenheit)
30Dr. C. Frühauf
Ausblick
Dr. C. Frühauf 31
• Die Schwellenwerte des Projektes werden in die Routine-
Berechnungen implementiert � kontinuierliches Monitoring
• Die Bodenfeuchteberechnungen sollen zukünftig in die
Hochwasservorhersage des BSH mit eingehen.
• Weitere Karten zum Klimawandel finden Sie im Klimaatlas des
Deutschen Wetterdienstes (www.deutscher-klimaatlas.de )
Vielen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit!