Entwicklung von agrarmeteorologischen ... · • Indikator: Niederschlag > 50 mm in drei Tagen Dr....

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agrarrelevante Extremwetterlagen Möglichkeiten des Risikomanagements Auftraggeber/ Projektträger: Projektpartner: Entwicklung von agrarmeteorologischen Extremwetterereignissen in Vergangenheit und Zukunft Dr. Cathleen Frühauf

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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

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AMBER - Bodenfeuchte

agrarmeteorologische Modelle:z.B. Bodenfeuchte in %nFK (1984-2012)

0

20

40

60

80

100

120

GrasZuckerrübenWi.-Weizen

= gemessene Werte

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aktuelle Trockenheit

02.06.2015

Dr. C. Frühauf 7

aktuelle Trockenheit

08.06.2015

Dr. C. Frühauf 8

aktuelle Trockenheit

12.06.2015

Dr. C. Frühauf 9

aktuelle Trockenheit

15.06.2015

Dr. C. Frühauf 10

aktuelle Trockenheit

19.06.2015

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

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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

Lufttemperatur

Dr. C. Frühauf 15

Vegetationsbeginn

16Dr. C. Frühauf

Verfrühung

Spätfrost

Dr. C. Frühauf 17

Bodenfeuchten

18

April: Abnahme der Tage mit hohen Bodenfeuchten

Dr. C. Frühauf

19Dr. C. Frühauf

Beobachtung und Klimaprojektionsdaten

Vergangenheit: kein Hinweis auf die Frühjahrstrockenheit in den Klimaprojektionen

Zukunft: keine Aussagen möglich

Tage ohne Niederschlag (< 0.1 mm)

20Dr. C. Frühauf

Hitze

21Dr. C. Frühauf

Hitze

22Dr. C. Frühauf

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

Dr. C. Frühauf 24

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

Dr. C. Frühauf 25

Trockenheit

Dr. C. Frühauf 26

Trockenheit / Hitze / Nässe

Dr. C. Frühauf 27

Starkregen

Hochwasserindikator

• keine Simulation von Hochwasserereignissen

• Indikator: Niederschlag > 50 mm in drei Tagen

28Dr. C. Frühauf

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!