A jövıbeli j éghajlati projekciók bizonytalanságai és s kommunikáci ciójuk Szépszó Gabriella (szepszo.g@met.hu), Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Zsebeházi Gabriella Klímamodellezı Csoport Éghajlati Osztály 40. Meteorológiai Tudományos Napok 2014. november 20.
TARTALOM 1. Motiváci ció 2. Bizonytalanságok 3. Számszer mszerősítés 4. Tervek, kihívások
Motiváci ció Az éghajlati rendszer viselkedése és a jövıbeli klímaváltozás numerikus modellek segítségével tanulmányozható A meteorológiai elırejelzések (idıjárás-elırejelzések és éghajlati projekciók) szükségszerően bizonytalanságokat tartalmaznak A felhasználók elvárásai (adatigénye) és a meteorológiai modellek lehetıségei között némi rés van: a felhasználók alapvetıen a mérések pontosságához (?) és részletességéhez vannak szokva Hogyan lehet ezt szakmailag vállalható módon áthidalni? 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 3
Éghajlati modellezés Teljes éghajlati rendszer leírása: kapcsolt modellekkel 90-es évek Globális modellek: 100-200 km-es horizontális felbontás Globális információk finomítása: regionális éghajlati modellekkel Validáció Kisebb terület, finomabb (10-25 kmes) felbontás, folyamatok pontosabb leírása Projekciók Fejlesztés Hatásvizsgálatok 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 4
Éghajlati modellezés Teljes éghajlati rendszer leírása: kapcsolt modellekkel 90-es évek Ma Globális modellek: 100-200 km-es horizontális felbontás Globális információk finomítása: regionális éghajlati modellekkel Kisebb terület, finomabb (10-25 kmes) felbontás, folyamatok pontosabb leírása Projekciók Validáció Forrás: IPCC, AR4 Fejlesztés Hatásvizsgálatok 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 4
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: Kiindulási állapot meghatározása 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: idıjárás Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
idıjárás Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: éghajlat Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
idıjárás Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: éghajlat Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
idıjárás Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: éghajlat Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Elırejelezhet rejelezhetıség és s bizonytalanság A felhasználók kategorikus jellegő elırejelzéseket várnak a meteorológiai elırejelzések bizonytalanságot hordoznak, melynek legfontosabb forrásai: idıjárás éghajlat Kiindulási állapot meghatározása Modellek közelítı jellege: eltérı numerikus módszerek, parametrizáció (regionális modellek esetében többszörösen) Természetes változékonyság: külsı kényszer nélkül is létezı változékonyság, ingadozás Emberi tevékenység: forgatókönyvek a jövıbeli társadalmi-gazdasági fejlıdés alternatíváira Sugárzási kényszer [W/m 2 ]; referencia: 1765 IPCC AR5 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 5
Bizonytalanságok számszer mszerősítésese Ensemble technika: egy modellkísérlet helyett több, kismértékben különbözı szimuláció Éghajlati skálán: több forgatókönyv, több modell Egyformán lehetséges (?) eredmények valószínőségi információk Nagy számításigény nemzetközi együttmőködések Globális: CMIP3 CMIP5 Regionális: PRUDENCE ENSEMBLES CORDEX 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 6
Bizonytalanságok számszer mszerősítésese Ensemble technika: egy modellkísérlet helyett több, kismértékben különbözı szimuláció Éghajlati skálán: több forgatókönyv, több modell Egyformán lehetséges (?) eredmények valószínőségi információk Nagy számításigény nemzetközi együttmőködések Globális: CMIP3 CMIP5 Regionális: PRUDENCE ENSEMBLES CORDEX 0 100 % 25 75 % medián 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 7
Bizonytalanságok aránya Globális átlaghımérséklet Vizsgálat: 15 globális éghajlati modell x 3 forgatókönyv = 45 szimuláció 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 8
Bizonytalanságok aránya Globális átlaghımérséklet Vizsgálat: 15 globális éghajlati modell x 3 forgatókönyv = 45 szimuláció 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 8
Bizonytalanságok aránya Globális átlaghımérséklet Vizsgálat: 15 globális éghajlati modell x 3 forgatókönyv = 45 szimuláció 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 8
Bizonytalanságok aránya Globális átlaghımérséklet Vizsgálat: 15 globális éghajlati modell x 3 forgatókönyv = 45 szimuláció Relatív arány [%] Változékonyság Szcenárió Modell Évek 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 8
Modellfejlesztés csökken kkenı bizonytalanság? J.H. Christensen, IPCC AR5-AR4 nyomán 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 9
A csapadékprojekci kprojekciók természete Globális Szcenárió A csapadék-projekciókban fıként a fizikai folyamatok leírásának nehézsége okozza a bizonytalanságot A terület szőkítésével a változékonyság szerepe nı Változékonyság Európa Modell Évek 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 10
A csapadékprojekci kprojekciók természete Globális Szcenárió A csapadék-projekciókban fıként a fizikai folyamatok leírásának nehézsége okozza a bizonytalanságot A terület szőkítésével a változékonyság szerepe nı Változékonyság Európa 20 mm-t meghaladó csapadékösszegő napok számának változása Magyarországra Modell Szépszó, 2014 Évek 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 10
Felhasználás Objektív döntéshozatal: számszerő hatásvizsgálatok az éghajlatváltozás egyéb hatásaira (egészségre, környezetre, stb.) Kiindulás: modelleredmények + bizonytalanságok 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 11
Bizonytalansági informáci ciók k a felhasználóknak 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 12
Bizonytalansági informáci ciók k a felhasználóknak Átlagos téli csapadékváltozás [%] 2021 2050-re Modell 1 Modell 2 csökkenés : növekedés = 1 : 1 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 12
Bizonytalansági informáci ciók k a felhasználóknak Átlagos téli csapadékváltozás [%] 2021 2050-re Modell 1 Modell 2 csökkenés : növekedés = 1 : 1 Változás 17 modell alapján csökkenés : növekedés 5 : 12 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 12
Bizonytalansági informáci ciók k a felhasználóknak Átlagos téli csapadékváltozás [%] 2021 2050-re Modell 1 Modell 2 csökkenés : növekedés = 1 : 1 Változás 17 modell alapján csökkenés : növekedés 5 : 12 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 12
Bizonytalansági informáci ciók k a felhasználóknak Átlagos téli csapadékváltozás [%] 2021 2050-re Modell 1 Modell 2 csökkenés : növekedés = 1 : 1 Növekedés valószínűsége [%], 17 modell Változás 17 modell alapján csökkenés : növekedés 5 : 12 növekedés 60 80 % 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 12 % 40 50 60 70 80 90 100
Gyakorlatban bevált példa A valószínőségi térkép elegáns eszköz a bizonytalanság számszerősítésére sajnos nem mindenki tudja használni ECCONET EU FP7 projekt: a klímaváltozás hatása a folyami hajózásra a Duna és a Rajna folyókon Éghajlatváltozás hidrológiai változások hajózásra (hajózhatóságra) gyakorolt hatások gazdasági hatások A hidrológiai folyamatok leírásához teljes meteorológiai outputok szükségesek nem elegendı egy valószínőségi térkép Reprezentatív meteorológiai projekciók kiválasztása Hidrológiai szimulációk, majd a további hatásvizsgálatok elvégzése kiindulás: reprezentatív projekciók 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 13
Eredmény Reprezentatív projekciók a nyári csapadékváltozásra [%] Idıszak: 2021 2050 Nyári félév lefolyásának változása [%] 2021 2050-re Szépszó et al., 2013 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 14
Tervek, kihívások Párbeszéd a felhasználókkal: A meteorológiai modellek korlátairól (nem tudunk mindent adni) A hatásvizsgálatokat végzı szakemberek felkészítése valószínőségi (jellegő) információk alkalmazására A hatásvizsgáló eljárások felkészítése a modelleredmények felhasználására modelloutputok tuningolása Fontos a hatásvizsgálatok végigvitele 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 15
Pozitív v példp ldák Nemzeti Alkalmazkodási Térinformatikai Rendszer (NATéR): Több kibocsátási forgatókönyv, több regionális klímamodell A felhasználóknak nem lesz (?) lehetıségük figyelmen kívül hagyni a bizonytalansági információkat PROFORCE: valószínőségi információk + képzés a rövidtávú elırejelzések felhasználóinak 2014. november 20. 40. Meteorológiai Tudományos Napok 16
Köszönöm m a figyelmet! Honlap: www.met.hu/rcm 2014. november 20.