Neues InnoPool Projekt ACTUATE gestartet

Das neue Helmholtz geförderte Projekt ACTUATE erforscht Klimaanpassungsszenarien, um die potenziellen Auswirkungen zukünftiger Extremereignisse zu minimieren

Im Januar ist das neue InnoPool-Projekt ACTUATE (Climate Adaptation sCenarios To redUce the impacts of exTreme Events) gestartet, welches im Rahmen des Helmholtz-Forschungsprogramms "Changing Earth - Sustaining our Future" über einen Zeitraum von drei Jahren gefördert wird. Die InnoPool-Projekte zielen darauf ab, die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Helmholtz-Zentren zu stärken. So werden unter der Leitung von Patrick Ludwig (IMKTRO, KIT) Wissenschaftler der Helmholtz-Zentren KIT, AWI, FZJ und GERICS gemeinsam in ACTUATE forschen.

Die Hauptziele des Forschungsprojekts ACTUATE bestehen in der Erforschung von Klimaanpassungsszenarien hinsichtlich sozialer, wirtschaftlicher und ökologischer Auswirkungen künftiger meteorologischer Extremereignisse sowie der Entwicklung entsprechender Anpassungsstrategien. Unter Verwendung einer numerischen Modellekette werden in ACTUATE die Auswirkungen verschiedener Arten von Extremereignissen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf extreme Niederschläge und Dürren, untersucht. Dabei werden auch die Grenzen der gegenwärtigen Modellierungsansätze erforscht. Ein besonderer Fokus wird auf den Auswirkungen von Extremereignissen und entsprechenden Anpassungsstrategien in Bezug auf den urbanen und landwirtschaftlichen Raum gerichtet, wobei der regionale Schwerpunkt auf Europa liegt. Zu den wichtigsten Forschungsfragen des Projekts gehören unter anderem:

  • Wie können wir den Hitzestress während künftiger Hitzewellen in Gebieten mit städtischer Bebauung verringern und gleichzeitig die Luftqualität verbessern?
  • Wie widerstandsfähig sind verschiedene Fruchtfolgen und landwirtschaftliche Bewirtschaftungsstrategien gegenüber künftigen Extremereignissen?

Beispielhafte Simulation des akkumulierten 24-Stunden-Niederschlags für das Ahr-Hochwasserereignis in verschiedenen Modellierungsansätzen mit dem ICON-Modell. Die Modellkonfigurationen sind wie folgt: a) - c) für heutige Bedingungen und d) - f) unter einer globalen Erwärmung von +3K. Alle Simulationen starten am 14. Juli 2021 um 06 UTC. Bei den Simulationen a) und d) handelt es sich um direkte Downscaling-Experimente basierend auf globalen Simulation der AWI-Kollegen. Die Simulationen b) und c) wurden beide mit ERA5-Daten initialisiert. Die Simulationen e) und f) wurden durch Änderungen der Anfangs- und Randbedingungen von ERA5 unter der Annahme verschiedener Klimaänderungsszenarien erzeugt.

Im Rahmen des ACTUATE-Projektes wird eine Kombination von globalen, regionalen, Landoberflächen-, hydrologischen, biogeochemischen und urbanen Modellen genutzt, um die Auswirkungen zukünftiger meteorologischer Extreme in einem ereignisbasierten Storyline-Ansatz zu simulieren. Am IMKTRO liegt der Fokus auf einer verbesserten Darstellung der räumlichen Strukturen und Intensitäten von rezenten extremen Niederschlagsereignissen mit dem ICON-Modell sowie deren Pendants in einem wärmeren Klima. In diesem Zusammenhang wird ein neuer hybrider Modellierungsansatz entwickelt, bei dem die Anfangsbedingungen mit verschiedenen Annahmen bezüglich zukünftiger Klimaanomalien gestört werden. Die in Abbildung 1 gezeigten Simulationsergebnisse demonstrieren die Auswirkungen unterschiedlicher Methoden auf die Darstellung des Ahr-Hochwasserereignisses im Juli 2021 in einer um 3 Grad wärmeren Welt. Es wird ersichtlich, dass die Niederschlagsmuster und die Skalierung während des Ereignisses in den Simulationen je nach verwendetem Ansatz unterschiedlich dargestellt werden. Während der Projetlaufzeit erfolgt eine detaillierte Analyse der Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Modellierungsansätze. Schließlich werden wir in ACTUATE nicht nur zurückliegende Extremereignisse in wärmere Klimaszenarien übertragen, sondern auch die Effekte verschiedener Anpassungsstrategien unter Verwendung spezieller städtischer/landwirtschaftlicher Modelle untersuchen.

Arbeitsgruppe: Regionale Klimamodellierung