Temperaturkenntage - Klimaprojektionen

 

Grundlagen

Die Temperaturkenntage werden von der Lufttemperatur abgeleitet. Sie liefern ein anschauliches Maß, ob es besonders warme oder kalte Perioden innerhalb eines Jahres gibt oder Regionen in NRW mit einem überdurchschnittlichen Wärme- oder Kältereiz belastet sind.

Die Temperaturkenntage werden wie folgt definiert:

  • Eistag: die Tageshöchsttemperatur bleibt unter 0 °C (tmax < 0 °C)
  • Frosttag: die Tagestiefsttemperatur unterschreitet 0 °C (tmin < 0 °C)
  • Sommertag: die Tageshöchsttemperatur erreicht oder überschreitet 25 °C (tmax ≥ 25 °C)
  • Heißer Tag: die Tageshöchsttemperatur erreicht oder überschreitet 30 °C (tmax ≥ 30 °C)

 

Datengrundlage und Kartenerstellung

Für die Darstellung der möglichen zukünftigen Entwicklung der Temperaturkenntage in Nordrhein-Westfalen wurde in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst ein sogenanntes Ensemble aus verschiedenen Klimamodellen ausgewertet. Für die Auswertung des SRES-A1B-Szenarios stand ein Modellensemble aus 19 Modellen zur Verfügung, wofür das Modell ENSEMBLES, die Grundlage lieferte. Die Ergebnisse liegen in etwa in einem 22 km-Raster vor und sind somit kartographisch darstellbar. Für die Auswertung unter Annahme der RCP-Szenarien stehen zurzeit nur Zeitreihendaten als Mittelwert über NRW zur Verfügung, dabei liegen für die RCP-Szenarien 4.5 und 8.5 Modellensembleergebnisse aus 13 Modellen vor, für das RCP2.6-Szenario hingegen nur ein Einzelmodelllauf (somit ist für keines der RCP-Szenarien eine Kartendarstellung möglich und für letzteres kann auch keine Perzentilauswertung durchgeführt werden). Die Daten stammen aus dem EURO-CORDEX-Projekt.

Die Ergebnisdarstellung erfolgt als Änderungsdarstellung (delta-change-Methode) im Mittel 30-jähriger Zeiträume: der nahen (2021-2050) und fernen (2071-2100) Zukunft bezogen auf den Referenzzeitraum 1971-2000 in Kelvin.  

 

Kartenbeschreibung und Entwicklung der Kenntage

Da nur für ein Klimaszenario (SRES-A1B) eine Kartendarstellung möglich ist, sind Aussagen zu regionalen Unterschieden nur bedingt machbar. Für die kältebedingten Eis- und Frosttage lässt sich eine leichte Differenzierung sehen. In den Höhenlagen der Mittelgebirge wird ein etwas stärkerer Rückgang der Eis- und Frosttage projiziert als in den Tieflagen (Abb. 1 und Abb. 2). Bei den hitzebedingten Kenntagen ist keine regionale Differenzierung über NRW erkennbar (Abb. 3 und Abb. 4).  

Insgesamt zeigen alle Klimaszenarien (SRES-A1B, RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5) in der nahen Zukunft einen ähnlichen Wertebereich für die Änderung der Kenntage. In der fernen Zukunft ist eine größere Spreizung zwischen den Klimaszenarien bzw. der Zu- und Abnahme der Kenntage zu beobachten. Das RCP2.6-Szenario zeigt für die ferne Zukunft die geringsten Änderungen. Danach folgt das RCP4.5. Die Szenarien RCP8.5 und SRES-A1B zeigen relativ ähnliche Werte, für sie werden die höchsten Änderungen der Anzahl der Kenntage der dargestellten Klimaszenarien projiziert. Das RCP-Szenario 2.6 stellt insgesamt einen besonderen Fall dar. Zum einen da für die Auswertung nur ein Modellauf zur Verfügung stand, so dass keine Perzentildarstellung erfolgen kann, zum anderen, da es einen im Vergleich zu den anderen Klimaszenarien umgekehrten Verlauf zeigt. Dies ist auf den Konzentrationspfad des RCP2.6 zurückzuführen. Dieser basiert auf der Implementierung starker Klimaschutzmaßnahmen, so dass die Treibhausgaskonzentration bereits vor 2100 ihren Höchststand erreicht und somit bis 2100 wieder zurück geht. Dies wirkt sich auch auf die Anzahl der Kenntage aus.

Insgesamt wird für die nahe Zukunft ein möglicher Rückgang der Eistage zwischen -3 (85. Perzentil) und -8 bis -14 Tagen (15. Perzentil) projiziert. In der fernen Zukunft wird ein Rückgang der Eistage um -4 bis -6 Tage (85. Perzentil) bis zu -15 bis -19 Tage (15. Perzentil) erwartet (Tab. 1). Für die Heißen Tage wird in der nahen Zukunft keine Änderung (bis zu +1 Tag, 15. Perzentil) und einem Anstieg zwischen 7 und 8 Tagen (85. Perzentil) projiziert, der sich bis zum Ende des Jahrhunderts (2071-2100) auf 1 bis 7 Tage (15. Perzentil) bis hin zu zwischen 13 und 21 Tage (85. Perzentil) verstärkt.

 

Abbildung 1: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl der Eistage in Nordrhein-Westfalen für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet ein Modellensemble unter Annahme des SRES-A1B-Szenarios (Datengrundlage: DWD).

 

Abbildung 2: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl der Frosttage in Nordrhein-Westfalen für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet ein Modellensemble unter Annahme des SRES-A1B-Szenarios (Datengrundlage: DWD).

 

Abbildung 3: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl der Sommertage in Nordrhein-Westfalen für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet ein Modellensemble unter Annahme des SRES-A1B-Szenarios (Datengrundlage: DWD).

 

Abbildung 4: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl der Heißen Tage in Nordrhein-Westfalen für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet ein Modellensemble unter Annahme des SRES-A1B-Szenarios (Datengrundlage: DWD).

 

Tabelle 1: Projizierte Änderung der mittleren Anzahl der Kenntage pro Jahr als Mittel für NRW in der nahen und fernen Zukunft bezogen auf den Zeitraum 1971-2000. Die Basis bildet ein Modellensemble unter Annahme der Szenarien SRES-A1B, RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 Datengrundlage: DWD).

Kenntag

Eistage

Frosttage

Sommertage

Heiße Tage

Zeitraum

2021-2050

2071-2100

2021-2050

2071-2100

2021-2050

2071-2100

2021-2050

2071-2100

Perzentil

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

SRES-A1B

-14

-7

-3

-19

-12

-6

-29

-19

-11

-50

-39

-27

0

6

14

7

24

38

0

1

7

1

10

21

RCP8.5

-8

-5

-3

-20

-10

-4

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

1

4

8

7

15

28

RCP4.5

-8

-5

-3

-15

-8

-4

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

1

4

8

2

7

13

RCP2.6 Einzellauf

-4

-6

/

/

/

/

6

4

/: keine Daten vorhanden