Brist på vatten, översvämningar, eller skördeförluster:Som ett resultat av klimatförändringar, uttalade perioder av torka och nederbörd förekommer oftare och mer intensivt runt om i världen, orsakar mänskligt lidande och stor ekonomisk skada. De mer exakta säsongsprognoserna för de kommande månaderna är, desto mer effektivt kan dessa konsekvenser mildras. En forskargrupp från Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu kunnat förbättra globala prognoser med statistiska metoder så att de kan användas på regional nivå. Forskarna beskriver det nya tillvägagångssättet och de ekonomiska fördelarna med säsongsprognoser i tidskrifterna Earth System Science Data och Vetenskapliga rapporter .

En av konsekvenserna av den globala uppvärmningen är mer frekventa och mer intensiva perioder av torka eller nederbörd som nu orsakar stora problem över hela världen – till exempel när det gäller matförsörjningen, energi, eller dricksvatten. Förbättrade säsongsbetonade meteorologiska prognoser kan vara till stor hjälp här:"Om vi ​​kan förutsäga nederbördsmängder och temperaturer mer exakt för de kommande veckorna och månaderna, lokala beslutsfattare kan, t.ex., mer proaktivt planera och hantera reservoarer eller fröval för planteringssäsongen. På det här sättet, de kan minska skador och förluster, säger professor Harald Kunstmann som arbetar vid Institutet för meteorologi och klimatforskning—Atmosfärisk miljöforskning (IMK-IFU), KIT Campus Alpin, i Garmisch-Partenkirchen och vid universitetet i Augsburg. Med hjälp av statistiska metoder, han och hans team har nu kunnat härleda lokala prognoser från globala klimatmodeller som är betydligt mer exakta än de säsongsprognoser som finns tillgängliga hittills. Forskarna utvecklade denna metod inom ramen för ett internationellt projekt kallat "Seasonal Water Resource Management in Arid Regions" (kortat SaWaM), som finansierades av det tyska förbundsministeriet för utbildning och forskning (BMBF) och har nu avslutats.

Regionaliserade globala prognoser med lokal relevans

Tills nu, endast globala klimatmodeller har varit tillgängliga i de flesta fall när det gäller att leverera regionala prognoser över en genomsnittlig period av veckor eller månader. "För högupplösta säsongsprognoser, dock, dessa modeller i sin grundform är faktiskt inte lämpliga alls, " förklarar Dr. Christof Lorenz från Campus Alpin av KIT, som är medutvecklare av den nya metoden. Anledningarna till detta är, bland andra, inkonsekvenser mellan prognoser som använder olika starttider och avvikelser från klimatologiska referensdata på grund av modellfel. "Tack vare de statistiska korrigerings- och regionaliseringsprocedurerna vi utvecklade, vi kan nu härleda säsongsprognoser som är många gånger mer exakta, " säger Lorenz. I de studerade regionerna, som Sudan, Etiopien, Iran, nordöstra Brasilien, Ecuador, Peru, och Västafrika, den nya metoden gjorde det möjligt för forskarna att förutsäga onormala värme- och torkaperioder upp till sju månader i förväg – med bättre resultat än någonsin tidigare.

Tack vare deras extrema precision för att förbereda säsongsprognoser, de nya metoderna kan nu komma till praktisk användning. "Särskilt, genom att ge tidig varning om våta eller torra perioder med en omfattning över genomsnittet, den förbättrade prognosen gör det möjligt att initiera lokala åtgärder för att minimera skadorna i god tid, " förklarar Tanja Portele, en deltagande klimatforskare som arbetar på Campus Alpin of KIT och vid University of Augsburg. Forskarna kunde visa den ekonomiska relevansen av deras tillvägagångssätt genom att använda klimatdata från flera decennier. "Vi har visat att säsongsbetonade torkaprognoser när de används i praktiken kan spara upp till 70 procent av kostnaderna, vilket skulle ha varit teoretiskt möjligt med en beräkningsmässigt bestämd bästa praxis." För den stora Upper Atbara Dam i Sudan, forskarna gjorde en exemplarisk kvantifiering av den exakta besparingspotentialen för ett torkaår. Det uppgår till 16 miljoner dollar.

De nya metoderna för mer exakta säsongsprognoser är särskilt viktiga för halvtorra regioner där regnperioden är begränsad till några månader om året. "Här, vattnet måste vanligtvis lagras i reservoarer, " säger Kunstmann. "För dess användning, motstridiga mål kan uppstå mellan jordbruket, energisektorn, och dricksvattenförsörjning." Därför, vädertjänster och officiella institutioner från Sudan och Iran har redan antagit de nya statistiska metoderna från KIT för att kunna basera sina lokala handlingar på god kunskap. Dessutom, även för regioner som tidigare sällan drabbats, säsongsprognoser med högre precision blir allt mer relevanta på grund av klimatförändringarna. "Så metoden kommer också att användas för torkaprognoser i Tyskland i framtiden, ", tillägger klimatforskaren.