Kolloquium 10 - TU Bergakademie Freiberg

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56. Berg- und Hüttenmännischer Tag 2005 – TU Bergakademie Freiberg
Kolloquium 10
Regionaler Klimawandel: Hydrologie und Landnutzung
Regional Climate Change: Hydrology and Land-use
Zeitplan / Schedule
and
Zusammenfassungen / Abstracts
Donnerstag / Thursday 16. Juni 2005 Block 1 / Section 1
Beginn
/ Start
Thema / Topic
Redner / Speaker
09.30
Begrüßung / Welcome address
09:45
Northern German Climate in the last 50 years (Das
Norddeutsche Klima der letzen 50 Jahre)
Gerd Tetzlaff
10:15
Klimatrends und regionale Klimaszenarien in Süddeutschland (Climatic trends and regional climate
scenaria in southern Germany)
Lothar Zimmermann
10:45
Prognose der Klimaentwicklung im 21. Jahrhundert für
den Freistaat Sachsen (Prognosis of the Saxonian
st
climate development in the 21 century)
Wilfried Küchler
11:15
Der Atmosphären-Effekt (The atmospheric effect)
Detlef Hebert
11:45
Mittagspause / Lunch break
13:15
Regional differenzierte Veränderung klimatischer und
hydrologischer Bedingungen in Sachsen – Klimafolgen als Herausforderung des 21. Jahrhunderts (Regionally differentiated changes of climatic and hydrost
logical conditions in Saxony – Challenge for the 21
century)
Udo Mellentin
13:45
Verschiedene Perspektiven der Dürredefinition (Different perspectives of drought definitions)
Stephanie Hänsel
14.15
Anwendung meteorologischer Dürreindizes auf Niederschlagsreihen ausgewählter sächsischer Stationen
(On the application of drought indices on precipitation
data from selected Saxonian stations)
Bianca Wolf
14:45
Kaffeepause / Coffee break
15:15
Nutzung erneuerbarer Energien – ein Widerspruch zu
Natur- und Landschaftsschutz? (Does the use of renewable energies contradict nature and landscape
protection?)
Hans – Jürgen Schlegel
15:45
Regenerative energies and climate change in Saxony
(Regenerative Energien und Klimawandel in Sachsen)
Jörg Matschullat
16:15
Gemeinsame Abschlussdiskussion von Block 1 und
gemeinsames Abendessen (?)
Final discussion of section 1 – joint dinner ?
Wilfried Küchler and
Jörg Matschullat
Freitag / Friday 17. Juni 2005
2
Block 2 / Section 2
Beginn
/ Start
Thema / Topic
Redner / Speaker
09:00
Begrüßung / Welcome
09:10
Der künftige Wasserhaushalt im Osterzgebirge –
Ist Nicht-lineares Verhalten zu erwarten? (The
future water budget of the Eastern Erzgebirge – do
we expect a non-linear behavior?)
Hannaleena Pöhler
09:40
River Flow Modelling for Regional Climate Models
(Flussmodellierung für Regionale Klimamodelle)
Vicky Bell
10:10
Kaffeepause / Coffee break
10:40
Impact of expected increase in precipitation intensities on soil loss – results of comparative model
simulations,
Anne Michael
11:10
The potential impact of climate change on flood
frequency in the UK
British scientist NN
11:40
Mittagessen / Lunch break
Wilfried Küchler und
Jörg Matschullat
Es ist möglich, im Anschluss am Nachmittag eine weitere Diskussionsrunde anzuschließen.
It is possible to proceed with the discussion after the lunch break.
A list of participants (speakers) with contact addresses is available at the end of this
abstract volume
Eine Teilnehmerliste (Redner) mit Kontaktadressen finden Sie am Ende der Kurzfassungen
2
3
Northern German Climate in the last 50 years
Gerd Tetzlaff
The global climate changes and with it the northern German climate. The focus lies on the
effects of these changes on ecological and economic systems. In this respect the most relevant individual climatic parameter here is rated to be precipitation. This is valid in two respects. The total annual and/or seasonal amount of precipitation give the general framework
for plant growing conditions. The extreme events might undergo some changes together with
the climatic changes as well. The quantification of the extreme values is particularly difficult,
because already the diagnosis relying on the data series of the past turns out to contain a
considerable amount of uncertainty. This applies increasingly with increasing annuity of the
event itself. Here the analysis of the data uses the number of days with more than 10mm/day
as a proxy for really extreme events of the order of magnitude of 100 mm/day. It is the events
of this size that are beyond the so called design values and deserve particular attention.
Considering the area of northern Germany no consistent pattern could identified. The results
are rather mixed with respect to their trends, varying from decrease to some increase. Including only stations that are free of orographic influences seems to hint rather stationary conditions. It is under investigation whether or not in the cases of orographically influenced conditions the changes may be ascribed more to the role of the increased mixing ratio or rather
the change of the atmospheric flow system. Results will be presented on the quantification of
extreme precipitation events on the slopes of the Saxonian Erzgebirge.
3
4
Klimatrends und regionale Klimaszenarien in Süddeutschland
Climate Trends and Regional Climate Scenarios in Southern Germany
Lothar Zimmermann
In 1999, the water agencies of the German federal states Baden-Württemberg and Bavaria
as well as the German Weather Service (DWD) have agreed on a joint, o
l ng-term cooperation for regional studies on the subject “Climate change and consequences for water
management” (KLIWA). Its action plan comprises the retrospective analysis of quantities in
climate and water budget, the forecasting by models of the water budget of river basins
driven by regional climate models and recommended actions in water management for the
development of sustainable provision concepts in water management.
Climate trends show an increase of mean annual temperatures, especially in the last 15
years. In the period 1931-2000 air temperature increased by 0,5 - 1,2 K, in the winter months
up to 2,7 K. Similar the number of days with snow cover in medium-range and lowland areas
decreased by 10-40%, at higher situated areas (> 800 m a.s.l) by less than 10%. In general,
a tendency towards mild winters with less snow is visible. Heavy precipitation events regionally increase up to 35% in winter, while during summer there is almost no change. In winter
an increase in floods can be regionally seen for the last 30-40 years while for average flow
there is no change.
Three regional climate scenarios show with different intensity comparable tendencies for the
years 2021-2050 (temperature increase between 1.1 to 1.9 K). For precipitation a regional
increase up to 17% is found. For the basins of the Upper Main and the Neckar, water budget
modelling shows an increase of mean flood in winter. Despite existing uncertainties in the
model chain (GCM-RCM-hydrological model) an adaptation of the design flood by linear factors was regarded as necessary due to reasons of provision.
4
5
Prognose der Klimaentwicklung im 21. Jahrhundert für den Freistaat Sachsen
Wilfried Küchler
Der anthropogene Klimawandel wird aus globaler Sicht immer mehr als Umweltproblem ersten Ranges betrachtet. Als besorgniserregend erscheint insbesondere die Perspektive, dass
sich im 21. Jahrhundert die in den letzten Jahrzehnten zu beobachtende markante globale
Erwärmung weiter beschleunigen wird. Die im regionalen Maßstab resultierenden Klimaänderungen in den nächsten Jahrzehnten zuverlässig abzuschätzen, stellt vor diesem Hintergrund eine der größten Herausforderungen für die Klimaforschung dar. Hierbei werden die
komplexen Simulationsergebnisse der globalen Klimamodelle auf einen regionalen Maßstab
übertragen.
Die sächsischen Klimasimulationen bezogen sich bislang auf das „optimistische“ SRESEmissionsszenario B2 (lokal ökologisch orientiert) und den Zeithorizont 2050. Inzwischen
liegen auch Resultate von Computersimulationen für Sachsen unter dem „pessimistischen“
SRES-Emissionsszenario A2 (weltweit rein wachstumorientiert) vor. Zeithorizont für beide
Szenarien ist das Jahr 2100. Auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Szenarien
B2 und A2 kann die Schwankungsbreite der möglichen Klimaänderungen für Sachsen künftig weitaus besser abgeschätzt werden. Darüber hinaus wurde das sächsische Modell in
den vergangenen Jahren den wachsenden Anforderungen seitens der Klimafolgenforschung
kontinuierlich angepasst und liefert im Vergleich zu anderen regionalen Klimamodellvarianten in Deutschland derzeit die stabilsten und wahrscheinlichsten Ergebnisse.
Die Jahresmittelwerte der Lufttemperatur würden in der Dekade 2091-2100 unter einem B2Szenario um 2,4 Grad und unter einem A2-Szenario um 3,2 Grad höher liegen als heute. Für
den Winter simulierte Trends liegen für das B2-Szenario bei 3,3 Grad und für das A2Szenario bei 3,9 Grad über den heutigen Mittelwerten. Die entsprechenden positiven Trends
für den Sommer betragen 2,9 Grad (B2-Szenario) und 4,7 Grad (A2-Szenario). Aufgrund
dieser Simulationsergebnisse muss im 21. Jahrhundert in Sachsen mit drastischen Veränderungen des Klimas gerechnet werden, wobei das konkrete Ausmaß der Erwärmung in einem
hohen Maße von der heutigen und zukünftigen Entwicklung der globalen Treibhausgasemissionen gesteuert wird.
5
6
Der Atmosphären-Effekt
The atmosperic effect
Detlef Hebert
Auf der Grundlage einer historischen Einordnung und physikalischen Erläuterung des Treibhauseffektes wird über das CO 2-Problem und Aspekte rezenter Klimaänderungen informiert.
Anschließend werden Einwände der Klima-Skeptiker diskutiert und es wird ein Verfahren zur
thermodynamischen Begründung der mittleren Temperatur der bodennahen Luft.
6
7
Regional differenzierte Veränderung klimatischer und hydrologischer Bedingungen in Sachsen – Klimafolgen als Herausforderung des 21. Jahrhunderts
Udo Mellentin
Im Mittel ist es in Sachsen in den letzten 50 Jahren um 1,1 Grad wärmer geworden, im Winter sogar bis 2,6 Grad. Dieser Erwärmungstrend wird sich in den nächsten Jahrzehnten unter Zunahme der Variabilität noch verstärkt fortsetzen. Weiterhin fand im Sommerhalbjahr ein
deutlicher Rückgang des Niederschlages bei gleichzeitiger Zunahme der Häufigkeit und Andauer von Trockenperioden statt. Die zunehmende Wasserlimitierung im Sommerhalbjahr
wirkt sich auf die ökologischen Verhältnisse und die Bedingungen für Forst-, Land- und Wasserwirtschaft bereits spürbar aus.
Um eine zuverlässige Grundlage für die Klimafolgenabschätzung zu haben, wurde neben der
Klimadiagnose für Sachsen eine mittlerweile anerkannte Methode zur Projektion des zukünftigen Klimas entwickelt und angewandt. So würden in der Dekade 2091 – 2100 die Jahresmittelwerte der Lufttemperatur in Sachsen unter einem B2-Szenario um 2,4 Grad und unter
einem A2-Szenario um 3,2 Grad höher liegen als im Referenzzeitraum 1981 – 2000.
Neben der Reduktion der Treibhausgasemission zur Minderung des Klimawandels müssen
dessen schon heute nicht mehr abwendbaren Folgen erfasst und geeignete Anpassungsmaßnahmen entwickelt werden.
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Verschiedene Perspektiven der Dürredefinition
Different perspectives of drought definitions
Stephanie Hänsel
In the context of global climate change and the rising average precipitation over middle
Europe changes in the frequency and intensity of extreme precipitation and drought frequency are discussed. The particular relevance of extremes is due to the sensitivity of the
human society and ecosystems towards such phenomena. Furthermore changes of extremes can be surprisingly high for seemingly moderate average changes.
But already the definition of extreme events is problematic. Manifold different approaches for
defining extreme precipitation and drought are discussed and applied. Concerning drought
there are 4 major disciplinary perspectives: (1) meteorological drought, (2) agricultural
drought, (3) hydrological drought, and (4) socioeconomic drought. Despite all differences all
definition approaches agree that drought is a state of inadequate moisture conditions,
caused by a precipitation deficit over a certain period. The time scale depends on the disciplinary perspective of drought. The first indicators of an emerging drought are meteorological
measurements. Because of the great variability of atmospheric conditions leading to precipitation deficits a definition of meteorological drought that is specific to the concerned region is
needed. Agriculture is usually the first sector of economy that is affected by a drought. Agricultural drought occurs when there is not enough soil moisture to meet the needs of a particular crop at a particular time. If the precipitation deficit continues hydrological systems are
the next to be affected. Hydrological drought refers to deficiencies in surface and subsurface
water supplies. When the physical water shortage starts to affect people, individually and
collectively one refers to a socioeconomic drought.
Within the different disciplinary perspectives of drought a variety of drought indices was developed and applied in distinct climate regions. In particular the Palmer Drought Severity
Index PDSI (especially used in the U.S.), the Deciles (originate in Australia) and the Standardized Precipitation Index SPI (starts to replace the PDSI in the U.S.) are widely-used.
Since the indices were developed for a special climate region their applicability for drought
monitoring in Saxony has to be verified.
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9
Anwendung meteorologischer Dürreindizes auf Niederschlagsreihen ausgewählter sächsischer Stationen (On the application of drought indices on precipitation data from selected Saxonian stations)
Bianca Wolf
Zur Bestimmung von Trockenzeiten wurden Niederschlagsreihen ausgewählter sächsischer
Stationen mit Hilfe meteorologischer Dürreindices untersucht Dazu zählen die Berechnung
diskreter und kummulativer Niederschlagsanomalien, die Bestimmung von Dezilen (Gibbs,
Maher 1967), der ‚Rainfall Anomaly Index’(van Rooy 1965), der ‚Standardized Precipitation
Index’ (McKee 1993) und der ‚Drought Area Index’ (Bhalme, Mooley 1980).
Unterschiedliche Anwendungsbereiche erfordern verschiedene Aussagen der Indizes. Die
Festlegung von Trockenzeiten auf Grundlage der Dezile ermöglicht einen guten Überblick
über die Dauer und Häufigkeit von Trockenereignissen. Eine Bestimmung des Grades von
Trockenperioden von milden bis hin zu extremen Dürreereignissen ist mit Hilfe des SPI oder
dem RAI besser möglich.
Im landwirtschaftlichen Bereich können besonders in der Wachstumszeit auch kurz Trockenperioden Bedeutung haben, wogegen für hydrologische Betrachtungen, beispielsweise in der
Talsperrenbewirtschaftung vor allem auch milde, langanhaltende Dürren von Bedeutung sind
und entsprechend die Zuflussmengen verändern. Dies gilt ebenso für die Forstwirtschaft.
Weiteres Kriterium bei der Definition von Dürren ist die Berücksichtigung von zwischenzeitlichen Niederschlägen innerhalb von Trockenzeiten. Ab wann gilt eine Dürre als beendet, welche Niederschlagsmengen sind unbedeutend. Das Aufsummieren von Niederschlagsanomalien zeigt hier gute Ergebnisse, es zeigen sich Niederschlagsdefizite und sogenannte „Water
years“.
Kurzzeitige Niederschlagsereignisse sind in speziellen Bereichen, wie zum Beispiel bei der
Staub-und Partikelbelastung während trockener Abschnitte insbesondere in den Sommermonaten wichtig und nicht zu vernachlässigen.
Hier zeigt sich, wie wichtig die Festlegung ist, welche Zeitabschnitte den Betrachtungen zu
Grunde gelegt werden. Dies können sowohl Tageswerte als auch Monats- oder Jahresniederschlagssummen sein. Für Betrachtungen der Schneemengen (zeitweilige Wasserspeicherung, Tourismus) oder Aussagen zu Wachstumsperioden sind jahreszeitliche Untersuchungen sinnvoll.
Literatur:
BHALME HN,MOOLEY DA (1980) Large-scale droughts/floods and monsoon circulation. Mon Wea
Rev 108: 1197-1211
GIBBS WJ, MAHER JV (1967) Rainfall Deciles as Drought Indicators. Australian Bureau of Meteorology, Bull 48: 37 p
MCK EE TB, DOESKEN NJ, KLEIST J (1993) Drought monitoring with multiple timescales. Preprints,
Eighth Conf Appl Climatol, Anaheim, CA, Amer Meteor Soc 179-184
VAN ROOY MP (1965) A rainfall anomaly index independent of time and space. Notos 14: 43-48
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Nutzung erneuerbarer Energien – ein Widerspruch zu Natur-und Landschaftsschutz?
Use of renewable energies – in contradiction to nature and landscape protection?
Hans – Jürgen Schlegel
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Regenerative energies and climate change in Saxony (Regenerative Energien
und Klimawandel in Sachsen)
Jörg Matschullat
Based upon a short review of climatic factors generally influencing the feasibility of regenerative energies at a given location, a first attempt is made to discuss the most likely consequences of regional climate change in Saxony on wind, solar, water, and biomass as energy
sources.
It is still impossible at this point to be very specific since data have yet not been interpreted to
look at the potential risks and opportunities for regeneratives given the most likely climate
change scenarios. Geothermal energy, since it is largely independent of climate change is
not discussed.
Wind-based energy transformation will probably not face major changes in the next 20 to 50
years. Risks will be compensated by opportunities. Hydroenergy in the other hand will face
more challenges simply because of serious changes in the hydrological balance of many
catchments. It is premature to muse about the near future of solar energy – both for photovoltaics and for heat generation. The general trend should nevertheless be rather positive
than negative. There is little doubt on the other hand that biomass production will increase –
as long as water availability is not at stake. Therefore, any biomass to energy technologies
will not face problems related to climate change issues in this region.
Literatur
Chmielewski FM (2004) Klimawandel – Witterungsextreme und Pflanzenentwicklung. Vortrag 4.
Annaberger Klimatage 12./13. Mai 2004; S. 13
Graedel T, Crutzen P (1993) Chemie der Atmosphäre. Bedeutung für Klima und Umwelt. Spektrum
Akademischer Verlag, Heidelberg; 511 S.
Häfner F, Wagner S, Hamann J (2005) Erdwärme und –kälte mit dem AmmoniakZirkulationsverfahren für Heizung und Klimatisierung. In: Kausch P, Matschullat J (Hrsg) Freiberger
Innovationen – Neue Basisstoffe, neue Energie. TU Bergakademie Freiberg, ca. 160 S.
Hänsel S (2004) Niederschläge und Extremereignisse – Sächsische Klimatrends. Unveröff. Diplomarbeit. Interdiszipl. Ökol. Zentrum, TU Bergakademie Freiberg; 309 S.
Hänsel S, Küchler W, Matschullat J (2004) Regionaler Klimawandel Sachsen. Extreme Niederschlagsereignisse und Trockenperioden 1934—2000. Z. Umweltchem Ökotox DOI:
http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2004.08.085; 7 S.
Hofmann K (2005) Oberflächennahe Erdwärmenutzung im Bereich des StUFA Plauen. Unveröff.
Studienarbeit. Interdiszipl. Ökol. Zentrum, TU Bergakademie Freiberg;
Krück C (2005) Vorstellung des Konzepts der Anpassung (Adaptation). Vortrag zur BMBFInformationsveranstaltung und Partnering-Event „Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor
Klimawirkungen“ am 28.01.2005 bei der DECHEMA e.V., Frankfurt am Main
Küchler W (2004) Jahrhundertflut, Jahrhundertsommer, Jahrhundertdürre – jüngste Wetterextreme
in Sachsen. Vortrag 4. Annaberger Klimatage 12./13. Mai 2004; S. 5
Thüne W (2000) Der Treibhaus-Schwindel. Wirtschaftsverlag Discovery Press, Oppenheim; 351 S.
Wolf B (2001) Analyse der Niederschlagstrends in Sachsen nach objektiven Verfahren. Unveröff.
Diplomarbeit. Interdiszipl. Ökol. Zentrum, TU Bergakademie Freiberg; 74 S.
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Der künftige Wasserhaushalt im Osterzgebirge – oder: Ist Nicht-lineares Verhalten zu erwarten?
Future run-off in eastern Erzgebirge (Saxony, Germany) – do we have to expect
non-linear changes?
Hannaleena Pöhler
The waterbalance-simulation-model WaSiM-ETH (Schulla, 1997) can be used for climate
scenarios as it consists of physically based, flexible moduls. As input the model gets different
meteorological time-sceries which are intended to be easily applicable to similar catchment
areas. Regarding meso-scale catchment areas it is not possble to simply use global trends or
global predictions. Thus most important is the methodology to regionalize global data. Based
on global models (ECHAM4, NCEP/NCAR) a model to classify past and future weather situations for central Europe was developped (Enke 2003). Every weather situation is represented
by a temperature class and by a precipitation class. Out of these data a simplified methodology was developped to generate a input-data-set for single stations on a daily basis in a
catchment area. Besides that there exists a programme (WEREX, Enke 2003) which regionalizes the same data in a different way for single stations. Compared with measured data in
the decade 1991-2000 both methods showed good results in yearly and seasonal sums. In
contrast to that the predictions lead to different results for run-off. The runoff predicted by
climate date generated by the first methodology showed the same slight but not significant
downward trend which was observed since 1930. With WEREX-methodology there is a
sharp bend downward in total runoff. Both methodologies suggest a significant decrease of
direct runoff in spring or late winter which is caused by less snow-melt, the differences in
total run-off have to be discussed.
Literature:
Enke, W. (2003): „Anwendung eines Verfahrens zur wetterlagenkonsistenten Projektion von Zeitreihen und deren Extreme mit Hilfe globaler Klimasimulationen“ – Abschlussbericht
Schulla, J. (1997): „Hydrologische Modellierung von Flussgebieten zur Abschätzung der Folgen von
Klimaänderungen“ – Dissertation, ETH Zürich
Homepage: http://www.ioez.tu-freiberg.de/emtal
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River Flow Modelling for Regional Climate Models
Vicky Bell
1
1
1
2
Bell VA , Kay AL , Moore RJ and Jones RG
1
CEH Wallingford, Crowmarsh Gifford, Oxfordshire, OX10 8BB, UK
2
The Met Office Hadley Centre (Reading Unit), Meteorology Building, University of Reading, RG6 6BB,
UK
Reliable predictions of flood frequencies in current and future climates are required, particularly in support of flood defence planning. Regional Climate Models (RCMs) are now being
coupled to hydrological models as a means of predicting fluvial flooding and, when further
combined with a shelf-sea model, coastal flooding.
An initial system to predict changes in flooding over the UK and Europe has now been developed. This system provides a grid-based methodology for translating RCM atmospheric
variables, such as rainfall and potential evaporation, into estimates of river flow and discharges to the sea.
The modelling system is being applied at two resolutions. At a 1km resolution and hourly
time-step the model will provide the capability for process-based hydrological modelling for
flood prediction in river, estuary and coastal locations across the UK. At a 25km resolution
with European coverage and a daily time-step, the model will provide large-scale estimates
of river flooding for major rivers and discharges to the sea.
The hydrological model component, the Grid-to-Grid model or ‘G2G’, has been evaluated for
individual catchments in the UK alongside a catchment-based hydrological model, the parameter-generalised PDM. An assessment using 45 years of observed hourly rainfall and
flow data showed the potential of the grid-based flow routing methodology, and enabled
trends in peak flows to be investigated.
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Impact of Expected Increase in Precipitation Intensities on Soil Loss – Results
of Comparative Model Simulations
Anne Michael
1
1
2
2
3
Michael A , Schmidt J , Enke W , Deutschländer T , Malitz G
1
Technical University Freiberg; Soil and Water Conservation Unit, Freiberg, Germany
2
Meteo – Research, Berlin, Germany
3
Deutscher Wetterdienst, Berlin, Germany
The impact of the expected climate change on the frequency and extent of soil erosion processes is hardly assessable so far. This is mainly due to the fact that the available models of
climate change produce at best mean daily precipitation data, whereas erosion is always the
result of extreme but short time events, lasting normally not longer than a few hours. The
frequency and intensity of these extreme events are expected to increase in some regions,
which could lead to increased erosion rates. Mathematical models are able to describe erosion rates under the conditions of these extreme events, however, so far prognostic meteorological data necessary for the application of these models are not available.
The use of a new method for the projection of meteorological time series and their extremes
using global climate simulations (ENKE, 2003) permits for the first time an approximation of
future soil loss. This research is based on simulated, high resolution data for extreme rainfall
events in the period of 2031-2050, which reproduces the mean frequency, intensity and duration of future events with high precipitation intensities relevant to erosion within the investigated seasonal period from June to August. The simulations are performed for two exemplary sites in Saxony, based on the EROSION 2D model (SCHMIDT 1990), which is a process-based soil erosion model for simulating soil erosion and deposition by water on single
slopes. Simulated precipitation for the 2031-2050 time period is used to model soil loss, and
results are compared to soil loss based on 20 year of measured precipitation from 1981 to
2000.
The simulation results allow the impacts of climate change on erosion rates to be quantified
by comparing current climate with predicted, future climate. However, expected changes in
land use due to changed economic conditions are not taken into account so far.
14
15
The potential impact of climate change on flood frequency in the UK
Alison Kay
(A.L. Kay, S.M. Crooks and N.S. Reynard)
To investigate the potential impact of climate change on flood frequency in the UK, we have
used data on rainfall changes from the latest scenarios of the UK Climate Impacts Programme (UKCIP02), together with continuous simulation rainfall-runoff models. We developed a method whereby (monthly) projected changes in rainfall frequency and intensity (from
UKCIP02) were applied to (hourly or daily) baseline rainfall time-series, thus producing
adapted rainfall series with which to drive rainfall-runoff models, to simulate the resulting flow
series. Flood frequency curves were then derived from the simulated flows and compared to
those from baseline rainfall. Percentage changes in flood frequency were then assessed, at
different return periods, for four different emissions scenarios. Alongside this ‘adapted baseline’ method, we also used hourly data directly from an RCM (HadRM3H), after deriving appropriate catchment-average inputs from the gridded data of the RCM. This RCM is the
same as used to produce the UKCIP02 scenarios, but on a 25km rather than 50km grid.
The results show that, contrary to popular opinion, there may not be large increases in flooding in future. Most of the catchments modelled show small to modest increases, or even decreases, in flood frequency. However, these results could be highly influenced by the hotter,
drier summers and autumns predicted by this RCM/GCM over much of the UK. Other
RCMs/GCMs, which generally predict less extreme drying, could give quite different results
and it is this that we would like to look at in future research.
15
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List of participants
Bell, Vicky – CEH Wallingford, Natural Environment Research Council, Crowmarsh Gifford, Oxfordshire, OX10 8BB, UK Tel.: +44(0)1491/692264; E-Mail:
[email protected]
Hänsel, Dipl. Gök. Stephanie – TU Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum, Brennhausgasse 5, D-09599 Freiberg, Germany; Tel.:
(0)3731/39-2328; E-Mail: [email protected]
Hebert, Prof. Dr. Detlef – TU Bergakademie Freiberg, Institut für Angewandte Physik,
B.-v. Cotta-Str.4, D-09599 Freiberg; Tel.: 03731/392731; E-Mail:
[email protected]
Kay, Alison – Centre for Ecology and Hydrology, Maclean Building, Crowmarsh
Gifford, Wallingford, Oxon, OX10 8BB, UK Tel.:+44(0)1491692392, EMail:[email protected]
Küchler, Dipl. Met. Wilfried – Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie,
Integrativer Umweltschutz, Zur Wetterwarte 11, D-01109 Dresden;
Tel.:0351/892-8423; E-Mail: [email protected]
Matschullat, Prof. Dr. Jörg – TU Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum, Brennhausgasse 14, D-09599 Freiberg; Tel.: (0)3731/39-3399,
E-Mail: [email protected]
Mellenthin, Dipl. Hydr. Udo – Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Integrativer Umweltschutz, Zur Wetterwarte 11, D-01109 Dresden; Tel.: 0351/8928340; E-Mail: [email protected]
Michael, Dr. Anne – TU Bergakademie Freiberg, Soil and Water Conservation Unit,
Agricolastraße 22, D-09599 Freiberg; Tel.: (0)3731/39-2220, E-Mail:
[email protected]
Pöhler, Dipl. Gök. Hannaleena – TU Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum, Brennhausgasse 5, D-09599 Freiberg, Germany; Tel.:
Schlegel, Dipl.-Ing. Hans Jürgen – Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie,
Energieeffizienzzentrum, Zur Wetterwarte 11, D-01109 Dresden; Tel.:
Tetzlaff Prof. Dr. Gerd – Universität Leipzig, Institut für Meteorologie, Stephanstr. 3, D04103 Leipzig; Tel.: 0341/ 973-2850, E-Mail: [email protected]
Wolf, Dipl. Gök. Bianca – TU Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches
Zentrum, Brennhausgasse 5, D-09599 Freiberg, Germany; Tel.: (0)3731/392328, E-Mail: [email protected]
Zimmermann, Dr. Lothar – Bavarian Water Management Agency, Lazarettstr. 67, D80636 München, Tel.:089/92141247 E-Mail:
[email protected]
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Kolloquium 10 - TU Bergakademie Freiberg

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