Gebrek aan water, overstromingen, of oogstverliezen:als gevolg van klimaatverandering, over de hele wereld komen uitgesproken perioden van droogte en regenval vaker en intensiever voor, menselijk leed en grote economische schade veroorzaken. De preciezere seizoensvoorspellingen voor de komende maanden zijn:hoe effectiever deze gevolgen kunnen worden verzacht. Een onderzoeksteam van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) heeft nu wereldwijde voorspellingen kunnen verbeteren met behulp van statistische methoden, zodat ze op regionaal niveau kunnen worden gebruikt. De onderzoekers beschrijven de nieuwe aanpak en de economische voordelen van seizoensvoorspellingen in de tijdschriften Wetenschapsgegevens van het aardsysteem en Wetenschappelijke rapporten .

Een van de gevolgen van de opwarming van de aarde heeft betrekking op frequentere en intensere perioden van droogte of neerslag die nu wereldwijd voor grote problemen zorgen, bijvoorbeeld in de voedselvoorziening, energie, of drinkwater. Verbeterde seizoensgebonden meteorologische voorspellingen kunnen hier zeer nuttig zijn:"Als we de hoeveelheid regen en temperaturen nauwkeuriger kunnen voorspellen voor de komende weken en maanden, lokale besluitvormers kunnen bijv. proactiever plannen en beheren van reservoirs of zaadselectie voor het plantseizoen. Op deze manier, ze kunnen schade en verliezen verminderen, " zegt professor Harald Kunstmann, werkzaam bij het Institute of Meteorology and Climate Research-Atmospheric Environmental Research (IMK-IFU), KIT Campus Alpin, in Garmisch-Partenkirchen en aan de Universiteit van Augsburg. Met behulp van statistische methoden, hij en zijn team hebben nu lokale voorspellingen kunnen afleiden uit wereldwijde klimaatmodellen die aanzienlijk nauwkeuriger zijn dan de seizoensvoorspellingen die tot nu toe beschikbaar zijn. De onderzoekers ontwikkelden deze methode in het kader van een internationaal project genaamd "Seasonal Water Resource Management in Arid Regions" (kortweg SaWaM), die werd gefinancierd door het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) en nu is voltooid.

Geregionaliseerde wereldwijde prognoses met lokale relevantie

Tot nu, voor het leveren van regionale voorspellingen over een gemiddelde periode van weken of maanden waren in de meeste gevallen alleen mondiale klimaatmodellen beschikbaar. "Voor seizoensvoorspellingen met hoge resolutie, echter, deze modellen zijn in hun basisvorm eigenlijk helemaal niet geschikt, " legt Dr. Christof Lorenz van de Campus Alpin van KIT uit, die mede-ontwikkelaar is van de nieuwe methode. De redenen hiervoor zijn, onder andere, inconsistenties tussen voorspellingen die verschillende starttijden gebruiken en afwijkingen van klimatologische referentiegegevens als gevolg van modelfouten. "Dankzij de statistische correctie- en regionaliseringsprocedures die we hebben ontwikkeld, we kunnen nu seizoensvoorspellingen afleiden die vele malen nauwkeuriger zijn, " zegt Lorenz. In de onderzochte regio's, zoals Soedan, Ethiopië, Iran, noordoosten van Brazilië, Ecuador, Peru, en West-Afrika, de nieuwe methode stelde de onderzoekers in staat abnormale hitte- en droogteperiodes tot zeven maanden van tevoren te voorspellen - met betere resultaten dan ooit tevoren.

Dankzij hun extreme precisie bij het opstellen van seizoensvoorspellingen, de nieuwe methoden kunnen nu in de praktijk worden toegepast. "Vooral, door vroegtijdig te waarschuwen voor natte of droge perioden met een bovengemiddelde omvang, de verbeterde prognose maakt het mogelijk om tijdig lokale maatregelen te nemen om de schade te minimaliseren, " legt Tanja Portele uit, een deelnemende klimaatonderzoeker die werkt op de Campus Alpin van het KIT en aan de Universiteit van Augsburg. De wetenschappers konden de economische relevantie van hun aanpak aantonen aan de hand van klimaatgegevens van enkele decennia. "We hebben aangetoond dat seizoensgebonden droogtevoorspellingen, wanneer ze in de praktijk worden gebruikt, tot 70 procent van de kosten kunnen besparen, wat theoretisch mogelijk zou zijn geweest met een computationeel bepaalde beste praktijk." Voor de grote Upper Atbara Dam in Soedan, de wetenschappers voerden een voorbeeldige kwantificering uit van het exacte besparingspotentieel voor een droogtejaar. Het gaat om $ 16 miljoen.

De nieuwe methoden voor nauwkeurigere seizoensvoorspellingen zijn vooral belangrijk voor semi-aride regio's waar het regenseizoen beperkt is tot een paar maanden van het jaar. "Hier, het water moet meestal worden opgeslagen in reservoirs, " zegt Kunstmann. "Voor het gebruik, tegenstrijdige doelen kunnen ontstaan ​​tussen landbouw, de energiesector, en drinkwatervoorziening." Daarom weerdiensten en officiële instellingen uit Soedan en Iran hebben de nieuwe statistische methoden van het KIT al overgenomen om hun lokale handelen te kunnen baseren op gedegen kennis. Bovendien, zelfs voor regio's die in het verleden zelden werden getroffen, seizoensvoorspellingen met hogere precisie worden steeds relevanter door klimaatverandering. "Dus de methode zal in de toekomst ook worden gebruikt voor droogtevoorspellingen in Duitsland, ’, vult de klimaatonderzoeker aan.