Trockenheit und Trockenperioden im südlichen Mitteleuropa: Zusammenhänge mit der atmosphärischen Zirkulation

Auf der Basis gegitterter Niederschlagsdaten mit einer Auflösung von 6 km wurden für das südliche Mitteleuropa Regionen ähnlicher Niederschlagsvariabilität abgeleitet. Sie zeigen nördlich der Alpen im Sommerhalbjahr (April bis September) zwischen 1961 und 2017 eine deutliche Abnahme des Niederschlags. Südlich der Alpen ist das im Winterhalbjahr (Oktober bis März) der Fall. Tage ohne Niederschlag treten in beiden Halbjahren nahezu im gesamten Untersuchungsgebiet im Zuge des Klimawandels zunehmend häufiger auf.

Um zugehörige Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation zu erfassen, wurden großräumige Zirkulationstypen mittels einer optimierten nicht-hierarchischen Clusteranalyse abgeleitet. Die Kombination aus Bodenluftdruck im Meeresniveau, relativer Luftfeuchte im 700-hPa-Niveau, der U- und V-Windkomponente im 700-hPa-Niveau, der Temperatur in 2 m Höhe sowie der regionalen Niederschlagszeitreihen erwies sich als besonders geeignet, um trockenheitsrelevante atmosphärische Zirkulationstypen zu ermitteln.

Hervorzuheben sind Azorenhochkeile mit abgeschnürtem Hochdruckzentrum über dem Osten von Mitteleuropa (Sommerhalbjahr) sowie ausgedehnte Hochdruckgebiete mit Kern über dem Südosten von Europa (Winterhalbjahr). Künftige Veränderungen im Zuge des Klimawandels wurden anhand verschiedener regionaler Klimamodelle (aus Cordex und ReKliEs-De) für unterschiedliche Treibhausgasszenarien (RCP4.5 und RCP8.5) in zwei Projektionsperioden (2031-2060 und 2071-2100) untersucht.

Warme trockenheitsrelevante Zirkulationstypen treten in einem künftig wärmeren Klima deutlich häufiger und persistenter auf, während die sie bestimmenden Hochdruckzentren in nordwestliche Richtung expandieren.

Drought in southern Central Europe: Connections to the atmospheric Circulation

Based on gridded precipitation data with a resolution of 6 km regions of similar precipitation variability were derived for southern Central Europe. Between 1961 and 2017, precipitation in the summer half-year (April to September) decreased significantly north of the Alps, in the winter half-year (October to March) south of the Alps. Days without precipitation are occurring more frequently in both seasons throughout nearly the entire study area.

To investigate correponding changes in atmospheric circulation, large-scale circulation types were derived using an optimized non-hierarchical cluster analysis. The combination of sea level pressure, relative humidity at the 700 hPa level, U and V wind components at the 700 hPa level, temperature at 2 m height and the regional precipitation time series proved to be especially suitable for generating drought-relevant atmospheric circulation types.

Prominent examples are ridges from the Azores’ High with a cut-off cell above eastern Central Europe (summer half-year) and extended high pressure centered above southeastern Europe (winter half-year). Future changes were analyzed using different regional climate models (from Cordex and ReKliEs-De) for different greenhouse gas scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) in two projection periods (2031-2060 and 2071-2100).

Drought-relevant circulation types with higher temperatures will occur much more frequently and persistently in a warmer climate, while their type-internal high-pressure centers will expand in a northwesterly direction.

Sequía y períodos de sequía en el sur de Europa Central – Conexiones con la circulación atmosférica

Se derivaron regiones de variabilidad de precipitación similar para el sur de Europa Central sobre la base de datos de precipitación en cuadrantes con una resolución de 6 km. Muestran una disminución significativa de las precipitaciones al norte de los Alpes en el semestre de verano (de abril a septiembre) entre 1961 y 2017. Al sur de los Alpes, este es el caso en el semestre de invierno (octubre a marzo).

Los días sin precipitaciones son cada vez más frecuentes en ambos semestres en casi toda la zona de estudio como consecuencia del cambio climático. Para registrar los cambios asociados en la circulación atmosférica, se derivaron tipos de circulación a gran escala mediante un análisis de conglomerados no jerárquico optimizado. La combinación de la presión terrestre a nivel del mar, la humedad relativa a nivel de 700 hPa, las componentes U y V del viento a nivel de 700 hPa, la temperatura a una altura de 2 m y las series temporales de precipitación regional resultaron especialmente adecuadas para determinar los tipos de circulación atmosférica relevantes para la sequía.

Destacan las altas cuñas de las Azores con un centro de altas presiones constreñido sobre el este de Europa central (semestre de verano) y extensas zonas de altas presiones con un núcleo sobre el sureste de Europa (semestre de invierno). Los cambios futuros en el curso del cambio climático se analizaron utilizando varios modelos climáticos regionales (de Cordex y ReKliEs-De) para diferentes escenarios de gases de efecto invernadero (RCP4.5 y RCP8.5) en dos periodos de proyección (2031-2060 y 2071-2100).

Los tipos de circulación cálidos y relevantes para la sequía se producen con mucha mayor frecuencia y persistencia en un clima más cálido en el futuro, mientras que los centros de altas presiones que los determinan se expanden en dirección noroeste.