Dados climáticos básicos

Novos dados para a Alemanha e a Baviera

Em 2025, houve uma ATUALIZAÇÃO com as seguintes adições:

• - A base de dados climática foi atualizada para o período de observação até 2020.
• - O conjunto de modelos climáticos foi complementado com simulações adicionais (Euro-Cordex) e alargado para incluir simulações históricas.
• - A correção do viés dos dados de simulação foi realizada utilizando software desenvolvido internamente.
• - Os dados dos resultados foram interpolados numa grelha mais fina, tendo em conta as características topográficas.

Diferenças

A diferença em relação ao conjunto de dados Impact2C utilizado a partir de 2019 reside essencialmente num conjunto de modelos mais abrangente, composto por 17 simulações para o cenário RCP8.5. As estatísticas resultantes para indicadores climáticos selecionados, relativas a um período de 30 anos, baseiam-se, portanto, em 30 × 17 = 510 valores anuais (em vez de 120). Em comparação, podem verificar-se desvios significativos na evolução de indicadores individuais.

A variação da temperatura média anual na Alemanha mantém-se praticamente inalterada, entre 11 °C e 14 °C (RCP8.5 até 2100). São visíveis diferenças mais acentuadas no número médio de dias quentes. Nos dados atuais, o valor situa-se ligeiramente abaixo dos 30 dias. Anteriormente, era ligeiramente superior a 20 dias na Alemanha.

O conjunto mais abrangente tem também um impacto na precipitação total. Quanto mais modelos houver, maior será a amplitude de variabilidade na precipitação anual. Em média, a evolução mantém-se nos níveis históricos. No entanto, chuvas mais intensas e temperaturas médias mais elevadas favorecem períodos de seca mais prolongados.

Dados de observação: 1961-2020

Para a atualização do conjunto de dados de observação, foram tidas em conta apenas as estações de medição que fazem parte da rede de estações do DWD desde 1961. Estas incluem aproximadamente 220 estações sinópticas e aproximadamente 1 200 estações de precipitação. Todas elas fornecem valores diários para parâmetros meteorológicos. Devido à densidade limitada das estações, os fenómenos de pequena escala e, em particular, as características regionais não podem ser representados com total precisão. Esta rede de estações constitui também a base para a elaboração de dados de cenários (ver Interpolação).

Conjunto de modelos climáticos: históricos e futuros

O conjunto de modelos climáticos RCP8.5, que atualmente compreende 17 simulações, foi complementado com períodos de simulação históricos que remontam a 1971. O período total de simulação abrange, assim, um total de 130 anos. O conjunto para o cenário RCP2.6 é significativamente menor, uma vez que existem menos simulações disponíveis para este. No que diz respeito ao período histórico, a versão atual permite comparações entre a evolução no conjunto de modelos e nas observações. Muitos dos indicadores mostram que as simulações são consistentes com as observações. Fenómenos como as secas na primavera revelam discrepâncias que indicam pontos fracos no modelo.

Conjunto de modelos climáticos

Conjunto de modelos climáticos regionais

Para deduzir os impactos climáticos regionais a partir de trajetórias futuras de evolução climática (de acordo com os cenários RCP), é necessário refinar as simulações dos modelos climáticos globais (GCM) para grandes regiões, como a Europa. Isto é normalmente conseguido utilizando-as como dados de entrada para modelos climáticos regionais (RCM) de maior resolução. Estes modelos são capazes de reproduzir de forma mais realista as características regionais da distribuição da temperatura e da precipitação, uma vez que refletem melhor os efeitos causados pela topografia e pelo uso do solo, entre outros fatores.

Dados de simulação abrangentes do [Euro-Cordex]https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/projections-cordex-domains-single-levels?tab=downloadfornece a base e o conjunto de dados (ver tabela) para a implementação de serviços climáticos na Europa, na Alemanha e nos estados federados. O período de simulação abrange os períodos históricos a partir de 1971 e estende-se até ao período do cenário, até 2100. Cada combinação individual de modelos representa uma possível concretização da evolução climática e meteorológica. Normalmente, são considerados intervalos de 30 anos, cuja variabilidade e médias são explicadas por 30 × 17 = 510 valores anuais. O conjunto dos valores resulta em intervalos que são compostos tanto pela variabilidade interna como pela incerteza do modelo.

É bem sabido que existem erros sistemáticos entre modelos e medições. Para o período de comparação histórico, estes podem ser quantificados de forma a ajustar (alinhar) os valores da simulação. As tendências existentes nos dados são mantidas neste processo. Existem métodos estabelecidos para tal na investigação sobre o impacto climático (Lange, 2019). Isto porque a magnitude do chamado «viés do modelo» não é o único critério para avaliar as simulações dos modelos climáticos.

São necessários dados diários numa grelha uniforme para alinhar os valores do modelo com os valores de observação. Isto é especificado pelo conjunto de dados de observação gerado. Para transferir os valores do modelo para a grelha de observação, os dados do modelo são primeiro transferidos para a rede de estações. Para tal, os valores do ponto da grelha mais próximo são atribuídos às coordenadas da estação. A interpolação é então realizada da mesma forma que para o conjunto de dados de base. Este passo garante que os dados de simulação e os dados de observação tenham a mesma atribuição espacial. Desta forma, a evolução climática pode ser representada de forma contínua sob a forma de mapas e diagramas.

Os dois conjuntos de modelos climáticos RCP2.6 e RCP8.5 abrangem o intervalo possível de eventos dentro do qual o clima futuro na Alemanha se poderá desenvolver. As discrepâncias existentes entre a evolução observada e a simulada não podem ser resolvidas neste momento, uma vez que se trata de um processo contínuo de aprofundamento do conhecimento científico. Os fenómenos que desencadeiam secas prolongadas são, por conseguinte, objeto de investigação atual com relevância em todos os setores da investigação sobre o impacto climático.

Tabela:Matriz de simulação das combinações subjacentes de simulações de modelos globais regionalizados (GCMs) por modelos regionais (RCMs): RCP8.5 – 17 modelos, RCP2.6 – 7 modelos. Não estão disponíveis simulações do EuroCordex para os cenários RCP nos campos em branco.

Bibliografia complementar:Lange, S.: Ajuste de viés com preservação de tendências e redução de escala estatística com o ISIMIP3BASD (v1.0), Geosci. Model Dev., 12, 3055–3070, https://doi.org/10.5194/gmd-12-3055-2019, 2019.

Largura de banda

O conjunto de modelos climáticos regionais subjacente inclui sete simulações para o cenário RCP 2.6 e 17 simulações para o cenário RCP 8.5.

Para estimar os intervalos, a incerteza do modelo e a variabilidade interna (ano a ano) foram combinadas e ordenadas, tendo-se utilizado, para a representação da série temporal, o valor abaixo do qual se situam 10% e 90% dos valores. Apenas os valores médios são apresentados no mapa. Para um período de 30 anos e um conjunto de modelos com 17 simulações, isto significa que está disponível um conjunto de 17 x 30 = 510 valores anuais para os respetivos indicadores climáticos.

Nota:Durante o período de observação, o intervalo resulta exclusivamente da variabilidade interna de 30 valores anuais. Neste contexto, a incerteza do modelo e a variabilidade interna foram combinadas para estimar o intervalo nos dados do cenário.

Interpolação

Para apresentar os indicadores climáticos derivados dos dados climáticos diários, foi utilizado um método no qual a informação disponível nas localizações das estações de medição foi interpolada para pontos da grelha. A sua resolução espacial é de aproximadamente 4 x 4 km, para a qual também estão disponíveis valores de altitude provenientes de um modelo digital de terreno. Entre outros aspetos, o método tem em conta os gradientes de valores existentes a diferentes altitudes na rede de estações. Antes da interpolação propriamente dita, os efeitos da altitude na rede de estações são eliminados. O valor procurado no ponto de grelha correspondente é então determinado por uma soma ponderada dos dados das estações dentro de um raio de influência especificado (estações vizinhas), sendo a soma posteriormente dividida pelo número de estações. O efeito da altitude é então aplicado à grelha de destino de acordo com os valores de altitude.

Bibliografia complementar:
Cressie N., 1993, Estatística para dados espaciais, Série Wiley de Probabilidade e Estatística
https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/](https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/

Dados de observação

As observações históricas da evolução climática, tal como apresentadas na secção «Clima», baseiam-se em dados de estações que fazem parte da rede de medição do DWD desde 1961.
Fornecem valores diários para parâmetros meteorológicos em cerca de 220 estações sinópticas e cerca de 1 200 estações de precipitação.
Este conjunto de dados da estação constitui a base para a homogeneização e a interpolação espacial para uma grelha de alta resolução, tendo em conta as condições topográficas. Os valores das estações vizinhas são tidos em conta durante a homogeneização e a interpolação. Os indicadores climáticos derivados são calculados com base nos dados diários interpolados. Não se podem excluir possíveis artefactos em casos individuais.