Data ya Msingi ya Hali ya Hewa

Takwimu mpya kwa Ujerumani na Bavaria

Mnamo 2025, kulikuwa na UPDATE na nyongeza zifuatazo:

• - Hifadhidata ya hali ya hewa imesasishwa kwa kipindi cha uchunguzi hadi 2020.
• - Kikundi cha mifumo ya hali ya hewa kiliongezewa na mifumo ya ziada ya uendeshaji (Euro-Cordex) na kupanuliwa ili kujumuisha mifano ya kihistoria.
• - Marekebisho ya upendeleo wa data ya simulizi yalifanywa kwa kutumia programu ya ndani.
• - Data ya matokeo iliingizwa kwenye gridi nyembamba zaidi, ikizingatia vipengele vya topografia.

Tofauti

Tofauti na seti ya data ya Impact2C iliyotumika kuanzia 2019 na kuendelea kimsingi ni mkusanyiko kamili wa modeli wa mikimbio 17 kwa hali ya RCP8.5. Takwimu zinazotokana na viashiria vya hali ya hewa vilivyochaguliwa kwa kipindi cha miaka 30 kwa hivyo zinategemea thamani za mwaka 30x17=510 (badala ya 120). Kwa kulinganisha, kunaweza kuwa na tofauti kubwa katika ukuzaji wa viashiria vya mtu binafsi.

Kiwango cha wastani wa halijoto ya kila mwaka nchini Ujerumani kinabaki sawa katika 11°C hadi 14°C (RCP8.5 hadi 2100). Tofauti kubwa zinaonekana katika idadi ya wastani ya siku za joto. Katika data ya sasa, thamani ni chini ya siku 30. Hapo awali, ilikuwa zaidi ya siku 20 kidogo nchini Ujerumani.

Mkusanyiko mpana zaidi pia una athari kwenye mvua kamili. Kadiri mifumo ilivyo mingi, ndivyo tofauti za mvua za kila mwaka zinavyoongezeka. Kwa wastani, maendeleo yanabaki katika viwango vya kihistoria. Hata hivyo, mvua nyingi zaidi na halijoto ya juu ya wastani hupendelea vipindi virefu vya ukame.

Takwimu za uchunguzi: 1961-2020

Ni vituo vya kupimia pekee ambavyo vimekuwa sehemu ya mtandao wa vituo vya DWD tangu 1961 vilizingatiwa kwa ajili ya kusasisha seti ya data ya uchunguzi. Hizi ni pamoja na takriban vituo 220 vya sinoptiki na takriban vituo 1,200 vya mvua. Vyote hutoa thamani za kila siku kwa vigezo vya hali ya hewa. Kutokana na msongamano mdogo wa vituo, matukio madogo na sifa za kikanda hasa haziwezi kuonyeshwa kwa usahihi kamili. Mtandao huu wa vituo pia ndio msingi wa utayarishaji wa data ya matukio (tazama Tafsiri).

Kundi la mifumo ya hali ya hewa: kihistoria na ya baadaye

Kikundi cha mifumo ya hali ya hewa cha RCP8.5, ambacho kwa sasa kinajumuisha mifumo 17 ya simulizi, kimeongezewa vipindi vya simulizi vya kihistoria kuanzia 1971. Kwa hivyo kipindi chote cha simulizi kinashughulikia jumla ya miaka 130. Kikundi cha hali ya RCP2.6 ni kidogo sana kwa sababu kuna mizunguko michache inayopatikana kwa ajili yake. Kwa kipindi cha kihistoria, toleo la sasa linaruhusu ulinganisho kati ya maendeleo katika kikundi cha mifumo na katika uchunguzi. Viashiria vingi vinaonyesha kwamba mifumo hiyo inaendana na uchunguzi. Matukio kama vile ukame wa masika yanaonyesha tofauti zinazoonyesha udhaifu katika mfumo.

Kikundi cha mifano ya hali ya hewa

Kundi la mifumo ya hali ya hewa ya kikanda

Ili kupata athari za hali ya hewa ya kikanda kutoka kwa njia za maendeleo ya hali ya hewa za siku zijazo (kulingana na hali za RCP), ni muhimu kuboresha mifano ya hali ya hewa ya kimataifa (GCM) kwa maeneo makubwa kama vile Ulaya. Hii kwa kawaida hupatikana kwa kuzitumia kama pembejeo kwa mifumo ya hali ya hewa ya kikanda yenye ubora wa juu (RCM). Mifumo hii inaweza kuzaliana sifa za kikanda za usambazaji wa hali ya joto na mvua kwa uhalisia zaidi, kwani zinaonyesha vyema athari zinazosababishwa na topografia na matumizi ya ardhi, miongoni mwa mambo mengine.

Data ya kina ya simulizi kutoka [Euro-Cordex]https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/projections-cordex-domains-single-levels?tab=downloadhutoa msingi na msingi wa data (tazama jedwali) kwa ajili ya kuwezesha huduma za hali ya hewa kwa Ulaya, Ujerumani, na majimbo ya shirikisho. Kipindi cha uigaji kinashughulikia vipindi vya kihistoria kuanzia 1971 na kuendelea hadi kipindi cha hali hadi 2100. Kila mchanganyiko wa modeli huwakilisha utambuzi unaowezekana wa maendeleo ya hali ya hewa na hali ya hewa. Kwa kawaida, vipande vya muda vya miaka 30 huzingatiwa, ambavyo tofauti na njia zake huelezewa na thamani za mwaka 30x17=510. Jumla ya thamani husababisha safu zinazojumuisha tofauti za ndani na kutokuwa na uhakika wa modeli.

Inajulikana vyema kwamba kuna makosa ya kimfumo kati ya mifumo na vipimo. Kwa kipindi cha ulinganisho wa kihistoria, haya yanaweza kupimwa ili kurekebisha (kusawazisha) thamani za uigaji. Mielekeo iliyopo katika data huhifadhiwa katika mchakato huo. Kuna mbinu zilizowekwa za hili katika utafiti wa athari za hali ya hewa (Lange, 2019). Hii ni kwa sababu ukubwa wa kile kinachoitwa upendeleo wa mfumo sio kigezo pekee cha kutathmini uigaji wa mifumo ya hali ya hewa.

Data ya kila siku kwenye gridi sare inahitajika ili kuoanisha thamani za modeli na thamani za uchunguzi. Hii imebainishwa na seti ya data ya uchunguzi iliyozalishwa. Ili kuhamisha thamani za modeli kwenye gridi ya uchunguzi, data ya modeli huhamishiwa kwanza kwenye mtandao wa kituo. Ili kufanya hivyo, thamani za sehemu ya gridi iliyo karibu hupewa viwianishi vya kituo. Kisha utafsiri hufanywa kwa njia sawa na seti ya data ya msingi. Hatua hii inahakikisha kwamba data ya uigaji na data ya uchunguzi ina mgawo sawa wa anga. Kwa njia hii, maendeleo ya hali ya hewa yanaweza kuwakilishwa kwa urahisi katika umbo la ramani na mchoro.

Mikusanyiko miwili ya mifumo ya hali ya hewa RCP2.6 na RCP8.5 inahusisha aina mbalimbali za matukio ambayo hali ya hewa ya baadaye nchini Ujerumani inaweza kutokea. Tofauti zilizopo kati ya maendeleo yanayoonekana na yanayoigwa haziwezi kutatuliwa kwa wakati huu, kwani huu ni mchakato unaoendelea wa kukuza zaidi maarifa ya kisayansi. Kwa hivyo, matukio yanayosababisha ukame wa muda mrefu ndiyo mada ya utafiti wa sasa unaohusiana na sekta mbalimbali za utafiti wa athari za hali ya hewa.

Jedwali:Matrix ya uigaji wa michanganyiko ya msingi ya uigaji wa mifumo ya kimataifa ya kikanda (GCMs) kwa mifumo ya kikanda (RCMs): mifumo ya RCP8.5 - 17, mifumo ya RCP2.6 - 7. Hakuna uigaji wa EuroCordex unaopatikana kwa matukio ya RCP kwa sehemu tupu.

Fasihi Zaidi:Lange, S.: Marekebisho ya upendeleo unaohifadhi mitindo na kupunguza takwimu kwa kutumia ISIMIP3BASD (v1.0), Geosci. Model Dev., 12, 3055–3070, https://doi.org/10.5194/gmd-12-3055-2019, 2019.

Kipimo data

Mkusanyiko wa msingi wa modeli ya hali ya hewa ya kikanda unajumuisha simulizi saba za hali ya RCP 2.6 na simulizi 17 za hali ya RCP 8.5.

Ili kukadiria masafa, kutokuwa na uhakika wa modeli na tofauti za ndani (mwaka hadi mwaka) ziliunganishwa, kupangwa, na thamani ambayo chini yake 10% na 90% ya thamani ziko ilitumika kwa uwakilishi wa mfululizo wa muda. Thamani za wastani pekee ndizo zinazoonyeshwa kwenye ramani. Kwa kipindi cha miaka 30 na mkusanyiko wa modeli wa simulizi 17, hii ina maana kwamba mkusanyiko wa thamani za mwaka 17 x 30 = 510 unapatikana kwa viashiria husika vya hali ya hewa.

Kumbuka:Wakati wa kipindi cha uchunguzi, masafa yanatokana pekee na tofauti za ndani za thamani 30 za kila mwaka. Kutokana na hali hii, kutokuwa na uhakika wa modeli na tofauti za ndani ziliunganishwa ili kukadiria masafa katika data ya hali.

Utafsiri

Ili kuonyesha viashiria vya hali ya hewa vinavyotokana na data ya kila siku ya hali ya hewa, mbinu ilitumika ambapo taarifa zilizopo katika maeneo ya vituo vya kupimia ziliunganishwa hadi sehemu za gridi. Azimio lao la anga ni takriban kilomita 4 x 4, ambapo thamani za mwinuko kutoka kwa modeli ya ardhi ya kidijitali pia zinapatikana. Miongoni mwa mambo mengine, mbinu hiyo inazingatia miteremko iliyopo ya thamani katika mwinuko tofauti katika mtandao wa kituo. Kabla ya mwingiliano halisi, athari za mwinuko katika mtandao wa kituo huondolewa. Thamani inayotafutwa katika sehemu inayolingana ya gridi kisha huamuliwa kwa muhtasari wa uzito wa data ya kituo ndani ya eneo maalum la ushawishi (vituo vya jirani), ambapo jumla hugawanywa na idadi ya vituo. Athari ya mwinuko kisha hutumika kwenye gridi lengwa kulingana na thamani za mwinuko.

Fasihi Zaidi:
Cressie N., 1993, Takwimu za data ya anga, Mfululizo wa Wiley katika Uwezekano na Takwimu
https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/](https://app.readthedocs.org/projects/pykrige/downloads/pdf/latest/

Data ya uchunguzi

Uchunguzi wa kihistoria wa maendeleo ya hali ya hewa, kama ulivyowasilishwa katika sehemu ya Hali ya Hewa, unategemea data ya kituo ambayo imekuwa sehemu ya mtandao wa vipimo vya DWD tangu 1961.
Wanatoa thamani za kila siku za vigezo vya hali ya hewa katika takriban vituo 220 vya sinoptiki na takriban vituo 1,200 vya mvua.
Seti hii ya data ya kituo ndiyo msingi wa ulinganifu na uingiliaji kati wa anga kwenye gridi ya ubora wa juu, kwa kuzingatia hali ya topografia. Thamani kutoka vituo vya jirani huzingatiwa wakati wa ulinganifu na uingiliaji kati. Viashiria vya hali ya hewa vinavyotokana huhesabiwa kwa msingi wa data ya kila siku iliyoingiliana. Mabaki yanayowezekana hayawezi kuondolewa katika visa vya mtu binafsi.