HYdropower and PREcipitation trends -Investigating historical and future precipitation trends in regions important for hydropower production

Virkninger av klimaendringene blir stadig mer tydelige, og behovet for kunnskap om framtidige klimaendringer øker. Endringer i globale og lokale nedbørsmønstre er et viktig aspekt ved menneskeskapte klimaendringer siden det kan ha betydelige konsekvenser for samfunnet. Det er vesentlige usikkerheter knyttet til beregninger av nedbør i framtidens klima. En stadig større del av den vitenskapelige litteraturen viser at det kan bli betydelige framtidsendringer i nedbørsekstremer, noe som kan føre til mer flom og mer tørke mange steder. Beregninger viser at den totale mengden nedbør som kommer som ekstremnedbør på global skala kan øke med en faktor 2 til 3 mer enn økningen i gjennomsnittsnedbør. Formålet med HYPRE-prosjektet er å øke kunnskapen om nedbørsendringer i utvalgte regioner. Aktivitetene i HYPRE har fokus på den østlige Middelhavsregionen og på Sør-Amerika, og et spesielt fokus på sørlige Brasil, Peru og sentral-Chile. Prosjektet har inkludert analyse av nye og eksisterende globale og regionale klimamodellsimuleringer og omfattende evaluering mot observasjoner. Framskrivninger med bruk av regionale klimamodellsimuleringer gir klare indikasjoner på en nedbørsreduksjon over sentral-Chile utover i det 21. århundret. Dette vurderes som et robust resultat på grunn av godt samsvar mellom mange ulike klimamodeller og mellom simuleringer utført med forskjellig detaljnivå. Det er større sprik mellom modeller og detaljnivå for nedbørsframskrivningene for Peru og sørlige Brasil. Et hovedfunn er at det for disse regionene kreves meget høyt detaljnivå i klimamodellsimuleringene for å kunne representere nedbørsprosesser tilstrekkelig, og bruk av nedbørsframskrivninger basert på modeller med for lavt detaljnivå kan gi misvisende konklusjoner. På sikt vil stadig økende regneressurser gi mer robuste nedbørsframskrivninger også for disse regionene. Den østlige Middelhavsregionen har allerede opplevd en reduksjon i nedbør og nye klimamodellberegninger indikerer en omfattende reduksjon i sommernedbør i fremtidens klima, omkring 5-15% for hver 1 grad Celsius global oppvarming. Ekstrem korttidsnedbør reduseres mindre enn dette og i andre deler av Europa øker intensiteten til ekstreme nedbørshendelser, og den øker mer desto kortere tid nedbøren faller på (f.eks. nedbør i løpet av 10 min. vs. 1 time). Det er også en tendens til at den dagen i året som har mest nedbør vil forskyves til senere på året i framtidens klima flere steder i Europa. For hyppigheten til ekstreme nedbørshendelser er det beregnet en nær dobling i antall for hver 1°C global oppvarming. Aerosoler, slik som sot- og sulfatpartikler, påvirker nedbør via komplekse prosesser og er en betydelig kilde til usikkerhet i klimamodellene. Globale klimamodellsimuleringer viser at økte konsentrasjoner av både sotpartikler og langtlevde drivhusgasser (f.eks. CO2) fører til redusert nedbør i Middelhavsregionen, men sensitiviteten til sotpartikler er størst. I en region sør i Afrika, hvor det er store utslipp fra biomassebrenning, viser ytterligere simuleringer at sotpartikler utgjør en stor del av årsaken til nedbørsendringer lokalt. Økte utslipp av sotpartikler fra biomassebrenning siden førindustriell tid viste seg å være en viktigere årsak til observert reduksjon i nedbør under tørketiden enn økte utslipp av drivhusgassen CO2. En reduksjon av lokale partikkelutslipp fra biomassebrenning kan derfor bidra til å minske nedgangen i nedbør for denne regionen.

HYPRE har gitt ny informasjon om framtidige endringer i nedbør og ekstremnedbør i flere verdensregioner. Disse resultatene har vært viktige bidrag i å føre forskningsfeltet fremover, men er også viktige for de som tar avgjørelser om utslippsreduksjoner (f.eks. beslutningstakere) og/eller tilpasning til klimaendringer (f.eks. kraftbransjen). Brukerpartneren Statkraft hat fått muligheten til å benytte resultater fra klimamodellberegninger i deres hydrologiske verktøy, noe som potensielt kan gi viktig informasjon ved deres investeringsbeslutninger.

Over the last few decades, more and more parts of the society have experienced climate change impacts, and there is a growing concern for future climate change. A main focus has been given to temperature increases and changes to the hydrological cycle. While the range in future projected temperature changes is large, uncertainties in future regional changes in precipitation and its extremes are much larger. Growing scientific knowledge shows that extremes related to hydrological changes can be substantial. For Statkraft, a leading company in hydropower internationally, preparation for the future in terms of understanding changes to the hydrological cycle and its uncertainty is crucial. In the HYPRE project, the strong team of researchers will utilize a range of observational and global and regional model data to gain a more robust understanding of precipitation changes in selected regions. Through continuous interaction with the industry partner, main outcomes of the project will be useful for Statkraft in investment decisions, but also to prepare existing hydropower plants and their infrastructure for climate change. This project will build on already established collaboration. The Eastern Mediterranean and several parts of South America will be studied specifically in HYPRE. In South America, recent projections of future precipitation show strong regional patterns and relatively large inter-model differences. HYPRE seeks to increase knowledge on these differences for this region where precipitation is strongly affected by factors such as the Andes Mountains, El Niño Southern Oscillation, and possibly by aerosol emissions. In southern Europe, where precipitation has already declined and further decreases are projected for the future, a main focus will be changes in drought. For all regions, projections of changes in extreme precipitation, seasonality of precipitation, and duration of drought periods will be of high importance and a novel part of the project.