Post-processing Climate Projection Output for Key Users in Norway

For langsiktig planlegging er det viktig at mulige fremtidige klimaendringer og deres konsekvenser tas med som beslutningsgrunnlag der det er relevant. Hva som er relevant klimainformasjon varierer fra sektor til sektor. I PostClim har Norsk klimaservicesenter (KSS) og Norsk regnesentral (NR) fått hjelp av beslutningstakere fra kommune- og landbrukssektoren til å definere hva slags klimainformasjon som er viktig i disse sektorene når risiki og muligheter i en usikker klimafremtid skal vurderes. Hovedformålet med PostClim var å finne ut hvordan vi best kan produsere og servere informasjon om endringer i klima og hydrologi som er nyttig for disse sektorene. Kommunesektoren var i prosjektet representert ved KS (Kommunesektorens organisasjon), og landbrukssektoren ved Norges Bondelag, Norsk Landbrukssamvirke, Norsk Landbruksrådgivning og Norsk institutt for bioøkonomi (NIBIO). Klimaframskrivninger på lokalt nivå tar utgangspunkt i resultatene fra regionale og globale klimamodeller. Slike data gir nyttig informasjon på større skala, men kan vanligvis ikke brukes direkte på en gitt lokalitet, både på grunn av modellfeil og fordi det virkelige landskapet er mer komplekst enn landskapet i modellene. Dataene etterbehandles derfor ved hjelp av forskjellige metoder, som har forskjellige styrker og svakheter. Et viktig mål i PostClim har vært å validere og videreutvikle slike metoder med tanke på behovene til beslutningstakerne. I PostClim har vi derfor utviklet et fleksibelt verktøy for å rangere klimamodelldata. Dette verktøyet er programmert i R, og er fritt tilgjengelig. Tilbakemeldinger fra PostClims brukerpanel gav informasjon både om hvilke variabler som er viktige for kommune- og jordbrukssektoren, og om hva som er viktige å ta hensyn til i etterbehandlingen av klimaframskrivningene. Temperatur og nedbør ble oppgitt som de to viktigste meteorologiske variablene å etterbehandle, men også luftfuktighet, fordampning, vind og globalstråling er viktige, f.eks. for å modellere hydrologiske virkninger av klimaendringer. Brukerne ønsker data med minst døgnlig tidsoppløsning, og gjerne 1x1 km romlig oppløsning. Hittil har kun døgnmiddeltemperatur og døgnnedbør vært tilgjengelig med denne oppløsningen. I PostClim har fremtidsprojeksjoner for døgnlig maksimums- og minimumstemperatur samt døgnmiddel for vindhastighet blitt beregnet med fin oppløsning på bakgrunn av de regionalmodellene (EURO-CORDEX) som ble brukt i rapporten "Klima i Norge 2100" fra 2015. Datasettene for maksimums- og minimumstemperatur er tilgjengelige fra KSS´nettsider (klimaservicesenter.no) sammen med andre finskala modelldata. Datasettene er brukt til å beregne kart over endringer fra nåværende klima til framtidsklima i antall dager pr år og sesong temperaturen passerer null grader. Det er informasjon som etterspørres både i kommune- og jordbrukssektor. Vinddataene er tilgjengelige for forskningsformål. Interesserte anbefales å kontakte KSS eller MET. Tilbakemeldingene fra brukerpanelet viste videre at endringer i tørke, flom og overvann er viktig både for kommuner og landbrukssektoren. PostClim omfatter derfor hydrologisk modellering, og i slik modellering er det helt vesentlig å utvikle statistiske postprosesserings-metoder som bevarer frekvensen i og konsistensen mellom atmosfæriske variable, og som tar hensyn til ikke-lineære effekter og ekstremverdier. I PostClim benytter vi to metoder til å utvikle mest mulig konsistente temperatur- og nedbørdata med 1x1 km2 romlig oppløsning. Den ene er under utvikling i et doktorgradsprosjekt som planlegges avsluttet sommeren 2020. Dette er en lovende, men også ressurskrevende metode som testes ut kun i Trøndelag. Den andre metoden består i omfordeling av døgnverdiene i de postprosesserte klimaframskrivningene som allerede eksisterer på fin skala. Disse omstokkede datasettene er vil bli gjort tilgjengelige på https://thredds.met.no/ eller på KSS´ nettsider. For ytterligere å evaluere statistiske post-prosesserings-metoder og bruker-definerte klimaprodukter er en romlig fordelt hydrologisk modell med strålingsenergi-baserte metoder for å bestemme fordampning og snøsmelting utviklet og satt opp for Norge med 1x1 km2 romlig oppløsning. Modellberegningene representerer en forbedring i simulering av vekselvirkning mellom landoverflaten og atmosfæren og hydrologiske prosesser inklusive vannføring. Miljødirektoratet har signalisert at det i kjølvannet av neste hovedrapport fra FNs klimapanel vil bli behov for en ny klimarapport for Norge. Flere verktøy som er utviklet og testet i PostClim vil da være aktuelle å ta i bruk. Det gjelder metoden med omfordeling av døgnverdier for å ivareta konsistens i tid, rom og mellom variabler i postprosesserte data, det gjelder hydrologisk modellering med forbedret beskrivelse av fordampning og snø, og det gjelder metoden for validering av postprosesseringsteknikker.

Det er i prosjektet publisert finskala klimaframskrivninger for døgnlig maksimum og minimumtemperatur, antall dager med nullgradspasseringer og for vind. Dette er viktige variabel både for planlegning av infrastruktur, og for vurdering av klimaendringenes konsekvenser for landbruk og for økologiske systemer. Det forventes at disse vil bli brukt i modeller for virkninger av klimaendringer. Det er også utviklet og implementert nye metoder som planlegges brukt ved produksjonen av neste klimarapport for Norge, som forventes å komme i kjølvannet av neste hovedrapport fra FNs klimapanel. Dette gjelder både metoder for å bevare konsistens i datasettene for temperatur og nedbør, og ny formuleringen av fordampning i den hydrologiske modellen. Prosjektet bidrar på denne måten til bedre kunnskap om konsekvenser av klimaendringer i Norge, og derfor bedre forutsetninger for klimatilpasning.

Long-term planning and decision-making in the context of climate impacts, adaptation and vulnerability requires information on future climate and potential risks that are tailored to the individual stakeholder's needs. In PostClim, partners from the Norwegian Centre for Climate Services will join forces with decision-makers from Norwegian municipalities and the agricultural sector to produce appropriate climate projections for decision-making under an uncertain future climate. To this aim, post-processing techniques for statistical downscaling and bias adjustment will be employed, and further developed as necessary, to bridge the gap between the raw output from global and regional climate model and the needs of the decision-makers. A number of different techniques will be validated according to criteria that are important for the stakeholders. The further development of the methods will also be based upon user needs. Earlier experiences indicated that the impact of climate change on stream floods and the flooding pattern in general are import and for the planning of infrastructure. PostClim thus includes hydrological modelling.