Zukünftige Veränderungen in der Häufigkeit von trockenen Tagen

• Antragsteller: Professor Dr. Stephan Pfahl
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569816948

Veränderungen im Auftreten von Dürren in einem zukünftigen Klima hängen unter anderem mit Änderungen der Häufigkeit von Trockentagen, d. h. Tagen ohne Niederschlag, zusammen. Globale Klimamodelle prognostizieren ein komplexes räumliches Muster von Veränderungen in der Häufigkeit von Trockentagen (dry day frequency, DDF), aber die zugrundeliegenden Prozesse sind derzeit nicht gut verstanden. Ziel dieses Projekts ist es, zu untersuchen, wie dynamische und thermodynamische Prozesse sowie weitere spezifische atmosphärische Faktoren, die in Zusammenhang mit Feuchtkonvektion stehen, dieses Muster von DDF-Änderungen bestimmen. Zu diesem Zweck wird eine Reihe von Diagnostiken auf ein großes Ensemble globaler Community Earth System Model Simulationen angewendet. Ein physikalisch basierter Skalierungs-Ansatz, der ursprünglich für die Analyse von Extremniederschlägen entwickelt wurde, wird angepasst, um DDF-Änderungen in dynamische und thermodynamische Beiträge aufzuspalten. Um die Beschränkungen solcher physikalisch basierten Diagnostiken bei der Darstellung kleinskaliger Prozesse wie Feuchtkonvektion zu überwinden, werden wir außerdem statistische Modelle anwenden, insbesondere eine maschinelle Lernmethode auf der Grundlage von Entscheidungsbäumen sowie erklärbare künstliche Intelligenz in Form von verallgemeinerten additiven Modellen. Diese statistischen Modelle berücksichtigen den Einfluss zusätzlicher Faktoren wie der konvektiven verfügbaren potenziellen Energie sowie der konvektiven Hemmung. Schließlich wird der Einfluss von Wetterregimen im Nordatlantik-Raum auf DDF-Änderungen untersucht. Auf diese Weise werden wir unser grundlegendes Verständnis einer wichtigen Ursache künftiger Dürreänderungen verbessern, welche mit bedeutenden Folgen für Gesellschaft und Ökologie einhergehen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen