The wind climate of northwestern Europe in SWECLIM regional climate scenarios

Abstract

The effects of a global climatic change on the wind climate of northwestern Europe are
investigated with the aid of a regional climate model. There have up to date been few studies
of how the wind climate will react to a greenhouse gas warming. Those that have been done
are mostly global scale studies and centered on changes in storm activity during the winter
season.
I’m using data from a regional scale model developed by the Swedish Regional Climate
Modelling Programme, or SWECLIM. The regional model uses two different global
circulation models for boundary conditions (the HadCM2 model and the ECHAM4 model).
The data consists of 4-times daily sea level pressure and geostrophic wind speed from a 10-
year control and scenario run time slice. The scenario time slice has a 2.5 times higher
concentration of CO2 then the control. I also calculated the wind direction using the modelled
geostrophic wind.
I have investigated both the yearly, monthly and seasonal changes and well as changes of the
extremes of the wind climate in the form of 95 and 99 percentiles and percentages of
windspeed over 20 and 25 m/s.
The model predicts an increased meridional pressure gradient as a result of the greenhouse
warming. Regarding the wind climate the model predicts a higher frequency of westerly
winds. In the North Sea and the Norwegian Sea there is a small increase of the yearly mean
geostrophic wind speed. Sweden and northern Germany also experiences an increase of the
yearly mean geostrophic wind speed when running the model with the HadCM2 boundary
data, but a decrease when using the other model as boundary conditions. The storm climate
shows no major increases in the number of storms per year due to the global warming. What I
did find is an increase during autumn in the intensity of storms over the North Sea and the
Norwegian Sea. During winter I found a decrease in storm intensity over the same area when
using the ECHAM4 model as boundary data. An increase in the intensity of gale winds during
autumn was found over Sweden and northern Germany when using HadCM2 boundary data.
The ECHAM4 driven model showed a decrease during winter in the intensity of storm and
gale winds in this area.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Allt fler rapporter har kommit under de senaste åren som visar på att våg- och stormklimatet har förvärrats sedan 1960-talet. Detta har oroat bland andra återförsäkringsbolag som har betalat ut allt mer pengar till stormrelaterade skador de senaste åren. Andra undersökningar har visat att det nuvarande storm- och vågklimatet inte är värre än det var i början av århundradet. Det finns därmed ännu inga bevis för att denna förändring skulle vara relaterad till klimatförändringen.

Likaså är effekterna av en klimatförändring i framtiden osäker. Olika vetenskapliga studier har utförts där man med hjälp av klimatmodeller har simulerat hur stormklimatet kan komma att förändrats. Störst vikt har lagts vid studier av stormar och cyklonaktivitet under vintern. Slutsatserna av de olika studierna har varit motsägande och varierat beroende på vilken modell som använts vid simuleringen. Ännu har inga slutsatser kunnat dras angående vilka effekter en klimatförändring skulle kunna ha på stormklimat i framtiden.

Denna uppsats undersöker effekterna av en klimatförändring på nordvästra Europas vindklimat med hjälp av data från en regional klimatmodell. Denna data består dels av vinddata men också av tryckdata över två tio års perioder. Den första tio års perioden representerar ett förindustriellt klimat, den andra ett framtida klimat (ungefär år 2100) där växthusgasen CO2 finns i dubbel koncentration. Den regionala modellen använder rand data från två olika globala modeller, HadCM2 och ECHAM4. Med tanke på de varierande resultaten mellan andra vetenskapliga studier beroende på vilken modell som använts så har också data från de två olika modellerna undersökts och jämförts.

Både förändringar i det regionala tryckmönstret så väl som förändringar i vindklimatet och stormklimatet har undersöks. Både den årliga förändringen så väl som förändringarna under de olika årstiderna undersöks. Orsakerna till och konsekvenserna av dessa förändringar diskuteras.

Analysen visar på ett vindklimat med en högre frekvens västliga vindar på grund av växthuseffekten, vilket innebär ett klimat med ett mer maritimt inflytande. Detta resulterar i mildare vintrar och svalare somrar. Det regionala vindklimatet visar en tendens till högre årsmedelvindar över Norska havet och Nordsjön. Även över Sverige och norra Tyskland finns det en tendens till högre årsmedelvindar i den ena modellen (HadCM2), men en minskning i den andra. Stormklimatet visar en ökad stormintensitet under hösten och en minskad stormintensitet under vintern. Under våren och sommaren är förändringarna små. Förändringen i stormintensitet är större över Norska havet och Nordsjön än över Sverige och norra Tyskland. Skillnaden mellan resultaten från de olika modellerna är stora relativt förändringen orsakad av växthuseffekten.

• author: Andersson, Agneta
• supervisor: Lars Bärring
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• alternative title: Vindklimatet i nordvästra Europa i SWECLIM regionala klimatscenarion
• year: 2001
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: cartography, pedology, geomorphology, greenhouse effect, physical geography, modelling, climate change, climatology, naturgeografi, geomorfologi, marklära, kartografi, klimatologi
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 80
• language: English
• id: 1332942
• date added to LUP: 2005-10-26 00:00:00
• date last changed: 2011-11-30 15:17:38