Abstract (deu)
Der vom Menschen verursachte Klimawandel führt zu einer globalen Erwärmung und damit zu häufigeren und intensiveren Temperaturextremen. Tägliche Temperaturextreme können nach verschiedenen Ansätzen definiert werden, wobei sogenannte Schwellenwerte auf der Grundlage relativer Perzentile eine gängige Methode sind. In dieser Masterarbeit werde ich Hitzewellen, die in Raum und Zeit verbunden sind, im Verlauf des saisonalen Zyklus untersuchen, wobei sich diese aus täglichen Temperaturextremen ableiten lassen. Die genaue Definition der Schwellenwerte spielt dabei eine wesentliche Rolle. Um die Sensitivität auf abgeleitete Metriken von Hitzewellen gegenüber der Definition des Extremschwellenwertes zu untersuchen, verwende ich den Ansatz von sogenannten beweglichen Schwellenwerten. Diese Methode umfasst ein gleitendes Fenster von 31 Tagen, um die Stichprobengröße für Perzentilberechnungen zu erhöhen, sowie ein zusätzliches gleitendes Fenster von 31 Jahren, um den Einfluss der globalen Erwärmung zu berücksichtigen. Es wird gezeigt, dass die Einführung eines gleitenden Fensters über den saisonalen Zyklus zu einem Bias bei der Überschreitung von Schwellenwerten führen kann. Um dieses Problem zu lösen, schlugen Brunner et al., 2024 eine einfache Bias-Korrekturmethode vor, die die Entfernung des mittleren saisonalen Zyklus vor der Berechnung der Schwellenwerte beinhaltet. Diese Methode verwende ich im Zuge meiner Masterarbeit, um Auswirkungen auf abgeleitete Metriken von Hitzewellen zu untersuchen. Ich verwende das 99. Perzentil als Schwellenwert und illustriere das Potenzial für einen signifikanten Bias in der Häufigkeit von Extremen, der in bestimmten Regionen laut 5 ausgewählten CMIP6-Modellen über 50% liegt. Meine Ergebnisse zeigen außerdem, dass ohne Anwendung der Biaskorrektur eine erhebliche Unterschätzung abgeleiteter Eigenschaften von Hitzewellen auftritt, insbesondere in Bezug auf Fläche, Dauer und Intensität. Für ein Ensemblemember des globalen Klimamodells ACCESS-CM2 kann die Differenz in der Fläche von Hitzewellen bei Vergleich der biaskorrigierten und nicht biaskorrigierten Ergebnisse für die 100 größten Ereignisse im Zeitraum 1960-1990 bis zu 40% betragen. Eine statistische Analyse von 5 Ensemblemitgliedern des ACCESS-CM2 Modells zeigt, dass Änderungen in den Eigenschaften von Hitzewellen statistisch signifikant sind, wenn die Biaskorrektur nicht angewendet wird. Nur wenn eine geeignete Methode zur Biaskorrektur verwendet wird gibt es keine signifikanten Veränderungen von projizierten Hitzewellen, wenn sie relativ zur Zukunft definiert sind. Die Ergebnisse meiner Masterarbeit tragen dazu bei, ein besseres Verständnis der Auswirkungen saisonaler gleitender Fenster auf die Eigenschaften von Hitzewellen zu erlangen und liefern wertvolle Erkenntnisse für zukünftige Klimaprojektionen. Die Existenz eines systematischen Bias in der Diagnostik zukünftiger Hitzewellen über den saisonalen Zyklus hinweg wurde bereits von Brunner et al., 2024 nachgewiesen, wobei meine Arbeit insbesondere die Auswirkungen des Bias auf zukünftige Veränderungen von Hitzewellen zeigt. Zudem betone ich die Bedeutung der Anwendung geeigneter Methoden zur Biaskorrektur, um die Genauigkeit von Temperaturextremen im Zusammenhang mit dem aktuellen Klimawandel zu verbessern.