@phdthesis{Hertig2004,
  author    = {Hertig, Elke},
  title     = {Niederschlags- und Temperaturabsch{\"a}tzungen f{\"u}r den Mittelmeerraum unter anthropogen verst{\"a}rktem Treibhauseffekt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8740},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Unter Einbezug von modellsimulierten großskaligen Geopotential-, Feuchte- und Meeresoberfl{\"a}chentemperaturfeldern f{\"u}r Szenarien eines anthropogen verst{\"a}rkten Treibhauseffekts wird der Niederschlag bzw. die Temperatur im Mittelmeerraum f{\"u}r das 21. Jahrhundert mit der Methode des statistischen Downscalings abgesch{\"a}tzt. Die als Gitterfelder mit 0.5° r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung vorliegenden Niederschlags- und Temperaturdaten des CRU-(Climatic Research Unit in Norwich) Datensatzes werden jeweils mittels s-modaler Hauptkomponentenanalyse in Regionen unterteilt. Die resultierenden Zeitreihen der regionalen Variationszentren offenbaren dabei unterschiedliche Niederschlags- und Temperaturverh{\"a}ltnisse in den verschiedenen mediterranen Teilregionen im Untersuchungszeitraum 1948-1998. Als großskalige Einflussgr{\"o}ßen dienen Reanalysedaten des NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/ National Center for Atmospheric Research) der geopotentiellen H{\"o}hen der 1000hPa-und 500hPa-Niveaus und der spezifischen Feuchte im 1000hPa-Niveau. Als ozeanische Einflussgr{\"o}ßen werden Meeresoberfl{\"a}chentemperaturdaten des Nordatlantiks und des Mittelmeers verwendet. Zur Dimensionsreduktion und zur Beseitigung linearer Abh{\"a}ngigkeiten gehen die verschiedenen Pr{\"a}diktorfelder ebenfalls, jeweils getrennt, in s-modale Hauptkomponentenanalysen ein. Anschließend wird der Verlauf des Niederschlags bzw. der Temperatur der regionalen Variationszentren in den Monaten Oktober bis Mai 1948-1998 mit der großr{\"a}umigen atmosph{\"a}rischen und ozeanischen Variabilit{\"a}t im gleichen Zeitraum verkn{\"u}pft. Dies geschieht in mehreren Kalibrierungsabschnitten unter Verwendung von Kanonischen Korrelationsanalysen und multiplen Regressionsanalysen. Die erstellten statistischen Zusammenh{\"a}nge werden dann in von der Kalibrierung unabh{\"a}ngigen Verifikationszeitr{\"a}umen {\"u}berpr{\"u}ft. Die erzielten Modellg{\"u}ten in den Verifikationsperioden werden herangezogen, um die besten statistischen Modelle f{\"u}r die Zukunftsabsch{\"a}tzungen auszuw{\"a}hlen. Dabei zeigt sich, dass f{\"u}r den mediterranen Niederschlag die besten Modellg{\"u}ten im Allgemeinen mit der Pr{\"a}diktorenkombination 1000hPa-/500hPa-Geopotential und spezifische Feuchte erzielt werden k{\"o}nnen. Die Temperatur im Mittelmeerraum l{\"a}sst hingegen den st{\"a}rksten Zusammenhang mit Werten der 1000hPa-/500hPa-geopotentiellen H{\"o}hen erkennen. Durch Einsetzen von modellsimulierten Werten der Pr{\"a}diktoren in die Regressions-bzw. Kanonischen Korrelationsgleichungen wird schließlich die Reaktion der regionalen Klimavariablen Niederschlag bzw. Temperatur auf Ver{\"a}nderungen der großskaligen Zirkulations-, Feuchte- und Meeresoberfl{\"a}chentemperaturanomalien unter Bedingungen eines anthropogen verst{\"a}rkten Treibhauseffektes abgesch{\"a}tzt. Je nach verwendeter Methode und einbezogener Pr{\"a}diktorenkombination zeigen sich teils erhebliche Unterschiede in den Absch{\"a}tzungsergebnissen. So wird zum Beispiel bei den bedingten Absch{\"a}tzungen f{\"u}r das 21. Jahrhundert der zuk{\"u}nftige Niederschlagsverlauf zum Teil erheblich abgewandelt, wenn modellsimulierte Feuchtewerte zus{\"a}tzlich zu den Geopotentialinformationen einbezogen werden. F{\"u}r die bedingten Absch{\"a}tzungen des regionalen Klimas im Mittelmeerraum im 21. Jahrhundert werden Pr{\"a}diktoren-Modellergebnisse zweier verschiedener IPCC- (Intergovernmental Panel on Climate Change) Emissionsszenarien herangezogen. Zum einen werden modellsimulierte Werte nach IS92a- Szenario herangezogen, zum anderen solche nach j{\"u}ngstem SRESB2-Szenario. Aus beiden verwendeten Szenarienrechnungen gehen im Allgemeinen gleichf{\"o}rmige Tendenzen bei der Entwicklung der Niederschlagssummen im Mittelmeerraum unter anthropogener Verst{\"a}rkung des Treibhauseffektes im 21. Jahrhundert hervor. Unter Verwendung von Pr{\"a}diktorenwerten des Hamburger Klimamodells ECHAM4 nach SRESB2-Szenario (großskalige Einflussgr{\"o}ßen: 1000hPa-/500hPa-geopotentielle H{\"o}hen und 1000hPa-spezifische Feuchte) ergibt sich f{\"u}r den westlichen und n{\"o}rdlichen Mittelmeerraum bei einer anthropogenen Verst{\"a}rkung des Treibhauseffektes eine Verk{\"u}rzung mit gleichzeitiger Intensit{\"a}tszunahme der "feuchten" Jahreszeit. Dies {\"a}ußert sich darin, dass im Winter in diesen Regionen Niederschlagszunahmen im Zeitraum 2071-2100 im Vergleich zu 1990-2019 abgesch{\"a}tzt werden, w{\"a}hrend im Herbst und Fr{\"u}hjahr Niederschlagsr{\"u}ckg{\"a}nge {\"u}berwiegen. In den {\"o}stlichen und s{\"u}dlichen Teilen des Mittelmeerraumes zeigen sich hingegen f{\"u}r die Monate Oktober bis Mai fast ausschließlich negative Niederschlagstendenzen unter Bedingungen eines anthropogen verst{\"a}rkten Treibhauseffektes. F{\"u}r die Temperatur wird unter Verwendung von Modellwerten der großskaligen Einflussgr{\"o}ßen 1000hPa-/500hPa-geopotentielle H{\"o}hen unter SRESB2-Szenariobedingungen ein Temperaturanstieg im gesamten Mittelmeerraum f{\"u}r alle untersuchten Monate (Oktober bis Mai) im Zeitraum 2071 bis 2100 im Vergleich zum Abschnitt 1990-2019 abgesch{\"a}tzt. Die Erh{\"o}hung ist im Herbst und zu Beginn des Fr{\"u}hjahrs insgesamt am st{\"a}rksten ausgepr{\"a}gt.},
  subject      = {Mittelmeerraum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Paxian2012,
  author    = {Paxian, Andreas},
  title     = {Future changes in climate means and extremes in the Mediterranean region deduced from a regional climate model},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72155},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {The Mediterranean area reveals a strong vulnerability to future climate change due to a high exposure to projected impacts and a low capacity for adaptation highlighting the need for robust regional or local climate change projections, especially for extreme events strongly affecting the Mediterranean environment. The prevailing study investigates two major topics of the Mediterranean climate variability: the analysis of dynamical downscaling of present-day and future temperature and precipitation means and extremes from global to regional scale and the comprehensive investigation of temperature and rainfall extremes including the estimation of uncertainties and the comparison of different statistical methods for precipitation extremes. For these investigations, several observational datasets of CRU, E-OBS and original stations are used as well as ensemble simulations of the regional climate model REMO driven by the coupled global general circulation model ECHAM5/MPI-OM and applying future greenhouse gas (GHG) emission and land degradation scenarios.},
  subject      = {Mittelmeerraum},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vogt2014,
  author    = {Vogt, Gernot},
  title     = {Future changes and signal analyses of climate means and extremes in the Mediterranean Area deduced from a CMIP3 multi-model ensemble},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117369},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Considering its social, economic and natural conditions the Mediterranean Area is a highly vulnerable region by designated affections of climate change. Furthermore, its climatic characteristics are subordinated to high natural variability and are steered by various elements, leading to strong seasonal alterations. Additionally, General Circulation Models project compelling trends in specific climate variables within this region. These circumstances recommend this region for the scientific analyses conducted within this study. Based on the data of the CMIP3 database, the fundamental aim of this study is a detailed investigation of the total variability and the accompanied uncertainty, which superpose these trends, in the projections of temperature, precipitation and sea-level pressure by GCMs and their specific realizations. Special focus in the whole study is dedicated to the German model ECHAM5/MPI-OM. Following this ambition detailed trends and mean values are calculated and displayed for meaningful time periods and compared to reanalysis data of ERA40 and NCEP. To provide quantitative comparison the mentioned data are interpolated to a common 3x3° grid. The total amount of variability is separated in its contributors by the application of an Analysis of Variance (ANOVA). For individual GCMs and their ensemble-members this is done with the application of a 1-way ANOVA, separating a treatment common to all ensemble-members and variability perturbating the signal given by different initial conditions. With the 2-way ANOVA the projections of numerous models and their realizations are analysed and the total amount of variability is separated into a common treatment effect, a linear bias between the models, an interaction coefficient and the residuals. By doing this, the study is fulfilled in a very detailed approach, by considering yearly and seasonal variations in various reasonable time periods of 1961-2000 to match up with the reanalysis data, from 1961-2050 to provide a transient time period, 2001-2098 with exclusive regard on future simulations and 1901-2098 to comprise a time period of maximum length. The statistical analyses are conducted for regional-averages on the one hand and with respect to individual grid-cells on the other hand. For each of these applications the SRES scenarios of A1B, A2 and B1 are utilized. Furthermore, the spatial approach of the ANOVA is substituted by a temporal approach detecting the temporal development of individual variables. Additionally, an attempt is made to enlarge the signal by applying selected statistical methods. In the detailed investigation it becomes evident, that the different parameters (i.e. length of temporal period, geographic location, climate variable, season, scenarios, models, etc…) have compelling impact on the results, either in enforcing or weakening them by different combinations. This holds on the one hand for the means and trends but also on the other hand for the contributions of the variabilities affecting the uncertainty and the signal. While temperature is a climate variable showing strong signals across these parameters, for precipitation mainly the noise comes to the fore, while for sea-level pressure a more differentiated result manifests. In turn, this recommends the distinguished consideration of the individual parameters in climate impact studies and processes in model generation, as the affecting parameters also provide information about the linkage within the system. Finally, an investigation of extreme precipitation is conducted, implementing the variables of the total amount of heavy precipitation, the frequency of heavy-precipitation events, the percentage of this heavy precipitation to overall precipitation and the mean daily intensity from events of heavy precipitation. Each time heavy precipitation is defined to exceed the 95th percentile of overall precipitation. Consecutively mean values of these variables are displayed for ECHAM5/MPI-OM and the multi-model mean and climate sensitivities, by means of their difference between their average of the past period of 1981-2000 and the average of one of the future periods of 2046-2065 or 2081-2100. Following this investigation again an ANOVA is conducted providing a quantitative measurement of the severity of change of trends in heavy precipitation across several GCMs. Besides it is a difficult task to account for extreme precipitation by GCMs, it is noteworthy that the investigated models differ highly in their projections, resulting partially in a more smoothed and meaningful multi-model mean. Seasonal alterations of the strength of this behaviour are quantitatively supported by the ANOVA.},
  subject      = {Klimaschwankung},
  language  = {en}
}