Onderzoeksproject SD/CS/04A (Onderzoeksactie SD)
Context:
Het consortium brengt vier Belgische onderzoeksinstellingen samen die actief zijn op het vlak van regionale klimaatmodellering, namelijk de KULeuven (Katholieke Universiteit Leuven), VITO (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek), UCL (Université Catholique de Louvain) en het KMI (Koninklijk Meteorologisch Instituut van België). Reeds in 2007 maakten KULeuven, VITO and UCL de strategische beslissing om toe te treden tot het Europees onderzoeksnetwerk opgebouwd rond het COSMO-CLM regionaal klimaatmodel (www.clm-community.eu), om de nationale en internationale samenwerking te versterken, en wat met name heeft geleid tot erg goede samenwerkingsverbanden met andere onderzoekers in Europa die in de regionale klimaatmodellering actief zijn. Wat betreft de valorisatie in België, die wordt verzekerd door het betrekken van een begeleidingscommitee bestaande uit gebruikers (zie hieronder). Via leden van het begeleidingscommitee is eveneens de betrokkenheid met internationale initiatieven (CORDEX activiteiten, klimaatprojecties in naburige landen) verzekerd.
Projectbeschrijving
Doelstellingen
Het doel van het voorgestelde onderzoek is het generen van toekomstige klimaat- en luchtkwaliteitprojecties voor België met een ongekende (hoge) ruimtelijke resolutie en gebruik makend van de nieuwste inzichten en parameterizaties van de processen die het regionale klimaat en de samenstelling van de atmosfeer beïnvloeden.
Methodologie
Het project is grotendeels gebaseerd op het "Cosmo model in klimaatmodus" (CCLM), een state-of-the-art regionaal klimaat model.
Wisselwerking tussen de verschillende partners
Vermits verschillende teams met verschillende expertise rond een zelfde thema zullen werken is er een regelmatige interactie voorzien tussen de partners. Zo zullen bijvoorbeeld de UCL en de KULeuven nauw samenwerken om het model te verbeteren. De bijdrage van het KMI is dan weer essentieel om te achterhalen of de veranderingen aangebracht in het model wel degelijk verbeteringen zijn. Voorts zullen de atmosferische velden gegenereerd in de regionale klimaatsimulaties met het CCLM model (taak van de KULeuven) gebruikt worden om het AURORA regionaal luchtkwaliteitsmodel aan te sturen (taak van VITO). Het is maar door regelmatige samenwerkingscontacten dat zulks dat dit op een correcte manier kan gebeuren. Bovendien zullen twee vergaderingen per jaar worden georganiseerd met de projectpartners en de leden van het begeleidingscommitee, om de voortgang en de eventuele problemen in het project te bespreken.
Verwachte resultaten en/of producten
• Een verbeterd en uitgebreid model (CCLM), door het upgraden van de numerieke schemas die relevant zijn in de context van extreme neerslag. Bovendien zal het model aangepast worden om beter rekening te houden met zogenaamde contrails (‘vliegtuigsporen’ in de hoge troposfeer) en hun effect op het klimaat. We zullen verder ook een nieuwe experimentele module in CCLM inplanten en testen om de dynamic van vegetatie beter te beschrijven. Met betrekking tot luchtkwaliteit zal de nadruk liggen op het creëren van een geharmoniseerde emissie database voor gans België. Verder zal er onderzoek gebeuren naar manieren om CCLM modelresultaten te verfijnen naar een hogere resolutie boven steden, daarbij rekening houdend met de bijzondere aard van stedelijk oppervlakkn (inclusief antropogene warmte), tot een resolutie van enkele honderden meters.
• Data sets van huidige en toekomstige klimaatvariabelen. Het CCLM model zal worden uitgevoerd in geneste modus, waarbij de atmosferische velden uit het EC-EARTH globaal klimaatmodel de laterale randvoorwaarden specificeren, met een ruimtelijk schaal die varieert van het Europese continent tot het Belgische grondgebied, bij horizontale resoluties van ongeveer 25-7-3 km. De grofste (25-km) simulatie wordt uitgevoerd voor de periode 2000-2069. De 7- en 3-km simulaties zullen gebruikt worden voor subperiodes van 10 jaar, zowel voor het huidige (2000-2009), alsook het toekomstig (bijvoorbeeld 2020-2029 en 2060 tot 2069) klimaat. Als gevolg hiervan zullen de toekomstige klimaatscenario’s voor België worden uitgevoerd op een ruimtelijke resolutie van 3 km, resulterend in een mate van detail die maar zelden is bereikt in regionale klimaatsimulaties. Het voordeel van deze hoge ruimtelijke resolutie is dat CCLM diepe convectie dan expliciet kan simuleren, in plaats van gebruik te moeten maken van sub-grid paratemeterisatiemethodes.
• Data sets van huidige en toekomstige luchtkwaliteit, meer in het bijzonder uurlijkse concentraties van verontreinigende stoffen, met de nadruk op soorten die worden gereguleerd en / of die gekend zijn om hun negatieve effecten op de menselijke gezondheid (ozon, stikstofdioxide, aerosol soorten, waaronder sulfaten, nitraten, en elementaire koolstof...). Net als bij de klimaatsimulaties worden de luchtkwaliteit simulaties uitgevoerd voor het heden en de toekomst. De luchtkwaliteitvelden gegenereerd door AURORA vertegenwoordigen op die manier een van de meest gedetailleerde luchtkwaliteit klimatologieën ooit gegenereerd voor België. Verder zal de CCLM output ook worden gebruikt om hoge-resolutie (enkele honderden meters) klimaatprojecties te simuleren voor de stedelijke agglomeratie van Brussel, gericht op de simulatie van het stedelijk warmte-eiland fenomeen.
• Een verbeterd inzicht in de impact van klimaatverandering in België op de processen die in het project aan bod komen, met name het stedelijk warmte-eiland, luchtkwaliteit, neerslag, en de interactie klimaat-vegetatie. Met betrekking tot de hydrologische cyclus gaat de aandacht vooral uit naar de geprojecteerde veranderingen in extreme neerslag gebeurtenissen. Verder zal ook het effect van dynamische vegetatie op het gesimuleerde klimaat worden onderzocht, waarbij in bijzondere mate rekening wordt gehouden met de feedback mechanismen gerelateerd aan de groei van vegetatie en het klimaat. Atmosferische concentratievelden die gesimuleerd worden door AURORA, in het bijzonder aerosolen, zullen worden geëvalueerd met betrekking tot hun stralingsforcering effect. Op kleinere schaal zal de impact van klimaatverandering op de intensiteit en de frequentie van het stedelijk warmteeiland worden geëvalueerd. Daarnaast zal het effect van de versterkte vergroenings-scenario’s in een mogelijk stedelijk aanpassingsbeleid gerelateerd aan klimaatveranderingen worden beoordeeld.
Activities
Partner 1:
Name: Prof. Dr. Nicole van Lipzig
Activities: Regionale klimaatmodellering, klimaatsimulaties, hydrologische cyclus, landgebruiksveranderingen en dynamische vegetatie
Partner 2:
Name: Dr. Koen de Ridder
Activities: Luchtkwaliteitssimulaties, emissiemodellering, stedelijk warmte-eiland
Partner 3:
Name: Prof. Dr. Jean-Pascal van Ypersele de Strihou
Activities: Regionale klimaatmodellering, wolken- en neerslagfysica, contrail modellering
Partner 4:
Name: Dr. Laurent Delobbe
Activities: Radar meteorologie, modelevaluatie
Contact Information
Partner 1:
Name: Prof. Dr. Nicole van Lipzig
Institution: K.U.Leuven - Katholieke Universiteit Leuven
Department: Aard- en Omgevingswetenschappen
Street + number: Celestijnenlaan 200e - bus 2409
Postal code + City: 3001 Heverlee
Telephone number: +32 16 326453 or +32 16 322980
Fax number: +32 16 327800
Email: nicole.vanlipzig@ees.kuleuven.be
Website: www.kuleuven.be
Partner 2:
Name: Dr. Koen de Ridder
Institution: VITO – Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek
Street + number: Boeretang 200
Postal code + City: 2400 MOL
Telephone number: + 32 14 33 55 11
Fax number: + 32 14 33 55 99
Email: koen.deridder@vito.be
Website: www.vito.be
Partner 3:
Name: Prof. Dr. Jean-Pascal van YPERSELE de STRIHOU
Institution: UCL – Université Catholique de Louvain
Departement: Earth & Climate (ELIC)
Street + number: Chemin du Cyclotron 2 bte L7.01.11
Postal code + City: 1348 Louvain-la-Neuve
Telephone number: +32 10 47 32 96
Fax number: +32 10 47 47 22
Email: jean-pascal.vanypersele@uclouvain.be
Website: www.uclouvain.be
Partner 4:
Name: Dr. Laurent Delobbe
Institution: RMI – Royal Meteorological Institute Belgium
Street + number: Avenue Circulaire 3
Postal code + City: 1180 Uccle
Telephone number: +322/373 05 62
Fax number: +32 2/375 12 69
Email: Laurent.Delobbe@meteo.be
Website: www.meteo.be
Modelling atmospheric composition and climate for the Belgian territory (MACCBET) : final report
van Lipzig, Nicolas - Saeed, Sajjad - Demuzere, Matthias ... et al. Brussels : Belgian Science Policy, 2017 (SP2669)
[Om te downloaden]
