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Extreme dry and wet events in Iceland: Observations, simulations and scenarios

Sienz, Frank; Bordi, Isabella; Fraedrich, Klaus; Schneidereit, Andrea

Meteorologische Zeitschrift Vol. 16 No. 1 (2007), p. 9 - 16

published: Feb 28, 2007

DOI: 10.1127/0941-2948/2007/0172

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ArtNo. ESP025011601003, Price: 29.00 €

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Abstract

Monthly extremes of dryness and wetness in Iceland are analysed based on the standardised precipitation index (SPI). The analysis is performed for observations and four sets of coupled atmosphere-ocean climate model simulations (ECHAM5/MPI-OM) to link water cycle extremes in Iceland with regional atmospheric flow patterns and to estimate and evaluate future changes. The following results are obtained: (i) SPI extremes are linked with a Europe-Greenland Index (EGI) describing south-westerly flow anomalies by a dipole and the related geopotential height differences. The good agreement between the observed statistics and transient 20th century simulations encourages analysis of future climate projections. (ii) Comparison of the 21st century A1B-scenario with the pre-industrial climate reveals significant and large differences: While extremes of dryness hardly change, extremely wet conditions increase in winter and spring. As there is no flow intensification and cyclone density decreases, the cause maybe found in air moisture raising in a warmer climate.

Kurzfassung

Monatliche Extreme von Trockenheit und Nässe in Island werden mit Hilfe des ,,Standardised precipitation index (SPI) analysiert. Untersucht werden Beobachtungen und vier verschiedene Klimasimulationen eines gekoppelten Atmosphären-Ozean Modells (ECHAM5/MPI-OM), um Extreme im Wasserkreislauf von Island mit regionalen atmophärischen Strömungsmustern in Zusammenhang zu bringen, sowie zur Bestimmung und Bewertung zukünftiger Änderungen. Die folgenden Ergebnisse werden erhalten: (i) SPI Extreme sind mit einem Europa-Grönland Index (EGI) verbunden, der südwestliche Strömungsanomalien durch einen Dipol mit den dazu gehörigen geopotentiellen Höhendifferenzen beschreibt. Die gute Übereinstimmung zwischen beobachteter Statistik und transienten Simulationen des 20. Jahrhunderts unterstüzt die Untersuchung zukünftiger Klimaprojektionen. (ii) Der Vergleich zwischen dem A1B-Szenario des 21. Jahrhunderts und dem vorindustriellen Klima zeigt große und signifikante Unterschiede: Obwohl sich extreme Trockenheiten kaum ändern, nehmen extrem nasse Bedingungen in Winter und Frühjahr zu. Diese sind nicht ein Ergebnis sich intensivierender Zirkulationsanomalien, sondern ergeben sich möglicherweise aus einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem wärmeren Klima, zumal auch die Zyklonenzahldichte sich verringert. Die saisonal unterschiedlichen Reaktionen der Klimaänderung stehen jedoch im Zusammenhang mit Änderungen der Strömungsmuster.