Nested regional climate–chemistry simulations for central Europe

The potential impact of global climate change on regional meteorology and near-surface ozone concentrations in central Europe and the effect of model resolution on the simulated quantities were studied using a coupled climate–chemistry model. Nested simulations with a horizontal resolution of 60 km for Europe and 20 km for central Europe were performed for two time slices of about 10 years representing present-day and future climate conditions. The model results indicate that increased solar radiation due to decreased cloud cover, higher temperatures, and enhanced isoprene emissions promote the formation of tropospheric ozone in central Europe under future climate conditions. Depending on the region, the increase of the mean daily maximum ranges between 2 and 10 ppb and exceedances of the threshold of 60 ppb for the 8-hourly mean as well as the AOT40 index were found to increase considerably. General tendencies in the regional distributions of near-surface ozone were similar for 60- and 20-km resolutions. However, pronounced regional differences were found for some regions due to stronger smoothing of anthropogenic and biogenic emissions as well as flattened topography for the 60-km resolution.

RésuméL’impact potentiel du changement climatique global sur la météorologie régionale et les concentrations de surface en ozone pour l’Europe centrale et l’effet de la résolution du modèle sur les quantités simulées ont été étudiés, en utilisant un modèle couplé climat–chimie. Les simulations imbriquées, avec une résolution horizontale de 60 km pour l’Europe et de 20 km pour l’Europe centrale, ont été effectuées sur deux tranches de temps d’environ dix ans représentant les conditions climatiques actuelles et futures. Les résultats du modèle indiquent que l’augmentation du rayonnement solaire due à la diminution de la couverture nuageuse, des températures plus élevées, et des émissions d’isoprène accrues provoquent la formation d’ozone troposphérique en Europe centrale, dans les conditions climatiques futures. Selon la région, l’augmentation du maximum moyen journalier est de l’ordre de 2 à 10 ppb, alors que les dépassements du seuil de 60 ppb pour une moyenne de huit heures et l’index AOT 40 augmentent également considérablement. Les tendances générales dans les distributions de l’ozone de surface se révèlent similaires pour les résolutions de 60 km et de 20 km. Cependant, des différences prononcées s’observent dans certaines régions, en raison de la réduction des émissions anthropogéniques et biogéniques et d’une topographie aplanie, pour une résolution de 60 km.