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Nachwuchsgruppe: Extremwetterereignisse und Kimawandel

BMBF-Nachwuchsgruppe

„Vorhersagemodelle für Extremwetterereignissse unter einem geänderten Klima – Abschätzung des mehrskaligen Einflusses aufgrund der Rückkopplung zwischen Boden und Atmosphäre“

Ziel der BMBF-Nachwuchsgruppe „Extremwetterereignisse und Klimawandel“ ist es, das Verständnis und die Modellierungsgenauigkeit von Komponenten des Wasserkreislaufs und deren Rückkopplungen zu erhöhen, um damit die Simulation von Wetter- und Klimaextremen zu verbessern, die aufgrund des Klimawandels entstehen.

Der Klimawandel hat zu einer Zunahme von Extremwetterereignissen, einschließlich Starkregen und Trockenperioden, geführt. Die ansteigende Häufigkeit und Intensität dieser Ereignisse und der daraus resultierenden Hochwasser- und Dürreperioden sind für die Gesellschaft von außerordentlicher Bedeutung. Hochwasser und extreme Hitze können außerdem zahlreiche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Trotz jüngster Fortschritte in der Vorhersage und Beobachtung des Klimas, führen witterungsbedingte Katastrophen weiterhin zum Tode und zur Vertreibung von Menschen, zerstören Besitz und Infrastruktur. Aber auch weniger starke Wetterereignisse belasten die Gesellschaft, insbesondere in Ländern mit fragilen Wirtschaftssystemen, in zunehmendem Maße.

Die Vorhersage solcher dramatischen Ereignisse ist immer noch eine große Herausforderung. Zwar wurden in den letzten Jahren in der Klima- und Wetterbeobachtung sowie in der Vorhersage von extremen Ereignissen deutliche Fortschritte erzielt, jedoch bleiben viele Unsicherheiten. Das zeigen die widersprüchlichen Ergebnisse, die mit Hilfe numerischer Wetter- und Klimavorhersagemodelle beispielsweise für die gegenwärtige und zukünftige Verteilung von Niederschlägen ermittelt wurden.

Eine genaue Vorhersage des regionalen Wasserkreislaufs auf wetter- und klimarelevanten Zeitskalen ist für die Vorhersage gefährlicher Wetterereignisse außerordentlich wichtig. Fehlende Beobachtungen, d.h. eine ungenügende Abdeckung in Zeit und Raum, eine ungenügende räumliche Auflösung der Modelle, fehlerhafte Darstellungen und fehlendes Verständnis der physikalischen Prozesse und deren Wechselwirkungen, die über mehrere Zeit- und Raumskalen hinweg verlaufen, verhindern noch immer Fortschritte, beispielsweise bei der Beschreibung mesoskaliger konvektiver Systeme (MCS).

Die innerhalb unserer Forschergruppe durchzuführenden interdisziplinären Arbeiten sind darauf angelegt, die oben aufgeführten Defizite zu reduzieren bzw. zu überwinden. Unser Ziel ist die Verbesserung des Verständnisses und der Darstellung der Komponenten des Wasserkreislaufs und ihrer Rückkopplungen in numerischen Wettervorhersage- und regionalen Klimamodellen über verschiedene Raum- und Zeitskalen. Unser Schwerpunkt liegt auf Auswirkungen von Feuchtigkeit auf die atmosphärische Konvektion und der Bodenfeuchte/Atmosphäre-Wechselwirkungen, deren Beschreibung als größte Unsicherheitsquelle in der Wettervorhersage und Klimamodellierung gilt. Im Rahmen eines ‚nahtlosen’ Wetter/Klima-Ansatzes werden mesoskalige Prozesse und Skalenwechselwirkungen prozessbasiert analysiert. Auswirkungen einer realistischen Dateninitialisierung und –assimilierung werden beurteilt. Mit Hilfe von modernsten Erdobservierungsverfahren  und In-situ-/Feldmesskampagnen sollen Beobachtungslücken geschlossen werden. Diese Messungen und der parallele Einsatz des mesoskaligen Atmosphärenmodells COSMO mit parametrisierter und aufgelöster Konvektion im Wetter- und Klimamodus werden uns dabei helfen, physikalische Prozesse und deren Wechselwirkungen in Zukunft besser darstellen zu können.

Sollten Sie an einer Mitarbeit in unserer Gruppe interessiert sein, wenden Sie sich bitte an Samiro Khodayar, um Themen und Finanzierungsmöglichkeiten zu klären. Wir bieten auch Themen für Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten an.