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Die fehlende Verknüpfung in der Vergangenheit - Regionalisierung von Erdsystemmodellen für Paläoklima (PALEOLINK)

Abbildung: Unterschiedliche Darstellung der Orographie in einem globalen Erdsystemmodell und regionalen Klimamodell. Die durch die höher aufgelöste Orographie induzierten Variationen des regionalen Klimas stimmen besser mit Information aus Klimaarchiven (z.B. Jahresringe) überein und helfen somit die Unterschiede der räumlichen Auflösung zwischen Modellen und Daten zu überbrücken.

Das Verständnis des vergangenen sowie Projektionen des zukünftigen Klimas basiert auf komplexen Klimamodellen, die die physikalisch relevanten Prozesse des Klimasystems enthalten. Um detaillierte Einblicke in die Dynamik und Variabilität des Klimasystems während der letzten 100.000 Jahren zu erlangen wird im Rahmen des BMBF gefördert PalMod-Projektes (http://www.palmod.de) ein Vergleich von langfristigen Paläoklimasimulationen basierend auf Globalen Klimamodellen (GCM) bzw. Erdystemmodellen (ESM) und indirekten Informationen aus Klimaarchiven (Proxydaten, z.B. Eisbohrkerne, Jahresringe, Sedimente) angestrebt. Gleichzeitig können mögliche Entwicklungen des zukünftigen Klimas auch jenseits des 21.Jahrhunderts abgeschätzt werden, bei denen Prozesse mit einer längeren zeitlichen Variabilität zugrunde liegen.

Der Vergleich zwischen GCM/ESM und Klimaarchiven wird durch deren unterschiedliche räumliche Auflösung teilweise stark eingeschränkt. Klimarekonstruktionen basieren auf lokal bis regional gültigen Proxydaten, während GCM/ESM Simulationen eine deutlich gröbere räumliche Auflösung wiederspiegeln. Bei deren Vergleich kann es so zu teils starken Abweichungen kommen, da regionale Eigenschaften und Klimaextreme, welche die Proxydaten beeinflussen, durch GCM/ESM nicht realistisch Wiedergegeben werden können.

Um das Problem der unterschiedlichen Auflösung zu umgehen, kommen verschiedene Techniken zum Einsatz: von einfachen Interpolationen der betrachteten Klimagröße aus dem Klimamodell bis hin zu komplexen Ansätzen, die eine räumliche Verfeinerung des simulierten Klimas liefern. Dazu gehören statistische und dynamische Methoden der Regionalisierung beispielsweise mit Hilfe regionaler Klimamodelle (RCM). Die Evaluation und Entwicklung neuartiger Regionalisierungstechniken steht im Mittelpunkt des von Patrick Ludwig (Institut für Meteorologie und Klimaforschung) mitinitiierten Projektes PALEOLINK (http://pastglobalchanges.org/ini/wg/2k-network/projects/paleolink/intro). PALEOLINK ist Teil des internationalen PAGES-Projekts (Past Global Changes, http://pastglobalchanges.org), welches sich um die Koordination und Förderung der Paläoklimaforschung einsetzt. Das PALEOLINK Kickoff-Meeting fand im April im Rahmen der EGU 2018 in Wien statt. Die Vorteile der Anwendung regionaler Klimamodellierung unter kaltzeitlichen Bedingungen kann bereits im Rahmen einer Vorabstudie dargestellt werden (Ludwig et at. 2017, DOI: 10.1002/2017GL073622).

[Arbeitsgruppe: Regionales Klima und Wettergefahren]