ICON-ART (ICOsahedral Nonhydrostatic weather- and climate model with Aerosols and Reactive Trace gases)

 

ICON-ART ist ein dem neuesten Stand der Wissenschaft entsprechendes nahtloses Modellsystem für die gesamte Atmosphäre (Physik und Zusammensetzung), das die zentralen Komponenten des Erdsystemmodells der nächsten Generation in Deutschland umfasst. ICON ist ein globales Wetter- und Klimamodell, das die vollständigen dreidimensionalen nicht-hydrostatischen und kompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen auf einem ikosaedrischen Gitter löst und nahtlose Vorhersagen vom lokalen bis zum globalen Maßstab ermöglicht. Aerosol und reaktive Spurengase (ART), als Submodul von ICON, ergänzt das Modell durch Berücksichtigung von Emissionen, Transport, Gasphasenchemie und Aerosoldynamik in der Troposphäre und Stratosphäre.

Der Deutschen Wetterdienst (DWD) verwendet ICON-ART für operationelle Vorhersagen von Mineralstaub und Pollen. Es wird auch von MeteoSchweiz für Pollenvorhersagen verwendet.

Literatur zu ICON-ART

  • Schröter, J., Rieger, D., Stassen, C., Vogel, H., Weimer, M., Werchner, S., Förstner, J., Prill, F., Reinert, D., Zängl, G., Giorgetta, M., Ruhnke, R., Vogel, B., and Braesicke, P.: ICON-ART 2.1: a flexible tracer framework and its application for composition studies in numerical weather forecasting and climate simulations, Geosci. Model Dev., 11, 4043-4068, https://doi.org/10.5194/gmd-11-4043-2018, 2018.
  • Rieger, D., Bangert, M., Bischoff-Gauss, I., Förstner, J., Lundgren, K., Reinert, D., Schröter, J., Vogel, H., Zängl, G., Ruhnke, R., and Vogel, B.: ICON–ART 1.0 – a new online-coupled model system from the global to regional scale, Geosci. Model Dev., 8, 1659-1676, https://doi.org/10.5194/gmd-8-1659-2015, 2015.

 

Anwendungsbeispiele

Transport von Mineralstaub

Die Aerosol Optische Dicke bedingt durch Mineralstaub während eines Saharastaubereignisses in Europa vom 14.03.22 bis 19.03.22. Die Aerosol Optische Dicke ist ein Maß für die Trübung der Atmosphäre. Die Simulation wurde vom Deutschen Wetterdienst durchgeführt.

 

Vulkanische Aerosole

SO2 - Wolke der Raikoke Vulkaneruption im Juni 2019, simuliert mit ICON-ART. Dargestellt ist eine Isofläche konstanter Gaskonzentration von 100 µg pro kg Luft.

 

Vegetationsbrände

Die Animation zeigt eine die vertikal integrierte Rußsäule von Vegetationsbränden global simuliert mit ICON-ART. Die Simulation startet am 8. September 2020 und dauert 7 Tage. Zu diesem Zeitpunkt gab es gravierende Vegetationsbrände in Kalifornien, aber auch in Zentralafrika und Südamerika hat es starke Brände gegeben.

 

 

Trainingskurs für das Modellsystem ICON-ART

Jährlich werden Trainingskurse für das Modellsystem ICON-ART durchgeführt. Organisiert werden sie in Kooperation des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und dem Deutschen Wetterdienst (DWD).

Die Kurse bieten den Teilnehmern einen Einblick in das Wettervorhersagemodell ICON und eine Einführung in die Durchführung eigener Simulationen. Die Bedeutung von Aerosolen (kleine flüssige oder feste Schwebeteilchen in der Luft) für das Wettergeschehen, den Luftverkehr und das Klima wird in Theorie und Praxis behandelt.

Zu den Übungen gehören zum Beispiel die Ausbreitung beliebiger Einzelquellen, vulkanische Aschefahnen durch virtuelle Ausbrüche verschiedener Vulkane und eine einfache Ozonchemie. Darüber hinaus ist die Simulation der Ausbreitung von Meersalzpartikeln eine weitere Übung. Meersalz hat einen großen Anteil an der globalen Aerosolmenge und nimmt unter anderem in der Wolkenbildung eine wichtige Rolle ein.

Die nächsten Veranstaltungen finden Sie auf der DWD-Website.