Aufbau eines regionalen Erdsystemmodells für Klimasimulationen

Klimafolgen im Ostseeraum durch Analyse des Gesamtsystems
verstehen
Aufbau eines regionalen Erdsystemmodells für Klimasimulationen im Ostseeraum
M. Meier, H. Radtke, C. Frauen, M. Kniebusch, Modellsystem gestattet dann auch, die gegenseiInstitut für Ostseeforschung, Universität Rostock
tige Beeinflussung von Meer und Atmosphäre zu
berücksichtigen.
Ein solches gekoppeltes Erdsystemmodell befinKurzgefasst
det sich zur Zeit am Institut für Ostseeforschung im
• Ein regionales Erdsystemmodell (Atmosphäre- Aufbau. Der Aufbau dieses Modellsystems erfolgt
Ozean) für Klimasimulationen im Ostseeraum soll schrittweise, der hier beantragte Abschnitt ist die
Einrichtung der marinen Komponente des Erdsyaufgebaut werden.
stemmodells.
• Dafür ist eine Kalibration der ozeanischen ModellIm Gegensatz zum bisher für Klimastudien verkomponente nötig.
wendeten MOM-Modell mit einer horizontalen Auflösung von 3 Seemeilen soll dafür GETM-Modell
• Dieses Projekt soll die Verwendung eines optimal zum Einsatz kommen. Dieses Modellsystem wurde
eingerichteten Strömungsmodells der Ostsee si- für Prozessstudien in der Ostsee, z.B. zur Untercherstellen.
suchung von Salzwassereinströmen, bereits erfolgreich eingesetzt. Die dort verwendete Version, die
• Mit dem gekoppelten Modell sollen verschiedene
mit 1 Seemeile allerdings noch deutlich höher aufFragestellungen, insbesondere zur Klärung von
gelöst war, ist für Klimasimulationen von mehreren
Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen im Klima100 Jahren allerdings noch zu rechenzeitaufwändig,
geschehen, untersucht werden.
insbesondere wenn z.B. Ensemblerechnungen mit
verschiedenen Klimaszenarien durchgeführt werden
sollen. Daher soll in diesem Projekt ein Modell mit
Werden in einem komplexen Ökosystem wie der der Auflösung von 2 Seemeilen optimal eingerichtet
Ostsee Veränderungen beobachtet, ist es nicht im- werden. Dies erfordert ein Einstellen verschiedener
mer einfach deren Ursachen zu identifizieren, denn Modellparameter, die insbesondere die Repräsentadas System reagiert gleichzeitig auf die Verände- tion nicht aufgelöster Prozesse (z.B. Turbulenz) und
rung verschiedener externer Rahmenbedingungen. der numerischen Verfahren (z.B. der optimalen PosiDie beobachtete Vergrößerung der hypoxischen und tionierung der zeitlich variablen Vertikalkoordinaten
anoxischen Bereiche in der Ostsee wird so z.B. mit des Modellgitters) betrifft. Dies zu einem Erfolg zu
der globalen Erwärmung, einer veränderten Häufig- führen und damit die Voraussetzungen für die Ankeit des Auftretens der atmosphärischen Bedingun- kopplung eines Atmosphärenmodells zu schaffen,
gen für Salzwassereinströme oder einer verzögerten ist Ziel der ersten Projektphase.
Reaktion des Ökosystems auf die (bereits wieder
reduzierten) Nährstoffeinträge durch die Flüsse in
WWW
Verbindung gebracht.
Für die Beantwortung der Frage, ob und wie stark
sich derartige Veränderungen des Systems in Zukunft fortsetzen, ist die Kenntnis solcher UrsacheWirkungs-Zusammenhänge (attribution) entscheidend. Insbesondere gilt das auch für die Frage, in
welchem Maß sich der zukünftige Zustand der Ostsee sich durch regionale Maßnahmen verändern /
verbessern lässt bzw. wie umfangreiche Maßnahmen dafür nötig sind.
Solche Fragen der Klimafolgenforschung werden
üblicherweise mit großen Modellsystemen bearbeitet, in denen die Meeresströmung und die ozeanische Biogeochemie auf einem Modellgitter berechnet werden. Sollen der Stoff- und Energiekreislauf
geschlossen werden, muss außerdem die Atmosphäre im Modellsystem integriert sein. Ein solches
http://www.io-warnemuende.de/markus-meieren.html
Weitere Informationen
[1] U. Gräwe, P. Holtermann, K. Klingbeil, H.
Burchard, Ocean Modelling 92, 56-68. doi:
10.1016/j.ocemod.2015.05.008
[2] T. Neumann, Journal of Marine Systems 81,
213-224.
[3] M. Meier, B. Müller-Karulis, H. Andersson, C.
Dieterich, K. Eilola, B. Gustafsson, A. Höglund,
R. Hordoir, I. Kuznetsov, T. Neumann Ambio
41, 558-573.
mvk00050
Abbildung 1: Bodensalzgehalt im Gotlandtief (Station BY15). Messungen (rot), bislang für Langzeitläufe verwendetes 3-Seemeilen
MOM5 Modell (blau) und neues 1-Seemeilen GETM Modell (schwarz).
Projektpartner
Sektion Physikalische Ozeanographie und Messtechnik, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Förderung
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
(IOW)
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