TP2.4 – Einfluss durch Assimilation optimierter Vermischungsparameter auf Klimasimulationen und dekadische Vorhersagen

Ozeanmessungen sind aufwändig und teuer und daher nur begrenzt verfügbar, während Modellsimulationen fehlerhaft sein können. Ozeansynthesen bieten eine ideale Beschreibung der Ozeanzirkulation, da sie auf optimalen Methoden zur Kombination von lokalen Beobachtungen mit dynamischen Modellen basieren. Hierbei können zusätzlich Modellparameter wie z. B. die der Vermischung optimiert werden, um Modellsysteme zu verbessern. Wir erstellen eine solche Synthese (GECCO3 – der deutsche Beitrag zu Estimating Circulation and Climate of the Ocean, um die in RACE und anderen Projekten gesammelten Daten in ein Ozeanmodell zu integrieren. Es handelt sich hierbei um eine verbesserte, höheraufgelöste (0.4º im Vergleich zu 1º bei GECCO2) Synthese auf Basis der Ozeankonfiguration des hochauflösenden MPI-HR Klimamodells, die auch verwendet werden soll, um Klimamodelle zu initialisieren. Des Weiteren werden durch eine Verankerung in der Dänemark Straße Messungen der dortigen Tiefenwasserströmung gewonnen, die eine wichtige Komponente der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation bildet.

Ziele

  • Evaluierung der GECCO3 Synthese durch Vergleich mit den im Forschungsvorhaben NORDATLANTIK/RACE gesammelten Daten, um zu bestimmen inwieweit die Modellauflösung die Abbildung von Prozessen wie beispielsweise dem Transport von Wärme und Frischwasser mit dem Nordatlantikstrom beeinflusst
  • Analyse von Schlüsselgrößen der Zirkulation des Atlantiks, z. B. im Zusammenhang mit der Meridionalen Umwälzbewegung oder der Transporte durch verschiedene Passagen, basierend auf GECCO3 und Vergleich mit den bisher gewonnenen Beobachtungsdaten
  • Erweiterung der Verankerungs-basierten Strömungsmessungen in der Dänemarkstraße die seit 1996 realisiert sind und Vergleich mit hochaufgelöster Modellierung

Methoden

  • Ozeansynthesen durch Assimilation von Daten mit einer variationellen Methode
  • Assimilation von Temperatur- und Salzgehaltsmessungen, sowie Satelliten Daten von Meeresspiegelauslenkungen, Oberflächentemperatur und Salzgehalt
  • Verankerung in der Dänemark Straße mit Strömungsmessern
Strömungsfeld (cm/s) der oberen 500 m gemittelt über die Jahre 2013-2018, mit Position der Verankerung in der Dänemark Straße. (Bild: IfM, Universität Hamburg)

PIs

Armin Köhl, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg

Detlef Stammer, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg

Team

Alberto Elizalde-Arellano, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg

Hossein Mashayekh, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg