TP3.3 – Projektionsanalyse von regionalen Meeresspiegelschwankungen in hochauflösenden Modellen im Kontext von vorhersagbaren Mustern aus linearen, inversen Modellen

Dieses Projekt untersucht den Zusammenhang zwischen Änderungen der windgetriebenen und vertikalen Zirkulation im Atlantik und der Meeresspiegelvariabilität basierend auf numerischen Modellsimulationen, sowie den Einfluss von verbesserter Modellauflösung. Globale Projektionen des zukünftigen Klimas vom Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) basieren auf Klimamodellen, die aus Gründen der technischen Machbarkeit eine relativ grobe Auflösung haben. Dies verursacht zum Teil erhebliche Fehler, im Atlantik insbesondere in Regionen der westlichen Randströme, aber auch in küstennahen Bereichen im Ostatlantik. Ein bedeutender Teil der Fehler kann durch höhere Auflösung reduziert werden. Regionalisierung ist eine Methode, bei der grobaufgelöste globale Klimamodelle zur Simulation zukünftiger Klimazustände in Kombination mit hochaufgelösten regionalen Klimamodellen genutzt werden, um regionale Auswirkungen des globalen Klimawandels zu untersuchen. Durch Regionalisierung kann daher zukünftigen Entwicklungen in der Klimamodellierung mit hochauflösenden Modellen vorgegriffen werden. In diesem Projekt wird das grobaufgelöste (0.4° Gitter) globale MPI-MR CMIP5 Modell mit regionalisierter hochaufgelöster (0.1° Gitter) Simulation der Atlantischen Ozeanzirkulation genutzt, um für zwei verschiedene Treibhausgaskonzentrations-Szenarien (RCP4.5 und RCP8.5 vom Weltklimarat IPCC) Projektionen über den Zeitraum 1850-2100 durchzuführen. Die Vorhersagefähigkeit für Meeresspiegeländerungen wird basierend auf Linearen Inversen Modellen (LIM) untersucht.

Wissenschaftliche Fragen

  • Welche Unterschiede werden in Simulationen im Atlantik durch die Verbesserung der Auflösung hervorgerufen?
  • Wo tragen Verbesserungen der Auflösung maßgeblich zur Verbesserung des simulierten Zustandes bei?
  • Inwieweit enthalten Zirkulationsschwankungen im Atlantik vorhersagbare Elemente, wie ist die Variabilität der Zirkulation und was sind die Ursachen dafür?

Methoden

  • Analyse der hochauflösenden Atlantiksimulationen der Periode 1850 – 2100 mit Hilfe von Linearen Inversen Modellen (LIM)
  • Extrahieren der vorhersagbaren Elemente der Atlantikzirkulation durch LIM-Analyse
  • Untersuchung verschiedener atmosphärischer Indices (Luftdruckstrukturen, die das Wetter in Europa beeinflussen) wie z.B. der Nordatlantischen Oszillation (NAO), des East Atlantic Pattern (EA) oder des Scandinavian Pattern (SCA), um Zusammenhänge der Atlantikzirkulationsschwankungen mit der atmosphärischen Variabilität und deren langfristigen Veränderungen zu erkennen
Auflösungsbedingte Unterschiede in Simulationen der Meeresspiegeländerungen. Links: basierend auf der hochaufgelösten (0.1°) Regionalisierung des Atlantiks, rechts: grobaufgelöstes (0.4°) globales MPI-MR CMIP5 Modell.
Gezeigt sind die Meeresspiegeländerungen (cm) der Periode 2051-2100 relativ zur Periode 1880-1950
. (Bild: IfM, Universität Hamburg)

PIs

Detlef Stammer, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg

Armin Köhl, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg

Team

Mark Carson, Institut für Meereskunde, Universität Hamburg