Wörterverzeichnis

AMOC

Arktische Oszillation (AO)

  • Phänomen von Schwankungen des Luftdrucks in der Arktis. In der positiven Phase der AO liegt ein Tiefdruckgebiet in der Polarregion. Dies beeinflusst Wind- und Wetterstrukturen in den mittleren Breiten, indem ein starker, konsistenter Jet Stream von West nach Ost ermöglicht wird, der kalte, arktische Luft aus der Polarregion abblockt. In der negativen Phase der AO liegt ein Hochdruckgebiet über der Arktis, welches in schwächeren Westwinden resultiert und dadurch mehr kalte Polarluft in die mittleren Breiten strömen kann.

biologische Produktivität

  • Gesamtmenge an Biomasse, die von lebenden Organismen (Pflanzen und Tieren) in einem Gebiet während einer bestimmten Zeitspanne produziert wird

CMIP

  • Das Coupled Model Intercomparison Project ist eine Kollaboration von modellierenden Gruppen, die Multi-Modell Klimasimulationen koordinieren und die Ergebnisse archivieren, um Erkenntnisse über den Klimawandel und Klimamodellierung voran zu treiben. Dabei werden die Ergebnisse mehrerer Modelle mit gleichen klimatischen Anfangsbedingungen verglichen und daraus ein Ergebnis abgeleitet. Dadurch können Unsicherheiten eingeschätzt und grundlegende Probleme von Klimamodellen bestimmt werden, um gezielt an ihrer Verbesserung zu arbeiten. Die Mittelung über mehrere Modelle kann dazu führen, dass sich viele Fehler gegenseitig aufheben, und dadurch das Klima besser beschrieben wird als durch einzelne Modelle.

Dichte

  • Masse pro Volumen (kg/m3)

Dichteflussantrieb / atmosphärischer Antrieb

  • Der Austausch von Wärme und Fischwasser zwischen Ozean und Atmosphäre ändert die Dichte (Masse/Volumen) des Wassers an der Meeresoberfläche. Kühlt das Wasser an der Oberfläche ab, so erhöht sich die Wasserdichte, Erwärmung führt zu einer Dichteabnahme. Verdunstung und Meereisbildung erhöhen die Dichte, und Frischwasserzufuhr durch Niederschlag, Eisschmelze und Flüsse führen zu Dichteabnahme. Wenn die Wasserdichte an der Oberfläche größer wird als in der darunter liegenden Wasserschicht, dann sinkt das Oberflächenwasser ab und vermischt sich mit dem darunter liegenden Wasser. Dieser Dichteflussantrieb ist ein wichtiger Antriebsfaktor für die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation.

Durchmischungstiefe

  • Die Durchmischungstiefe ist die Tiefe der obersten Wasserschicht des Ozeans, der sogenannten Deckschicht. Die Deckschicht bildet die Verbindung des Ozeans zur Atmosphäre, hier findet Austausch von Süßwasser, Wärme und Gasen statt. Diese Wechselwirkungen mit der Atmosphäre verändern die Temperatur und den Salzgehalt und damit die Dichte des Oberflächenwassers, was zu Vermischung mit den darunter liegenden Wasserschichten führt. Die Durchmischungstiefe ist die Tiefe der Deckschicht.   

East Atlantic Pattern (EA)

  • Neben der Nordatlantischen Oszillation ist die Ostatlantische Oszillation (engl. East Atlantic Pattern) ein zweites berühmtes Phänomen von Schwankungen in Luftdruckverhältnissen. Die Aktionszentren (Hoch- und Tiefdruckgebiete) sind in diesem Fall über dem östlichen Nordatlantik/Skandinavien und über dem Mittelmeer/Nordafrika. Die positive Phase des East Atlantik Pattern wird mit überdurchschnittlich hohen Temperaturen in Europa und unter dem Durchschnitt liegenden Temperaturen im Süden der USA assoziiert. Andere Folgen sind überdurchschnittliche Niederschläge über Nordeuropa und Skandinavien, und unterdurchschnittliche Niederschläge über Südeuropa.

Ensemble-Modellsimulationen

  • Bei Ensemble-Modellsimulationen werden mehrere Modellläufe ein und desselben Modells mit leicht unterschiedlichen Anfangsbedingungen (beispielsweise geringen Temperaturabweichungen) gerechnet und die Ergebnisse anschließend gemittelt. Kleinste Abweichungen in den Anfangsbedingungen können in der Modellierung beträchtliche Auswirkungen haben. Deshalb stimmt der Mittelwert einer Vielzahl von Modellrechnungen oft besser mit Beobachtungen überein als das Ergebnis eines einzelnen Modelllaufs.

Index, Indices

  • Maßstab für Veränderungen einer Situation

IPCC

  • Der Weltklimarat (engl. Intergovernmental Panel on Climate Change) ist eine internationale Organisation der Vereinten Nationen, mit dem Ziel der Welt eine objektive, wissenschaftliche Sicht des Klimawandels zu präsentieren, sowie natürliche, politische und ökonomische Risiken und Anpassungsstrategien aufzuzeigen.

Konvektion

In der Physik ist Konvektion eine Wärmeströmung, also die räumliche Umverteilung von Teilchen, die eine bestimmte Wärme mitführen. Im Ozean wird Konvektion durch die Abkühlung von Oberflächenwasser durch Wärmeabgabe an die Atmosphäre verursacht. Das abkühlende Oberflächenwasser wird schwerer als das darunterliegende, wärmere Wasser. Das abgekühlte Oberflächenwasser sinkt deshalb vertikal ab, das darunter liegende wärmere Wasser steigt auf – dies ist der Konvektionsprozess. Mehr Infos hier

lineare inverse Modelle

  • Ein lineares inverses Modell startet mit den beobachteten Wirkungen eines Systems und berechnet daraus die Ursachen. Inverse Modellierung ist das Gegenteil von direkter Modellierung, bei der ausgehend von bekannten Ursachen die Wirkung eines Systems abgeleitet wird.

Modellauflösung

  • In einem Ozeanmodell wird die Entwicklung des Ozeans durch mathematische Gleichungen beschrieben, die an Punkten eines dreidimensionalen Gitters innerhalb des Ozeans gelöst werden. Die räumliche Auflösung des Modells gibt an wie groß (in Grad der geographischen Länge und Breite, oder in km) die Gitterzellen des Modells sind. Hochaufgelöste Modelle bieten sehr viel detaillierte Informationen und realistischere Simulationen, brauchen dafür aber sehr viel mehr Rechenkapazität. Um kleinskalige Strukturen wie beispielsweise Wirbel auflösen zu können, die im Ozean allgegenwärtig sind, brauchen Modelle eine Auflösung von weniger als 1/10°.
Oberflächenströmungen im ORCA Modell, oben: 1° Auflösung, unten: 1/12° Auflösung (Abbildung vom Met Office Hadley Center)

Nordatlantischen Oszillation (NAO)

  • Wetter Phänomen von Schwankungen des Luftdruckverhältnisses zwischen Islandtief und Azorenhoch. Die Schwankungen beeinflussen die Richtung der Westwinde und Sturmbahnen über dem Nordatlantik, und dadurch Temperaturen und Niederschläge in Europa. Ein großer Luftdruckunterschied in diesem Hoch-Tief-Systems führt zu stärkeren Westwinden über dem Atlantik, die feuchte Luft nach Europa bringen und in kühlen Sommern und milden, feuchten Wintern resultieren. Dieser Zustand wird NAO+ genannt. Wenn der Luftdruckunterschied gering ist (NAO-), dann werden Westwinde unterdrückt, was zu extremeren Temperaturen mit Hitzewellen im Sommer und kalten, trockenen Wintern in Nordeuropa führt. In diesem Fall werden Sturmbahnen nach Süden Richtung Mittelmeer abgelenkt, mit dem Ergebnis einer höheren Sturmaktivität und erhöhtem Niederschlag über Südeuropa und Nordafrika.

Reanalyse

  • Methode, in der historische Ozeanbeobachtungen und historische Daten von Wind, Wärme und Frischwassereintrag in einem Ozeanmodell assimiliert werden, um historische Veränderungen im Ozean zu rekonstruieren. Durch den technischen Fortschritt wird jedes Modell mit der Zeit weiterentwickelt. Um zeitlich konsistente Analysen zu haben werden deshalb schon vorhandene Modellanalysen der vergangenen Jahre bis Jahrzehnte mit einem modernen Modell unter Einbezug aller vorhandenen Beobachtungsdaten reanalysiert. Da historische Ozeanbeobachtungen nicht sehr zahlreich sind, ermöglichen Ozean-Reanalysen rein beobachtungsgestützte Forschung zu erweitern. Außerdem können Reanalysen realistischere Informationen liefern als rein modellbasierte Analysen.

Regionalisierung

  • 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 realistischer simulieren zu können.

Repräsentative Konzentrationspfade

  • Repräsentative Konzentrationspfade (engl. Representative Concentration Pathways – RCPs) sind Modellszenarien, die Emissionen und Konzentrationen von Treibhausgasen, Aerosolen und chemisch aktiven Gasen sowie Landbewirtschaftung und Flächenbedeckung berücksichtigen. Für den fünften Sachstandsbericht des Weltklimarats (IPCC) wurden vier verschiedene RCPs genutzt, die den folgenden Projektionen für globale Erwärmung und Meerespiegelanstieg entsprechen:
Globale Erwärmung (°C),
Mittelwert (Schwankungsbreite)
Szenario2046 – 20652081 – 2100
RCP2.61.0 (0.4 – 1.6)1.0 (0.3 – 1.7)
RCP4.51.4 (0.9 – 2.0)1.8 (1.1 – 2.6)
RCP6.01.3 (0.8 – 1.8) 2.2 (1.4 – 3.1)
RCP8.52.0 (1.4 – 2.6)3.7 (2.6 – 4.8)

Globaler Meeresspiegelanstieg (m),
Mittelwert (Schwankungsbreite)
Szenario2046 – 20652081 – 2100
RCP2.60.24 (0.17 – 0.32)0.40 (0.26 – 0.55)
RCP4.50.26 (0.19 – 0.33)0.47 (0.32 – 0.63)
RCP6.00.25 (0.18 – 0.32) 0.48 (0.33 – 0.63)
RCP8.50.30 (0.22 – 0.38)0.63 (0.45 – 0.82)

retrospektiven Vorhersagen

  • Retrospektive Vorhersagen sind Modellsimulationen vergangener Ereignisse, die mit Beobachtungsdaten verglichen werden können. Auf diese Weise kann getestet werden, wie gut ein Modell die Realität abbilden kann.

Scandinavian Pattern (SCA)

  • Luftdruckstruktur bestehend aus einem primären Zirkulationszentrum (Hoch- oder Tiefdruckgebiet) über Skandinavien, mit zwei schwächeren Zentren mit entsprechend umgekehrtem Luftdruck (z. B. Tiefdruckgebiet, wenn im primären Zentrum ein Hochdruckgebiet ist) über dem nordöstlichen Atlantik und über Zentralsibirien. Das Scandinavian Pattern wird mit unterdurchschnittlichen Wintertemperaturen in Westeuropa und Zentralrussland in Verbindung gebracht, sowie mit überdurchschnittlichem Niederschlag in Mittel- und Südeuropa, und unterdurchschnittlichem Niederschlag in Skandinavien.

Thermohaline Zirkulation

  • Teil der großskaligen Ozeanzirkulation, der angetrieben wird von Veränderungen der Temperatur (Thermo-) und des Salzgehalts (-haline) an der Meeresoberfläche durch Austausch von Wärme und Frischwasser mit der Atmosphäre. Abkühlung oder eine Zunahme des Salzgehalts durch Verdunstung oder Meereisbildung erhöhen die Dichte des Oberflächenwassers und machen es schwerer. Dies führt in einigen Gebieten in den hohen Breiten dazu, dass das Oberflächenwasser absinkt und Tiefenwasser gebildet wird, welches sich als tiefer Strom durch die Ozeane ausbreitet. Siehe AMOC.

Tiefenwasserbildung

An der Meeresoberfläche tauscht der Ozean Wärme und Frischwasser mit der Atmosphäre aus. Abkühlung oder eine Zunahme des Salzgehalts durch Verdunstung oder Meereisbildung erhöhen die Dichte des Oberflächenwassers und machen es schwerer. Dies führt in einigen Gebieten in den hohen Breiten dazu, dass das Oberflächenwasser vertikal absinkt und sich als tiefer Strom durch die Ozeane ausbreitet. Dieser Prozess wird Tiefenwasserbildung genannt. Siehe AMOC.

Transpolardrift

Die Transpolardrift ist eine windgetriebene Ozeanströmung im Arktischen Ozean, die Meereis und Frischwasser aus Flüssen von den Küsten von Russland und Alaska nach Süden zum Atlantischen Ozean transportiert.

Die Transpolardrift (lila Pfeile) transportiert Firschwasser aus russischen Flüssen (rote Pfeile) nach Süden Richtung Grönland. Unter veränderten atmosphärischen Bedingungen wird der Frischwasserfluss Richtung Kanada abgelenkt und schwächt den Salzgehalt im Kanadischen Becken (Canada Basin) ab. Hier ansehen (Quelle: NASA/Goddard Space Flight Center)

Transport

  • Die Stärke einer Ozeanströmung wird gemessen am Wasservolumen, das durch die Strömung transportiert wird. Der Transport wird in der Einheit Sverdrup (Sv) gemessen, benannt nach dem norwegischen Ozeanographen Harald Sverdrup. 1Sv = 1Mio. m3/s.

Vermischung

  • Vermischungsprozesse transportieren Wärme, Salz und andere gelöste Substanzen zwischen Wasserschichten mit unterschiedlicher Dichte. Mehr Infos hier

Wassermasse

  • Eindeutig identifizierbares Wasservolumen, das sich durch seine Eigenschaften (z. B. Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoffgehalt) vom umgebenden Wasser unterscheidet. Die Eigenschaften einer Wassermasse werden durch die Bildung der Wassermasse an der Meeresoberfläche bestimmt. An der Oberfläche finden Wechselwirkungen mit der Atmosphäre statt, wie beispielsweise Gasaustausch, und Wärme- und Frischwasserflüsse ändern die Dichte des Wassers. Dies führt zum Absinken der Wassermasse auf ein anderes Tiefenlevel, in dem sie sich durch den Ozean ausbreitet. Meeresforscher untersuchen, wie sich Wassermassen in den Ozeanen bewegen, verteilen und vermischen. Wassermassen werden unterschieden nach der Region, in der sie gebildet wurden, wie beispielsweise Labradorseewasser, und auch nach ihrer vertikalen Position im Ozean, z. B. Nordatlantisches Tiefenwasser und Antarktisches Bodenwasser.

westliche Randströme

  • Starke, fortdauernde Strömungen entlang der westlichen Küstenlinien der Weltozeane. Ein berühmtes Beispiel ist der Golfstrom im Atlantischen Ozean.

wirbelauflösend

Zeitreihe/Zeitserie

  • Datenreihe in zeitlich chronologischer Abfolge
Transportzeitreihen (1Sv = 1Mio. m3/s) aus vier Schlüsselregionen der Atlantischen Umwälzzirkulation: a) Transport von warmem, salzreichem atlantischem Wasser durch die Framstraße in den Arktischen Ozean; b) Transport von kaltem Tiefenwasser aus dem Europäischen Nordmeer durch die Dänemarkstraße zwischen Grönland und Island; c) Transport von kaltem Tiefenwasser aus der Labradorsee südwärts; d) Transport von warmem, salzreichem Golfstromwasser und kaltem Tiefenwasser vom Westatlantik in den Ostatlantik. (Bild: KDM / DKK (2017))