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Modellierung der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Meereis über dem arktischen Ozean

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Dorn, W. , Rinke, A. and Dethloff, K. (2007): Modellierung der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Meereis über dem arktischen Ozean , DACH Meteorologen-Tagung, 10.-14. September 2007, Hamburg, Germany. .
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Meereis spielt eine wichtige Rolle im arktischen Klimasystem, da das Vorhandenseinvon Meereis den Austausch von Wärme, Feuchte und Impuls zwischen Atmosphäreund Ozean modifiziert und daher atmosphärische und ozeanische Prozesse und Bewegungenbeeinflusst, die wiederum Auswirkungen auf die Existenz und räumlicheVerteilung von Meereis haben. Die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre undMeereis werden von Rückkoppelungseffekten (z.B. der EisAlbedo-Rückkoppelung)geprägt, die teilweise nicht gut verstanden werden und demzufolge in Klimamodellenhäufig nur unzureichend simuliert werden, sodass gerade beim Meereis große Modellunterschiedeund Abweichungen zu Beobachtungen auftreten. Um die grundlegendenphysikalischen Prozesse für eine realistische Simulation des arktischen Meereiseszu identifizieren und in ihrer Bedeutung bewerten zu können, wurde eineReihe von Sensitivitätsexperimenten mit dem gekoppelten regionalen AtmosphärenOzeanEisModell HIRHAMNAOSIM durchgeführt. Dabei wurden die folgendenphysikalischen Parametrisierungen untersucht: Schnee- und Eisalbedo, Schneebedeckung,Wolkenbedeckung, ozeanischer Wärmetransfer, seitliches Gefrieren vonMeereis als auch die Wärmeflussbehandlung im Eiswachstumsschema insgesamt.Die Ergebnisse zeigen, dass die Simulation des sommerlichen Rückzugs der Meereisbedeckungsehr empfindlich von der Parametrisierung der Schnee- und Eisalbedound fast ebenso stark vom Eiswachstumsschema abhängt. Große, doch etwas geringereSensitivitäten zeigen sich auch bezüglich der Parametrisierungen der Wolkenbedeckung,der Schneebedeckung und des ozeanischen Wärmetransfers. All dieseParametrisierungen haben nur geringen Einfluss auf das Eiswachstum im polarenWinter, das im Wesentlichen durch die Parametrisierung des seitlichen Gefrierensvon Meereis reguliert wird. Dieser Prozess beeinflusst zudem in starkem Maße denEnergieverlust des arktischen Ozeans und kann deutliche Änderungen der atmosphärischenZirkulation zur Folge haben, insbesondere bei einer ungenauen Simulationdes Eisrandes. Unsicherheiten in der Simulation der atmosphärischen Wärmeflüsseund der atmosphärischen Zirkulation erschweren wiederum eine korrekte Simulationdes arktischen Meereises und können infolge von Rückkoppelungseffekten zueiner weiteren Verstärkung der Modellabweichung führen.

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