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Simulation des arktischen Meereises mit gekoppelten Klimamodellen

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Citation:
Dorn, W. , Dethloff, K. and Rinke, A. (2012): Simulation des arktischen Meereises mit gekoppelten Klimamodellen , 9. Deutsche Klimatagung, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Germany, 9 October 2012 - 12 October 2012 .
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Eine realitätsnahe Simulation des arktischen Meereises mit gekoppelten Klimamodellen hängt wesentlich von der korrekten Darstellung der Rückkoppelungsprozesse zwischen Atmosphäre, Ozean und Meereis ab. Diese sind aber immer noch nicht vollständig verstanden und werden deshalb in gekoppelten Modellsystemen meist nicht hinreichend realistisch wiedergegeben, sodass große Unsicherheiten in der Meereissimulation die Folge sind. Eine verbesserte Darstellung der zweistufigen Schnee-Albedo/Eis-Albedo-Rückkoppelung im gekoppelten regionalen Klimamodell HIRHAM-NAOSIM führte zu einer deutlichen Reduktion der Abweichung zu beobachteten Meereiskonzentrationen. Ensemblesimulationen mit der verbesserten Version von HIRHAM-NAOSIM zeigen, dass die Reproduktion des beobachteten sommerlichen Meereisrückgangs im Wesentlichen von zwei Faktoren abhängt: der korrekten Simulation der atmosphärischen Zirkulation über dem arktischen Ozean während der Sommermonate und dem Meereisvolumen am Anfang der Schmelzperiode. Da aber die interne Modellvariabilität ihr Maximum gerade während der Sommermonate zeigt, ist die Fähigkeit, die reale atmosphärische Zirkulation zu reproduzieren, begrenzt. Zudem hat die atmosphärische Zirkulation der Sommermonate signifikanten Einfluss auf die Entwicklung des Meereisvolumens von einem Jahr zum nächsten, was die Möglichkeit einschränkt, mit realistischem Eisvolumen in die Schmelzperiode zu starten. Die zeitliche Entwicklung des Eisvolumens ist durch geringe interannuelle, aber ausgeprägte dekadische Variabilität gekennzeichnet, dessen Amplitude in den einzelnen Ensemblemitgliedern stark variiert. Die Unterschiede sind besonders groß in Perioden, in denen das Eisvolumen zunimmt. Dadurch ist die Fähigkeit, Jahre mit viel Eis zu reproduzieren, geringer als für Jahre mit wenig Eis. Die beobachtete starke Abnahme der arktischen Meereisausdehnung während der letzten 10 Jahre wird im Modell zwar qualitativ wiedergegeben, quantitativ aber unterschätzt. Dies deutet darauf hin, dass relevante Rückkoppelungsprozesse nicht hinreichend dargestellt werden und weitere Modellverbesserungen notwendig sind.

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