Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Klimasimulationen möglich

28.07.2016

Wechselwirkung zwischen mesoskaligen Wirbeln und der Atmosphäre entscheidend

Der Golfstrom ist die Warmwasserheizung Nordeuropas. Genauso wie sein Pendant im Pazifik, der Kuroshio, sind diese Meeresströmungen für das globale Klima von elementarer Bedeutung. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Wissenschaftlern des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel konnte nun nachweisen, dass die Stärke dieser Meeresströmungen vom Energieaustausch zwischen Verwirbelungen dieser Strömungen und der Atmosphäre abhängt. Die Studie ist heute in der renommierten Fachzeitschrift Nature erschienen.


Momentaufnahme der Meeresoberflächentemperatur (in °C) im Bereich des Golfstroms in einem hochauflösenden Ozeanmodell des GEOMAR.

Quelle: R. Abel, GEOMAR


Momentaufnahme der Oberflächenströmung (in m/s) in einem hochauflösenden Ozeanmodell des GEOMAR.

Quelle: R. Abel, GEOMAR

Die großen westlichen Randströme wie der Golfstrom im Atlantik oder der Kuroshio im Pazifik transportieren bis zu 100 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde aus den Subtropen in höhere Breiten. Damit haben sie einen enormen Anteil am Energieumsatz auf unserem Planeten und sind sowohl für das Wettergeschehen in mittleren Breiten aber auch das globale Klima der Erde von zentraler Bedeutung.

Ohne sie wäre beispielsweise das Klima in Teilen Europas und Nordamerikas deutlich kälter. Eine neue, jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt, dass die Leistungsfähigkeit dieser Meeresströmungen vom Energieaustausch zwischen kleineren Wirbeln in diesen Strömungen und der Atmosphäre abhängig ist, ein Prozess, der in vielen Klimamodellen bisher noch nicht hinreichend berücksichtigt ist.

„Aus der Wettervorhersage ist vielen Menschen der Begriff einer Front, als Grenzfläche zwischen Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften, meist verbunden mit Niederschlägen bekannt“, erläutert Prof. Dr. Peter Brandt, einer der Mitautoren der Studie. „Solche Grenzflächen gibt es oft auch an den Rändern großer Meeresströmungen. Sie trennen Meeresgebiete mit sehr unterschiedlichen Temperaturen“, so Brandt weiter.

„Die westlichen Randströme wie der Golfstrom und der Kuroshio bilden an diesen Grenzflächen Wirbel mit Durchmessern von einigen hundert Kilometern aus. Hier sind die Energieumsätze zwischen Ozean und Atmosphäre am größten“, erklärt Prof. Brandt.

„Leider verfügen die meisten Klimamodelle, mit denen Integrationen über längere Zeiträume durchgeführt werden, bisher nicht über die notwendige Auflösung, um diese Prozesse korrekt abzubilden“, so Prof. Dr. Richard Greatbatch, Professor für Theoretische Ozeanographie am GEOMAR und Mitautor der Studie. Dies führe dazu, dass diese Modelle die Realität nicht richtig abbilden können, so Greatbatch weiter.

„Wir haben herausgefunden, dass Teile des Kuroshios im Pazifik um etwa ein Drittel schwächer ausfallen, wenn die von uns untersuchte Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean nicht berücksichtigt wird“, erläutert Prof. Greatbatch. Dies habe Konsequenzen zum Beispiel für die Simulation und Vorhersage von extratropischen Sturmsystemen und anderen Extremereignissen sowie deren zukünftige Veränderungen durch den Klimawandel, so der Kieler Meeresforscher.

„Für solche Studien werden am GEOMAR sehr hochauflösende Ozeanmodelle betrieben, deren Ergebnisse dann benutzt werden, um die Qualität der Vorhersagen mit gekoppelten Modellen von Ozean und Atmosphäre, die bisher nicht in dieser Detailschärfe betrieben werden können, weiter zu verbessern“ resümiert Prof. Brandt.

Hinweis:
Die Studie wurde zum Teil während eines Forschungssemesters von Prof. Dr. Ping Chang von der Texas A&M University, USA am GEOMAR erstellt. Prof. Chang arbeitete auf Einladung des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ und des Sonderforschungsbereich 754 „Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean“ in Kiel.

Originalarbeit:
Ma, X., Jing, Z., Chang, P., Lui, X., Monturo, R., Small, R.J., Bryan, F., Greatbatch, R., Brandt, P., Wu, D., Lin, X. and Wu, L., 2016: Western boundary current regulated by interaction between ocean eddies and the atmosphere. Nature, doi:10.1038/nature18640.

Kontakt:
Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.geomar.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Riesenfaultier war Vegetarier - Ernährung des fossilen Megatheriums entschlüsselt
18.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Drohneneinsatz in der Meeresforschung
13.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung