Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Langzeitliche Klimavariabilität auf der Nordhemisphäre an solare Schwankungen gekoppelt

15.09.2015

Bessere Langfristprognosen möglich?

Der natürliche, 11-jährige Zyklus der Sonnenaktivität beeinflusst offenbar langzeitliche Klimaschwankungen auf der Nordhemisphäre. Wie ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen konnte, ist die sogenannte Nordatlantische Oszillation, eines der dominierenden Zirkulationsmuster auf der Nordhalbkugel, mit einer Verzögerung von ein bis zwei Jahren an die dekadische Sonnenaktivität gekoppelt. Die Studie erscheint heute im internationalen Fachmagazin Nature Communications.


Zeitreihen des solaren Radioflussindexes (unten) und der Nordatlantischen Oszillation in zwei Modellsimulationen, ohne (blau) bzw. mit (gelb) Berücksichtigung der solaren Schwankungen.

Grafik, GEOMAR

Klimavorhersagen über mehrere Jahre erscheinen angesichts von Wettervorhersagen, die oft schon nach wenigen Tagen an Zuverlässigkeit verlieren, eine Utopie. Dennoch gibt es Chancen, das Verhalten großräumiger Klimaparameter auch auf längeren Zeitskalen vorherzusagen.

Eine neue Studie unter der Führung von Wissenschaftlern am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zeigt, wie sich der bekannte 11-jährige Zyklus der Sonnenaktivität auf das langzeitliche Verhalten großskaliger Luftdruckschwankungen über dem Nordatlantik auswirkt.

Für ihre Untersuchungen benutzten die Kieler Forscher ein Klimamodell, welches den Ozean und die Atmosphäre bis in eine Höhe von 140 km beinhaltet. Zusätzlich verfügte dieses Modell noch über eine detaillierte Atmosphärenchemie, welche die Wirkung von Variationen der Ultravioletten Strahlung (UV) mit dem 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus in höheren Schichten der Atmosphäre besonders gut berücksichtigt.

Diese zusätzliche Komponente war offensichtlich der Schlüssel, um die Schwankungen in der solaren Einstrahlung, die an der Erdoberfläche nur eine geringe, direkte Wirkung entfalten, über komplexe Wirkungsmechanismen aus der Stratosphäre (10-50 km Höhe) in die untere Atmosphäre zu übertragen. „Wir haben mehrere Experimente durchgeführt“, erläutert Dr. Rémi Thiéblemont, Hauptautor der Studie vom GEOMAR.

„Wir haben das Modell über 145 Jahre gerechnet, einmal mit dem Einfluss der solaren Aktivität, einmal ohne“, so Thiéblemont weiter. Der Einfluss der Sonne zeigte sich deutlich in der sogenannten Nordatlantischen Oszillation, grob gesprochen einer Druckschaukel zwischen dem Azorenhoch und dem Islandtief. Das Verhältnis dieser beiden Druckgebilde bestimmt oft langfristige Wetterperioden in Europa, etwa ob die Wintermonate warm und stürmisch oder kalt und schneereich ausfallen.

Die Forscher fanden eine zeitliche Verzögerung zwischen den Schwankungen der solaren Einstrahlung und den atmosphärischen Druckmustern von etwa ein bis zwei Jahren, die durch eine Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean erklärt werden kann. Durch einen Vergleich der beiden Experimente mit und ohne solare Aktivität, konnten sie erstmals feststellen, dass die Sonne sozusagen den Takt für die Nordatlantische Oszillation angibt. Mit diesem Zusammenhang erhöht sich die dekadische Vorhersagbarkeit der NAO Phase.

„Dass die Zirkulation in der höheren Atmosphäre deutlich auf die solaren Schwankungen reagiert, ist schon länger bekannt“, erläutert Prof. Dr. Katja Matthes, Initiatorin und Co-Autorin der Studie vom GEOMAR. „Mit der neuen Studie können wir zum einen die Übertragung des Signals bis zum Erdboden und dessen Wechselwirkung mit dem Ozean nachweisen, und zum anderen zeigen, wie wichtig die Kopplung über die chemischen Reaktionen ist“, so Prof. Matthes weiter.

Die meisten globalen Klimamodelle verfügen bisher weder über eine ausreichende Auflösung in der Stratosphäre noch über interaktive chemische Komponenten. „Auch wenn der solare Effekt auf die Nordatlantische Oszillation nur wenige Prozent der Gesamtvarianz erklärt, ist die enge Phasenbeziehung zwischen solarer Aktivität und Nordatlantischer Oszillation ein wichtiger Indikator, um die Vorhersagbarkeit dieser Klimaschwankung zu verbessern“, so Dr. Thiéblemont.

Bis zu erfolgreichen Langzeitprognosen von bis zu einer Dekade ist es sicher noch ein weiter Weg, die Berücksichtigung der solaren Schwankungen aber in jedem Fall ein wichtiger Bestandteil, um hier zukünftig erfolgreich zu sein, so Professor Matthes abschließend.

Originalarbeit:
Thiéblemont, R., K. Matthes, N.-E. Omrani, K. Kodera and F. Hansen, 2015, Solar forcing synchronizes decadal North Atlantic climate variability. Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms9268.

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

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen
26.04.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

nachricht Flechten aus dem Bernsteinwald
25.04.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

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,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie