Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie kalt wird ein Winter in zwei Jahren?

04.12.2012
Neue Studie zeigt: Klimamodelle tun sich noch schwer mit mittelfristigen Klimaprognosen

Wie gut sind die weltweit wichtigsten Klimamodelle geeignet, um die Wetterbedingungen für das kommende Jahr oder gar Jahrzehnt vorherzusagen? Die Potsdamer Wissenschaftler Dr. Dörthe Handorf und Prof. Dr. Klaus Dethloff vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) haben 23 Klimamodelle getestet und ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der internationalen Fachzeitschrift Tellus A veröffentlicht.

Ihr Fazit: Der Weg zu verlässlichen regionalen Vorhersagen auf saisonalen und dekadischen Zeitskalen ist noch weit. Keines der getesteten Modelle ist heute schon in der Lage, die wetterbestimmenden Muster von Hoch- und Tiefdruckgebieten so gut vorauszuberechnen, dass die Wahrscheinlichkeit eines kalten Winters oder eines trockenen Sommers verlässlich prognostiziert werden kann.

Wie sich der globale Klimawandel regional und mittelfristig auswirken wird, gehört aktuell zu den wichtigsten Fragen der Klimaforschung. Diese sind Gegenstand nationaler und internationaler Forschungsprogramme und werden auch im nächsten Weltklimabericht eine große Rolle spielen. Denn Gesellschaften, die sich auf klimatische Änderungen einstellen müssen, sollten wissen, welche konkreten Veränderungen auf sie zukommen.

Für die Energie- oder Landwirtschaft beispielsweise wäre es ein enormer Gewinn, wenn die mittelfristig vorherrschenden Wetterbedingungen in einer Region einigermaßen verlässlich prognostiziert werden könnten. Vor diesem Hintergrund ist die Vorhersagequalität gängiger Klimamodelle für den Zeitraum von Jahreszeiten bis hin zu einem Jahrzehnt von großer Bedeutung.

Das Wettergeschehen auf der Erde wird ganz wesentlich von großräumigen Zirkulationsmustern der Atmosphäre bestimmt. Ein Beispiel ist die nordatlantische Oszillation. Sie beeinflusst Stärke und Lage der Westwinde über dem Nordatlantik und legt damit die Zugbahnen der Tiefdruckgebiete über Nord- und Mitteleuropa fest.

Solche auch als „Telekonnektion“ bezeichneten Zirkulationsmuster sind über die gesamte Erde verteilt und bestimmen die räumliche und zeitliche Verteilung von Hoch- und Tiefdruckgebieten über große Entfernungen hinweg. Wissenschaftler sprechen dabei von der Ausbildung „meteorologischer Aktionszentren“, die das Wetter einer ganzen Region prägen. Im Fall der nordatlantischen Oszillation sind das zum Beispiel die bekannten Wetterzentren „Islandtief“ und „Azorenhoch“.

„Kurzfristige Wettervorhersagen sind mittlerweile sehr verlässlich. Die Probleme für saisonale und dekadische, also mittelfristige Vorhersagen sind die enorme Variabilität und die vielfältigen Rückkopplungseffekte, denen die atmosphärische Zirkulation unterliegt“, erläutert AWI-Meteorologin Dörthe Handorf die besondere Herausforderung für Modellierer.

Um die Vorhersagequalität der 23 wichtigsten Klimamodelle zu testen, haben die AWI-Wissenschaftler überprüft, wie gut diese Modelle die großräumigen Zirkulationsmuster der vergangenen 50 Jahre reproduzieren können. Insgesamt wurden 9 bekannte Zirkulationsmuster rückblickend untersucht, vier davon besonders eingehend. Ergebnis: Die räumliche Verteilung atmosphärischer Zirkulationsmuster wird von einigen Modellen bereits sehr gut beschrieben. Wie stark oder schwach Islandtief, Azorenhoch und andere meteorologische Aktionszentren zu einem bestimmten Zeitpunkt der letzten 50 Jahre ausgeprägt waren, die zeitlichen Verteilungsmuster also, konnte allerdings keines der Modelle zufriedenstellend reproduzieren.

„Gegenwärtig arbeiten Klimaforscher in aller Welt daran, die Auflösung ihrer Modelle und die Leistungsfähigkeit von Klimarechnern zu erhöhen“, beschreibt AWI-Forscherin Dörthe Handorf eine naheliegende und wichtige Möglichkeit, um die mittelfristige Vorhersagequalität von Klimamodellen weiter zu verbessern. Dadurch können klimatische Veränderungen räumlich und zeitlich kleinskaliger abgebildet werden. „Es wird aber nicht reichen, die reine Computer-Power zu erhöhen“, o die Potsdamer Wissenschaftlerin, die sich bereits seit 1997 mit Fragen der Klimavariabilität beschäftigt. „Wir müssen weiter daran arbeiten, die grundlegenden Prozesse und Wechselwirkungen in diesem komplizierten System „Atmosphäre“ zu verstehen. Denn auch ein Hochleistungsrechner kommt an seine Grenzen, wenn die mathematischen Gleichungen eines Klimamodells die wirklichen Zusammenhänge nicht exakt genug beschreiben.“

Eine Schlüsselrolle für die Optimierung von Klimamodellen spielt die Arktis. Sie gehört zu den wichtigsten Motoren des Klima- und Wettergeschehens, ist gleichzeitig eine der Regionen, in denen das Klima sich gegenwärtig am stärksten verändert. Gleichzeitig ist der Hohe Norden noch immer so unwirtlich, dass viel zu wenig Daten über die Arktis existieren. Künftige Forschungsarbeiten der Potsdamer Wissenschaftler gehen deshalb in zwei Richtungen. Zum einen entwickeln sie ein Klimamodell, das die oft kleinskaligen, wetterbestimmenden Prozesse in der Arktis besonders gut auflösen kann. Das Projekt namens TORUS wird im Rahmen des Forschungsprogrammes „MiKlip-Mittelfristige Klimaprognosen“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und von Dörthe Handorf koordiniert. Da Modellverbesserungen aber nur möglich sind, wenn umfangreiche Datensätze in hoher Qualität vorliegen, ist für den Zeitraum 2018-2019 eine große internationale Messkampagne in der Arktis geplant. Sie wird den beteiligten Wissenschaftlern einiges abverlangen. Denn Teil der Messkampagne soll eine internationale arktische Driftstation sein, bei der ein Forscherteam im arktischen Winter mehrere Monate mit dem Meereis durchs Nordpolarmeer treibt.

Hinweise für Redaktionen:
Der Originalartikel heißt: Handorf, D. and K. Dethloff: How well do state-of-the-art Atmosphere-Ocean general circulation models reproduce atmospheric teleconnection patterns?, Tellus A, 2012, 64, 19777, (doi: 10.3402/tellusa.v64i0.19777), http://www.tellusa.net/index.php/tellusa/article/view/19777

Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institiut sind Dr. Dörthe Handorf (Tel: +49 (0)331 288-2131, E-Mail: Doerthe.Handorf(at)awi.de ) und Prof. Dr. Klaus Dethloff (Tel.: +49 (0)331 288-2104, E-Mail: Klaus.Dethloff(at)awi.de). In der Abteilung Kommunikation und Medien des Alfred-Wegener-Institutes steht Ralf Röchert (Tel.: +49 (0)471 4831-1680; E-Mail: Ralf.Roechert(at)awi.de) für Rückfragen zur Verfügung. Druckbare Bilder finden Sie unter http://www.awi.de/de/aktuelles_und_presse/pressemitteilungen/.

Folgen Sie dem Alfred-Wegener-Institut auf Twitter (https://twitter.com/AWI_de) und Facebook (http://www.facebook.com/AlfredWegenerInstitut). So erhalten Sie alle aktuellen Nachrichten sowie Informationen zu kleinen Alltagsgeschichten aus dem Institutsleben.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Neue Gene für das Risiko von allergischen Erkrankungen entdeckt
21.11.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Bedeutung von Biodiversität in Wäldern könnte mit Klimawandel zunehmen
17.11.2017 | Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung