Wie Ozeanwirbel unser Klima beeinflussen

Karte der Ozeanwirbel in der Welt
(c) Alfred-Wegener-Institut / Nathan Beech

Neues EU-Projekt soll mit Supercomputern verbesserte Erdsystem-Modellierungen ermöglichen.

Das Klima unseres Planeten wird stark durch den Ozean bestimmt. Die mesoskaligen, also mittelgroßen, Wirbel in ihnen – sozusagen das Wetter des Ozeans – könnten dabei eine deutlich größere Rolle spielen als bislang gedacht. Deshalb startet jetzt ein neues EU-Projekt, das unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts diesen Zusammenhang genauer erforschen will: „European Eddy Rich Earth System Models“ (EERIE) könnte damit die bestehenden Erdsystemmodelle und somit die Projektionen der zukünftigen Klimaentwicklung deutlich verbessern.

Ozeanwirbel gibt es in unterschiedlichen Größen. Ihr Durchmesser reicht von wenigen Metern bis hin zu mehreren Kilometern. Je nach Größe haben sie unterschiedlichen Einfluss auf das Klima unseres Planeten. Obwohl die Existenz dieser Wirbel seit langem bekannt ist, gibt es bislang jedoch noch wenig quantitatives Wissen über die Rolle der Wirbel, auch im Hinblick auf die Veränderungen in einem sich erwärmenden Klima (Beech et al. 2022). Ein neues und von der EU finanziertes Projekt will dieses Wissen nun erweitern: Mit „European Eddy Rich Earth System Models“ (EERIE) sollen Ozeanwirbel in Klimamodellen künftig physikalisch realistischer dargestellt werden.

EERIE hat das Ziel, entscheidend zur Entwicklung einer neuen Generation von Erdsystemmodellen (ESM) beizutragen. Dazu wird die Simulation sogenannter mesoskaliger Ozeanwirbel verbessert, die je nach Region eine Größe von fünf bis 40 Kilometer haben. Zu den Modellverbesserungen gehören beispielsweise auch die Berücksichtigung offener Rinnen im Meereis (sogenannte leads), in denen der Ozean die Atmosphäre durch starke Wärmeflüsse beeinflusst. „Die technologischen Herausforderungen für die Durchführung dieser hochauflösenden Simulationen sind immens“, sagt Prof. Thomas Jung, der die Koordination am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) verantwortet. „Um quantitative Aussagen zu erlauben, muss EERIE eine Simulationsgeschwindigkeit von bis zu fünf simulierten Jahren pro Tag auf den neuesten in Europa verfügbaren Pre-Exascale-Supercomputern ermöglichen können. Effizienz ist dabei ein wesentlicher Faktor – auch um den Energieverbrauch und damit den CO2-Abdruck der Simulation möglichst gering zu halten“. Um die anspruchsvollen und hochauflösenden Simulationen durchführen, speichern und analysieren zu können, müssen die Forschenden zusammen mit Software-Ingenieuren radikal neue Software-Technologien entwickeln.

Die Forschenden wollen innerhalb des Projekts auch neue Simulationsprotokolle entwickeln und somit zu künftigen nationalen und internationalen Bewertungen des Klimawandels beitragen. Damit soll EERIE nützliche und verwendbare Klimainformationen generieren und auch in Vorbereitung auf den nächsten Bericht des Weltklimarats (IPCC) wertvolle Beiträge liefern.

Das Budget des Projekts beträgt über 10 Millionen Euro. Beteiligt sind 17 Partnereinrichtungen, darunter sieben Universitäten. Das Kick-Off für EERIE war am 23. und 24. Februar 2023. Das zum 1. Januar 2023 gestartete Projekt hat eine Laufzeit von vier Jahren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Thomas Jung; Tel. 0471 4831-1761; E-Mail: Thomas.Jung@awi.de

Weitere Informationen:

https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse/presse-detailansicht/wie-ozeanwirbel…

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Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

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