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130.000 Jahre Erdgeschichte im Klimamodell für bessere Vorhersagen

Kategorie: Forschung
05.02.2016 -   GEOMAR/ CS

Computersimulationen helfen der Wissenschaft, die komplexen Vorgänge im Erdsystem zu verstehen und zukünftige Entwicklungen zu prognostizieren. Dazu gehört das Wetter der nächsten Tage genauso wie Klimaveränderungen kommender Jahrhunderte infolge menschlicher Aktivitäten. 18 wissenschaftliche Einrichtungen haben sich jetzt im Verbundprojekt PalMod (Paleo Modelling) zusammengeschlossen, um die Möglichkeiten der Modelle zur Klimaberechnung deutlich zu verbessern.

Gletscherkante in Grönland. So ähnlich könnte vor etwa 12.000 Jahren die Landschaft in Norddeutschland ausgesehen haben. (Foto: Tim Brücher, GEOMAR)

Gletscherkante in Grönland. So ähnlich könnte vor etwa 12.000 Jahren die Landschaft in Norddeutschland ausgesehen haben. (Foto: Tim Brücher, GEOMAR)

Ein Ziel von PalMod ist es, die vergangenen 130.000 Jahre Klimageschichte detailliert zu rekonstruieren und mit einem Modell der neuesten Generation zuverlässig zu simulieren. Diese Periode reicht von der sogenannten Eem-Warmzeit über die jüngste Eiszeit bis zur Gegenwart. "In dieser Zeit gab es auch innerhalb der Warm- und Eiszeiten große Temperaturschwankungen, die wir anhand von Sedimentkernen aus den Ozeanen, aus Eisbohrkernen oder anderen Klimaarchiven recht gut nachvollziehen können", sagt Professor Dr. Mojib Latif vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Auch in Computermodellen lassen sich einige dieser Klimaänderungen gut berechnen. "Aber ausgerechnet die schnellen Wechsel während der letzten Eiszeit bereiten den Modellen derzeit noch Probleme", erklärt der Kieler Klimaforscher weiter. Ein weiteres Ziel sind verbesserte Projektionen des zukünftigen Klimas mit den an der Vergangenheit getesteten Modellen. "Wir wissen, dass es beim Übergang von der letzten Eiszeit in die gegenwärtige Warmzeit schnelle Anstiege der Meeresspiegel um mehrere Meter gegeben hat. Kann so etwas auch in den kommenden Jahrhunderten als Folge der globalen Erderwärmung passieren?", so Latif weiter. Und deshalb enden in PalMod die langen, kontinuierlichen Klimasimulationen nicht beim heutigen Klima, sondern umfassen auch Szenarien bis zum Ende dieses Jahrtausends.

Eines der Hauptprobleme der Modellierer sind die Rechenkapazitäten. Ein Computermodell, dass 130.000 Jahre Erdgeschichte inklusive der schnellen Prozesse in der Atmosphäre, im Ozean, in den Eisschilden und im Untergrund sowie die Rückkoppelungseffekte untereinander nachbilden soll, benötigt selbst auf den besten zur Verfügung stehenden Supercomputern enorme Rechenzeiten. "Deshalb arbeiten in PalMod neben Klimaforschern auch viele Computerwissenschaftler, die die Modelle effizienter gestalten sollen, um so die Rechenzeit zu verringern ", erklärt Dr. Tim Brücher, Leiter des Programmbüros am GEOMAR. Eine weitere wichtige Komponente des Projekts ist der Abgleich der Modellrechnungen mit den Daten aus den Klimaarchiven, die Forschungsdisziplinen wie die Paläoozeanographie oder die Paläo-Klimaforschung beitragen. "Wenn wir gemessene Daten in ihrer Aussagekraft so aufbereiten, dass diese mit Simulationen aus Klimamodellen verglichen werden können, erhalten wir am Ende zuverlässigere Modelle", sagt Dr. Brücher.

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