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06.08.2014

Globale Klimamodellierung Hoch entwickelte Klimamodelle versuchen, das Klima so realitätsnah wie möglich abzubilden und Aussagen über seine künftigen Veränderungen zu machen.

Das neue gekoppelte Klimamodell POEM

Klimamodelle sind essentielle Werkzeuge für die Klimaforschung. Sie ermöglichen es, Klimaänderungen in der Erdgeschichte ebenso wie in der Zukunft zu untersuchen und erlauben detaillierte Einblicke in die komplexen Mechanismen des Erdsystems.

In der Abteilung Erdsystemanalyse am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) wird derzeit das gekoppelte Erdsystemmodell POEM (POtsdam Earth Model) entwickelt, ein neues, mächtiges Werkzeug für die Klimastudien der Potsdamer Forscher.

 Abteilung Erdsystemanalyse

CLIMBER-4 kann auf die Erfolge seiner Vorläufer in der Familie der CLIMBER-Modelle aufbauen. (Der Name „CLIMBER“ leitet sich von der englischen Bezeichnung CLIMate and BiosphERe model ab.) Das erste Modell, CLIMBER-2, besteht aus einem vereinfachten Modell für die drei großen Ozeanbecken, einem statistisch-dynamischen Atmosphärenmodell, das die großräumige Dynamik in der Erdatmosphäre statistisch beschreibt, sowie Modulen für Meereis, Land, Vegetation und Kohlenstoffkreislauf. Aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit wird CLIMBER-2 vor allem für die Simulation von langen Zeiträumen (z.B. der Eiszeitzyklen der letzten zwei Millionen Jahre) sowie für Ensemblestudien mit sehr vielen verschiedenen Einzelsimulationen eingesetzt.
 CLIMBER-2

Der Nachfolger dieses Modells, CLIMBER-3α, zeichnet sich im Vergleich zu CLIMBER-2 vor allem durch ein verbessertes Ozeanmodell aus. Im Gegensatz zum einfachen Ozeanmodell von CLIMBER-2 werden die dynamischen Prozesse im Ozean in CLIMBER-3α durch ein allgemeines Zirkulationsmodell beschrieben, das detaillierte Untersuchungen von Ozeanströmungen und ihrer Änderung im Klimawandel erlaubt.
 CLIMBER-3α

Das neue Modell POEM wird noch einmal eine erhebliche Verbesserung gegenüber seinem Vorläufer darstellen. Es sind im wesentlichen drei grundlegende Neuerungen, die POEM auszeichnen:

  • Für den Ozean wird die neueste Version des in Princeton entwickelten Ozeanmodells MOM 5 (Modular Ocean Model 5) eingesetzt, das neben zahlreichen anderen Innovationen Berechnungen auf Parallelcomputern erlaubt.
  • Das statistisch-dynamische Atmosphärenmodell wird durch ein erheblich verbessertes und höher aufgelöstes Modell mit dem Namen Aeolus ersetzt, mit dem beispielsweise die Veränderung von Zugbahn und Stärke von Stürmen im Klimawandel untersucht werden kann.
  • Und schließlich werden die Wechselwirkungen zwischen Klima und Vegetation durch das dynamische Vegetationsmodell LPJmL dargestellt, das detaillierte Studien zum terrestrischen Kohlenstoffkreislauf in der Klimageschichte und unter fortschreitendem Klimawandel ermöglicht.

Aufgrund dieser Innovationen sind mit POEM neue Erkenntnisse über die Dynamik des Klimasystems in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu erwarten.