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24.09.2014

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

Flexible Modellrechnungen mit dem Planet Simulator

Die Wissenschaft unterscheidet anhand ihrer unterschiedlichen Komplexität drei Varianten der Klimamodelle: einfache, mittlere und komplexe Modelle. Der Planet Simulator ist ein so genanntes General Circulation Model (GCM) und rechnet in mittlerer Komplexität. Dabei können seine Modelle je nach Bedarf in unterschiedlich großen Auflösungen bearbeitet werden: standardmäßig sind dies 64 mal 32, 96 mal 48 oder 128 mal 64 Gitterpunkte für den Globus – je gröber das Raster, desto geringer ist die Rechenzeit. Konkret bedeutet das: Bei der gröbsten Rasterung haben die Gitternetzlinien einen Abstand von zirka 600 Kilometern. Die „Qualität“, also Genauigkeit, der Modelle ist dabei erstaunlich gut. Das stellten Wissenschaftler bei der Auswertung von Bohrkerndaten fest. Die Paläo-Simulationen des Planet Simulator zeigen große Übereinstimmungen mit den Beobachtungen an den Bohrkernen.

Doch kein Klimamodell ist perfekt. Über Jahrzehnte entwickelten zahlreiche Forscher weltweit unabhängig von einander Modelle mit unterschiedlichen Aufgabenstellungen. Das Problem ist nun, diese verschiedenen Ansätze zu vereinen, damit ein umfassendes, so viele Parameter wie möglich einbeziehendes Bild des Klimasystems entstehen kann.

Mit dem Planet Simulator ist das mehr und mehr möglich: Konnte man früher lediglich ein einzelnes Modul wie zum Beispiel die Atmosphärendaten errechnen, ist es Forschern mittlerweile gelungen, komplexere Klimamodelle mit Hilfe des Planet Simulators darzustellen. Wie bei einem Baukastensystem können sie weitere Module, die etwa den Ozean, das Eis oder die Vegetation abbilden, als Komponenten dazu schalten.

Das macht den Planet Simulator besonders flexibel in der Anwendung: Aussagen über die Geschichte des Klimas sind ebenso möglich, wie dessen Entwicklung in der Zukunft. Die Wissenschaftler können Prozesse unter verschiedenen Bedingungen betrachten, diverse Szenarien durchspielen und die Ergebnisse zeitnah vergleichen.

Paläo-Simulation mit dem Planet Simulator M. Roscher (Universität Freiberg) - Simulation der atmosphärischen Zirkulation und der Klimazonen 255 Millionen Jahre vor unserer Zeit. Die Land-Meer-Verteilung und andere Oberflächendaten wurden entsprechend angepasst.

Paläo-Simulation mit dem Planet Simulator M. Roscher (Universität Freiberg) - Simulation der atmosphärischen Zirkulation und der Klimazonen 255 Millionen Jahre vor unserer Zeit. Die Land-Meer-Verteilung und andere Oberflächendaten wurden entsprechend angepasst.