Copernicus Atmosphere. Monitoring Service. Strahlungsantrieb des Klimas durch Treibhausgase und Aerosole. 1. Nationaler Nutzer-Fachworkshop

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1 1. Nationaler Nutzer-Fachworkshop Copernicus Atmosphere Monitoring Service Strahlungsantrieb des Klimas durch Treibhausgase und Aerosole Johannes Quaas (Universität Leipzig)

2 CAMS Klimaantrieb Klima-orientierter Dienst auf der Basis der CAMSReanalyse der Atmosphären-Spurenstoffe Quantifizierung und Unsicherheitsabschätzung des Strahlungsantriebs durch anthropogene Änderungen von Gasen und Partikeln Nutzer: Klimapolitik und -wissenschaft 2

3 Die Energiebilanz der Erde Sonnenenergie zu 1/3 reflektiert, 2/3 absorbiert; letztlich als Wärmestrahlung ins All. Die Erde nimmt mehr Energie auf als sie emittiert und erwärmt sich so. At the surface Figure 2.11 of IPCC AR5,

4 Der Mensch verändert die Spurenstoffe in der Atmosphäre und so die Energiebilanz Anstieg der Treibhausgase verringert die Wärmestrahlung ins All. Änderungen im Ozon in Stratosphäre und Troposphäre beeinflussen Solar- und Wärmestrahlung. Partikel (Aerosole) führen zu erhöhter Reflektion von Sonnenstrahlung ins All. 4 Figure 1.01 of IPCC AR5, 2013

5 Quantifizierung der Störung der Energiebilanz mit Strahlungsantrieb Der Strahlungsantrieb ist positiv für Zunahme der Energie im Erdsystem. Strahlungsantrieb negativ für Verringerung der Energie im Erdsystem. Quantifizierung des Strahlungsantriebs wichtigste Voraussetzung für Verständnis des Klimawandels. 5 Figure 8.15 of IPCC AR5, 2013

6 Was ist die Rolle der CAMS-Reanalyse? Unsere beste Information über die Zusammensetzung der Atmosphäre. Kombinierte Information aus Beobachtungen und Modell. Konsistente, 4dimensionale Beschreibung der StrahlungsantriebsEinflussfaktoren Säulenintegrale für Juli 2003 aus der MACC-Reanalyse. CO2 CH4 O3 Aerosole 6

7 Wie quantifizieren wir den Strahlungsantrieb CAMS Atmosphärendaten (Spurenstoffe) als Grundlage für Strahlungstransportrechnungen. Zusätzliche Satellitenbeobachtungen und Beschreibung der vorindustriellen Atmosphäre. Quantifizierung der Unsicherheit. 7

8 Expertise Für den CAMS Strahlungsantrieb arbeiten Europas führende Experten für Strahlung, Treibhausgase, Aerosole, und UnsicherheitsAnalyse zusammen. Als Gruppe an allen IPCCSachstandsberichten seit 1990 beigetragen! Keith Shine Guy Brasseur Gunnar Myhre Piers Forster Johannes Quaas Nicolas Bellouin Olivier Boucher Ken Carslaw und Will Davies, Johannes Mülmenstädt, Leighton Regayre, Chris Smith, Natalia Sudarchikova 8

9 Aktuelle Produkte Bestimmung der Aerosolquelle Anthropogen Natürlich Aerosol optical depth ( ) Aerosol-Strahlungsantrieb Durch Reflektion und Absorption von Sonnenstrahlung Durch Veränderung von Wolken Aerosol radiative forcing ( ) 9

10 Aktuelle Produkte: Unsicherheiten Komplexe Zuordnung der Aerosolquelle und der Stärke der Änderung der Wolken Veröffentlichung der Unsicherheitsbereiche und Analyse der Ursachen. 10

11 Neue Produkte Spurenstoff Solarstrahlung Wärmestrahlung Kohlendioxid (CO2) Methan (CH4) Troposphärisches Ozon Stratosphärisches Ozon Aerosol-StrahlungsWechselwirkung ED IMPROV Aerosol-WolkenWechselwirkung ED IMPROV Alle Strahlungsantriebe: Monatsmittel mit Stratosphären-Anpassung, Oberrand der Atmosphäre und Boden, zusätzlich auch für clear-sky. Zusätzlich 3-stündige Verteilungen der Aerosol-Strahlungs-Effekte als Antrieb für Landmodelle. 11

12 Nutzer Klimawissenschaft Nationale und internationale Klimapolitik (neue CO2äquivalent-Emissionsfaktoren) Nichtregierungsorganisationen 12

13 CAMS Klima-Antrieb Klima-orientierte Dienst auf Basis der CAMSReanalyse der Spurenstoffe Quantifizierung und Unsicherheit für den Strahlungsantrieb durch anthropogene Änderungen der Spurenstoffe. Nutzer aus Klimapolitik und -wissenschaft. 13