Die veränderliche Ozeanzirkulation: Welche Rolle spielt sie im Klimageschehen?

Transkript

1 Die veränderliche Ozeanzirkulation: Welche Rolle spielt sie im Klimageschehen? Detlef Stammer Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit Universität Hamburg

2 Ozeanzirkulation verantwortlich für polwärtigen Wärmetransport Klimagedächtnis sitz im Ozean: Wärmespeicher Süßwasser Reservoir Kohlenstoff Speicher 2 Kuhlbrodt et al., 2007

3 Atlantische Multidekadische Oszillation Die mittlere Temperatur des gesamten Nordatlantiks variiert auf multidekadischen Zeitskalen. Diese Variation ist sehr wahrscheinlich mit MOC Schwankungen verbunden: eine starke MOC führt zu einem verstärkten nordwärtigen Wärmetransport. Sutton and Hudson 2005

4 Temperaturentwicklung in der Labradorsee Erwärmung in der zentralen Labradorsee (Verankerung K9, links, oben) und am westlichen Rand (rechts, oben) ist Teil einer multidekadischen Schwankung (im Vergleich zur SODA- Temperatur in der zentralen Labradorsee, recht unten).

5 Extremfall: Zusammenbruch der thermohalinen Zirkulation des Atlantiks Zusammenbruch der MOC im Modell durch starke initiale Frischwasserzufuhr zu den oberen Schichten des Nordatlantiks. Abkühlung der nördlichen und langsamere Erwärmung der südlichen Hemisphere. Starker Response im tropischen Niederschlag. Vellinga and Wood 2002 Temperatur Anomalie a nach Kollapse C 5 Niederschlag Verdunstung [m/yr]

6 Global gemittelte Temperatur ist seit 1900 mit CO2 angestiegen

7 Temperaturänderungen zeigen ausgeprägte regionale und zeitliche Schwankungen - verursacht durch Ozeanzirkulation. ºC

8 Herausforderung für Klimaforschung Zu verstehen und vorherzusagen, wie sich die atlantische Zirkulation regional in der Zukunft ändern wird und welche Auswirkungen dadurch im Ozean und für unser Klima in Europa zu erwarten sind. Änderungen der zukünftigen Zirkulation des Atlantiks werden immer aus einer Überlagerung von natürlichen und anthropogenen Variationen bzw. langfristigen Trends bestehen. Implizieren Rückwirkungen auf regionales Klima (Temperatur, Niederschlag), Ozeantransporte, Biogeochemie, Ökosysteme, Gesundheit des Ozeans im Küstenbereich, Meeresspiegel im weiteren Sinne, Georisiken,...

9 Regionalisierung der Zirkulationsänderung

10 Hat zum Ziel zu einem verbesserten Verständnis darüber zu gelangen, wie sich die Atlantikzirkulation und ihre Klimamoden in der Zukunft regional als Teil des Globalen Wandels ändern werden und was an vielschichtigen Auswirkungen dadurch zu erwarten ist. Bündelt die deutsche Expertise in der Ozeanforschung.

11 Fokus Abschätzung möglicher zukünftiger regionaler Zirkulationsänderungen und deren Auswirkungen auf unser Klima. Untersuchung der involvierten ozeanischen Prozesse und deren Repräsentation in Modellen. Unterscheidung zwischen natürlichen internen Schwankungen und anthropogene Änderungen. Quantifizierung der Auswirkungen der Zirkulationsänderungen auf Transporte, Wassermassen, und Ozean-Atmosphärenwechselwirkung, ebenso wie auf den Meeresspiegel. Bestimmung der Ozean-Vorhersagbarkeit auf der regionalen Skala. Auswirkungen der Veränderungen im Nordatlantik auf den westeuropäischen Schelf, inbesondere die Nordsee.

12 Ziele Simulation der Änderungen der zukünftigen Atlantikzirkulation ( Jahre) als Teil des globalen Wandels - hochaufgelöst und regional - und Abschätzung deren Auswirkungen auf den Ozean, auf das Klimasystem und auf den europäischen Schelfbereich ebenso wie auf den Küstenschutz in Westeuropa und Deutschland. Diese Untersuchungen schließen eine Verbesserung eines beobachtungsgestützten Prozessverständnisses ein, durch das die zukünftige Ozeanzirkulation und deren Änderungen besser verstanden und regional besser simuliert werden können. Ozeanvorhersagen als Teil des Klimasystems erfordern nachhaltige Infrastruktur: Beobachtungssystem, Klimarechner

13 Regionalisierung der Zirkulationsänderung

14 Prozess-Studien Snapshots of simulated near surface temperature as function of model resolution

15 Beitrag von BMBF-Verbudprogrammen (NORDATLANTIK/RACE) zum MOC Beobachtungssystem 15 MOC Transporte vom Regionalen Invers-Modell (Lumpkin et al. 2004) Overflow/Randstrom Beobachtungen (NA/RACE gelb): 67 N: DS Overflow 53 N: Labrador Sea exit 47 N: Flemish Cap 43 N: Grand Banks 40 N: Line W 24 N: RAPID/MOCHA 16 N: MOVE 10 S: NBUC/DWBC

16 Vielen Dank.

17 Beobachtungssysteme