Vom ostasiatischen Monsun bis zu den Jupiterwinden – Neue Modelle helfen dabei, Klimasysteme zu interpretieren
Das Klima der Erde ist sehr komplex, und es wurden sehr komplizierte Modelle erstellt, um es zu simulieren. Diese Modelle können jedoch ebenso schwer zu verstehen sein wie das Klima selbst, was letztendlich wenig hilfreich ist. Auf der anderen Seite können sehr einfache und verständliche Modelle unrealistisch und somit für die reale Welt irrelevant sein. Die Lösung besteht darin, eine Hierarchie von einfachen bis hin zu komplexen Modellen zu erstellen. Mithilfe dieser Hierarchie konnte das EU-finanzierte Projekt AtmosOcean (Response of the Atmospheric and Oceanic Circulation to a Warming Climate) ein besseres Verständnis des Klimasystems gewinnen und dieses System genau modellieren. Die Ergebnisse zeigten, dass Änderungen in der Zirkulation der Atmosphäre in Bezug auf die globale Erwärmung viel schwieriger vorherzusagen sind als temperaturbedingte Veränderungen. Dr. Geoffrey Vallis, leitender Forscher, erklärt: „Wir wissen mit großer Sicherheit, dass sich der Planet erwärmen wird und dass dies auch gewisse Folgen mit sich bringt, wie zum Beispiel die polare Eisschmelze. Was wir nicht wissen ist, wie sich dies auf das regionale Klima und Wetter auswirkt, da beide Phänomene mit sich verändernden Zirkulationsmustern einhergehen.“ Die richtigen Instrumente für eine bedeutungsvolle Aufgabe Die Entwicklung der Modellhierarchie stellte sich auf verschiedene Art und Weise als schwierig heraus. Zum einen gab es softwaretechnische Herausforderungen: „Der Aufbau zuverlässiger, robuster Software ist schwierig und zeitraubend“, so Dr. Vallis. Er fügt hinzu, dass die Entscheidung darüber, wie Modelle unterschiedlicher Komplexität ineinandergreifen können, wissenschaftlich äußerst herausfordernd ist. Zum anderen sah sich das Projektteam tagtäglich mit logistischen und finanziellen Hürden konfrontiert. „Fördereinrichtungen zeigen sich zurückhaltend, wenn es darum geht, ein derartiges Vorhaben zu finanzieren, da nicht offensichtlich ist, ob sich diese Finanzierung in naher Zukunft auch auszahlen wird. Finanzmittel waren jedoch notwendig, um talentierte Köpfe einzustellen, die die Software entwerfen und herausfinden, wie alles zusammenpasst. Wir waren sehr dankbar für die Unterstützung, die wir von der EU erhielten.“ Schließlich schaffte es das Projektteam, all diese Hürden zu überwinden, und Dr. Vallis konnte ebenfalls einige kompetente, junge Wissenschaftler engagieren, die beim Aufbau des neuartigen Modellrahmens behilflich waren. „Wir haben diesen Rahmen benutzt, um so unterschiedliche Merkmale wie den Monsun in Ostasien und die Jupiterwinde zu verstehen!“ Modellierung für andere Planeten „Unser Ziel war es, sowohl ein besseres Verständnis für die Erdatmosphäre und ihre Zirkulation zu schaffen, als auch herauszufinden, wie sich diese Zirkulation in der Zukunft durch die globale Erwärmung verändern könnte und wie sich die Zirkulation der Erde auf die Zirkulation anderer Planetenatmosphären auswirkt. Ich freue mich, dass wir dieses Ziel erreicht haben“, so Dr. Vallis. Dies war jedoch nur die erste Stufe des AtmosOcean-Projekts. „Wir müssen in der Modellentwicklung noch viel weiter gehen und auch auf Instrumente zurückgreifen, die wir eigens für neue Situationen entwickelt haben – für das Klima der fernen Vergangenheit auf der Erde und für die Atmosphären von Venus, Jupiter und anderen Planeten“, fügt er hinzu. Darüber hinaus verfolgte AtmosOcean auch das gemeinsame Ziel, andere Forscher auf diesem Gebiet zu beschäftigen, wie zum Beispiel das Met Office des Vereinigten Königreichs in Exeter und Institutionen in ganz Europa. Dies war notwendig, um verschiedene Herangehensweisen an das Problem zu verstehen und die Expertise der besten Wissenschaftler in verwandten Bereichen zu gewinnen. Das im Laufe des Projekts entwickelte Expertennetzwerk wird dazu beitragen, weitere Geheimnisse der komplexen Mechanismen aufzudecken, die die atmosphärische Dynamik antreiben.
Schlüsselbegriffe
AtmosOcean, globale Erwärmung, Erdatmosphäre, Ozean, Klimawandel, Klimaschutz
