SacreX - Stabilität der atmosphärischen Zirkulation und ihr Einfluss auf Wetterextreme

Änderungen in den großräumigen Zirkulationsmustern der Atmosphäre können die Zahl und Intensität von Extremereignissen stark beeinflussen und deswegen ernsthafte humanitäre Folgen haben. Der Klimawandel hat bereits im letzten Jahrhundert zu Veränderungen mancher großräumiger Zirkulationsmuster geführt, jedoch sind die Unsicherheiten groß. Zielsetzung dieser Untersuchung ist die Verminderung der Unsicherheiten durch Bereitstellung grundlegender Erkenntnisse zur großräumigen Zirkulation sowie der Bandbreite ihrer Variabilität und Extreme.
In diesem Zusammenhang wollen wir die physikalischen Ursachen für einige der verheerendsten Hitze-, Kälte-, Dürre- und Überschwemmungsereignisse der letzten Jahre, die mit spürbaren gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Folgen verbunden waren,

Projektziele
Wir beabsichtigen, die Sensitivität der großräumigen atmosphärischen Zirkulationsmuster sowohl bezüglich Änderungen der inneren atmosphärendynamischen Antriebe als auch der Antriebe durch Oberflächenänderungen zu untersuchen. Im Fokus stehen sowohl die mittleren Breiten, inklusive der Sturmregionen und Rossby-Wellen, als auch die tropische Zirkulation.
Ziel ist die Quantifizierung von atmosphärischen Fernwirkungen, der inneren atmosphären-dynamische Rückkopplungen und Rückkopplungen zwischen Oberfläche und Atmosphäre, sowie möglichen Auswirkungen auf Extremwetterereignisse. Zur Quantifizierung der Fernwirkungen werden neueste Datenanalyseverfahren für aktuelle Atmosphärendatensätze sowie Ergebnisse von allgemeinen Zirkulationsmodellen angewandt.
Zum besseren Verständnis der Rückkopplungsprozesse werden numerische Experimente unternommen und eine Hierarchie von Modellierungstechniken eingesetzt: vom statistisch-dynamische Atmosphärenmodelle und allgemeine atmosphärische Zirkulationsmodelle bis hin zum voll gekoppelten Erdsystemmodelle.
Die Ergebnisse dieser Arbeit werden wichtige Erkenntnisse über zukünftige Folgen der globalen Erwärmung ermöglichen. Verbesserte Kenntnisse sind der erste Schritt zu einer effektiveren Gegenmaßnahme, sie können eine Verminderung der Verwundbarkeit sowie ein Verbesserung unserer Anpassungsmöglichkeiten bewirken. Die Ergebnisse dieser Untersuchung könnten somit für politische Entscheidungsträger von beträchtlichem Wert sein, insbesondere, wenn sie für die Einführung effektiver Reaktionskonzepte auf Extremereignisse verantwortlich sind.
Umfassendes Wissen über die wesentlichen Mechanismen ist demnach der erste kritische Schritt für künftige aussagekräftige Extremwettervorhersagen und verbesserte Frühwarnsysteme. Für bestimmte Extremereignisse, insbesondere für die Vorhersage von Stürmen, planen wir die Entwicklung dekadischer Wahrscheinlichkeitsvorhersage basierend auf der zu erwartenden globalen Erwärmung. Solche Langzeit-Vorhersagen und Frühwarnsysteme wären von erheblichem Wert für die Landwirtschaft sowie für die Wind- und Versicherungsindustrie und somit für die breite Gesellschaft.

Projektleitung
Dr. Dim Coumou
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Forschungsbereich 1 – Erdsystemanalyse
Postfach 60 12 03
14412 Potsdam
Tel.: +49 331 288 2442
E-Mail: coumou@pik-potsdam.de

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