Klimawissen – Grundlagen für wirksame Klimapolitik

Richtungsweisende Programme und Forschungsinfrastrukturen von globalem Rang in der FONA-Strategie leisten einen wichtigen Beitrag zum Ausbau des Klimawissens. Die Klimasystemforschung widmet sich den offenen Fragen zum Verständnis der Prozesse und Wechselwirkungen, die das Klimageschehen bestimmen und welchen Einfluss der Klimawandel auf diese hat. Durch anspruchsvolle, hochaufgelöste Modellsimulationen und die Weiterentwicklung von Klimaszenarien sowie klimapolitischen Instrumenten wird eine Grundlage für Planungen und Entscheidungen zum Klimaschutz und zur Anpassung an den Klimawandel bis hin zur regionalen oder lokalen Ebene ermöglicht – zunehmend unter Einbindung von Methoden der Künstlichen Intelligenz.

Schwerpunkte Klimawissen

In der geplanten Nationalen Modellierungsstrategie (NMS) sollen zukünftige Klima-Modellentwicklungen in Deutschland schneller und konzertierter entwickelt, für Nutzer:innen nachvollziehbarer eingesetzt und Rechnerarchitekturen effizienter genutzt werden.

Ein räumlich extrem hochaufgelöstes globales digitales Klimamodell (WarmWorld) soll es zukünftig ermöglichen, das Klima und Extremwetter in den nächsten Jahrzehnten noch detaillierter und belastbarer zu simulieren. Ein globales Modellsystem mittlerer räumlicher Auflösung (200 km) für die Klima-Simulation über 1.000 bis mehrere 10.000 Jahre soll insbesondere längerfristige Veränderungen in Ozeanen und an den Eisschilden erfassen (PalMod II).

Sektor-übergreifende Modellierungen von Klimafolgen (AXIS) und die Forschung für ein besseres Verständnis der entscheidenden Wirkungszusammenhänge für Extremwetterereignisse (ClimXtreme, WarmWorld) legen die Basis für lokale und regionale Klima-Anpassungsmaßnahmen für die Risikovorsorge bei veränderten Umweltbedingungen. Auch wird der Einfluss der Sonne auf das Klima in Wechselwirkung mit den höheren Atmosphärenschichten untersucht (ROMIC-II).

Forschung zu Tipping Points", auch „Kipppunkte" bei deren Überschreiten sich Ökosysteme oder Teile des Klimasystems sprunghaft und unumkehrbar zum Nachteil verändern, liefert die Grundlagen, um kritische Entwicklungen rechtzeitig zu erkennen und Vorsorge zu treffen, wie zum Beispiel in der Fördermaßnahme BioTip.

Die Forschung zur Ökonomie des Klimawandels und zur Nachhaltigen Finanzwirtschaft schafft entscheidungsrelevantes, belastbares und praktikables Wissen zur Abschätzung der Kosten, Risiken und Chancen von Klimaschutz und Anpassung. Im Dialog zur Klimaökonomie stellt sich die Forschung kontinuierlich dem Austausch mit Politik und Praxis.

Ein geplantes leistungsfähiges System zur mess- und modellgestützten Bilanzierung von Treibhausgasen (Integriertes Treibhausgas-Monitoring-System – ITMS) soll erstmals ermöglichen, Quellstärken treibhausrelevanter Spurengase und damit den Fortschritt bei Emissionsminderungen objektiv zu bestimmen. Das erfordert neue Methoden zur Bestimmung von Quellen und Senken klimarelevanter Spurengase, die Modellierung und Messungen intensiv miteinander verknüpfen (AIRSPACE) sowie den Einsatz neuer Software mit Künstlicher Intelligenz.

Die Forschung zu Risiken und Umsetzungsbedingungen von Technologien und Ansätzen zur Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre (Carbon Dioxide Removal, CDR) muss erheblich ausgeweitet werden, um eine transparente Debatte über die Rolle dieser Technologien für die Klimaneutralität führen und valide Entscheidungen zu einem Einsatz solcher Technologien treffen zu können.

Die unabhängigen Beobachtungen und Messungen von Spurengasen und Wolkenbildung in der Atmosphäre werden in Deutschland durch Forschungsinfrastrukturen von globalem Niveau für Qualitätsmessungen und Modellentwicklungen für Atmosphärenchemie und Klima unterstützt (wie durch ICOS, IAGOS, ATTO, HALO, ACTRIS sowie die Forschungsflotte und ein Satellitensystem). Mit dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) verfügt die Erdsystemforschung zudem über eine zentrale Service-Einrichtung für Hochleistungsrechnen, Datenspeicherung und weitere Dienste für die Klimawissenschaft.

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