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TP 2.4: Assimilation optimierter Vermischungsparameter und ihr Einfluss auf Klimasimulationen und dekadische Vorhersagen

PIs:
Armin Köhl, IfM, CEN, Universität Hamburg, armin.koehl(at)uni-hamburg.de
Detlef Stammer, IfM, CEN, Universität Hamburg, detlef.stammer(at)uni-hamburg.de

Team:
Alberto Elizalde, IfM, CEN, Universität Hamburg
Korrekturen der Schichtdickenvermischungskoeffizienten in 310 m Tiefe

Korrekturen der Schichtdickenvermischungskoeffizienten (in m^2/s) in 310 m Tiefe bestimmt durch Anpassung eines Ozeanmodells an Ozean und Satellitendaten, entnommen aus Liu et al (2012).

Diapyknische Vermischung ist von großer Relevanz in der Oberflächengrenzschicht des Ozeans, die maßgeblich den Transfer der Flüsse durch die Oberfläche ins Innere bestimmt. Zusätzlich spielt diese Vermischung eine zentrale Rolle im Ozeaninneren, wo die horizontalen Wärmeflüsse und somit auch die Oberflächeneigenschaften durch Vermischungsprozesse moduliert werden. Da diese Prozesse in absehbarer Zukunft nicht in Zirkulationsmodellen aufgelöst werden können, besteht die Notwendigkeit, Parametrisierungen zu entwickeln und zugehörige Parameter zu bestimmen. Diese Bestimmung von Vermischungsprozessen kann dazu beitragen, systematische Abweichungen von gekoppelten Klimamodellen zu Beobachtungen zu verringern.
Die vergangene Projektphase hat sich hauptsächlich der Bestimmung und Analyse der optimierten Vermischungskoeffizienten gewidmet und als Produkt räumliche Verteilungen der diapyknischen Vermischung, aber auch weiterer Komponenten des Vermischungstensors geliefert, die bei zukünftigen Simulationen eingesetzt werden können.
Die gegenwärtige Phase soll sich nun der Anwendung der Resultate in gekoppelten Klimamodellen widmen. Hierzu sollen die optimierten Felder der Vermischungskoeffizienten in das MPI-ESM eingebaut werden und zunächst die Effekte auf die Modellklimatologie untersucht werden. Neben dem Ziel, systematische Modellfehler zu reduzieren, ist eine weiterer Fokus der Studie den Einfluss der unterschiedlichen Komponenten der Vermischungsparameter auf das simulierte Klima zu untersuchen, da nicht klar ist, inwieweit sich die im Ozeanmodell gewonnenen Ergebnisse auf das Klimamodell übertragen lassen. Abhängig vom Erfolg bei der Reduktion der gekoppelten Modellfehler, sollen auch der Einfluss auf die Vorhersagegüte dekadischer Klimavorhersagen untersucht werden.