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TP 3.1: Veränderungen der atlantischen Zirkulationssysteme in hochauflösenden Ozeanmodellen:Regionale Auswirkungen globaler Klimaprojektionen

PIs:
Claus Böning, GEOMAR Kiel, cboening(at)geomar.de
Arne Biastoch, GEOMAR Kiel, abiastoch(at)geomar.de

Team:
Markus Scheinert, GEOMAR Kiel, mscheinert(at)geomar.de
Klaus Getzlaff, GEOMAR Kiel, kgetzlaff(at)geomar.de
Rafael Abel, GEOMAR Kiel, rabel(at)geomar.de

Tagesmittel eines globalen (0.25°-horizontale Auflösung) Geschwindigkeitfeldes in 100m Tiefe [m/s] basierend auf die Modellkonfiguration VIKING20x. Gezeigt ist eine Subregion mit den Nestgrenzen des hochaufgelösten 1/20° Nest des Atlantiks von 70°N bis 34°S (schwarze Berandung).

Das in der ersten Förderphase entwickelte globale Ozean-Meereis-Modellsystem mit hoher Auflösung soll für regional verfeinerte Simulationen der im 21. Jahrhundert zu erwartenden Veränderungen infolge der in Klimastudien (CMIP5) projizierten Trends in den atmosphärischen Antriebsfeldern genutzt werden. Es ist geplant, durch eine Serie von Modellexperimenten die prinzipiellen Ursachen (1) und regionalen Auswirkungen (2) von (multi-)dekadischen Zirkulationsänderungen im Atlantischen Ozean aufzuschlüsseln. Das Hauptziel ist dabei, stark verfeinerte, horizontal sehr viel höher aufgelöste Simulationen der möglichen zukünftigen Trends infolge der in Klimamodellen projizierten anthropogenen Veränderungen in den ozeanischen Antriebsparametern zu erreichen. Die wissenschaftlichen Ziele sind:

Hinsichtlich der Ursachen (1) geht es vor allem um die weitere Klärung potentiell wichtiger Einflussfaktoren für die meridionale Umwälzbewegung im Atlantischen Ozean (AMOC), insbesondere:
  • die relative Bedeutung und mögliche Überlagerungen von nord- und südhemisphärischen Einflüssen auf die Erzeugung dekadischer Schwankungen und längerfristiger Trends.
Bei der Untersuchung regionaler Veränderungen (2) geht es sowohl um die Manifestierung natürlicher Schwankungen der atlantischen Zirkulationssysteme als auch um die möglichen Effekte zukünftiger anthropogener Trends. Von Interesse sind besonders:
  • Die Manifestierung großräumiger Zirkulationsänderungen, insbesondere der AMOC, des
    Subpolarwirbels im Nordatlantik und der subtropisch-tropischen Zirkulationszellen (STCs) in regionalen Geschwindigkeitsfeldern.
  • Änderungen in lokalen hydrographischen Verhältnissen aufgrund von Zirkulationsschwankungen und –trends, insbesondere entlang der Kontinentalränder.
  • Eine zunehmende Anwendung der hochauflösenden Modellierung hat es in den letzten Jahren auch bei der Interpretation marin biologischer Befunde gegeben, insbesondere durch die Möglichkeit, die simulierten, zeitlich variierenden Strömungsfelder zur Bestimmung möglicher Ausbreitungswege (quasi-)passiv-driftender Organismen zu nutzen.