TRR 181:  Energietransfer in der Atmosphäre und im Ozean

Fachliche Zuordnung Geowissenschaften
Mathematik
Förderung Förderung seit 2016
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274762653
 

Projektbeschreibung

Die derzeitigen Klimamodelle weisen bei der Simulation des gegenwärtigen Klimas große systematische Fehler auf, die auch in den neuen, sehr hoch aufgelösten gekoppelten Klimasimulationen nicht reduziert werden. Diese Fehler gehen einher mit energetischen Inkonsistenzen – in der Größenordnung des Ungleichgewichts des Energiehaushalts der Erde aufgrund der anthropogenen Treibhausgasemissionen – die durch energetisch inkonsistente Parametrisierungen von nicht aufgelösten Prozessen und der Modellnumerik entstehen. Da diese Fehler die Fähigkeit des Modells zur Klimavorhersage reduzieren, zielt dieser TRR darauf ab, diese Unzulänglichkeiten zu beheben, durch Entwicklung des notwendigen Prozessverständnisses für die Energietransfers in der Atmosphäre und im Ozean, um konsistentere neue Parametrisierungen zu entwickeln; die Entwicklung, Implementierung und Validierung der neuen Parametrisierungen in Ozean-, Atmosphären- und gekoppelten Modellen; und die Entwicklung numerischer und mathematischer Methoden, die eine konsistente Energetik aufweisen. Dieser TRR vereint Expertise in physikalischer Ozeanographie und Meteorologie, numerischer Modellierung und Mathematik, um die zwei nationalen Klimamodelle mit den besten und energetisch konsistentesten Parametrisierungen und numerischen Verfahren auszustatten, um ihre Vorhersagefähigkeiten zu verbessern und die systematischen Fehler bei der Simulation des derzeitigen Klimas zu verringern. Im Rahmen des TRR wurden bereits erfolgreiche Schritte zur Erreichung unseres Ziels energetisch konsistenter und verbesserter Atmosphären- und Ozeanmodelle unternommen. Wir schlagen vor, in der letzten Phase des TRR unter dem Motto „von Genauigkeit zur Anwendung" die Modelle mit den neuen Parametrisierungen und der Numerik auszustatten, die in den früheren Phasen entwickelt wurden. Neue physikalische und mathematische Konzepte und ein tieferes Verständnis unter Berücksichtigung neuer wichtiger Prozesse und des gesamten gekoppelten Systems werden in der letzten Phase zu energetisch konsistenten gekoppelten Klimamodellen führen.
DFG-Verfahren Transregios
Internationaler Bezug Großbritannien

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität Hamburg
Mitantragstellende Institution Universität Bremen
Beteiligte Hochschule Goethe-Universität Frankfurt am Main; Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt; Technische Universität Hamburg
Beteiligte Institution Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung; GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel; Helmholtz-Zentrum hereon GmbH; Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP); Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW); Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M); Deutscher Wetterdienst (DWD)
Niederlassung Hamburg
Sprecher Professor Dr. Carsten Eden