Sensitivität der Wärmeaufnahme des Ozeans gegenüber sich ändernden atmosphärischen Antriebs im Kontext von Klimavariabilität
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Zeitraum 1998-2013 wurde ein langsamer Anstieg der Oberflächentemperatur der Luft trotz anhaltender Emissionen von Treibhausgasen beobachtet, der als globaler Erwärmungshiatus bezeichnet wird. Änderungen der Erwärmungsraten der Atmosphäre sind zwangsläufig mit Änderungen der Wärmeflüsse an der oberen oder unteren Grenze der Atmosphäre oder mit beiden verbunden. Das Verständnis der Beiträge dieser beiden Faktoren zu diesem Ereignis wird jedoch durch die Tatsache erschwert, dass die Beobachtungen am oberen Rand der Atmosphäre zu ungenau sind, während der notwendige anomale Wärmeaustausch mit dem Ozean im Zusammenhang mit der Klimavariabilität als ein Ereignis mit geringer Wahrscheinlichkeit angesehen wird. Es gibt mehrere Versuche, eine anomale Wärmeaufnahme durch den Ozean mit einer anomalen Wärmespeicherung in der Tiefsee und diese mit dem besonderen Zustand der Klimavariabilität in verschiedenen Becken während dieser Jahre in Verbindung zu bringen. Die Ergebnisse deuten auf viele verschiedene Faktoren hin, die jedoch nicht quantitativ bewertet werden können. In diesem Projekt zielten wir auf eine Zerlegung der anomalen Wärmeaufnahme durch verschiedene Prozesse in verschiedenen Ozeanen und deren Beziehung zu einzelnen Klimamoden ab. Zu diesem Zweck haben wir das adjungierte Modell des MIT-Ozeanmodells mit allgemeiner Zirkulation verwendet, um die atmosphärischen Antriebsmuster zu berechnen, die die Wärmeaufnahme des Ozeans am effizientesten verändern. Die Empfindlichkeit der Wärmeaufnahme auf verschiedenen Tiefenebenen gegenüber dem atmosphärischen Oberflächenzustand liefert Mechanismen, die die Wärmeaufnahme beeinflussen, einschließlich einer Aufteilung in Prozesse für jedes Becken. Verstärkte Passatwinde im tropischen Pazifik und Atlantik, stärkere Westwinde in subtropischen Regionen und im Südlichen Ozean sowie verstärkte meridionale Winde entlang der großen Küstenlinien können zu Veränderungen der Wärmeaufnahme beitragen. Die Erwärmung der Oberfläche in höheren Breiten und die Abkühlung in den Tropen bewirken eine Zunahme des Wärmetransfers. Zonale Windanomalien im Vergleich zu dem, was von langsamen Veränderungen aufgrund des Klimawandels erwartet wird, haben sich als der wichtigste Beitrag erwiesen. Die Atlantische Multidekadische Oszillation (AMO) erwies sich unter den untersuchten Klimamodi als wichtigste Triebkraft für Veränderungen in der anomalen Wärmeaufnahme, gefolgt von El Niño und der damit korrelieten Interdekadischen Pazifischen Oszillation (IPO). Die wichtigsten Klimamodi erklären unterschiedliche (bis zu 55 %) Anteile der Veränderungen in den einzelnen Becken, und mit Ausnahme des Indischen Ozeans alle zu einem verstärkten Wärmetransport beitragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Sensitivity of ocean heat content to atmospheric forcing in the period of global warming hiatus. Copernicus GmbH.
Albert Fernández, Chavely; Köhl, Armin & Stammer, Detlef
