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Gliederung

Gliederung. Einführung Datengrundlage Energiehaushalt der Erde - Strahlungs(konvektions)-gleichgewicht - Räumliche Verteilung, 3D-Energietransporte, „Wärmemaschine“ Klimasystem Hydrologischer Zyklus - terrestrischer/ozeanischer Arm - Ozeanische Zirkulation

moanna
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Presentation Transcript

  1. Gliederung • Einführung • Datengrundlage • Energiehaushalt der Erde- Strahlungs(konvektions)-gleichgewicht- Räumliche Verteilung, 3D-Energietransporte, „Wärmemaschine“ Klimasystem • Hydrologischer Zyklus- terrestrischer/ozeanischer Arm- Ozeanische Zirkulation • Natürliche Klimavariabilität- Änderungen der thermohaline Zirkulation - Interne Variabilität (ENSO)- Externe Variabilität (Sonne, Vulkane, Erdbahnparameter) • Klimamodellierung- GCM/Ensemble-Vorhersage/Parametrisierung- IPCC, Szenarien, anthropogene Effekte • Globaler Wandel- Detektion des anthropogenen Einflusse 23.1 30.1 6.2 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  2. Was ist der natürliche Treibhauseffekt? • Wie hoch ist die Transmissivitätder Atmosphäre? • Was führt zur Änderung der globalen Mitteltemperatur? Wie verläuft diese zeitlich? • Welchen Unterschied zeigen Energiebilanzmodellefür Süd- und Nordhemisphäre? • Wie kann es zur Hysterese im Klimasystem kommen? • Was passiert in der Daisyworld? • Warum brauchen wir Strahlungs-konvektionsmodelle? • Welche Probleme gibt es bei der Betrachtung2D (zonal/vertikal) Modelle? • Woraus besteht ein GCM? • Welche Probleme gibt es? Wiederholung 13. Stunde R Q(1-α) T4 T/K Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  3. Bifurkation Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  4. Lorenz Kurven Attraktor Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  5. Modelle Ruddiman, 2001 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  6. "primitive" Gleichung- Erhaltungssätze (Masse, Energie, Impuls, Wasser..)→ Navier-Stokes-Gleichungen- Zustandsgleichungen (Gasgleichung, stat. Grundgleichung)- diabatische Prozesse (Strahlungstransport, Phasenübergänge) Diskretisierung- räumlich/zeitlich „Parametrisierungen“- Konvektion, Turbulenz- subskalige Wolken und Niedersschlag Randbedingungen- Oberflächen (Landnutzung) und Ozeane, (Meer-)Eisausdehnung→ Rauhigkeit- Anfangswerte und Szenarien von Spurengasen und Sonnenstrahlung Rückkopplungen der Klimakompartimente- Hydrologie, Kryosphäre, Lithosphäre GCM: Bestandteile Atmosphärenmodell Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  7. GCM: Diskretisierung Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  8. GCM → Regionale Modelle Atmosphäre: horizontal ca. 250 km vertikal ca. 1 (19 Schichten) bis ca. 30 km (10 hPa) Höhe Ozean: horizontal ca. 125-250 km vertikal 200-400 m (11 Schichten) bis ca. 5000 m Tiefe Regionale Verfeinerung durchNesten kleinskaliger Modellez.B. CLM (Klimaversion des Lokal-Modells) http://www.ensembles-eu.org/ Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  9. Diskretizierung Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  10. GCM: Diskretisierung McGuffie and Henderson-Sellers (1997) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  11. GCM: Koordinaten McGuffie and Henderson-Sellers (2001) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  12. GCM: Orographie und Schwerewellen McGuffie and Henderson-Sellers (2005) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  13. Gekoppelte Klimamodelle McGuffie und Henderson-Sellers, 2005 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  14. Charakteristika von Ozean und Atmosphäre Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  15. Kopplung Atmosphäre-Ozean Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  16. Kopplung Atmosphäre-Ozean Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  17. Kopplung mit der Landoberfläche McGuffie und Henderson-Sellers, 2005 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  18. McGuffie und Henderson-Sellers, 2005 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  19. GCM: Computeranforderungen Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  20. Statistische Klimamodelle Ableitung eines statistischen Zusammenhanges aus Beocbachtungen und Extrapolation Schönwiese, 1994 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  21. Statistische Klimamodelle Schönwiese, 1994 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  22. Antriebe (forcing) und Rückkopplungen (feedback) Ruddiman, 2001 Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  23. Klimasensitivität Erde als Schwarzkörpermit heutiger Albedo ΔT Änderung der Oberflächentemperatur ffeedback Faktor g Verstärkung (gain)  Klimasensitivitätsfaktor ΔQ Änderung des Nettoflusses an der Tropopause Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  24. Klimasensitivität ΔQ(CO2 Verdopplung) ~ 4.2 Wm-2 ΔT = 2.9 K Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  25. Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC) 4th Assessment Report in 2007 http://www.ipcc.ch/ Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  26. Beiträge zur Klimaänderung Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  27. Beiträge zur Klimaänderung Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  28. Modellergebnisse Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  29. Klimamodelle müssen gegen beobachtete Klimate getestet werden heutiges Klima→Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP)http://www-pcmdi.llnl.gov/projects/amip/ Klima des mittleren Holozäns and LGM (PMIP) Klima des 20ten Jahrhunderts (Anthropogenes Klimasignal) Evaluierung von Klimamodellen Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  30. AMIP I (Gates et al., 1999) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  31. AMIP I (Gates et al., 1999) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  32. AMIP I (Gates et al., 1999): Wolken Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

  33. AMIP I (Gates et al., 1999) Physikalische Klimatologie, Susanne Crewell, WS 2006/2007

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