GCMs for IPCC-4AR computed slightly different insolation at top of the atmosphere E. Raschke (Univ. Hamburg) S.Kinne, M. Giorgetta (MPI-Met. Hamburg) Y.

Präsentation zum Thema: "GCMs for IPCC-4AR computed slightly different insolation at top of the atmosphere E. Raschke (Univ. Hamburg) S.Kinne, M. Giorgetta (MPI-Met. Hamburg) Y."—  Präsentation transkript:

1 GCMs for IPCC-4AR computed slightly different insolation at top of the atmosphere E. Raschke (Univ. Hamburg) S.Kinne, M. Giorgetta (MPI-Met. Hamburg) Y. Tsushima (JAMSTEC Yokohama) G. Chiodo (Univ. Wien) S. Bakan (MPI-Met. Hamburg) See Poster by Chiodo et al.

2 Eigentlich sollte es sehr einfach sein die Einstrahlung der Sonne zu jedem Zeitpunkt über jedem Gebiet der Erde zu berechnen!

3 Zur Berechnung der Einstrahlung am Oberrand der Atmosphäre (ca. 80 km Höhe) benötigt man: Solarkonstante (jetzt 1361 Wm -2, 11-Jahreszyklus) Spektrum der Einstrahlung (zeitlich variabel) Astronomische Kennwerte: Exzentrizität der Erdbahn, Neigung der Erdachse, Position des Frühlingspunktes (alle zeitlich variabel) Genaue Definitionen der Tageslänge, Anzahl der Tage pro Jahr (360?, 365 Tage + Schaltjahr, 365,25?, mittlerer Tag bei 400 Jahreszyklus?) Erde als Kugel (Ellipsoid) Geometrischer Horizont der Erde schneidet auch die Einstrahlung ab. Sehr unterschiedlich lange Schritte in Zeit und Raum Unvollständige Neuerungen in den Programmen, BUGS Es erfolgen jedoch grobe Vereinfachungen für Berechnungen in der Troposphäre und Stratosphäre:

4 Halten sich Klima-Modelierer an die Tatsache, dass wir alle im gleichen Sonnensystem leben? Offenbar NEIN (s.u.) AMIP IIIPCC – 4 th AR

5 Monthly zonal anomalies in IPCC models

6 IPCC-4AR

7 Monthly zonal anomalies from ISCCP parameters, vernal equinox = 21 th March - green: 360 days-Gregorian calendar; orange: Gregorian but vernal equinox on 20 March. Model name: MIROC (CCSR/NIES/FRCGC GCM), resolution ~ 250 km

8 Zonale Mittel der monatlichen Einstrahlung am TOA: SRB (dünn)/CERES (dick) minus ISCCP in den Jahren 2001, 2002, 2003 Jahresmittel

9 Experiment mit ECHAM-5: Jahresgänge von SST und Meereisverteilung vorgegeben; Simulationszeit = 22 Jahre Kontrolllauf (siehe auch Poster von Gabriel Chioda et al.) Verlängerter TagVerkürzter Tag Jan. Dec.

10 Zonale Mittel der Temperatur während der 4 Jahreszeiten – Abweichung vom Kontrolllauf (Mittel über 20 Jahre) Verlängerte EinstrahlungVerkürzte Einstrahlung S N DJF MAM JJASON JJA DJFMAM

11 Temperatur in Bodennähe (in K) – Differenzen zum Kontrolllauf gemittelt über 20 Jahre bei verlängerter (links) und verkürzter (rechts) Einstrahlung

12 Anomalies of air temperature at 2m, and of sea level pressure and of surface albedo and geo-potential height (300 hPa) for higher insolation Surface albedo Geo-potential height (300 hPa) Air temperature at 2m Sea level pressure

13 Spezifische Feuchte (20 Jahre gemittelt) Verlängerter TagVerkürzter Tag Kontrolllauf

14 Conclusions and future: (a)Modelers and data analysists should use the same (quality- controlled) routine and astronomical input data to compute the insolation at the top of the atmosphere. Some groups already agreed. (b)The sensitivity studies should be enhanced to obtain better knowledge of the magnitude of uncertainties due to different insolation routines. (c)Another sensitivity study with a shallow ocean coupled to the atmosphere is underway.

15 DANKE

16 Local deviations from monthly zonal averages (IPCC 4AR)

17 Local deviations from monthly zonal averages (AMIP II)

18 Wir fanden mit 95% (und mehr) Signifikanz: Bei verlängerter Tageslichtperiode: Bei verkürzter Tageslichtperiode Einstrahlung am Oberrand Vertikales Profil der Temperatur Temperatur in Bodennähe Zonaler Wind Niederschlag Albedo: Zunahme bis zu 6 Wm -2 in März und September an beiden Polen Antarkt. Stratosphäre +>0.6K im Jahr; SON: +>0.6K in arktischer Troposphäre +> 0.6K in Arktis, ->0.6K über Grönland im Nordherbst MAM: Abn. –antarkt. Strato., trop. Tropopause, arkt. Tropos.; SON: Zun. antarkt. T., Abn. in T. mittl. Breiten Rauschen global SON: Zunahme Nordküsten Abnahme bis zu 2 Wm -2 in März und September an beiden Polen Stratosph.: DJF +> 0.6K, SON - >0.4K; - >0.2K überall in JJA, - DJF MAM: Zun. Subtr. N+S; Abn. Mittl. Breiten und Subpolar in N+S.; SON: Abnahme südl. subpolar. Breiten