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Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember.

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2 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 CCM Simulationen stratosphärisch-troposphärischer Wechselwirkungen in einem sich verändernden Klima Ulrike Langematz Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin Bisherige Beiträge zu New SPARC Initiatives Geplanter Beitrag zu G-SPARC

3 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change How will changes in stratospheric composition affect climate? Bisherige Beiträge zu New SPARC Initiatives 1.Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends 2.GCM Experimente mit gestörten Ozon- und CO 2 -Verteilungen 3.CCM Experimente der Vergangenheit und Zukunft ( ) Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling By what mechanisms do the stratosphere and troposphere act as a coupled system? 1.Analyse von GCM Experimenten

4 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Beobachtete Temperatur [°C] und dekadischer Temperaturtrend [K/dec] in der mittleren Stratosphäre März, 30 hPa, FUB-Analysen Labitzke and Kunze, 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends Aktuell: Mitarbeit in der SPARC Stratospheric Trends Assessment Group Starke zwischenjährliche Variabilität in der Stratosphäre im Winter lange Zeitserien erforderlich

5 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Beobachteter dekadischer Trend der geopotentiellen Höhe im Frühjahr ARCTIC ANTARCTIC signifikante Intensivierung immer noch verstärkt, aber weniger Langematz and Kunze, 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends NCEP/NCARArcticAntarctic d/dec9.3 d/dec d/dec1.6 d/dec d/dec3.0 d/dec Polarwirbelpersistenz im Frühjahr Deutlich erhöhte dynamische Variabilität in Stratosphäre seit 2000 dam/dec

6 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen FUB-CMAM Modell GCM, T21L34, Boden-0.01 hPa Zeitscheibensimulation 1980 Zeitscheibensimulation 2000 mit Ozontrend Zeitscheibensimulation 1980 mit Ozon- und CO 2 -Trend Langematz et al., 2003 Globales Jahresmittel der dekadischen Temperaturänderung durch Ozon- und CO 2 -Änderungen [K/decade] Globale Abkühlung der Stratosphäre durch untere Stratosphäre: O 3 mittlere Stratosphäre: CO 2 obere Stratosphäre: 60% O % CO 2

7 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen Temperaturänderung auf Grund des beobachteten O 3 Trends Shine et al., 2003 Modelle mit vorgeschriebenen, beobacheten Ozontrendprofilen – 1.25 to – 2.3 K/dec – 0.25 to – 0.45 K/dec SSU

8 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen Task 3c: Koordinierte GCM Experimente der Periode mit vorgeschrie- benen,beobachteten Ozon- änderungen GRIPS: GCM Reality Intercomparison Project for SPARC FUB NIESKU WACCMMRI Dekadischer Temperaturtrend in DJF Aktuell: Focus auf Dynamik

9 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change CCM Experimente Tropische Tropopausentemperatur, DJF, K SPARC-CCMVal Initiative Vergleich transienter CCM- Simulationen Aktuell: neues CCM: MA-ECHAM5-MESSy (Kopplung mit Ozean, UV-Strahlung) Analyse der Tropen

10 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember 2006 Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling 1.Analyse von GCM Experimenten Huebener et al., 2007 FUB-EGMAM Modell AOGCM, T30L39, Boden-0.01 hPa mit interaktivem Ozeanmodell Ensemblesimulationen mit unterschiedlichem Treibhaus- gasforcing nach IPCC Wärmefluss an Tropopause im Winter vs. 50 hPa Temperatur im Frühjahr Deutliche Änderung des troposphä- rischen Forcings in Aktuell: Analyse der dynamischen Rückkopplung StratosphäreTroposphäre ERA40

11 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember ) Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change Geplanter FUB-Beitrag zu G-SPARC Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends Untersuchung der folgenden Fragen: Welche Prozesse sind für die beobachteten Veränderungen in der Stratosphäre verantwortlich? Wie wird sich die Stratosphäre in der Zukunft entwickeln? (Temperatur, chemische Zusammensetzung (Ozon), Dynamik) dazu: Durchführung und Analyse von Simulationen der jüngeren Vergan- genheit und Zukunft mit dem MA-ECHAM5-MESSy CCM (mit Ozean) … in Koordination mit den CCMs der G-SPARC Partner … in Koordination mit SPARC/CCMVal … zur Vorbereitung des WMO/UNEP Ozonassessments 2010

12 Ulrike Langematz, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin G-SPARC Workshop, Institut für Meteorologie, Freie Universität Berlin, 4./5. Dezember ) Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling Untersuchung der folgenden Fragen: Wie gut ist die statistische Kopplung StratosphäreTroposphäre im Modell im Vergleich mit Beobachtungen? Welche Prozesse und Wechselwirkungen sind dafür verantwortlich? Verbesserung der Vorhersagbarkeit der troposphärischen Zirkulation? Jahreszeitliche Abhängigkeit? Ändert sich die Kopplung StratosphäreTroposphäre in einem sich verändernden Klima? … anhand von Analysen der CCM Experimente aus 1) Analysen von Beobachtungen


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