stratosphärisch-troposphärischer Wechselwirkungen

Präsentation zum Thema: "stratosphärisch-troposphärischer Wechselwirkungen"—  Präsentation transkript:

1 stratosphärisch-troposphärischer Wechselwirkungen
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

2 Bisherige Beiträge zu New SPARC Initiatives
Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change „How will changes in stratospheric composition affect climate?“ Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends GCM Experimente mit gestörten Ozon- und CO2-Verteilungen CCM Experimente der Vergangenheit und Zukunft ( ) Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling „By what mechanisms do the stratosphere and troposphere act as a coupled system?“ Analyse von GCM Experimenten

3 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change
Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends Beobachtete Temperatur [°C] und dekadischer Temperaturtrend [K/dec] in der mittleren Stratosphäre März, 30 hPa, FUB-Analysen Starke zwischenjährliche Variabilität in der Stratosphäre im Winter → lange Zeitserien erforderlich Labitzke and Kunze, 2006 Aktuell: Mitarbeit in der SPARC Stratospheric Trends Assessment Group

4 signifikante Intensivierung
Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends Beobachteter dekadischer Trend der geopotentiellen Höhe im Frühjahr Polarwirbelpersistenz im Frühjahr NCEP/NCAR Arctic Antarctic 3.5 d/dec 9.3 d/dec 5.2 d/dec 1.6 d/dec 0.0 d/dec 3.0 d/dec dam/dec ARCTIC ANTARCTIC Deutlich erhöhte dynamische Variabilität in Stratosphäre seit 2000 signifikante Intensivierung immer noch verstärkt, aber weniger Langematz and Kunze, 2006

5 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change
GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen Globales Jahresmittel der dekadischen Temperaturänderung durch Ozon- und CO2-Änderungen FUB-CMAM Modell GCM, T21L34, Boden-0.01 hPa Zeitscheibensimulation 1980 Zeitscheibensimulation 2000 mit Ozontrend Zeitscheibensimulation 1980 mit Ozon- und CO2-Trend Globale Abkühlung der Stratosphäre durch untere Stratosphäre: O3 mittlere Stratosphäre: CO2 obere Stratosphäre: 60% O3 + 40% CO2 [K/decade] Langematz et al., 2003

6 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change
GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen Temperaturänderung auf Grund des beobachteten O3 Trends Modelle mit vorgeschriebenen, beobacheten Ozontrendprofilen SSU  – 1.25 to – 2.3 K/dec – 0.25 to – 0.45 K/dec Shine et al., 2003

7 Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change
GCM Experimente mit gestörten Ozonverteilungen GRIPS: GCM Reality Intercomparison Project for SPARC NIES KU WACCM MRI Task 3c: Koordinierte GCM Experimente der Periode mit vorgeschrie-benen,beobachteten Ozon-änderungen FUB Dekadischer Temperaturtrend in DJF Aktuell: Focus auf Dynamik

8 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

9 Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling
Analyse von GCM Experimenten Wärmefluss an Tropopause im Winter vs. 50 hPa Temperatur im Frühjahr FUB-EGMAM Modell AOGCM, T30L39, Boden-0.01 hPa mit interaktivem Ozeanmodell Ensemblesimulationen mit unterschiedlichem Treibhaus- gasforcing nach IPCC ERA40 Deutliche Änderung des troposphä-rischen Forcings in Huebener et al., 2007 Aktuell: Analyse der dynamischen Rückkopplung Stratosphäre→Troposphäre

10 Geplanter FUB-Beitrag zu G-SPARC
1) Detection, Attribution, and Prediction of Stratospheric Change 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 Analyse von beobachteten stratosphärischenTrends

11 2) Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling
Untersuchung der folgenden Fragen: Wie gut ist die statistische Kopplung Stratosphäre↔Troposphäre 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 Stratosphäre↔Troposphäre in einem sich verändernden Klima? … anhand von Analysen der CCM Experimente aus 1) Analysen von Beobachtungen