Einblicke in den Einfluss der Ozeane auf das Klima

Die Arbeit mit Wettervorhersagemodellen für Jahre und nicht nur für Tage kann einen Einblick in das Klima der Erde geben. Wissenschaftler der Universität in Reading haben den Einfluss des Nordatlantischen Ozeans auf das europäische Klima untersucht.

Für allgemeine Zirkulationsmodelle, auch als globale Klimamodelle (Global Climate Models – GCMs) bekannt, werden dieselben physikalischen Grundlagen wie für die numerische Wettervorhersage angewandt. Jedoch werden die GCMs nicht für die Wettervorhersage des morgigen Tages eingesetzt. Sie werden für lange Zeiträume erstellt, um die Langzeitveränderungen unseres Klimasystems zu untersuchen.

Die erste Generation der GCMs bedachte dabei aber nicht die Ozeane, obwohl eine wichtige Beziehung zwischen der Atmosphäre und den Ozeanen besteht, die z.B. durch Wärmeveränderungen, Veränderungen der Eigendynamik, der Feuchtigkeit und anderer Eigenschaften, die beim Zusammentreffen von Luft und Wasser auftreten, zum Ausdruck kommt. Es wird derzeit die Auffassung vertreten, dass exakte Vorhersagen von globalen Klimareaktionen auf Belastungen wie beispielsweise eine erhöhte Kohlendioxidkonzentrationen nur unter Berücksichtigung der Ozeane in diesen Modellen möglich sind.

Das durch das EESD-Programm finanziell unterstützte NCAS Zentrum für globale Atmosphärenmodelle der Universität in Reading konzentrierte sich in diesem Zusammenhang auf den Nordatlantik. Die vom NCAS Zentrum für globale Atmosphärenmodelle angewandte Methode arbeitete mit vier bis fünf unterschiedlichen GCMs, um die Atmosphäre und den Ozean miteinander zu verbinden. Das NCEP wertete erneut Daten der Zeit zwischen 1958 und 1998 aus und stellte diese den Modellen zur Verfügung, um natürliche Abweichungen innerhalb von jeweils zehn Jahren herausarbeiten zu können. Es stellte sich heraus, dass das durch Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur (Sea Surface Temperature – SST) hervorgerufene Phänomen der Nordatlantischen Oszillation (NAO) das europäische Klima sehr stark beeinflusst. So kann die NAO in einigen Regionen die Temperaturen steigen und in anderen sinken lassen oder es in einigen Gebieten regnen lassen, während andere Gebiete eine Dürreperiode erfahren.

Fast alle Regionen des Atlantiks sind von diesen komplexen Auswirkungen des Systems betroffen und es entstehen bedeutende zeitliche Verzögerungen. Besonders die meridionale umschlagende Zirkulation, die durch das Sinken und Verteilen von kaltem Wasser entsteht, wurde durch den Ursprungszustand des Ozeans stark beeinflusst. Die Auflösung des Modells bis auf 40 km reichte aus, um dieses grundlegende physikalische Phänomen darstellen zu können.

Da die internationalen Sorgen um die Klimaveränderungen zunehmen, sind umfangreiche Bemühungen wie die des NCAS Zentrums für globale Atmosphärenmodelle zur Erweiterung der Kenntnisse zum Zusammenspiel von Ozean und Atmosphäre äußerst wichtig.