Klimamodelle

Prognosen zur Klimaänderung im Verlauf der nächsten 100 Jahre
Prognosen zur Klimaänderung im Verlauf der nächsten 100 Jahre
Bildquelle: IPCC (Intergovernmental Panel On Climate Change) 2005, Ausschnitt aus "The Global Climate of the 21st Century".

Angesichts der potentiellen Folgen einer zu erwartenden Klimaänderung wie Meeresspiegelanstieg, Häufung von Extremereignissen, Ernteausfällen, Ausbreitung von Krankheiten, usw., bedient man sich computergestützter Modelle, um Prognosen eben dieser Klimaänderung erstellen zu können. Man testet solche Modelle, indem man das heutige und das vergangene Klima simuliert. Der Vergleich der Modelldaten mit Mess- und Proxydaten gibt Auskunft über die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des jeweiligen Modells.

Komplexe Klimamodelle

In heutigen Klimamodelle werden möglichst viele der für den Klimawandel relevanten Prozesse mit einbezogen, um die Wirklichkeit so realitätsnah wie möglich abzubilden. Komplexe Modelle bestehen dabei in der Regel aus miteinander gekoppelten einfacheren Modellen. So setzt sich ein gekoppeltes Globales Atmosphären-Ozean-Modell zusammen aus einem Globalen Atmosphärenmodell und einem Globalen Ozeanmodell. Dabei erfasst das Atmosphärenmodell Komponenten wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Windsysteme, etc. und deren Wechselwirkungen. Das Ozeanmodell erfasst wiederum Komponenten wie Wassertemperaturen und Salzgehalt in unterschiedlichen Tiefen, Meeresströmungen, etc. und deren Wechselwirkungen.

Globale und regionale Klimamodelle

Da in Klimamodellen das System Erde nicht 1:1 abgebildet werden kann, ergeben sich für unterschiedliche Modelle - je nach Grad der Reduktion - unterschiedliche räumliche Auflösungen. Man unterscheidet globale und regionale Modelle. Globale Atmosphärische Klimamodelle beispielsweise arbeiten heute in der Regel mit einer horizontalen Auflösung von 250km und einer vertikalen Auflösung von 1km bei insgesamt 19 übereinander liegenden Schichten und damit bis in eine Höhe von ca. 30km (nach IPCC 2001).

Die räumliche Auflösung stellt damit auch eines der Probleme der Klimamodellsimulationen dar. Als weitere Probleme sind die Leistungsgrenzen der Modelle selbst, aber auch die der zur Berechnung eingesetzten Computer zu nennen. Daneben können bei der Kopplung verschiedener Modelle Fehler entstehen, die dann künstlich herausgerechnet werden müssen. Letztlich liegt eine der größten Problem- und Fehlerquellen in den meteorologischen Messdaten, die in die Computersimulation eingehen. Trotz dieser Mängel sollte den Prognosen, z.B. über die Temperaturzunahme im Laufe der nächsten Jahrzehnte, entsprechende Beachtung geschenkt werden. Wenn sie die nebenstehende Abbildung mit der linken Maustaste anklicken, können Sie beispielhaft die Variationsbreite der unterschiedlichen Prognosen, hier für die Temperaturänderung im Verlauf der nächsten 100 Jahre, betrachten.

  Nachdem Sie nun die Lernmaterialien zum Themenbereich Klimaschwankungen bearbeitet haben, können Sie die dazugehörigen Lerner- und Übungsaufgaben lösen. Sie stehen für die Teilnehmer des Moduls "Einführung in die Klima- und Hydrogeographie"  im zentralen Lern-Management-System der FU bereit. Um dorthin zu navigieren, klicken Sie bitte auf das Stiftsymbol.