Bericht Discovery Channel

21. April 2009 - Discovery News berichtet über Forschungsaktivitäten aus P10.

Discovery News berichtet über Forschungsaktivitäten aus P10 [http://dsc.discovery.com/news/2009/04/21/warming-day-length.html]. Anlass war der EGU - Vortrag von Elfrun Lehmann, Felicitas Hansen und Koautoren über einen Anstieg in der Tageslängenvariation unter einer zukünftigen Erwärmung des Klimas (EGU Session G3 „Observing and understanding Earth rotation variability and its geophysical excitation“). Als Ursache führt die Studie eine Verstärkung der stratosphärischen Jets und ein häufigeres Auftreten von starken El Niño Ereignissen zum Ende des 21. Jahrhunderts an.

In ihrem Vortrag vergleichen die Autoren beobachtete Anomalien zonaler Winde (1961-2000) mit denen einer gekoppelten Atmosphären-Ozean Klimasimulation, die eine Erwärmung des Klimas zum Ende des 21. Jahrhunderts (IPCC A1B Szenarium) projiziert. Ein Vergleich von Simulationsergebnissen für den Zeitraum 1971-2000 (IPCC 20C Szenarium) und 2071-2100 (IPCC A1B Szenarium) weist auf eine durchschnittliche Zunahme von 21% in der Tageslängenvariation hin unter der Annahme, dass der Kohlendioxidgehalt von einer vorindustriellen Konzentrationen von ca. 380 ppm auf 700 ppm bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ansteigen wird. In der Modellprojektion zur Klimaerwärmung wird die stärkste Erwärmung des Klimas ab dem Jahr 2050 beobachtet. Zugleich simuliert das Modell ab diesem Zeitraum ein häufigeres Auftreten von starken El Niño Ereignissen im tropischen Pazifik und einen extensiven Anstieg in der Geschwindigkeit der zonalen Winde, insbesondere im Bereich der Stratosphäre (200-10 hPa). Diese Jets bewegen sich in einem zonalen Band in einer Höhe von ca. 10 – 15 km um die Erde und können Geschwindigkeiten von 100 bis über 400 km pro Stunde erreichen. Im Vergleich der klimatologischen Mittel von 1971-2000 (IPCC 20C Szenarium) und 2071-2100 (IPCC A1B Szenarium) führt die Verstärkung der zonalen stratosphärischen Winden zu einem durchschnittlichen Anstieg der Tageslängenvariation um 31%.

Zwischen 1982 und 2000 wurden drei starke El Niño Ereignisse beobachtet. Im Vergleich dazu projiziert das Modellszenario zur Klimaerwärmung (IPCC A1B Szenarium) für den Zeitraum 2082-2100 neun starke El Niño Perioden. Da die Erde sich in Bezug auf ihre Rotation wie ein geschlossenes System verhält, führt eine Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Winde proportional zu einer Verlangsamung der Rotation der festen Erde und somit zu einer Verlängerung des Tages. Während eines El Niños verlangsamt sich die Erdrotation um einige Millisekunden pro Tag. Dieser Effekt ist allerdings rückläufig, wenn die Oberflächentemperaturen im tropischen Pazifik wieder abkühlen.

Jedoch wirkt nicht jeder starke El Niño gleich auf die Tageslänge. In ihrer Studie untersuchen die Autoren, welche Faktoren die unterschiedliche Wirkung von El Niño Ereignissen auf die Tageslängenvariation bedingen könnten. Eine Analyse der Beobachtungsdaten weist im Zusammenhang mit erhöhten Ozeanoberflächentemperaturen auf eine Zunahme in der Tageslängenvariation hin, die zwischen 15% bis 73% schwankt. Dabei stellten die Autoren fest, dass die unterschiedliche Wirkung individueller El Niño Ereignisse mit variierenden Anomalien des zonalen Windes in der oberen Troposphäre und in der Stratosphäre assoziiert werden kann.

Eine Untersuchung zur Wechselwirkung zwischen Ozean und Windanomalien wurde auf Daten aus einer gekoppelten Atmosphäre-Ozean Modellsimulation ausgedehnt. Laut Modellszenario werden während einer Klimaerwärmung die Oberflächentemperaturen des Ozeans stetig ansteigen, was zu einem häufigeren Auftreten starker El Niño Ereignisse führen würde. Im Bereich des tropischen Pazifiks wird eine mittlere Zunahme in der Ozeanoberflächentemperatur von 2.9°C erwartet (IPCC A1B Szenarium). Vergleichbar mit Ergebnissen aus den Beobachtungsdaten zeigt das Modellszenario für Klimaerwärmung ähnliche Windanomalien im Zusammenhang mit einer Erwärmung der Ozeanoberflächentemperatur, wenn eine starke Wirkung auf die Tageslängenvariation zu beobachten ist. Unter diesen Bedingungen können 75% der projizierten starken El Niño Ereignisse mit einem zeitlichen Anstieg in der Tageslängenvariation von mehr als 50% assoziiert werden.