Wie Modellsimulationen helfen, unser Klimasystem besser zu verstehen

Beobachtungsdaten, die von Schiffen oder Messplattformen aus erhoben werden, liefern eine wichtige­ Basis für das Verständnis von Ozean und Klima. Aber auch mit den allerneuesten Technologien und ­Tausenden von Messgeräten gelingt es nicht, den gesamten Zustand des globalen Ozeans oder der ­Atmosphäre mit der notwendigen Genauigkeit zu erfassen. Deshalb sind Klimamodelle notwendig, um in Computersimulationen die natürlichen Prozesse besser zu verstehen und mögliche zukünftige Entwicklungen abzuschätzen.

Modellsimulationen ermöglichen es der Wissenschaft, auf Grundlage physikalischer Gesetze das Wissen über die Erde räumlich und zeitlich über die vor Ort gemessenen Daten hinaus auszudehnen. Die dabei genutzten numerischen Modelle stellen aber immer nur eine Annäherung an die Realität dar, da selbst mit sehr großen Computern nicht alle Prozesse in beliebig hoher räumlicher Auflösung dargestellt werden können.

Am GEOMAR werden dafür sehr unterschiedliche Simulationen genutzt: regionale, sehr hoch auflösende Ozeanmodelle für Studien von mehreren Jahrzehnten, gekoppelte Modelle von Ozean und Atmosphäre, die, je nach Auflösung auch Zeiträume von Jahrhunderten abdecken können, bis hin zu vereinfachten Modellen, die lange Zeiträume überdecken oder mit denen ein bestimmtes Szenario sehr oft durchgerechnet wird, um die Bandbreite der Ergebnisse abzuschätzen. Denn kleinste Unterschiede in den Startbedingungen können aufgrund der chaotischen Natur von Luft- und Wasserströmungen nach gewisser Zeit zu sehr unterschiedlichen Entwicklungen führen. Auch deshalb ist ein Vergleich mit gemessenen Daten immer sehr wichtig.

 

Neues aus der Forschung: Modellsimulationen