Konzept
Die Veränderungen in unserem Klimasystem werden überwiegend von den Gesetzen der Physik bestimmt. Da es sich bei den geltenden physikalischen Gesetzen um nicht-lineare Gleichungen handelt, gibt es für sie keine exakten Lösungen. Wie ist es dann aber möglich, unser Verständnis für das Klimasystem und seiner Vorhersagbarkeit zur verbessern?
Mess-, Satelliten- und andere Daten werden in globalen und regionalen Modellen assimiliert und visualisiert, die Abbildung zeigt exemplarisch Meeresoberflächentemperatur (links) und Strömungsgeschwindigkeit (rechts).
Wir nähern uns den Fragestellungen aus verschiedenen Richtungen und verfolgen dabei drei zusammenhängende Ansätze:
Analyse von Messdaten
Die Messdaten aus verschiedenen Beobachtungen und Quellen werden analysiert. Das "Durchforsten" dieser Daten hilft uns bei der Formulierung von Hypothesen über die Wechselwirkungen im Klimasystem und über den Klimawandel.
Klimamodellierung
Die dem Klimasystem zugrunde liegenden physikalischen Gleichungen können in Klimamodellen durch Hochleistungsrechner numerisch gelöst werden. In der Sektion Klimadynamik verwenden wir Klimamodelle auch zur Durchführung von Sensitivitätsexperimenten, die Antworten auf verschiedene Fragen geben sollen, wie z.B.: Wie würde das Klimasystem auf das Verschwinden des Arktischen Meereises reagieren? Eine weitere Anwendung von Klimamodellen ist die Vorhersage von Wetter und Klima auf Zeitskalen von Tagen bis hin zu Jahrhunderten.
Theoretische Analyse
Einige der grundsätzlichen Eigenschaften des Klimasystems können durch vereinfachte dynamische Gleichungen beschrieben werden, die nicht-lineare Prozesse als sekundär behandeln. Auf diese Weise ist es möglich, Lösungen für vereinfachte Gleichungen zu erarbeiten und zu untersuchen. In der Sektion Klimadynamik konzentrieren wir uns traditionell auf das Verhalten des Ozeans.