Der Kaffee-Sahne-Effekt und andere Turbulenzen

Wer schon einmal Sahne in eine Tasse Kaffee gegeben hat, weiß wie turbulente Strömungen zur Vermischung der beiden Flüssigkeiten führen. Was sich in der Kaffeetasse auf kleiner Skala abspielt, findet ganz ähnlich auch in der Atmosphäre und im Ozean statt. Physikalische Vorgänge auf kleinster Ebene sind dabei mit den globalen Winden und Strömungen verbunden – und von entscheidender Bedeutung für das globale Klima.

Die Forscher des fächerübergreifenden Projekts wollen diese turbulenten Prozesse und Wellenvorgänge untersuchen, um aktuelle Klimamodelle zu verbessern und neue Modelle mit geschlossenem Energiehaushalt zu entwickeln.  „Trotz aller Fortschritte zeigen bestehende Klimamodelle immer noch energetische und mathematische Inkonsistenzen, was zu erheblichen Fehlern bei Klimavorhersagen führen kann“, sagt Prof. Carsten Eden, Sprecher des Projekts vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg. „Jetzt ist der richtige Zeitpunkt, die Aktivitäten in den verschiedenen Disziplinen zusammenzubringen und neue Wege zu beschreiten“.

In dem Projekt arbeiten Ozeanographen, Meteorologen und Mathematiker eng zusammen. Die Vision der Forscherinnen und Forscher ist es, den Energieaustausch im Klimasystem zu verstehen und stimmig zu beschreiben und sowohl physikalisch wie auch mathematisch verbesserte Ozean- und Atmosphärenmodelle zu entwickeln. „Das neue Projekt gibt uns die Chance, unsere Klimamodelle signifikant zu verbessern, inbesondere im Hinblick auf die Darstellung ozeanischer Prozesse“, sagt AWI-Klimawissenschaftler Prof. Dr. Thomas Jung.

Das Alfred-Wegener-Institut ist einer von mehreren Partnern in diesem Forschungsprojekt, das die Universitäten Hamburg und Bremen in der Förderlinie Sonderforschungsbereich/Transregio der Deutschen Forschungsgemeinschaft beantragt hatten. Das Vorhaben umfasst die Standorte Hamburg, Bremen und Rostock und wird am Forschungszentrum CEN der Universität Hamburg koordiniert. Weitere Partner sind die Jacobs University Bremen, die Leibnitz-Institute für Atmosphärenphysik und Ostseeforschung Warnemünde der Universität Rostock, das Max-Planck-Institut für Meteorologie und das Helmholtz-Zentrum Geesthacht. Eine Verlängerung des vierjährigen Projekts ist um maximal acht weitere Jahre möglich.