Klimamodelle: Bilder der Zukunft

Prof. Dr. Thomas Jung, Leiter der Sektion Klimadynamik, Sprecher des Forschungsprogramms "Changing Earth – Sustaining our Future" und Vizedirektor des Alfred-Wegener-Instituts und Professor an der Universität Bremen.

Klimamodellierung

Polare Vorhersagen

Wer wissen will, wie sich das Wetter oder aber das Klima der Erde künftig entwickeln werden, braucht leistungsfähige Wetter- beziehungsweise Klimamodelle. Sie sind tatsächlich unser wichtigstes Fenster in die Zukunft und gleichzeitig eines der zentralsten Werkzeuge der Klimaforschung. Je besser diese Modelle die natürlichen Prozesse im Klimasystem abbilden, desto genauer und verlässlicher sind ihre Simulationen der Klimazukunft. Das gilt für globalen Klimamodelle ebenso wie für Modelle, die sich auf bestimmte Regionen der Welt konzentrieren.

Eine wachsende Zahl an Messdaten, Fortschritte im Verständnis der Klimaphysik sowie neue leistungsfähige Supercomputer haben die AWI-Klimamodellierung im zurückliegenden Jahrzehnt maßgeblich vorangetrieben. Unsere Expert:innen konzentrieren sich bei ihrer Arbeit auf zwei Teilbereiche. Im ersten steht die methodische Weiterentwicklung regionaler und globaler Modelle im Mittelpunkt. Das heißt, unsere Wissenschaftler:innen erhöhen zum Beispiel die räumliche Auflösung ihrer Modelle, sodass diese auch kleinskalige physikalische Prozesse mit Hilfe der Naturgesetze berücksichtigen können. Oder aber sie bauen zusätzliche Klimakomponenten wie das Meereis oder aber die Vegetation in die Modelle mit ein und steigern auf diese Weise ihre Komplexität und Vorhersagegenauigkeit. Das globale AWI-Klimamodell ist mittlerweile so leistungsstark, dass wir in den zurückliegenden drei Jahren erstmals im internationalen Modellvergleich für den 6. Sachstandsbericht des Weltklimarates teilnehmen konnten. Die Ergebnisse dieser CMIP6-Klimasimulationen wurden inzwischen tausendfach aus der entsprechenden Datenbank heruntergeladen.

Im zweiten Teilbereich geht es um die konkrete Anwendung der Modelle für Vorhersagen zum Klimawandel. Unsere Kernfragen hier lautet: Welche möglichen Veränderungen wird der Klimawandel für die Polarregionen, die mittleren Breiten und die restliche Welt bringen? Welche veränderten physikalischen Prozesse stecken dahinter und was bedeuten dieser Wandel für das Leben auf der Erde? Mithilfe von Klimamodellen untersuchen wir zum Beispiel, wie sich der Rückgang des arktischen Meereises auf Extremwetter-Ereignisse wie winterliche polare Kälteeinbrüche in Mitteleuropa auswirkt. Parallel dazu erforschen wir, welche Kraft aktuell erlebte Hitzewellen, Dürren und Starkregenereignisse in einer wärmeren Welt entwickeln würden.

Wir zeichnen so auf ganz unterschiedliche Weise Bilder von der Klimazukunft der Erde, die uns Menschen helfen sollen zu verstehen, was kommen wird, welche Handlungsoptionen wir als Gesellschaft haben und was getan werden muss, um großen Schaden von Menschen und Natur abzuwenden.