Projektgruppen

DM-1.13 | KLIMASYSTEMMODELLIERUNG AUF DEM HOCHLEISTUNGSRECHNER LOEWE-CSC

Projektleiter:
Prof. Dr. Bodo Ahrens

Im Projekt E1.13 wird ein gekoppeltes Atmosphären-Ozean-Meereis Modell benutzt, um die Auswirkungen der Nord- und Ostsee und des Mittelmeeres auf das Klima Zentraleuropas zu untersuchen. Aufgrund unterschiedlicher Modellgebiete, Gitterabstände und Zeitschritte zwischen dem Atmosphärenmodell COSMO-CLM und dem Ozeanmodell NEMO, wird der OASIS3-Koppler benutzt, um die auszutauschenden Felder räumlich und zeitlich zu interpolieren.

COSMO-CLM, welches in dieser Studie genutzt wird, ist ein nicht-hydrostatisches regionales Klimamodell. Das Modellgebiet ist gleich der CORDEX-Europa Domäne mit einem Gitterabstand von ca. 50 km (0,44 Grad). An den seitlichen Rändern wird das Modell mit sechsstündigen Daten der ERA-Interim-Reanalyse angetrieben.

Das Ozeanmodell NEMO (Version 3.3) umfasst ein Meereismodell (LIM3) und ist an die Nord- und Ostseeregion angepasst. Es hat eine horizontale Auflösung von 2´, mit 619 x 523 Gitterpunkten und 56 Schichten in der Vertikalen. Die Anpassung des Modells an die Gegebenheiten des Baltikums wurde vom Schwedischen Meteorologischen und Hydrologischen Institut (SMHI) vorgenommen, die uns diese Modellkonfiguration freundlicherweise zur Verfügung stellen.

Die Jahre 1979 bis 2010 sollen sowohl mit dem ungekoppelten Atmosphärenmodell gerechnet werden als auch mit dem gekoppelten Atmosphäre-Ozean-System.

Der OASIS3-Koppler sendet den effektiven Niederschlag, den atmosphärischen Windstress, die solare und nicht-solare Strahlung und den Bodenluftdruck an das Ozeanmodell, welches wiederum die Meeresoberflächentemperatur und den Anteil der Meereisbedeckung über den OASIS3-Koppler an die Atmosphäre schickt (Abbildung 1). Dieser Austausch findet alle drei Stunden statt, und die räumliche Interpolationsmethode ist abstandsgewichtet.

Abb. 1

Abbildung 1: Kopplung zwischen Atmosphäre und Ozean.

Die ersten Ergebnisse des gekoppelten Experiments im Vergleich zum ungekoppelten Atmosphärenexperiment zeigen leicht erhöhte 2-Meter-Temperaturen über Zentraleuropa (Abbildung 2). In Südwesteuropa sind die Temperaturen im gekoppelten System aufgrund des  abkühlenden Effekts des Ozeans niedriger.

Abb. 2

Abbildung 2: Jahresmitteltemperatur in 2 Meter Höhe in Kelvin für das Jahr 1989, Differenz zwischen gekoppeltem System und ungekoppeltem Atmosphärenmodell.
 

Team

Trang Pham van, Doktorandin

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