Klimawandel –
Stand der Wissenschaft
Jochem Marotzke
Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) Zentrum für Marine und Atmosphärische
Wissenschaften (ZMAW)
• Mit Beiträgen von: Daniela Jacob, Holger Göttel, Johann Jungclaus, Erich Roeckner (MPI-M),
Überblick
1.
Grundsätzliches: Natürlicher und anthropogener Klimawandel
2.
Simulation globaler Klimaänderungen
3.
Beobachtungen zur Stabilität der
Ozeanzirkulation im Atlantik
1. Grundsätzliches: Natürlicher und
anthropogener Klimawandel
Beobachtete Klimaänderung seit 1850
Mittlere globale Temperatur an der Erdoberfläche (°°°°C)
Mittlerer globaler Meeresspiegel (mm)
Nordhemisphärische Schneebedeckung
(Mio. km2) IPCC (2007)
Beobachtete Temperaturänderung seit 1900
IPCC (2007)
Hansen (2005) Petit et al. (1999) Tausend Jahre vor heute
Konzentration von Kohlendioxid in der
Atmosphäre
Konzentration von Methan in der
Atmosphäre
Bodennahe Lufttemperatur,
Antarktis ppm
ppb
°C
„Aufzeichnungen“ aus antarktischen Eisbohrkernen
Hansen (2005) Petit et al. (1999)
2003 1850
ppm
ppb
°C
Tausend Jahre vor heute
„Aufzeichnungen“ aus antarktischen Eisbohrkernen
Konzentration von Kohlendioxid in der
Atmosphäre
Konzentration von Methan in der
Atmosphäre
Bodennahe Lufttemperatur,
Antarktis
Hansen (2005) Petit et al. (1999)
2003 1850
ppm
ppb
°C
Der Mensch hat in den letzten 150 Jahren die
Konzentration von Treibhausgasen
stärker verändert als natürliche
Schwankungen während der
gesamten Eiszeit!
Wie wird das System
reagieren???
Tausend Jahre vor heute
„Aufzeichnungen“ aus antarktischen Eisbohrkernen
2. Simulation globaler Klimaänderungen
Gemessene (schwarz) und angenommene Konzentration von Kohlendioxid
Roeckner et al. (2006)
Simulation: Änderung Lufttemperatur in 2m Höhe
Simulation der Meereis- und Schneebedeckung
Simulation: relative Änderung Niederschlag, 2085
Roeckner et al.
(2006)
Simulierte Stärke der Nordatlantikzirkulation
Roeckner et al. (2006)
3. Beobachtungen zur Stabilität der
Thermohalinen Zirkulation (THZ) im Atlantik
Thermohaline Zirkulation (THZ) im Atlantik
Quadfasel (2005) Thermo:
Temperatur Halin: Salz
Temperatur und Salzgehalt bestimmen die Dichte und somit die Möglichkeit, in
hohen Breiten abzusinken
Nature, 1. Dezember 2005
Bryden et al. (2005): Abschwächung der THZ bei 25 ° N um 30%, 2004 gegenüber 1957
Aber: Kann man mit 5 „Momentaufnahmen“
(Okt. 1957, Jul./Aug. 1981, Jul./Aug. 1992, Feb. 1998, April 2004) Fluktuationen von einem Trend unterscheiden?
(alias THZ)
Februar 2004: Beginn dauerhafter Messungen
Schiermeier (Nature, 26. Februar 2004)
Messung der THZ bei 26.5°N im Atlantik
(Marotzke, Cunningham, Bryden, Kanzow, Hirschi, Johns, Baringer, Meinen, Beal)
Datengewinnung:
April, Mai, Okt. 2005;
März, Mai, Okt., Dez.
2006, März 2007
Church (SCIENCE, 17. August 2007)
Messung der THZ bei 26.5°N im Atlantik
(Marotzke, Cunningham, Bryden, Kanzow, Hirschi, Johns, Baringer, Meinen, Beal)
Messung der THZ bei 26.5 ° N im Atlantik
RAPID “RRS Charles Darwin” Ausfahrt April 2005
S. A. Cunningham et al., Science (17. August 2007)
Erste Zeitreihe der THZ im Atlantik (in rot)
THZ bei 26.5 ° N im Atlantik
Blau:
Florida- Straße
Rot: THZ (gesamt) Schwarz:
Windge- trieben
Magenta:
Geostro- phisches Inneres
Zusammenfassung
Der anthropogene Klimawandel geschieht bereits
Klimamodell des MPI-M (IPCC-Szenario A1B):
Bis 2080 wird das Meereis im arktischen Sommer vollständig verschwunden sein.
Bis 2100 wird die Thermohaline Zirkulation (THZ) im Atlantik (“Europas Warmwasserheizung”) um 30%
schwächer sein.
Zusätzlicher Treibhauseffekt 3 bis 4 mal stärker als Einfluss der abgeschwächten THZ
Für die THZ im Nordatlantik wurde ein kontinuierliches Beobachtungssystem installiert. Erste Ergebnisse:
Keine Anzeichen einer Abschwächung - trotz früherer (Fehl)-Alarme
Erstaunlich hohe Veränderlichkeit über wenige Monate
Nur Dauermessungen können langfristige Veränderungen zuverlässig erfassen
