Regionale Klimamodellierung

Klimamodelle simulieren das Klima der Erde und seine Veränderungen auf der Grundlage von physikalischen Gesetzen, die durch mathematische Gleichungen gelöst werden. Diese Gleichungen bilden, soweit möglich, die einzelnen Komponenten des Klimasystems und ihre komplexen Wechselwirkungen ab.

^{Entwicklung der Klimamodelle (nach IPCC 2007)}

Klimamodelle haben in der letzten Jahrzehnten eine enorme Entwicklung vollzogen (siehe Abb.). Während noch zu Beginn der 1970er ein reines Atmosphärenmodell mit CO₂-Emissionen verwendet wurde, konnten in den späten 1990er der Ozean, die Schnee- und Eisdecken, die Landoberfläche und die Sulfat-Aerosole angekoppelt werden. Mit dem aktuellen Sachstandbericht des IPCC in 2007 kamen die interaktive Vegetation und die Atmosphärenchemie hinzu.

Im Allgemeinen können Klimamodelle die großräumigen, zum Teil Jahreszeiten bedingten Zirkulationsmuster sowie den Temperaturverlauf recht gut wiedergeben (z.B. van Ulden und van Oldenborgh 2006, Reichler und Kim 2008). Das komplexe Verhalten des Niederschlags allerdings ist weitaus schwieriger mit einem (Klima-)Modell abzubilden. Abweichungen vom beobachteten Niederschlag können durch subskalige Prozesse (z.B. Orographie, Konvektion) hervorgerufen werden, welche mit einem globalen Klimamodell nicht hinreichend abgebildet werden können.

Einen Ansatz, kleinskaligere Prozesse zu simulieren, ist das Verwenden von Klimamodellen mit einer höheren räumlichen Auflösung. Für globale Simulationen ist aber die erforderliche Rechenkapazität nicht vorhanden. Aus diesem Grund deckt solch ein Modell nur eine Region der Erde ab und wird demzufolge regionales Klimmodell genannt.

Globale Modelle weisen eine Auflösung von 100 km, regionale hingegen bis zu 7 km und bilden daher die regionalen Besonderheiten wie z.B. Temperatur- und Feuchtegradienten im stark gegliederten Gelände besser ab. 

In der Arbeitsgruppe "Regionales Klima und Wasserkreislauf" des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung werden verschiedene Klimaläufe mit eine Auflösung von 7 km gerechnet. Der Vorteil liegt darin, dass diese hoch aufgelösten Klimasimulationen die lokal- und regional spezifischen klimatischen Bedingungen besser abbilden können und somit Nutzer orientierter zum Einsatz kommen können.  

Fragen nach den Grenzen und Möglichkeiten regionaler Klimamodellierung, aber auch Fragen warum ändert sich das Klima und wie ändert es sich in einer bestimmten Region, insbesondere in Süddeutschland, sind Gegenstand der Voträge und Präsentationen.

Aktivitäten

• Vorträge für verschiedene Zielgruppen (Politik, Bildungseinrichtungen, Wirtschaft und Wissenschaft)
• Projektkoordination