Großräumige Klimaveränderungen und Ihre Bedeutung für die Umwelt
Vorsitzender der Kommission: Prof. Dr. Horst J. Neugebauer
Leiter der Arbeitsstelle: Prof. Dr. Clemens Simmer
Anschrift:
Meteorologisches Institut der Universität Bonn
Auf dem Hügel 20
50121 Bonn
Telefon: 02 28 / 73 51 90
Telefax: 02 28 / 73 51 88
E-Mail: csimmer[at]uni-bonn.de
Internet: www2.meteo.uni-bonn.de/deutsch/forschung/gruppen/klimaaenderung/
Den Rahmen dieses längerfristigen Forschungsprojektes bildet das aktuelle Problem der möglichen anthropogenen Klimamodifikation. In diesem Zusammenhang liegt der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten auf der Darstellung der beobachteten Erwärmung in ihrer Beziehung zur zeitlich-räumlichen Differenzierung der Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und den anderen Komponenten des Klimasystems (Ozean, Schnee und Eis, Biosphäre) mit dem Ziel, die geophysikalischen Mechanismen zu erfassen, die die Klimaänderungen steuern können.
Die Diagnose dieser Wechselwirkungen erfolgt anhand empirischer, auf langjährigem Beobachtungsmaterial basierender Studien, die eine Grundlage für die Ergänzung und Validierung von Klimamodellen darstellen.
Hiermit ist zwangsläufig eine Beschränkung fast nur auf konventionelle (direkt messbare) Daten verbunden, denn gegenwärtig erlauben nur diese Daten eine Erfassung der Klimavariabilität auf interannuellen und dekadischen Skalen. Durch eine Verbindung unterschiedlicher, möglichst unabhängiger Datenquellen (z. B. Schiffsbeobachtungen mehrerer meteorologischer Parameter über den Ozeanen, Landstationsbeobachtungen der Temperatur, des Niederschlags und Luftdrucks sowie anderer Parameter, Radiosondendaten, operationelle Analysen des Deutschen Wetterdienstes, sog. Reanalysen des U.S. amerikanischen Wetterdienstes und zunächst nur für Vergleichszwecke Fernerkundungsdaten) soll eine Kohärenz bzw. gegenseitige Bestätigung von Ergebnissen gewährleistet werden.
In den letzten Jahren folgten die Untersuchungen einem konzeptionellen Modell, das von einer Initialerwärmung (durch natürliche oder/und anthropogene Faktoren bedingt) ausgeht und ihre möglichen Auswirkungen auf das globale Klima aufzeigt (vgl. Schema).
Den Kern dieses Modells stellt die Annahme dar, dass eine Erwärmung - insbesondere die der tropischen 'Ozeane' - zur Erhöhung des Wasserdampfgehaltes in der Troposphäre (aufgrund steigender Verdunstung) und damit zur Verstärkung des "Treibhauseffektes'' der Atmosphäre führt. Mit zunehmender Verdunstung ist ein erhöhtes Freisetzen latenter Wärme (bei Kondensation und Niederschlag) verknüpft. Die positive Rückkopplung über den Wasserdampf bzw. den intensiveren hydrologischen Zyklus (z. B. höhere Verdunstung, höherer Niederschlag) tragen wesentlich zur Verstärkung der Initialerwärmung bei. Diese Prozesse erreichen - wegen der exponentiellen Abhängigkeit der Sättigungsfeuchte von der Temperatur (Clausius-Clapeyron-Beziehung) - in den Tropen ihre höchste Intensität.
Stärkere Erwärmung in den Tropen als in höheren Breiten führt zur Verschärfung meridionaler Temperaturkontraste, mit denen eine Intensivierung der atmosphärischen Zirkulation (z. B. ihrer wichtigen Glieder auf der Nordhemisphäre: Nord-Atlantik-Oszillation = NAO; Pazifik-Nord-Amerika Oszillation = PNA) und eine Erhöhung der synoptischen Aktivität (Wetterveränderlichkeit) in den mittleren Breiten assoziiert sind.