Gastbeitrag zur Klimaforschung

Regionale Klimamodelle helfen, Veränderungen zu analysieren

Foto: KlimaCampus

Hamburg. Größer, schneller, weiter? In der Klimaforschung läuft der Trend umgekehrt: Die Herausforderung liegt nämlich zurzeit darin, auch vergleichsweise kleine Phänomene wie Stürme oder lokale Tiefdruckgebiete in Szenarien einzubeziehen. So lässt sich zum Beispiel bisher nicht sagen, ob Stürme an der Nordsee und im Nordatlantik im Zuge des Klimawandels häufiger auftreten oder ob sich womöglich deren Zugbahnen verändern.

Globale Klimamodelle, mit denen die Wissenschaft seit rund 40 Jahren erfolgreich arbeitet, teilen die Erde in dreidimensionale Gitterboxen ein, für die das jeweilige Wetter berechnet wird. Die Boxen haben eine Kantenlänge von hundert bis dreihundert Kilometern. Ein Tief kann dabei ab vier bis fünf Gitterboxlängen zuverlässig dargestellt werden. Sogenannte Polartiefs haben jedoch häufig nur eine Ausdehnung von mehreren Hundert Kilometern - und fallen daher quasi durch ein solches Raster.

Eine feinere Auflösung überstieg bisher die Kapazität der zur Verfügung stehenden Rechner. Erfreulicherweise hat sich dies mittlerweile geändert - nicht zuletzt durch den neuen Großrechner im Deutschen Klimarechenzentrum. Meine Kollegen und mich vom Institut für Küstenforschung am GKSS-Forschungszentrum Geesthacht interessiert, welchen Mehrwert die regionalen Modelle gegenüber den globalen Modellen bieten.

Tatsächlich zeigen einige unserer Experimente, dass das feinere Regionalraster nicht zwangsläufig den globalen Modellen überlegen ist. Beispielsweise lässt sich über dem offenen Ozean für vergleichsweise einheitliche Faktoren wie bodennahe Windgeschwindigkeit oder Luftdruck auf Meereshöhe auch ein gröberes Raster nutzen. Ein Regionalmodell bringt in diesem Fall also keinen Mehrwert, verschlingt aber wertvolle Rechenzeit.

Ganz anders hingegen ist es entlang der Küsten: Hier lohnt sich eine genaue Analyse, weil Form und Topografie der Küstenlinie auf vergleichsweise kleinem Raum für unterschiedliche Windverhältnisse und Temperaturen sorgen.

Auch typische Wettererscheinungen an Bergketten lassen sich nur durch ein Regionalmodell wirklichkeitsnah abbilden. Jedes Klimamodell wird grundsätzlich einem Realitäts-Check unterzogen. Dabei rechnen wir nicht vorwärts, sondern mehrere Jahrzehnte zurück. Indem wir die Rechenergebnisse mit Daten vergleichen, die in dieser Zeit vor Ort tatsächlich gemessen wurden, überprüfen wir die Qualität des Modells. Gleichzeitig untersuchen wir, ob sich Häufigkeit, Stärke und Zugbahnen von Polartiefs oder Taifunen verändert haben.

Modelle sind außerdem in der Lage, Fehler auszugleichen, die sich durch unterschiedliche Messmethoden und -stationen ergeben. So stehen uns beispielsweise erst seit den Siebzigerjahren Satellitendaten zur Verfügung. Durch eine sinnvolle Kombination von Messdaten, hoch aufgelösten und globalen Modellen können wir daher gezielte Aussagen über den Wandel regionaler Klimaphänomene machen.

Die Klimaforschung in Hamburg genießt internationales Renommee und ist einer der wissenschaftlichen Leuchttürme der Stadt. 17 Uni-Institute, das Max-Planck-Institut für Meteorologie und das Institut für Küstenforschung des Geesthachter Forschungszentrums GKSS haben sich zum KlimaCampus zusammengeschlossen. Unter dem Motto "Neues aus der Klimaforschung" präsentieren Wissenschaftler des KlimaCampus den Abendblatt-Lesern einmal im Monat neueste Ergebnisse aus ihrem jeweiligen Forschungsgebiet. Dr. Frauke Feser arbeitet beim GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht am Institut für Küstenforschung, das den Lebensraum Küste untersucht, Grundlagen für die regionale Modellierung erarbeitet und daraus Zukunftsszenarien ableitet.

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