Mechanismen inter- bis multidekadischer Klimavariabilität und ihre Implikationen für Klimavorhersagen

MultiCliP verfolgt das Ziel, ein verbessertes Verständnis der Klimavariabilität auf Zeitskalen zu erlangen, die für mittelfristige Klimavorhersagen bedeutend sind.

Dazu werden prozessorientierte Studien zu den Eigenschaften, der räumlichen Verteilung und Interkonnektivität der Variabilitätsmuster durchgeführt und deren Abhängigkeit von Modellspezifikation und –komplexität untersucht. MultiCliP verwendet das am MPI-M entwickelte komplexe Erdsystemmodell (MPI-ESM) in einer Hierarchie von Modellkonfigurationen und wird Prozesse und Rückkopplungsmechanismen sowie die Rolle von externen Antrieben (Variation der solaren Einstrahlung, Vulkane) untersuchen. MultiCliP wird daraus resultierende Implikationen für mittelfristige Vorhersagen ausarbeiten und dem MiKlip Programm zur Verbesserung des Vorhersagesystems zur Verfügung stellen.

Ziele

MultiCliP wird

• Schlüsselprozesse und Rückkoppelungsmechanismen identifizieren, die für die dekadischen bis multidekadischen Variationen in Langzeitsimulationen mit dem MPI-ESM verantwortlich sind und ihre spezifischen Zeitskalen und räumlichen Manifestationen bestimmen.
• die Abhängigkeit dieser Prozesse und feedbacks von Modelleigenschaften (Gitterauflösung, Parametrisierungen) und Modellkomplexität in existierenden Simulationen sowie in dedizierten Sensitivitätsexperimenten bestimmen.
• individuelle Prozesse und Rückkoppelungsmechanismen isolieren um zu einem verfeinerten Verständnis der Prozesse, von Ausbreitungswegen und von Fernwirkungen (Teleconnections) zu gelangen. Dazu werden Experimente mit idealisiertem Antrieb und partiell-gekoppelten Simulationen durchgeführt.
• unter Verwendung von idealisierten Vorhersageexperimenten die Rolle der so identifizierten Mechanismen für die zeitliche Entwicklung klimarelevanter Größen und ihrer Vorhersagbarkeit bestimmen.

Das Projekt bedient sich dabei eines umfangreichen Datensatzes an Modellsimulationen, die im Rahmen des Fünften Internationalen Klimamodellvergleichsexperiments (CMIP5) durchgeführt worden sind. Die langen, über mehrere Jahrhunderte gehenden Kontrollexperimente sowie mit externen Antrieben versehene Simulationen der letzten 150 (“historical”) bzw. 1200 Jahre stehen im Mittelpunkt der Analysen. Diese werden ergänzt durch dedizierte Sensitivitätsstudien. MultiCliP wird wichtige Informationen über die interne Variabilität und die Rolle des dem System aufgeprägten externen Antriebs liefern, die in die Konfiguration des MiKlip Vorhersagesystems einfließen werden und des Weiteren eine verbesserte Einschätzung von Unsicherheiten erlauben.