Skalenabhängige Parametrisierung von Prozessen in der atmosphärischen Grenzschicht über arktischem Meereis

Das allgemeine Ziel von SPARCS besteht in der Untersuchung der Konsequenzen einer reduzierten arktischen Meereisbedeckung auf die turbulenten Prozesse im untersten Kilometer der Atmosphäre (Grenzschicht) über dem arktischen Ozean.

Die derzeitigen Klimamodelle können atmosphärische Grenzschichtprozesse über dem Meereis nicht in allen Details erfassen. Dies liegt daran, dass ihre räumliche Auflösung relativ gering ist verglichen mit der typischen Skala der oberflächennahen atmosphärischen Prozesse und deren kleinskaliger Variabilität besonders über partieller Meereisbedeckung.

Das Projekt SPARCS zielt daher darauf ab, diese Schwachstelle zu überwinden, indem physikalische Beschreibungen (Parametrisierungen) der atmosphärischen Grenzschichtturbulenz über Regionen mit inhomogener Meereisbedeckung verbessert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung der Auswirkung von Öffnungen in der Meereisbedeckung auf den Austausch von Energie und Impuls zwischen Ozean, Meereis und Atmosphäre. Solche Meereisöffnungen entwickeln sich aufgrund inhomogener Meereisdrift (Eisrinnenbildung) und durch Schmelzprozesse (Tümpelbildung). Die neuen Parametrisierungen  werden für atmosphärische Modelle mit unterschiedlicher räumlicher Auflösung entwickelt und werden schließlich für das MiKlip Vorhersagesystem ECHAM/MPIOM verfügbar sein.

Mit diesem Ziel hilft das Projekt SPARCS diejenigen Prozesse in Klimamodellen zu berücksichtigen, die für eine realistische Wiedergabe dekadischer Klimavariabilität wichtig sind. Dabei werden  Messdaten zur Untersuchung des Einflusses einer veränderten Meereisbedeckung auf die Eigenschaften der polaren Grenzschicht Schiffs- und Flugzeugmessungen sowie Fernerkundungsdaten aus zwei Jahrzehnten benutzt. Dies ist hilfreich, um ein verbessertes Verständnis der dekadischen Variabilität arktischer Klimaprozesse zu erlangen.