Climate Model Validation by confronting globally Essential Climate Variables from models with observations

Verlässliche Klimaprognosen sind von fundamentaler Bedeutung für die Gesellschaft. Die Forschung ist gefordert, die komplexen Wechselwirkungen des Klimasystems und die Ursachen von Klimaänderungen zu verstehen. Ziel des ClimVal Projekts ist es, die Stärken und Schwächen sowie die Unsicherheiten im MiKlip Modellsystem durch eine umfangreiche Evaluation mit Beobachtungsdaten zu quantifizieren. Die Evaluierung des MiKlip Modellsystems konzentriert sich hierbei auf für dekadische Prognosen wichtige ausgewählte essentielle Klimavariablen (engl., Essential Climate Variables, ECV).

Mit der Ausnahme von Meereis werden Langzeitreihen von Beobachtungsdaten für die Modellevaluation von anderen MiKlip Partnern und den Modul E Koordinatoren bereitgestellt. Zur Beurteilung des MiKlip Modellsystems im Bezug auf arktisches Meereis werden im Rahmen von ClimVal Zeitreihen zur Ausdehnung, Fläche und Dicke erstellt. Für die Eisausdehnung stehen Zeitreihen seit 1978 zur Verfügung. Der neue Aspekt im ClimVal Projekt ist die höhere horizontale Auflösung seit 2003 auf der Grundlage des ASI (ARTIST Sea Ice) Algorithmus. Die Fernerkundung des nächst wichtigsten Meereisparameters, der Eisdicke, war lange schwierig. Über dem Bereich geringerer Eisdicken, bei denen der Transport von Wärme und die Verformbarkeit viel höher ist, können erst Aussagen gemacht werden, seitdem das L-Band (1.4 GHz) Radiometer SMOS seit November 2009 im Orbit ist. Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit für den Meereisdatensatz ist daher die Erstellung eines Datensatzes der Dicke für dünnes Meereis. ClimVal trägt mit dem erstellten Meereisdatensatz zur Klimaüberwachung bei, in dem die Zeitreihen kontinuierlich aktualisiert werden.

Mithilfe der in ClimVal entwickelten Diagnostiken und Metriken wird die Repräsentation von klimatologischen Mitteln, räumlichen Mustern, Trends sowie Variabilität in ausgewählten ECVs im MiKlip System auf unterschiedlichen Zeitskalen bewertet. Die Evaluationsergebnisse werden dem MiKlip Konsortium zur Verfügung gestellt, so dass im Laufe des MiKlip Projekts ein Modellsystem mit verbesserter dekadischer Prognosefähigkeit entwickelt werden kann.

Ziele

Ziel des ClimVal Projekts ist es, die Stärken und Schwächen sowie die Unsicherheiten im MiKlip Modellsystem durch eine umfangreiche Evaluation mit Beobachtungsdaten zu quantifizieren. Die Evaluierung des MiKlip Modellsystems konzentriert sich hierbei auf für dekadische Prognosen wichtige ausgewählte essentielle Klimavariablen (engl., Essential Climate Variables, ECV).

Insbesondere wird ClimVal in den verschiedenen Entwicklungsstufen des Projekts (englisch: developmnet stages (DS)) die folgenden Beiträge zu MiKlip leisten:

• einen satellitenbasierten Datensatz zur Meereisausdehnung (DS1) und Meereisdicke (DS2) bereitstellen mit dem das MiKlip Modellsystem initialisiert bzw.
• evaluiert werden kann.ein Diagnosetool für die quantitative Evaluation ausgewählter ECVs bereitstellen um das MiKlip Modellsystem mit Satellitenbeobachtungen zu evaluieren (DS1/DS2).
• eine Bewertung der Repräsentation ausgewählter ECVs für das Prototyp MiKlip Modellsystem und das  Synthese MiKlip Modellsystem abgeben (DS2/DS3).