Datenbasierte Analyse zentraler Rückkopplungsmechanismen im Klimasystem zur Einschränkung der Unsicherheit von Klimaszenarien

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Szenarien der künftigen Klimaentwicklung sind noch mit erheblichen Unsicherheiten über die Reaktion des Klimasystems auf Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung verbunden. Diese Unsicherheit zu verringern ist das vorrangige Ziel des Projekts. Dies soll durch Kombination von Ensemble-Simulationen mit Beobachtungsdaten geschehen. In einem Modell-Ensemble (ca. 1.000 Versionen eines Klimamodells mittlerer Komplexität) soll das 20. Jahrhundert simuliert und anschließend mit Beobachtungsdaten verglichen werden, um die Bandbreite realistischer Modelle herauszufiltern. Dabei soll insbesondere die in bisherigen vergleichbaren Studien vernachlässigte räumliche Inhomogenität des anthropogenen Strahlungsantriebs sowie die Unterschiede in der Temperaturentwicklung der beiden Hemisphären genutzt werden, um das bekannte Problem der Unsicherheit in der Strahlungsabschirmung durch Aerosole zu überwinden. Als weitere Innovation wird das Ensemble nicht nur Unsicherheiten in den Modellparametern, sondern auch in der Modellstruktur erfassen.Eine detaillierte Analyse der einzelnen Rückkopplungsmechanismen wird Aufschluss über den Beitrag spezifischer klimaphysikalischer Prozesse zur Gesamtunsicherheit geben. Ziel ist es, die modellierungsbedingten Unsicherheiten systematisch zu erfassen und durch geeignete Beobachtungsdatensätze so gut wie möglich einzuschränken.Die Ergebnisse sollen sorgfältig auf ihre statistische Robustheit untersucht werden, wobei insbesondere die Abhängigkeit von den gewählten Parameter-Verteilungen sowie die Frage der Sampling-Unsicherheit im Vordergrund stehen.