Fokusthemen

Einfluss der Mikrophysik auf Wolken, Strahlung und tropische Zirkulation

Hochaufgelöste und große Gebiete umfassende Simulationen erlauben uns mikrophysikalische Prozesse direkt mit Eigenschaften der Wolken, wie der Geschwindigkeit von Aufwinden oder Mischungsprozessen, zu verbinden. Wir untersuchen wie unser Verständnis der Änderung des tropischen Klimas mit der Klimaerwärmung von unserem Verständnis der Mikrophysik und ihrer Formulierung in numerischen Modellen abhängt. Ziel des Projektes ist es zu quantifizieren, wie Annahmen über mikrophysikalische Prozesse den Wärmehaushalt der Tropen, die Reaktion der Wolken auf die Erwärmung und deren Effekt auf die tropische Zirkulation beeinflussen.

Um die Bandbreite mikrophysikalischer Sensitivitäten zu begrenzen, wollen wir hochaufgelöste Simulationen mit Messdaten der EUREC⁴A Kampagne verbinden.  

Kontakt: Ann Kristin Naumann

 

Organisation flacher Konvektion und die Rolle von Niederschlag

 Wie flache Wolken auf Erwärmung reagieren ist Hauptursache für unterschiedliche Klimasensitivitäten in globalen Klimamodellen. Wolkenfelder flacher Cumuli weisen Muster unterschiedlichster Struktur und Gestalt auf, zumeist bezeichnet als mesoskalige Organisation und oft verbunden mit Niederschlag. Um eines zu verstehen ist vielleicht nötig beides zu verstehen. Daher untersuchen wir die Rolle von Niederschlag für die Organisation von flacher Konvektion und umgekehrt. Dafür nutzen wir die Feldkampagne EUREC⁴A im tropischen Atlantik und hochauflösende Simulationen.

Kontakt: Jule Radtke

 

Modellunterschiede in der Verteilung von Wasserdampf in der oberen Troposphäre

 Die Verteilung von Wasserdampf und Wolken in der oberen Troposphäre hat starken Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Erde. Konventionelle Klimamodelle unterscheiden sich jedoch stark in diesen Verteilungen. Ein Grund dafür ist, dass Prozesse wie Konvektion und Wolkenmikrophysik in diesen Modellen parametrisiert werden. Nun gibt es erste globale Modelle, die tiefe Konvektion explizit aufzulösen statt zu parametrisieren. In einem ersten Modellvergleichsprojekt (DYAMOND) wurden Simulationen mit neun verschiedenen solcher Modelle durchgeführt. Anhand dieser Simulationen wollen wir unter anderem folgende Fragen beantworten: Hat sich die Spannweite von Wasserdampf und Wolkeneis in diesen Modellen durch das explizite Auflösen von Konvektion verkleinert? Zu welchem Grad werden verbleibende Modellunterschiede von Unterschieden in der Zirkulation und von Unterschieden in den Parametrisierungen mikrophysikalischer Prozesse verursacht? Sind die Modelle in der Lage Verteilungen zu reproduzieren, die wir in Satellitenbeobachtungen sehen?

Kontakt: Theresa Lang