Analyse eines Klima-Chemie-Modells

Globale Klima-Chemie-Modelle spielen eine zentrale Rolle bei Vorhersagen der Entwicklung der Stratosphäre im 21. Jahrhundert. Um die Zuverlässigkeit solcher Modellvorhersagen beurteilen zu können, müssen Modelle anhand von Beobachtungen in der Vergangenheit auf ihre Güte getestet werden. Eine solche Modellevaluierung zeigt die Fähigkeiten eines Modells, bestimmte dynamische und chemische Prozesse zu simulieren. Gleichzeitig zeigt sie seine Grenzen und Schwächen und weist auf eine ungenügende oder fehlerhafte Beschreibung gewisser Prozesse hin. Die Suche nach den Ursachen von Modellschwächen ist dabei meist alles andere als einfach. Der Autor Martin Schraner beschreibt für das Klima-Chemie-Modell SOCOL die Suche nach den Ursachen einiger offensichtlich falsch wiedergegebener Prozesse anhand von systematischen Modifikationen der verwendeten Randbedingungen und Parametrisierungen. Die Effekte der insgesamt zwanzig verschiedenen Modellmodifikationen auf die Modellresultate sind dabei sehr unterschiedlich. Eine sehr hohe Sensitivität zeigt SOCOL bezüglich Modifikationen des Advektionsschemas der chemischen Spezies, welches als Ursache der meisten Modellprobleme identifiziert wird.

Autorentext

Martin Schraner, Dr. sc. nat.: Mathematikstudium an der ETHZürich, Doktorat am Institut für Atmosphäre und Klima, ETHZürich, Promotion im Jahr 2008.