Das Projekt "Teilprojekt 2: Kopplung des AWI Eisschild-Modells mit dem Klimamodell ECHAM/MPIOM -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Hauptziel des Vorhabens ist die Kopplung des AWI Eisschild-Modells mit dem Klimamodell ECHAM/MPIOM. Hierzu gehört auch die Ausarbeitung der Ozean-Schelfeiswechselwirkung sowie der Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und dem Inlandeis. Das Teilprojekt beinhaltet ferner die Durchführung von Gleichgewichtsläufen für verschiedene Klimazustände (Testläufe unter heutigen Randbedingungen; Letztes Interglazial, Letztes Glaziales Maximum, Holozän) mit dem voll gekoppelten Erdsystem-Modell. Zudem sind Studien zur Untersuchung der Sensitivität der Eisschilde und deren Effekt auf das Klima geplant. Zusammen mit dem Partner GFZ Potsdam wird die feste Erde im Erdsystemmodell eingebaut und ihre Effekte im Klimasystem studiert. In Zusammenarbeit mit Projekt PalMod-1-2 werden Parametrisierungen in das Erdsystemmodell eingebaut, insbesondere in der Eisdynamik und im Modell für die Akkumulation zur Überwindung der verschiedenen Skalen im Atmosphäre-Eissystem. Der Arbeitsplan beginnt mit dem Aufsetzen einer globalen Konfiguration des Eisschildmodells inklusive Simulationen. Im Anschluss daran wird das Inlandeismodell an das Klimamodell gekoppelt, so dass am Ende des zweiten Jahres das voll gekoppelte Erdsystemmodell in einer vorläufigen Version für erste transiente Simulationen zur Verfügung steht. Dieses Modell ist modular aufgebaut und beinhaltet Eigenschaften zur interaktiven Aufsetzlinie und Ozean-Schelfeisdynamik. Parallel zu den Modellentwicklungsarbeiten werden Testläufe und Sensitivitätsstudien zur Untersuchung der Stabilitätseigenschaften des gekoppelten Erdsystems sowie Zeitscheibenexperimente für verschiedene Klimazustände durchgeführt. Im Anschluss daran werden transiente Läufe mit dem verbesserten und optimierten Erdsystem-Modell durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit Blick auf verfügbare Daten validiert und analysiert.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Transiente Simulationen mit dem gekoppelten Erdsystemmodell am AWI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die transiente Simulation des Endes der letzten Eiszeit mit Hilfe des vollgekoppelten Erdsystemmodells am AWI (MPI-ESM mit interaktivem AWI-Eisschildmodell), dessen Entwicklung in PalMod-1-1 und PalMod-1-2 vorangetrieben wird. Arbeitsschwerpunkte des Teilprojektes sind die Untersuchung von verschiedenen Antriebsfaktoren für die Deglaziation und von Rückkopplungsmechanismen und Synergien zwischen den verschiedenen Klimakomponenten Atmosphäre, Ozean, Eis und Landoberfläche. Außerdem sollen verschiedene Auslösefaktoren von abrupten Klimaereignissen getestet werden. Die Untersuchungen sollen ein besseres Verständnis liefern, inwieweit abrupte Klimaschwankungen die letzte Deglaziation und unsere darauf folgende interglaziale Warmzeit beeinflusst haben. Ein Vergleich mit den entsprechenden Untersuchungsergebnissen in den Teilprojekten PalMod-1-3-TP2 und PalMod-1-3-TP3 wird dazu dienen, die Robustheit der Resultate einzuordnen. Der Arbeitsplan beinhaltet die Implementierung glazialer und interglazialer Randbedingungen, sowie zeitlich variabler Antriebsfaktoren für die letzte Deglaziation in das Erdsystemmodell. In der ersten Projektphase werden die deglaziale Eisschildentwicklung und Schmelzwasserflüsse aus dem Teilprojekt PalMod-1-3-TP4 vorgeschrieben. Anschließend werden interaktive Eisschilde in den transienten Langzeit-Simulationen berücksichtigt. Neben der Durchführung der Simulationen sieht der Arbeitsplan eine detaillierte Analyse vor. Schwerpunkte dieser Analysen umfassen insbesondere Telekonnektionen, Ozean/-Eisschildinteraktionen, sowie abrupte Klimaschwankungen und das Stabilitätsverhalten der großskaligen meridionalen Umwälzbewegung im Atlantik. Methodisch integriert der Arbeitsplan verschiedene Ansätze, wie z.B. die Synergieanalyse verschiedener Klimakomponenten und eine kritische Bewertung der Modelszenarien durch eine enge Verknüpfung mit Paläodaten aus Ozean-, Land- und Eisarchiven in Kooperation mit PamMod-3-3.