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WMS Numerische Seegangsvorhersagen für die deutschen Küsten (CWAM)

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

WMS Numerische Seegangsvorhersagen für die europäische Küsten (EWAM)

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

WMS Numerische Seegangsvorhersagen für Küsten

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol

Das Projekt "Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Our project tries to answer the question: 'What kind of role do sea ice and frost flowers play as the source of sea salt aerosols in polar regions and what influences do the meteorological parameters have on the generation of sea salt aerosols and their transport in the atmosphere?'. Long-time measurements of aerosols at coastal stations in Antarctica show a strong depletion of sulfate during Antarctic winter. The same phenomena is also observed in frost flowers. This suggests that sea ice is a major source of atmospheric sea salt in Antarctica and gives new insights for the interpretation of ice core records. Moreover, sea ice and sea salt aerosols are thought to be the source of reactive Bromine and other halogen compounds which destroy effectively ozone in the troposphere. 25 years of continuous aerosol measurement at Neumayer station in Antarctica give us the possibility to make a statistical analysis of sea salt aerosols. Trajectory analyses are implemented to follow the atmospheric transport and therefore to determine the source regions of observed sea salt aerosols. A box model will be developed to compare the various influences of meteorological parameters on the mass of sea salt aerosols produced so that quantitative parameterization can be transferred to global circulation models which include detailed description of atmospheric chemistry and aerosols to investigate the generation of halogen chemistry and ozone destruction in the troposphere.

Global Climate and Land 2050 Calculator

Das Projekt "Global Climate and Land 2050 Calculator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The Global Calculator will be a simple, transparent model of global greenhouse gas emissions, energy and land in the period to 2050. It will be a highly visually engaging communications tool aimed at involving non-experts in the debate about how we should use the world's resources. It will allow the user to easily answer questions about how the global land and food system adds up, such as 'what is the trade-off between land for bio energy and food production?' and 'what impact could population growth have on global energy demand and climate impacts?'. - 'Global Calculator' web tool and spreadsheet- focused cross-platform, multi-CLC forum for leading Climate-KIC partners to develop a European perspective to global scale and relate global scale issues to EU level

Implications of the Paris Agreement for coal use

Das Projekt "Implications of the Paris Agreement for coal use" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Climate Analytics gGmbH durchgeführt. The project looks into the consequences of the Paris Agreement for planned and existing coal capacity, comparing existing and planned coal capacity for a set of key countries/regions. This project analyses what the latest science tells us about phase-out of fossil fuels and decarbonisation of the power sector in both a 2°C and a 1.5°C worlds and what this means for the planned and existing coal capacity for 2030 and 2050. With the need for rapid transformation and decarbonisation in mind, the resulting report compares existing and planned coal capacity for the European Union, OECD, China and the rest of the world based on data from the Global Coal Plant Tracker with the coal-fired capacity in Integrated Assessment Model (IAM) scenarios consistent with limiting global temperature increase to 2°C and 1.5°C. In addition, the results are compared with the most recent projections of the International Energy Agency (IEA) and underlying differences in assumptions and outcomes are discussed. Lastly, this report compares the decarbonisation pathways obtained from energy-system models (IAMs and IEA models) with the emissions reductions resulting from a range of equity considerations.

Semi-Empirical Sea Level (SESL)

Das Projekt "Semi-Empirical Sea Level (SESL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Advanced regional and decadal predictions of coastal inundation for the U.S. Atlantic and Gulf Coasts. Sea-level rise has significant impacts not only on ecosystems but also on society. It involves a variety of processes from thermal expansion over melting of glaciers and ice sheets to land-water storage. Thus, predicting sea-level rise is one of the major challenges of climate science. As one part of a bigger consortium we explore the capabilities and limitations of semi-empirical sea-level modeling. Semi-empirical models arose as a complementary approach to process based models which are not yet mature, given the great complexity of relevant processes. Exploiting the connection between global mean sea-level and temperature, semi-empirical models depend on long sea-level and temperature time-series for calibration. Within this project long (greater than 2000 yrs) proxy sea-level time-series are collected from drilling cores from the U.S. Atlantic and Gulf coasts. These time series give good calibration targets for our models and help improve predictions of future global sea-level rise. These predictions again will help estimating coastal inundation under changing climate conditions. Responsible for developing new semi-empirical sea-level models.

Der Einfluss von NOx-Emissionen des Flugzeugs auf die Atmosphaere bei Flughoehen von 8-15 km (AERONOX)

Das Projekt "Der Einfluss von NOx-Emissionen des Flugzeugs auf die Atmosphaere bei Flughoehen von 8-15 km (AERONOX)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre Oberpfaffenhofen durchgeführt. The AERONOX project investigated the emissions of nitrogen (NOx) from aircraft engines and global air traffic at cruising altitudes, the resultant increase in Nox concentrations, and the effects on the composition of the atmosphere, in particular with respect to ozone formation in the upper troposphere and lower stratosphere. The project was structured into three subprojects: Engine exhaust emissions, physics and chemistry in the aircraft wake, and global atmospheric model simulations. A complementary program of work by aviation experts has provided detailed information on air traffic data which was combined with data on aircraft performance and emissions to produce a global emissions inventory. The work resulted in improved predictive equations to determine Nox emission measurements on two engines in cruise conditions. This information was combined with a traffic database to provide a new global Nox emissions inventory. It was found that only minor chemical changes occur during the vortex regime of the emission plume; however this result does not exclude the possibility of further changes in the dispersion phase. A variety of global models was set up to investigate the changes in NOx concentrations and photochemistry. Although aviation contributes only a small proportion (about 3 per cent) of the total global NOx from the anthropogenic sorces, the models show that aviation contributes a large fraction to the concentrations of NOx in the upper troposphere, in particular north of 30 N.

Abschätzung der möglichen klimatischen Gegebenheiten auf der Basis des 2 Grad Ziels für die Region Hessen

Das Projekt "Abschätzung der möglichen klimatischen Gegebenheiten auf der Basis des 2 Grad Ziels für die Region Hessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Climate & Environment Consulting Potsdam GmbH durchgeführt. Die Untersuchung geht der Frage nach, zu welchen Zeithorizonten das globale Zwei-Grad-Ziel in Abhängigkeit von den SRES Szenarios A1B, A2 und B1 überschritten wird. Die Daten stammen von den Läufen des Klimamodells ECHAM5/MPI-OM T63L31. Zunächst ist aus den 20C-Läufen (Jahre 1860-89) von ECHAM5 das vorindustrielle Niveau der globalen Jahresmitteltemperatur zu bestimmen. Danach werden die drei SRES-Szenarios ausgewertet und dasjenige Jahr bestimmt, zu dem die Global gemittelte Temperaturzunahme 2-C ist. Um diese Jahre werden symmetrisch 30-jährige Perioden festgesetzt, die das szenario-spezifische Klima beim Erreichen des Zwei-Grad-Horizonts definieren. Für A1B ist dies 2036-2065, für A2 ist es 2041-2070 und für B1 2051-2080. Diese Studie zeigt, dass sich Mitteleuropa bisher stärker erwärmt hat als im globalen Mittel. Dieser Effekt setzt sich auch in den Szenarien für die Zukunft fort. Allerdings zeigen die Ergebnisse eine gewisse Skalenabhängigkeit, denn die regionalen Klimamodelle CCLM, REMO und WETTREG weisen nicht so große Unterschiede zum globalen Mittel auf, wie ein regionaler Ausschnitt des Globalmodells, das 12 Gitterpunkte in Mitteleuropa umfasst. Im Bericht werden an vielen Stellen die Signale mit einer Genauigkeit von 2 Nachkommastellen angegeben. Dieses ist im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchung notwendig. Rundungen könnten hier zu ungewollten Auf- oder Abrundungen führen. Belastbare Aussagen im Rahmen einer Anpassungsstrategie sind mit dieser Genauigkeit aber nicht möglich.

PBM: The Potsdam Biosphere Model

Das Projekt "PBM: The Potsdam Biosphere Model" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. T he aim of the PBM project is to develop the existing LPJmL Dynamic Global Vegetation Model towards a new-generation biosphere model that is suited as a fast and effective component of an Earth System Model. Therefore, the structure of LPJ is fundamentally revised and the model developed further both in terms of process representations and in terms of proven ability to reproduce observed biogeochemical and hydrological dynamics. Background: The role of the land biosphere in the Earth system - both as a substrate for human activity and as a significant mechanism producing potentially nonlinearities in the carbon cycle - has been demonstrated by numerous studies. Modelling these dynamic processes at a level of complexity comparable to present-day climate models has been achieved by Dynamic Global Vegetation Models (DGVMs) such as LPJmL, but their interface to climate models has not received sufficient technical nor scientific attention. As a consequence, climate models are using outdated representations of land surface processes (if any at all), and DGVMs cannot use climate model outputs directly. This dilemma originates not only in different scientific communities, but also in the different scales of the processes receiving most attention in these communities. Climate models typically are concerned with quick, large-scale flows of the atmosphere, while land surface processes are slow, fine-scale processes such as the growth of plants or the dynamics of soil carbon pools. This situation calls for a new-generation numerical simulation model - PBM - which is capable of representing the main physiological and biophysical processes in the land biosphere, as a function of the main driver complexes climate and land use. PBM is named a module, because its design is oriented towards the coupling with other components within a global integrated assessment model. It will simultaneously also be suited for use in classical offline mode.

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