Das Projekt "Teilprojekt 1: Kopplung des Eisschild-Modells PISM mit dem Klimamodell ECHAM/MPIOM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Erdsystemmodell MPI-ESM soll mit dem Eisschildmodell PISM gekoppelt werden, um Übergänge zwischen dem Glazial und dem Interglazial simulieren zu können. Dazu soll das existierende Modellsystem auf die jeweils aktuellen Modellversionen upgedated und auf die Südhemisphäre ausgedehnt werden. Das Ziel der Arbeiten ist die Entwicklung eines funktionsfähigen gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Eisschild Modellsystems, das es erlaubt, realistische Übergänge zwischen Glazial und Interglazial (und vice versa) zu simulieren. Dieses System muss zum einen erstellt werden, zum anderen muss es ausgiebig getestet werden. 1. Aufsetzen der aktuellen Eisschildmodells PISM für die Nordhemisphäre (existiert in einer älteren Modellversion) und die Südhemisphäre (Task WP 1.1.1) 2. Implementieren von verschiedenen Modulen zur Berechnung der Oberflächenmassenbilanz aus atmosphärischen Antriebsdaten (Task WP 1.1.2) und Einbau in die aktuelle MPI-ESM Modellversion. Dabei kann von einem existierenden Modellsystem mit älteren Modellversionen ausgegangen werden. 3. Tests mit dem Einfluss von Staub auf das Albedo (Task WP 1.1.5). Dieses ist in dem existierenden Energiebilanzmodul für die Oberflächenmassenbilanzberechnung vorgesehen. 4. Analyse von Bifurkationen im glazialen Klimasystem (Task WP 1.1.7). 5. Quantifizierung des Effekts von Topographieänderungen durch die Physik der festen Erde (Task WP 1.1.8). 6. Einbau eines Eisbergmoduls (Task WP 1.1.9). 7. Erstellen und Testen des gekoppelten Modells mit den Modelländerungen aus WP 4.2, die zeitabhängige Landseemaske erlauben (Task WP 1.1.10). 8. Analyse der transienten gekoppelten Simulation aus WP1.3 (Task WP 1.1.11)Ein Vergleich mit den entsprechenden Untersuchungsergebnissen in den Teilprojekten PalMod-1-1-TP2 und PalMod-1-1-TP3 wird dazu dienen, die Robustheit der Resultate einzuordnen.
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.