Das Projekt "Teilprojekt 1, (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Im Projekt FAST-O3 wird ein großes Defizit bisher existierender genereller Zirkulationsmodelle mit gekoppeltem Ozean (AOGCMs), wie sie für die Vorhersagen der IPCC-Studien oder zeitaufwändige Ensemble-Läufe genutzt werden, behoben: Aus Rechenzeitgründen enthalten diese Modelle keine interaktive Ozonschicht und sind nicht in der Lage, das antarktische Ozonloch und dessen Rückkopplung auf das Klima zu simulieren. Wir werden ein semi-empirisches, sehr schnelles stratosphärisches Chemie- und Transportschema entwickeln, welches es erlauben wird, eine interaktive Ozonschicht in existierende AOGCMs einzubinden. Dies wird zu einer erheblichen Verbesserung des Vorhersage-Skills des Gesamtsystems führen, da Prozesse in der Ozonschicht bedeutende Rückkopplungseffekte auf das gesamte Klimasystem haben. Ein bereits vorhandener und am AWI entwickelter Prototyp namens SWIFT, der bereits für polare Regionen geeignet ist, wird für extrapolare Regionen und für den Einsatz als Modul in einem generellen Zirkulationsmodell oder die Kopplung zu so einem Modell erweitert und weiterentwickelt. Dies umfasst: 1. Weiterentwicklung des Modells und Einbau globaler Ozonchemie, 2. Einbau eines schnellen Advektionsschemas auf Basis des ATLAS-Modells, 3. Kopplung zum EMAC-Modell und Ensemble-Läufe, 4. Validation gegen volle Chemie-Läufe, 5. Einbindung in das MiKlip Modellsystem.
Das Projekt "Teilprojekt 2, (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03 durchgeführt. In FAST-O3 wird ein effizientes Modul zur interaktiven Berechnung stratosphärischer Ozonchemie für den Einsatz im 'MiKlip prediction system' zur dekadischen Klimaprognose entwickelt. Das Modul basiert auf dem semi-empirischen Modell SWIFT und wird als neues Modul des Klima-Chemie-Modells EMAC validiert und optimiert. Das in polaren Breiten bereits erfolgreich eingesetzte semi-empirische Modell SWIFT zur Berechnung stratosphärischer Ozonchemie wird zunächst für die Anwendung in einem globalen Modell erweitert. Dies erfordert die Berücksichtigung zusätzlicher chemischer Reaktionen sowie von Transport- und Mischungsprozessen. Das neue SWIFT-Modell wird als Submodul in das EMAC Klima-Chemiemodell implementiert. Vergleichssimulationen des neuen EMAC-SWIFT Modells mit der vollen EMAC-Modellversion (mit komplexer Chemie und Transport) werden durchgeführt mit dem Ziel EMAC-SWIFT zu validieren und gegebenenfalls zu optimieren. Anschließend sollen das fertige SWIFT-Modul in das 'prototype MiKlip' System implementiert und die Auswirkungen dieser Modellerweiterung durch einen Vergleich mit dem 'baseline MiKlip prediction system' quantifiziert werden. Eine detaillierte Analyse des 'synthesis MiKlip systems' wird schließlich Rückschlüsse auf den Einfluss stratosphärischer Ozonänderungen auf die dekadische Klimaprognose ermöglichen.