Modelle

Einleitung

Mit der weltweiten Modellvergleichsinitiative CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 – 2010-2014) wurden für den fünften Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimawandel (IPCC AR5, Intergovernmental Panel on Climate Change Assessment Report 5) globale Klimasimulationen für eine neue Klasse von Klimaszenarien erstellt. Die internationale Klimamodellierungsgemeinschaft vereinbarte dafür im Modellvergleichsprojekt CMIP5 standardisierte Klimasimulationen mit weitgehend vorgegebenen Randbedingungen, um so eine optimale Vergleichbarkeit der Simulationsergebnisse zu erreichen. Darüber hinaus erlaubt CMIP den Wissenschaftlern:

• zu evaluieren, wie realistisch die Modelle die nahe Vergangenheit (1861-2005) simulieren,
• Projektionen des zukünftigen Klimawandels auf zwei Zeitskalen zu analysieren, kurzfristig (bis etwa 2035) und langfristig (bis 2100 und darüber hinaus),
• mögliche Einflussfaktoren zu verstehen, die Unterschiede in Modellprojektionen verursachen. Unter anderem können hier die wichtigen Rückkopplungen quantifiziert werden, die beispielsweise die Einflüsse von Wolken und dem Kohlenstoffkreislauf einbeziehen.

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Beschreibung

Auf dieser Seite werden die Ergebnisse von 34 Klimamodellen dargestellt, die Projektionen der Meereiskonzentration in der arktischen und antarktischen Region für die Zeitspanne von 2010 bis 2100 umfassen. Die Meereiskonzentration wurde hierfür über drei Zeitspannen von 30 Jahren gemittelt: 2010-2039, 2040-2069 und 2070-2099. Die Karten sind für den Monat Februar verfügbar, wenn die Meereisausdehnung und die -fläche das Minimum in der Antarktis erreichen und nahe am Maximum in der Arktis sind, sowie für den Monat September, wenn die Meereisausdehnung und -fläche das Minimum in der Arktis und Maximum in der Antarktis erreichen. Die Auswahl der Monate ist angelehnt an den IPCC 2013 ^[1].

Es wurden von CMIP5 drei, als Representative Concentration Pathways (RCP 2.6, RCP 4.5 und RCP 8.5.) bezeichnete Szenarien zur Darstellung ausgewählt, die in etwa die Bandbreite möglicher zukünftiger Emissionsverläufe abbilden^[2]. Die Zahl hinter RCP beschreibt die Zunahme des Strahlungsantriebs [W/m2] im Jahr 2100 gegenüber dem vorindustriellen Zustand im Jahr 1850. (also +2.6, +4.5, und +8.5 W/m2) ^[3].

Jede Karte enthält Angaben über die Meereisausdehnung und -fläche. Außerdem ist die beobachtete klimatologische Grenze der Meereisausdehnung (15 %) für die Zeitspanne 1981 bis 2010 (NSIDC) dargestellt. Dies erlaubt einen unmittelbaren visuellen Vergleich des modellierten Zustands und den derzeitigen Meereisbedingungen. Die 15 % Kontourlinie der modellierten Meereisausdehnung ist ebenso in den Karten abgebildet.

Die Modelle variieren sowohl in ihrer Komplexität wie auch in ihrer räumlichen Auflösung. Aus diesem Grund weichen die verschiedenen Modellergebnisse in einigen Fällen erheblich voneinander ab. Trotzdem zeigen alle Modelle für das RCP 8.5 Szenario eine eisfreie Arktis im September ^[4]. Die meisten Karten repräsentieren Ensemblemittelwerte für die verschiedenen RCP Szenarien.

Dokumentation

Auf die vollständige Dokumentation für die Modelle inklusive der Referenzen kann unter es-doc (Earth System Documentation) zugegriffen werden. Es wurden folgende Kriterien verwendet Project/MIP Era: CMIP5, Document Type: Model.

Technische Angaben

Einige technische Aspekte bezüglich der Karten sind in den folgenden Punkten festgehalten:

• Aus Gründen der Visualisierung sind die Modelle ACCESS1.0, ACCESS1.3, BNU-ESM, GFDL-CM3 und GFDL-ESM2M im regulären Längen- und Breitengitter dargestellt.
• Die Landmasken für die Modelle CanESM2, CSIRO-MK3.6.0 und EC-EARTH entsprechen nicht genau der Variable der Meereiskonzentration. Jedoch waren dies die besten verfügbaren Landmasken für diese Modelle.
• Die Karten der Modelle CSIRO-MK3.6.0, GISS-E2-H, GISS-E2-H-CC, GISS-E2-R und GISS-E2-R-CC beinhalten nicht die 15% Kontourlinie des Modells.

Bibliographie

1. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp, doi:10.1017/CBO9781107415324, 1087-1093
2. R. Moss, M. Babiker, S. Brinkman, E. Calvo, T. Carter, J. Edmonds, I. Elgizouli, S. Emori, L. Erda, K. Hibbard, R. Jones, M. Kainuma, J. Kelleher, J. F. Lamarque, M. Manning, B. Matthews, J. Meehl, L. Meyer, J. Mitchell, N. Nakicenovic, B. O’Neill, R. Pichs, K. Riahi, S. Rose, P. Runci, R. Stouffer, D. van Vuuren, J. Weyant, T. Wilbanks, J. P. van Ypersele and M. Zurek (2008). Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies (PDF). Geneva: Intergovernmental Panel on Climate Change. p. 132.
3. J. Weyant, C. Azar, M. Kainuma, J. Kejun, N. Nakicenovic, P.R. Shukla, E. La Rovere and Gary Yohe (2009). Report of 2.6 Versus 2.9 Watts/m2 RCPP Evaluation Panel (PDF). Geneva, Switzerland: IPCC Secretariat.
4. F. Massonnet, T. Fichefet, H. Goosse, C. M. Bitz, G. Philippon-Berthier, M. M. Holland, and P.-Y. Barriat (2012). Constraining projections of summer Arctic sea ice. The Cryosphere, 6, 1383–1394. doi:10.5194/tc-6-1383-2012

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