Erholung der atlantischen Meridionalzirkulation in CMIP Zukunftsszenarien

Die Autoren diskutieren Ergebnisse der CMIP-Zukunftsszenarien RCP4.5 und RCP8.5, die sie mit dem AWI-ESM wiederholen. Das AWI-ESM ist ein Modell, das auf AWI-CM basiert (Rankow et al., 2018, Sidorenko et al., 2015), das um ein interaktives Vegetationsmodell und ein interaktives Eismodell für die nördliche Hemisphäre erweitert wurde. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Untersuchung von Auswirkungen des Süßwassereintrags durch Schmelzwasser in den Nordatlantik auf den Atlantische Meridionale Zirkulation (AMOC).

Die Ergebnisse zeigen, dass AMOC in beiden Experimenten, das heißt mit und ohne interaktiven Eismodell für beide Zukunftsszenarien langsamer wird, sich jedoch gegen Ende des 21. Jahrhunderts (RCP4.5) und zu Beginn des 22. Jahrhundert (RCP8.5) zu erholen beginnt.

Dennoch hat ein Eismodell eine Auswirkung auf die Modellergebnisse, denn das interaktive Eismodell erhöht die dekadische Variabilität indem sie dem Süßwassereintrag Akkumulationseffekte auf der Eisoberfläche hinzufügt und so die Nettoabflussraten vom Eis verringert.  

Die Autoren argumentieren, dass Experimente in denen die grönländischen Schmelzprozesse durch einfaches Einbringen des Süßwassers an Ozeanpunkten parametrisiert werden, kritisch zu bewertet sind: hier fehlt insbesondere der Ausgleichseffekt durch die interaktive Eisdecke. Zudem wird diskutiert, dass die eine verstärkte Nettoverdunstung   über dem Atlantik den Salzgehalts erhöht und so als Haupttreiber für die Erholung des AMOC fungieren könnte.

Abb.:Zeitserien aus 11-Jahresmitteln und räumliche Veränderung der grönländischen Eisschilde in den gekoppelten Simulationen; Schattierte Bereiche entsprechen der 1 Standardabweichung. (a) Gesamtvolumen der Eisdecke, ausgedrückt als umgerechnet in den Meeresspiegelanstieg, (b) Oberflächenabfluss aus dem Eisschildmodell, (c) Eisdickenzunahme, (d) Abfluss, (e) Änderung des Gesamtvolumens der Eisdecke, (f) Oberflächenabfluss aus Atmosphärenmodell. Für CTRL werden nur die letzten 100 Jahre berücksichtigt. (g und h) Anomalie der Dicke der Eisdicke für die Jahre 2170 - 2199 der Experimente RCP4.5-Eis bzw. RCP8.5-Eis, (i und j) die Oberflächenmassenbilanz der Eisdicke für die Jahre 2170 - 2199 der Experimente RCP4.5-Eis und RCP8.5-Eis.

Ackermann, L. , Danek, C. , Gierz, P. and Lohmann, G. (2020) AMOC Recovery in a Multicentennial Scenario Using a Coupled Atmosphere‐Ocean‐Ice Sheet Model. Geophysical Research Letters, 47 (16). e2019GL086810. DOI 10.1029/2019GL086810.

 

Natürliche Methanemissionen - vom Glazial bis heute

In ihrem Artikel in Climate oft the Past konnten Kleinen, Mikolajewicz und Brovkin (Max-Planck-Institut für Meteorologie) zeigen, dass die Änderungen der Methankonzentration zwischen dem letzten glazialen Maximum (LGM, vor etwa 20000 Jahren) und dem vorindustriellen späten Holozän (PI) vor ca. 300 Jahren vollständig durch Veränderungen der natürlichen Methanemissionen, die durch Umweltveränderungen verursacht wurden, erklärt werden können.

Natürliche Nettoemissionen von Methan im heutigen Klima. Credit: Thomas Kleinen

Kleinen, Thomas , Mikolajewicz, Uwe und Brovkin, Victor (2020) Terrestrial methane emissions from the Last Glacial Maximum to the preindustrial period. Climate of the Past, 16 (2). pp. 575-595. DOI 10.5194/cp-16-575-2020.

Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie

Aktuelle Highlights: PalMod Publikationen

 

Zwei Wege, auf denen Heinrich-Ereignisse das Eiszeit-Klima beeinflussten

 

Ein Team von Wissenschaftlern um Dr. Florian Ziemen am Max-Planck-Institut für Meteorologie hat festgestellt, dass Heinrich Ereignisse, Klimaschwankungen in der Eiszeit, durch die Abfolge von zwei Mechanismen verursacht wurden. Das Kalben von Eisbergen, das die Ozeanzirkulation beeinflusste, und Höhenverluste des Laurentischen Eisschildes, die die Atmosphärenzirkulation beeinflussten. Durch die Verwendung einer neuartigen Modellkonfiguration waren sie in der Lage, das Zusammenspiel der Effekte zu untersuchen. So konnten sie erstmals die Abfolge der beiden Effekte in einer Simulation beobachten.

Citation: Ziemen, F., Kapsch, M.-L., Klockmann, M., & Mikolajewicz, U. (2019). Heinrich events show two-stage climate response in transient glacial simulations. Climate of the Past, 15, 153-168

Wie kalt war die Antarktis während der letzten Eiszeit?   [August 2018]  In einer aktuellen Studie haben Wissenschaftlern des Alfred-Wegener-Instituts zusammen mit französischen Partnern Temperaturänderungen in der Antarktis während der letzten Eiszeit neu abgeschätzt. Es zeigte sich anhand von Eisbohrkerndaten und Modellergebnissen, dass sich die Westantarktis deutlich stärker abgekühlt haben muss als die Ostantarktis. Außerdem konnte mit Hilfe dieser Studie neu abgeschätzt werden, wie stark sich die Eisdicke während dieser Zeit in beiden Regionen verändert hat. Die Ergebnisse erschienen vor kurzem in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications. Citation: Reconciling glacial Antarctic water stable isotopes with ice sheet topography and the isotopic paleothermometer; Martin Werner, Jean Jouzel, Valérie Masson-Delmotte & Gerrit Lohmann; Nature Communicationsvolume 9, Article number: 3537 (2018).

 

Küstenerosion in der Arktis verstärkt die globale Erwärmung   [September 2018]  Der Verlust arktischer Permafrostböden durch die Erosion der Küste könnte künftig zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts führen. Das zeigen Untersuchungen von Sedimentproben aus dem ochotskischen Meer an der Ostküste Russlands, die AWI-Wissenschaftler analysiert haben. Ein Verlust von Permafrostböden in dieser Region führte zum Ende der letzten Eiszeit gleich mehrfach zu einer plötzlichen Zunahme der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. zur Pressemitteilung (AWI) Citation: Winterfeld, M. et al., Deglacial mobilization of pre-aged terrestrial carbon from degrading permafrost. Nat. Commun. 9, 3666 doi: 10.1038/s41467-018-06080-w (2018).

 

Sea level fall during glaciation stabilized atmospheric CO2 by enhanced volcanic degassing   [Juli 2017] Während der letzten 800.000 Jahre zeigten antarktische Temperaturen und atmosphärischer Kohlendioxidgehalt eine im Wesentlichen gleichgerichtete Entwicklung. Doch der Übergang in die letzte Eiszeit verlief anders: Vor ca. 80.000 Jahren sanken die Temperaturen, der Kohlendioxidgehalt aber blieb stabil. Ein internationales Forscherteam unter gemeinsamer Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung hat nun mit Hilfe von Modellrechnungen herausgefunden, dass ein Zusammenspiel aus abfallendem Meeresspiegel und zunehmender Vulkanaktivität zu der Anomalie geführt haben könnte. Die Ergebnisse erscheinen heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications. Citation: Hasenclever, J. et al. Sea level fall during glaciation stabilized atmospheric CO2 by enhanced volcanic degassing. Nat. Commun. 8, 15867 doi: 10.1038/ncomms15867 (2017).

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