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Quantifying Uncertainty in Climate Projections including Biogeochemical Feedbacks

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Genauere Modelle des Klimawandels

Der weltweite Klimawandel ist eine der dringendsten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Wissenschaftler haben Fortschritte bei der Entwicklung von Modellen erzielt, indem sie zuvor fehlende biogeochemische Prozesse einbezogen und ungewisse Einflussfaktoren mathematisch berechneten.

Klimawandel und Umwelt

Zeitgemäße Klimamodelle, die zukünftige Auswirkungen prognostizieren, müssen zwischen Genauigkeit und Detaillierungsgrad und den einbezogenen Prozessen abwägen. Angesichts der steigenden Komplexität solcher Modelle kann der Berechnungsaufwand untragbar werden. Da immer mehr Details über ungewisse Prozesse hinzugefügt werden, können die subjektiven, wenn auch von Fachleuten getroffenen Annahmen zu Einflussfaktoren zudem die Genauigkeit der Prognosen beeinträchtigen. Im EU-finanzierten Projekt "Quantifying uncertainty in climate projections including biogeochemical feedbacks' (CLIMB) untersuchte man die potenzielle Bedeutung gekoppelter Prozesse von Kohlenstoff-Stickstoff-Phosphor-Schwefel-Kreisläufen (C-N-P-S) gemeinsam mit erstrangigen physikalischen Prozessen. Die Untersuchungen zeigten eine Verstärkung der Rückkopplung im Kohlenstoffkreislauf, die durch C-N-P-S-Kreisläufe verursacht wurde. Die Wissenschaftler untersuchten, ob die Einbeziehung dieser Prozesse zur Reduzierung der Unsicherheiten im vergangenen und aktuellen Kohlenstoffhaushalt beiträgt. Sie befassten sich auch mit dem Ausmaß, in dem die C-N-P-S-Rückkopplungskreisläufe die zukünftige globale Erwärmung beeinflussen würden und der Frage, ob sie einen Einfluss auf die damit verbundene Unsicherheit hätten. Von großer Bedeutung ist auch, dass die Forscher eindeutige Beschreibungen der Flüsse und der Küstengebiete der Welt mit einbezogen, die für den globalen biogeochemischen Kreislauf äußerst wichtig sind, jedoch in den bestehenden Erdsystemmodellen fehlen. Darüber hinaus beschränkten sie ungewisse Einflussfaktoren mithilfe eines inversen Schätzverfahrens, das auf geophysischen Beobachtungen während des vergangenen Jahrtausends beruht. Die Forschungsarbeiten von CLIMB führten zu Modellanpassungen für den gekoppelten biochemischen Kohlenstoff-Stickstoff-Phosphor-Kreislauf, der als Terrestrial-Ocean-aTmosphere Ecosystem Modell, Version 2 (TOTEM2) bekannt ist, und zu einer dazugehörigen Veröffentlichung. Man erwartet, dass die mathematische Parametrisierung von Faktoren des Kohlenstoffkreislaufs einen wesentlichen Einfluss auf genauere Prognosen haben und zur Entwicklung einer sachkundigen weltweiten Klimapolitik führen wird. Insgesamt hat CLIMB die Erdbeobachtungsmodelle zum globalen Klimawandel durch eine sorgfältige und wissenschaftliche Berücksichtigung der Prozesse im C-N-P-S-Kreislauf weiter vorangebracht. Weitere Dokumente befinden sich in verschiedenen Stadien des Veröffentlichungsprozesses.

Schlüsselbegriffe

Klimawandel, biogeochemische Prozesse, Klimamodelle, Klimaprognosen, C-N-P-S-Kreislauf, Rückkopplung im Kohlenstoffkreislauf, Kohlenstoffhaushalt, globale Erwärmung, Flüsse, Küstengebiete, biogeochemischer Kreislauf, geophysisch, TOTEM2, Klimapolitik, Erd

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