Systemanalyse und Modellierung
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(Foto: Sabine Billerbeck / HZG)

Regionale Modellierung von Land und Atmosphäre

Wie sich das Klima in den kommenden Jahrzehnten weltweit verändern wird, lässt sich mit globalen Klimamodellen inzwischen recht gut beschreiben. Kleinräumige Veränderungen aber – beispielsweise an kurzen Küstenabschnitten – lassen sich mit globalen Rastern kaum simulieren.

Die Abteilung "Regionale Modellierung von Land und Atmosphäre" konzentriert sich auf eine solche kleinräumige Darstellung des Klimas und der Hydrologie sowie deren Änderungen. Zum Einsatz kommt ein regionales Klimamodell, das gemeinsam mit anderen Instituten aus einem Wettermodell des Deutschen Wetterdienstes (DWD) entwickelt wurde. Anders als bei der Wetterprognose rechnet das Simulationswerkzeug nicht nur über Zeiträume von wenigen Tagen, sondern es kann auf verschiedenen Zeitskalen angewendet werden, die von Monaten über mehrere Jahrzehnte bis zu einigen Jahrhunderten reichen können.

Globale Klimamodelle arbeiten mit einem Gitternetzraster von 100-200 Kilometern. Das regionale Klimamodell am HZG löst momentan bis auf drei Kilometer genau auf. Diese Auflösung ermöglicht es, die Entwicklung von Extremereignissen zu betrachten oder wie sich Windparks auf das lokale und regionale Klima auswirken. Eine wichtige Aktivität ist auch die Kopplung zwischen verschiedenen Kompartimenten des Küstensystems wie Atmosphäre/Land, Hydrologie und Ozean.

Die Abteilung modelliert ebenso Wasser- und Stofftransporte an der Landoberfläche, z.B. in Seen und Flüssen, um den Wasserkreislauf und die biogeochemischen Kreisläufe, vor allem am Land-Ozean-Übergang, darzustellen. Diese Informationen werden auch von anderen Abteilungen genutzt, die an der Modellierung von Ozean- und Ökosystemen arbeiten. Die Abteilung hat dazu ein hochauflösendes Abflussmodell entwickelt, das bereits Ansätze für den Transport biogeochemischer Stoffe in Flüssen enthält, und das den regionalen Fokus bei gekoppelten Modellierungen unterstützt.

Die Abteilung wirkt an verschiedenen nationalen und internationalen Kooperationsprojekten mit.