11. März 2024, 15:00 bis 16:00

Diplomprüfung Anne Strümpf

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Modellierung der atmosphärischen Anregung der Polbewegung für das 21. Jahrhundert unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Klimaentwicklungsszenarien

Bezogen auf den Erdkörper wird die zeitlich variable Lageveränderung der Erdachse als Polbewegung bezeichnet. Die Polbewegung zeigt sich als Schwingung mit vielen unterschiedlichen Perioden und wird zu einem erheblichen Teil von der Atmosphäre angeregt. Die Atmosphäre weist zwar verglichen mit dem Erdkörper eine sehr geringe Masse auf, unterliegt aber aufgrund der vielen Luftbewegungen, die in ihr stattfinden, großen Drehimpulsschwankungen, die sie zu einem Großteil an die feste Erde weitergibt.  In der vorliegenden Arbeit wird diese Anregung der Polbewegung mithilfe von atmosphärischen Drehimpulsfunktionen modelliert und bis zum Jahr 2100 prognostiziert. Dabei wird besonders auf die zukünftige Entwicklung des Klimas aufgrund von anthropogenem Treibhausgasausstoß Bezug genommen. Die Drehimpulsfunktionen werden mit Luftdruck- und Windgeschwindigkeitsdaten ausgewertet. Diese Daten stammen aus elf unterschiedlichen Klimamodellen des Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), die jeweils für fünf Klimaentwicklungsszenarien berechnet wurden. Das Hauptziel ist, eine Prognose für die Veränderung der atmosphärischen Anregung der Polbewegung über das 21. Jahrhundert zu berechnen und zu untersuchen, ob sich die Entwicklung der atmosphärischen Anregung zwischen den Klimaentwicklungsszenarien unterscheidet. Pro Klimaszenario wird aus den elf Modellen eine Multi-Model-Mean (MMM) Zeitreihe der atmosphärischen Drehimpulsfunktionen berechnet. Die atmosphärische Anregung der Polbewegung ist zum größten Teil von Druckveränderungen angetrieben. Weil die Ozeane Unterschiede im Oberflächendruck durch Heben und Senken der Wasseroberfläche ausgleichen, ist die Polbewegung in einer Richtung deutlich stärker gedämpft, was zu einer elliptischen Form ihrer Schwingung führt. Die am stärksten ausgeprägte Periode der atmosphärischen Anregung ist die jährliche. Die Amplitude bewegt sich zwischen 14 und 18 Millibogensekunden, was projiziert auf die Erdoberfläche etwa 50 cm entspricht. Der Vergleich der MMM Zeitreihen zeigt, dass die Amplitude der atmosphärischen Anregung stärker ansteigt, je intensiver der Treibhausgasausstoß für das Klimaszenario angenommen wird. Am Beginn der Zeitreihe unterscheiden sich die Amplituden der Szenarien nur um etwa eine Millibogensekunde, am Ende driften die Szenarien um bis zu drei Millibogensekunden auseinander. Das bedeutet, dass die Atmosphäre die Polbewegung mit fortschreitendem Klimawandel stärker anregt als bei einer treibhausgasarmen Entwicklung.

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Sem.R.DA grün 02A, Zugang 2. Stock gelb
1040 Wien
Wiedner Hauptstraße 8

 

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