Langfristige Folgen des Klimawandels: Vergleich von Satellitendaten und Klimamodellen liefert neue Erkenntnisse

Laura Jensen, Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Geodäsie und Ausgleichungsrechnung der HafenCity Universität Hamburg (HCU), hat als eine der ersten die Daten der Satellitenmission GRACE mit Daten von gekoppelten Klimamodellen verglichen, um langfristige Wasservorkommnisse auf der Erdoberfläche besser einordnen zu können. Ergebnisse solcher Klimamodelle werden beispielsweise für den Internationalen Klimabericht (IPCC Report) verwendet. Die Studie kann dazu beitragen die Modelle und somit auch die Genauigkeit der Klimaberichte zu verbessern.

Seit 2003 beobachtet die Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) die globalen Veränderungen der Wasserspeicherung im Boden. In diesem kurzen Zeitraum können neben langfristiger klimabedingter Feuchte oder Trockenheit auch andere kurzzeitige Phänomene für ein Defizit oder Übermaß an Wasser in einem Gebiet sorgen. Laura Jensen, Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Geodäsie und Ausgleichungsrechnung der HafenCity Universität Hamburg (HCU), hat als eine der ersten die Daten der Satellitenmission GRACE mit Daten von gekoppelten Klimamodellen verglichen, um langfristige Wasservorkommnisse auf der Erdoberfläche besser einordnen zu können. Ergebnisse solcher Klimamodelle werden beispielsweise für den Internationalen Klimabericht (IPCC Report) verwendet. Die Studie kann dazu beitragen die Modelle und somit auch die Genauigkeit der Klimaberichte zu verbessern.

Für ein erfolgreiches Wasser-Management ist es wichtig, Gebiete auf der Erde zu identifizieren, die über Jahrzehnte bis hin zu Jahrhunderten durch Klimaeinflüsse von zunehmender Trockenheit oder feuchten Bodenbedingungen betroffen sein werden. „Die Zukunfts-Projektionen von Klimamodellen sind nur dann nützlich, wenn sie auch verlässlich sind. Deshalb ist der Vergleich von Modell-Ergebnissen mit Beobachtungen in der Klimaforschung von großer Bedeutung“, so Laura Jensen.

Mit GRACE-Beobachtungen allein sei es nicht möglich, kurzzeitigen Effekte von langfristigen Trends zu trennen. Zudem könne mit heutigen Beobachtungen natürlich keine Aussage über die zukünftige Entwicklung gemacht werden. Hierzu sei man auf sogenannte Klimamodelle angewiesen, die mittels physikalischer Gleichungen das Erdsystem modellieren. Unter der Annahme bestimmter Start- und Randbedingungen liefern sie Projektionen, wie sich das Klima in Zukunft entwickeln könnte.

Beim Vergleich der Klimamodelle mit den Daten der Satellitenmission hat Jensen so genannte „Hotspot“-Gebiete identifiziert, in denen es laut beider Quellen langfristige Wasserspeicheränderungen gebe. Einer dieser Hotspots ist der Mittelmeerraum: Der Studie zufolge ist eine zunehmende Trockenheit speziell im südöstlichen Spanien, Südfrankreich, Norditalien und der Türkei wahrscheinlich. Weitere Hotspots wurden im Südwesten der USA und Mexiko sowie in Zentralasien identifiziert. Die Ergebnisse der Studie zeigen aber auch die Notwendigkeit für längere Beobachtungszeitreihen, da der Einfluss von kurzzeitigen Veränderungen, die nicht notwendigerweise klimabedingt sind, derzeit noch sehr groß ist.

Laura Jensen ist seit Mai 2017 Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der HCU bei Prof. Dr.-Ing. Annette Eicker. Ihr Promotionsthema lautet „Nutzung von Satellitendaten zur Evaluation von Klimamodellen“. Zuvor war sie unter anderem Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Alfred-Wegener-Institut (Helmholtz-Zentrum für Polar und Meeresforschung in Bremerhaven (AWI)) im Arbeitsgebiet „Meeresbodenvermessung“. Die Studie wurde in Kooperation mit Projektpartnern der HCU Hamburg, dem GeoForschungsZentrum in Potsdam, dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und der ETH Zürich durchgeführt und ist vor kurzem im „Journal of Geophysical Research“ erschienen: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018JD029989