Erdsystemmodellevaluierung
Die Evaluierung von Erdsystemmodellen wird durchgeführt um die Qualität eines Modells entweder gegenüber vorherigen Versionen, einem breiten Spektrum anderer Modelle oder gegenüber Beobachtungsdaten zu bewerten. Die Evaluierung von Erdsystemmodellen mit Beobachtungsdaten ist essentiell um die Modelle kontinuierlich zu verbessern und um langfristig ein verbessertes Prozessverständnis des Klimasystems zu erlangen. Ebenso ist die Modellevaluierung eine wesentliche Voraussetzung für zuverlässige Klimaprognosen des 21. Jahrhunderts, die für die Erstellung von Leitlinien in der Klimapolitik verwendet werden.
Zu den Aufgaben am DLR-IPA gehören die Entwicklung und Anwendung von innovativen und effizienten Methoden zur Evaluierung von Erdsystemmodellen genauso wie die Entwicklung numerischer Tools zur Auswertung großer Datenmengen.
Die Arbeiten setzen sich zum Ziel, die Erdsystemmodellevaluierung über den heutigen Stand des Wissens hinaus fortzuentwickeln, indem sowohl in die routinemäßige Bewertung physikalischer und biogeochemischer Aspekte der Erdsystemmodelle investiert wird, als auch in die prozessorientierte Modellevaluierung. Um die routinemäßige Modellevaluation zu unterstützen, wird gemeinsam mit internationalen Partnern das Erdsystemmodellevaluierungstool ESMValTool entwickelt. Erdsystemmodelle werden mit dem ESMValTool bezüglich einer Vielzahl von Diagnostiken, Metriken und Beobachtungsdaten getestet, was langfristig dazu beitragen wird die Qualität der Modelle entscheidend zu verbessern. Weitere wichtige Forschungsfelder, die bearbeitet werden, sind die Identifikation von Prozessen, die Größe und Unsicherheiten in Klimaprognosen maßgeblich bestimmen und die Untersuchung der Vorhersagbarkeit in dekadischen Klimasimulationen.
Als Grundlage für die Modellvergleiche werden Simulationen mit dem am DLR-IPA betriebenen globalen Klima-Chemie-Aerosol-Modells EMAC (ECHAM/MESSy Atmospheric Chemistry) durchgeführt und ausgewertet. Um die Belastbarkeit der erzielten Aussagen zu erhöhen und das DLR-Modell in die internationalen Forschung und den Kontext anderer Modelle einzuordnen, werden zusätzlich frei verfügbare Simulationen anderer Erdsystemmodelle herangezogen (insbesondere die im Rahmen des Weltklimaforschungsprogramms (engl.: World Climate Research Programme, WCRP) erstellten Modellsimulationen der internationalen Modellvergleichsprojekte CMIP (engl.: Coupled Model Intercomparison Project). CMIP wird in seiner nun 6. Phase vom DLR PA und anderen Partnern koordiniert und bildet mit seinem Modellarchiv und begleitenden wissenschaftlichen Studien eine wesentliche Grundlage der in regelmäßigen Abständen vom IPCC (engl.: Intergovernmental Panel on Climate Change) erstellten Klimasachstandsberichte.