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Globale Modelle
Globale Modelle der Atmosphäre werden sowohl in der Wettervorhersage als auch in der Klimaforschung eingesetzt. Globale Wettervorhersagemodelle prognostizieren auf der Basis eines möglichst genau zu analysierenden Anfangszustandes die zeitliche Einwicklung des Zustands der Atmosphäre für eine Dauer von bis zu zwei Wochen. Die räumliche Auflösung des Modells kann dabei so hoch angesetzt werden, wie es die verfügbare Rechnerkapazität zulässt.
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ECHAM
Das globale Klimamodell ECHAM wurde am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und von der Universität Hamburg auf der Grundlage des europäischen Wettervorhersage Modells entwickelt. Zurzeit wird primär ECHAM5 am Institut verwendet.
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EMAC
Das numerische globale Atmosphären-Chemie-Modell EMAC (ECHAM/MESSy Atmospheric Chemistry) ist ein modulares, globales Klima- und Chemie-Simulationssystem mit Teilmodellen zur Berechnung von Prozessen der Troposphäre und mittleren Atmosphäre, deren Wechselwirkungen mit dem Ozean und der Landoberfläche sowie von anthropogenen Einflüssen.
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ICON
Der dynamische Kern des Modells ICON (icosahedral non-hydrostatic general circulation model) ist eine gemeinsame Entwicklung des MPI für Meteorologie und des Deutschen Wetterdienstes. Die Klimamodellversion von ICON kombiniert diesen neuen dynamischen Kern mit den physikalischen Ansätzen des Klimamodells ECHAM. ICON soll das zukünftige deutsche Klimamodell werden.
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Modellevaluierung
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ESMValTool
Das Erdsystemmodellevaluierungstool (ESMValTool) ist ein Diagnosewerkzeug zur routinemäßigen Überprüfung der Qualität von Erdsystemmodellen mittels Beobachtungsdaten. Dabei wird die Repräsentation von grundlegenden Klimavariablen in den Modellen auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen getestet und zusätzlich eine prozessorientierte Evaluierung durchgeführt.
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Weitere Modelle
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Mesoskalige Modelle
Mesoskalige Modelle sind numerische Werkzeuge, die atmosphärische Prozesse auf einer räumlichen Skala von 2 bis 1000 km auflösen. Sie lösen die Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls, interne Energie und für verschiedene Luftbeimengungen in verschiedenen physikalische Näherungen.
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Mikroskalige Modelle
Mikroskalige Modelle dienen der Berechnung kleinräumiger Strömungssysteme (z.B. Turbulenz, Wirbel, Hindernisüberströmungen) mit horizontalen Ausdehnungen von wenigen Metern bis zu etwa einigen 100 m.
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Schallausbreitungsmodelle
Das Institut für Physik der Atmosphäre entwickelt und betreibt numerische Schallausbreitungsmodelle. In Kombination mit meteorologischen meso- und mikroskaligen Modellen beschreiben sie das System Atmosphäre-Topografie-Schallfeld in konsistenter Weise.
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Strahlungstransportmodelle
Am Institut kommen verschiedene numerische Modelle zum Einsatz, um den Strahlungstransport in der Atmosphäre und die Wechselwirkung zwischen Strahlung und Wolken oder Aerosol zu untersuchen. Ein Standbein ist das Programmpaket libRadtran (Library for Radiative Transfer), welches bereits eine Auswahl von Lösungsansätzen bietet.
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Modelle zur Vorhersage von Kondensstreifen (CoCiP)
Modelle zur Vorhersage von Kondensstreifen Das Rechenprogramm "Contrail Cirrus Prediction Tool" CoCiP wurde entwickelt, um Kondensstreifen-Zirren infolge eines einzelnen Flugzeuges oder einer Flotte von Flugzeugen, Flug für Flug, regional oder global, zu simulieren. Die Methode berechnet Kondensstreifen-Zirren für gegebene Flugverkehrsdaten und Vorhersagedaten von numerischen Wettervorhersagen (NWV).
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