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Vorhersagbarkeit und Ursachenzuweisung regionaler, durch Gletscher verursachter Meeresspiegeländerungen

Drittmittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 2016 - 2019

Gletscher und Eiskappen verursachen fast ein Drittel des momentanen Anstiegs des Meeresspiegels, obwohl sie weniger als 1 % der globalen Eismasse enthalten. Die mit dem Abschmelzen verbundene Umverteilung der Masse ist ein wichtiger Grund für systematische regionale Unterschiede des Meeresspiegelanstiegs. Gletscher werden auch im 21. Jahrhundert stark zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Man konnte das Abschmelzen der Gletscher bereits anthropogenen und natürlichen Ursachen zuweisen, die Beiträge einzelner Komponenten des Antriebs (z.B. interne Variabilität und natürliche Antriebe, Treibhausgase und Aerosole) wurden aber noch nicht spezifiziert. Im beantragten Projekt werden wir diese spezifischen Beiträge quantifizieren und die Ursachenzuweisung ins 21. Jahrhundert fortschreiben. Damit bekommen wir die Möglichkeit, die Vorhersagbarkeit regionaler, durch Gletscher verursachter Meeresspiegeländerungen zu quantifizieren. Wir erhalten außerdem ein besseres Verständnis der Unsicherheit in Projektionen. Wir werden insbesondere die folgenden Mechanismen untersuchen: (i) Aufgrund der langen Reaktionszeit von Gletschern spielt die Anpassung der Gletscher an bereits vergangene Klimaänderungen eine wichtige Rolle für ihre Massenänderung auf dekadischen und zum Teil längeren Zeitskalen. Darin begründet sich eine relativ hohe und räumlich genaue Vorhersagbarkeit zukünftiger Massenänderungen, die wir auf globaler Skala - unter Berücksichtigung regionaler  Muster - quantifizieren werden. (ii) Es ist bekannt, dass interne Klimavariabilität (z.B. NAO, oder IOD) einen großen Beitrag zur interannualen Variabilität regionaler Massenänderungen von Gletschern beiträgt. Es gibt hierzu jedoch noch keine umfassende Analyse auf globaler Skala. Wir werden die Unsicherheit quantifizieren, die mit den so verursachten Massenveränderungen in Projektionen verbunden ist. (iii) Natürliche Antriebe des Klimasystems haben ebenfalls einen signifikanten Anteil an globaler Massenänderung der Gletscher (z.B. ein Sinken des Meeresspiegels um etwa 1 mm, verursacht durch Massengewinn der Gletscher, nach größeren Vulkaneruptionen). Die daraus resultierende Unsicherheit regionaler Meeresspiegelprojektionen werden wir quantifizieren. (iv) Während der gesamte anthropogene Anteil an den Ursachen der bereits beobachteten Massenverluste der Gletscher bestimmt wurde, wurden die Effekte der einzelnen anthropogenen Antriebe (z.B. Treibhausgase, Aerosole) noch nicht quantifiziert. Durch eine entsprechende Untersuchung werden wir in der Lage sein, die projizierten Massenänderungen einzelnen Antrieben zuzuweisen, und so die Unterschiede der verschiedenen Szenarien besser zu verstehen. Für alle diese vier Themen werden wir mit Hilfe von Rekonstruktionen eine umfassende Analyse der Quellen von Fehlern und Unsicherheiten durchführen. Danach werden wir in einem Ensemble von Projektionen überprüfen, ob sich die Ensemble-Unsicherheit vollständig aus den hier beschriebenen Mechanismen erklären lässt.