{"id":112847,"date":"2026-02-23T02:27:00","date_gmt":"2026-02-23T01:27:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=112847"},"modified":"2026-02-21T14:29:04","modified_gmt":"2026-02-21T13:29:04","slug":"pazifik-raetsel-neue-generation-von-klimamodellen-bringt-erstmals-licht-ins-dunkel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/pazifik-raetsel-neue-generation-von-klimamodellen-bringt-erstmals-licht-ins-dunkel\/","title":{"rendered":"Pazifik-R\u00e4tsel: Neue Generation von Klimamodellen bringt erstmals Licht ins Dunkel"},"content":{"rendered":"\n

Seit langem r\u00e4tseln Forschende dar\u00fcber, warum sich der \u00f6stliche tropische Pazifik und der S\u00fcdliche Ozean parallel zur globalen Erw\u00e4rmung abk\u00fchlen. Existierende Klimamodelle erfassen dieses Muster nicht. <\/p>\n\n\n\n

Am Max-Planck-Institut f\u00fcr Meteorologie sind Wissenschaftler*innen der Antwort nun einen bedeutenden Schritt n\u00e4hergekommen: Mit einer neuen Generation physikalisch besser fundierter Klimamodelle haben sie den beobachteten Trend erstmals erfolgreich in einer Simulation dargestellt und die zugrunde liegenden Mechanismen erkl\u00e4rt.<\/p>\n\n\n\n

Ein Ph\u00e4nomen im Pazifik besch\u00e4ftigt Klimaforschende weltweit: W\u00e4hrend die globale Erw\u00e4rmung voranschreitet und die Temperaturen fast \u00fcberall auf der Welt steigen, haben sich der \u00f6stliche tropische Pazifik und der pazifische Teil des S\u00fcdlichen Ozeans in den vergangenen 45 Jahren abgek\u00fchlt. Dieses Merkmal wird von traditionellen Klimamodellen, wie sie in der internationalen Vergleichsstudie \u201eCoupled Model Intercomparison Project (CMIP)\u201c verwendet werden, und deren Ergebnisse in die Berichte des Weltklimarates IPCC einflie\u00dfen, nicht erfasst. Obwohl die Klimaforschungsgemeinschaft eine Reihe von Hypothesen aufgestellt hat, fehlte bislang eine stichhaltige Erkl\u00e4rung f\u00fcr das beobachtete Muster.<\/p>\n\n\n\n

Das Muster der Meeresoberfl\u00e4chentemperaturen (sea surface temperatures, SST) im tropischen Pazifik beeinflusst nicht nur das regionale Klima, sondern auch das Ausma\u00df der globalen Erw\u00e4rmung insgesamt. Das Unverm\u00f6gen, den historischen Trend zu reproduzieren, hat deshalb Fragen zur Zuverl\u00e4ssigkeit von globalen Klimaprognosen aufgeworfen \u2013 ganz zu schweigen von Prognosen zum regionalen Muster der Erw\u00e4rmung, welche f\u00fcr Klimaanpassungsma\u00dfnahmen entscheidend sind. Somit identifizierte das Weltklimaforschungsprogramm WCRP das \u201ePazifik-R\u00e4tsel\u201c als eine der dr\u00e4ngendsten Herausforderungen der Klimawissenschaft.<\/p>\n\n\n\n

\"Drei<\/a>
Vergleich des Trends der Oberfl\u00e4chentemperaturen von 1979 bis 2014 in Beobachtungen, ICON und einer der CMIP6-Realisierungen, die in den beiden umrandeten Bereichen am ehesten dem CMIP6-Multimodellmittelwert entspricht. CC BY 4.0 Kang et al. (2026), DOI: 10.1073\/pnas.2522161123<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Forschende des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Meteorologie (MPI-M) haben k\u00fcrzlich einen Meilenstein erreicht, der eine L\u00f6sung in greifbare N\u00e4he r\u00fcckt. Mithilfe eines Klimamodells, dessen beispiellose Aufl\u00f6sung von 5 km im Ozean und 10 km in der Atmosph\u00e4re es erlaubt, grundlegende Prozesse physikalisch besser darzustellen, gelang es ihnen erstmals, das beobachtete SST-Muster im Pazifik erfolgreich zu reproduzieren. Das von MPI-M-Direktorin Sarah Kang geleitete Team lieferte auch eine fundierte Erkl\u00e4rung der physikalischen Mechanismen, die f\u00fcr die beobachtete Abk\u00fchlung verantwortlich sind. Die Analyse war Teil einer Anstrengung, die alle Abteilungen des Instituts involvierte.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eEs war ein fantastisches, effizientes Gemeinschaftsprojekt zwischen Modellierer*innen, Atmosph\u00e4renforschenden und Ozeanograf*innen, und das Ergebnis ist herausragend\u201c, so Kang.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Wirbel entscheidend f\u00fcr die Darstellung der Abk\u00fchlung im S\u00fcdlichen Ozean<\/h4>\n\n\n\n

Mesoskalige Ozeanwirbel, also mit einer Gr\u00f6\u00dfe von einigen zehn Kilometern, sind im S\u00fcdlichen Ozean allgegenw\u00e4rtig und spielen eine Schl\u00fcsselrolle beim Transport von W\u00e4rme in Richtung des Pols. Sie werden in den gr\u00f6ber aufgel\u00f6sten CMIP-Modellen jedoch nicht dargestellt. Das ICON-Modell mit einer Gitterweite von 5 km im Ozean, das in der Studie verwendet wurde, enth\u00e4lt diese Prozesse explizit. Unter der Meeresoberfl\u00e4che transportieren die Wirbel W\u00e4rme in Richtung des Pols \u00fcber den Antarktischen Zirkumpolarstrom (ACC) hinweg, welcher den Pazifik vom S\u00fcdlichen Ozean trennt. Die Simulation zeigt, dass sich dieser polw\u00e4rts gerichtete, durch Wirbel bewirkte W\u00e4rmetransport \u00fcber den ACC abschw\u00e4cht, wenn der S\u00fcdliche Ozean einer sich erw\u00e4rmenden Atmosph\u00e4re ausgesetzt ist. Gleichzeitig wird die von der Atmosph\u00e4re zugef\u00fchrte \u00fcbersch\u00fcssige W\u00e4rme durch den ACC umgehend in andere Ozeanbecken geleitet. Letztlich bewirkt dieses dynamische Zusammenspiel, dass sich die oberen 2000 m des Wassers im pazifischen Sektor des S\u00fcdlichen Ozeans abk\u00fchlen und dass sich der ACC nach Norden verlagert, wodurch sich die von polaren Gew\u00e4ssern bedeckte Meeresfl\u00e4che ausdehnt.<\/p>\n\n\n\n

Die Abk\u00fchlung wird \u00fcber den Ozean und die Atmosph\u00e4re vom S\u00fcdlichen Ozean schlie\u00dflich an den subtropischen Pazifik weitergegeben und verst\u00e4rkt eine bestehende Hochdruckanomalie vor der s\u00fcdamerikanischen K\u00fcste. Infolgedessen intensivieren sich die von dort in Richtung \u00c4quator wehenden s\u00fcd\u00f6stlichen Passatwinde, was die Meeresoberfl\u00e4che durch Verdunstung abk\u00fchlt und niedrige Stratocumulus-Wolken erzeugt, welche die einfallende Sonnenstrahlung reflektieren. Das verst\u00e4rkt die Abk\u00fchlung weiter.<\/p>\n\n\n\n

Ausreichend starke Wolkenr\u00fcckkopplung<\/h4>\n\n\n
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Schematische Darstellung der Prozesse, die in ICON zu verbesserten SST-Trends f\u00fchren. CC BY 4.0 Kang et al. (2026), DOI: 10.1073\/pnas.2522161123<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Diese Wolkenr\u00fcckkopplung ist nur in wenigen CMIP-Modellen stark genug. In ICON ist sie ausreichend stark, um die Abk\u00fchlung des \u00f6stlichen tropischen Pazifiks auf ein realistisches Ausma\u00df zu verst\u00e4rken. Dabei erlaubt die feinere Gitterstruktur von ICON gr\u00f6\u00dfere Amplituden im Vergleich zu gr\u00f6beren Gittern, bei denen die Werte \u00fcber einen gr\u00f6\u00dferen Bereich gemittelt werden. Dar\u00fcber hinaus ist die Topografie der s\u00fcdamerikanischen Anden in ICON genauer dargestellt, sodass das Modell besser simuliert, wie das Gebirge das k\u00fchle Meer von \u00f6stlichen, vom Amazonas-Gebiet kommenden Luftstr\u00f6men abschirmt und auch die Windsysteme an der K\u00fcste besser darstellt. All dies tr\u00e4gt dazu bei, die Bildung niedriger Wolken im Modell zu unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Dass ein hochaufl\u00f6sendes Modell wie ICON einen wesentlichen Beitrag zur L\u00f6sung des Pazifik-R\u00e4tsels leisten w\u00fcrde, hatten die Forschenden erwartet, da die Darstellung mesoskaliger Ozeanwirbel und die Wolkenr\u00fcckkopplung eine so wichtige Rolle spielen. Eine solche hochaufl\u00f6sende Simulation dann auch technisch umzusetzen, ist durch EU-Projekte wie European Eddy-Rich Earth System Models (EERIE<\/a>) und Next Generation Earth Model Systems (nextGEMS<\/a>) sowie das vom Bundesministerium f\u00fcr Forschung, Technologie und Raumfahrt gef\u00f6rderte Projekt WarmWorld<\/a> m\u00f6glich geworden.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eHochaufl\u00f6sende Modellierung ist zwar nicht die eine L\u00f6sung f\u00fcr alles, aber sie deckt einen Mechanismus auf, der bisher nicht zug\u00e4nglich war und aus Prozessen resultiert, die in CMIP-Modellen nicht explizit dargestellt werden\u201c, sagt Sarah Kang.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Den Autor*innen zufolge besteht der n\u00e4chste Schritt darin, zu ermitteln, welche Merkmale des ICON-Modells diese Verbesserung bewirken und ob sie neue Erkenntnisse f\u00fcr Zukunftsprognosen liefern.<\/p>\n\n\n\n