{"id":85766,"date":"2022-10-07T02:45:00","date_gmt":"2022-10-07T00:45:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=85766"},"modified":"2022-10-06T09:46:05","modified_gmt":"2022-10-06T07:46:05","slug":"wie-das-langzeitgedaechtnis-auf-treibhausgasemissionen-reagiert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/wie-das-langzeitgedaechtnis-auf-treibhausgasemissionen-reagiert\/","title":{"rendered":"Wie das Langzeitged\u00e4chtnis auf Treibhausgasemissionen reagiert"},"content":{"rendered":"\n

Die globale Erw\u00e4rmung beeinflusst das Erdsystem stark \u2013 die Klimakrise ist sowohl f\u00fcr die Klimawissenschaft als auch f\u00fcr die \u00d6ffentlichkeit von gr\u00f6\u00dfter Bedeutung. <\/p>\n\n\n\n

Trotz der j\u00fcngsten Fortschritte prognostizieren die Erdsystemmodelle immer noch eine gro\u00dfe Bandbreite m\u00f6glicher Erw\u00e4rmungsgrade. Daher verwenden die Forscher Naiming Yuan, Christian L. E. Franzke, Feilin Xiong, Zuntao Fu und Wenjie Dong aus China und Korea ein verallgemeinertes stochastisches Klimamodell, um einen Reaktionsoperator abzuleiten, der die globale mittlere Oberfl\u00e4chentemperatur bei bestimmten Antriebsszenarien berechnet, um die Auswirkungen vergangener Emissionen auf die aktuelle Erw\u00e4rmung zu quantifizieren. Dieser Ansatz erm\u00f6glicht es ihnen, systematisch zwischen den \u201edirekten\u201c und den \u201eindirekten\u201c Trends zu unterscheiden, die durch das Ged\u00e4chtnis induziert werden. Ihr Artikel \u201eDer Einfluss des Langzeitged\u00e4chtnisses auf die Reaktion des Klimas auf Treibhausgasemissionen\u201c wurde im Portal npj \u2013 climate and atmospheric science<\/em><\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Auf der Grundlage historischer Aufzeichnungen stellen die Wissenschaftler fest, dass die direkte Erzwingungsreaktion schwach ist, w\u00e4hrend man den gr\u00f6\u00dften Teil des beobachteten globalen Erw\u00e4rmungstrends den indirekten Ged\u00e4chtnisreaktionen zuschreibt, die sich aus den Emissionen der Vergangenheit angesammelt haben. Im Vergleich zu CMIP6-Simulationen prognostiziert ihr datengesteuerter Ansatz eine geringere globale Erw\u00e4rmung als in den n\u00e4chsten Jahrzehnten. ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die CMIP6-Modelle eine h\u00f6here vor\u00fcbergehende Klimasensitivit\u00e4t aufweisen, als es die Beobachtungsdaten vermuten lassen, da sie ein gr\u00f6\u00dferes Langzeitged\u00e4chtnis haben als die Beobachtungen.<\/p>\n\n\n\n

Im Pariser Abkommen von 2015 wurde das Ziel festgelegt, den globalen Temperaturanstieg in diesem Jahrhundert auf 2,0 \u00b0C zu begrenzen, w\u00e4hrend gleichzeitig versucht wird, ein ehrgeizigeres Ziel zu verfolgen, n\u00e4mlich den Anstieg auf 1,5 \u00b0C zu begrenzen. Die Auswirkungen einer Erw\u00e4rmung um 1,5 und 2,0 \u00b0C unterscheiden sich erheblich, wie aus zahlreichen Berichten hervorgeht. Um diese beispiellose Herausforderung zu bew\u00e4ltigen, sind dringend wirksame Ma\u00dfnahmen erforderlich, und es bedarf zuverl\u00e4ssiger Sch\u00e4tzungen der Reaktion des Klimas auf die anthropogenen Treibhausgasemissionen.<\/p>\n\n\n\n

Das globale Klimasystem hat eine enorme Tr\u00e4gheit, wodurch sich die Temperaturreaktion auf Ver\u00e4nderungen der Treibhausgaskonzentrationen verz\u00f6gert. Mehr als 90 % der aus den anthropogenen Treibhausgasemissionen resultierenden W\u00e4rme wird in den Ozeanen gespeichert. Der Ozean kann seinerseits die Lufttemperaturen sowie das gesamte Klimasystem langsam und anhaltend beeinflussen. Selbst wenn jetzt kein Kohlendioxid mehr in die Atmosph\u00e4re emittiert w\u00fcrde, oder realistischer ausgedr\u00fcckt, wenn das Ziel der Kohlenstoffneutralisierung erreicht w\u00fcrde, k\u00f6nnte die globale Temperatur noch Jahrzehnte lang ansteigen, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Sch\u00e4tzung der Gleichgewichtsklimasensitivit\u00e4t (ECS) beispielsweise sind Tausende von Jahren an Modellsimulationen erforderlich, um die ECS zu erhalten, was enorme Rechenressourcen erfordert, aber die Sch\u00e4tzung w\u00e4re aufgrund struktureller Modellprobleme immer noch mit einer gro\u00dfen Unsicherheit behaftet. Ein beliebterer Weg als der, Modelle \u00fcber Tausende von Jahren laufen zu lassen, ist die Sch\u00e4tzung des ECS aus einem kurzen, z. B. 4 \u00d7 CO2<\/sub>-Klimamodellexperiment unter der Annahme, dass die Beziehung zwischen dem Strahlungsungleichgewicht N an der Oberseite der Atmosph\u00e4re (TOA) und der \u00c4nderung der globalen mittleren Oberfl\u00e4chentemperatur ?T linear ist (N = F \u2013 ??T). Die Tatsache, dass (i) die Reaktion des Klimas nichtlinear ist und (ii) der R\u00fcckkopplungsparameter ? \u00fcber mehrere Zeitskalen hinweg variiert , macht die Sch\u00e4tzung jedoch nach wie vor schwierig. Um bessere Anpassungsstrategien entwickeln zu k\u00f6nnen, ist es dringend erforderlich zu verstehen, wie die globale Temperatur auf den anthropogenen Strahlungsantrieb reagiert.<\/p>\n\n\n\n

Seit Mitte des letzten Jahrhunderts, als das \u201eHurst-Ph\u00e4nomen\u201c entdeckt wurde, hat man erkannt, dass viele Klimavariablen durch ein langfristiges Klimaged\u00e4chtnis gekennzeichnet sind, das f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis der Tr\u00e4gheit im Klimasystem von Bedeutung ist. Anders als das Kurzzeitged\u00e4chtnis, das die Persistenz eines bestimmten Prozesses auf Wetterskalen (d.h. einige Tage bis etwa zwei Wochen) beschreibt, stellt das Langzeitged\u00e4chtnis des Klimas das Skalierungsverhalten mehrerer Prozesse auf unterschiedlichen Zeitskalen dar. Diese Kaskade zeigt, wie sich Prozesse auf mehreren Skalen gegenseitig beeinflussen, d. h. schnelle Prozesse k\u00f6nnen langsame Prozesse zu Ver\u00e4nderungen zwingen, w\u00e4hrend langsame Prozesse die Variationen schneller Prozesse auf einer l\u00e4ngeren Skala modulieren k\u00f6nnen20. Folglich zeichnen sich Zeitreihen mit skalierendem Verhalten dadurch aus, dass sie auf viel l\u00e4ngeren Zeitskalen bestehen bleiben. Diese Eigenschaft wird als Langzeitged\u00e4chtnis bezeichnet. Auf der Grundlage der klassischen Theorien der Brownschen Bewegung und des Random Walk wurden in den letzten Jahrzehnten verschiedene Ans\u00e4tze wie die Fluktuationsanalyse (FA) und die Detrendierte Fluktuationsanalyse (DFA) entwickelt und weithin verwendet, um die St\u00e4rke des langfristigen Klimaged\u00e4chtnisses in verschiedenen Klimavariablen zu quantifizieren, die von der Oberfl\u00e4chenlufttemperatur, der Meeresoberfl\u00e4chentemperatur und dem Niederschlag bis hin zur relativen Luftfeuchtigkeit16, dem Meeresspiegel und der allgemeinen atmosph\u00e4rischen Zirkulation reichen\u2026<\/p>\n\n\n\n