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MOD

Benutzte Modelle in der Gruppe Globale Modellierung

Neben einfachen Modellen werden im wesentlichen die globalen Modelle ICON-ART, EMAC und KASIMA weiterentwickelt und betrieben, um die gestellten wissenschaftlichen Fragestellungen zu beantworten.

ICON-ART

ICON-ART, wobei ART für Aerosols and Reactive Trace gases steht, ist eine Erweiterung von ICON (ICOsahedrisches Nichthydrostatisches Modell, entwickelt vom Deutschen Wetterdienst (DWD) und dem Max-Plank-Institut für Meteorologie Hamburg (MPI-M)) um die Simulation von Gasen, Aerosolpartikeln und die damit verbundenen Rückkopplungsprozesse in der Atmosphäre zu ermöglichen.

ICON-ART wird am KIT in enger Zusammenarbeit zwischen der Arbeitsgruppe "Spurenstoffmodellierung und Klimaprozesse" des IMK-TRO und der Gruppe Globale Modellierung (MOD) des IMK-ASF entwickelt.

Im derzeitigen Entwicklungsstadium kann hinsichtlich der Aerosolmodellierung mit ICON-ART die Ausbreitung von Mineralstaub- und Seesalzaerosol und deren Wechselwirkungen mit Wolken simuliert werden. Zusätzlich wurde in einer gemeinsamen Entwicklung mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) die Ausbreitung von Vulkanaschepartikeln und radioaktiven Substanzen für die operationelle Vorhersage verfügbar gemacht.

Die Gruppe Globale Modellierung des IMK-ASF fügt ICON-ART ein Modul zur Simulation der atmosphärischen Chemie vom Boden bis in die mittlere Atmosphäre hinzu. Die aktuellen Arbeiten der Gruppe zu ICON-ART finden Sie hier.

Für eine nähere Beschreibung von ICON-ART sei verwiesen auf

Rieger et al.: ICON-ART 1.0 - a new online coupled model system from the global to regional scale (2015)

sowie die allgemeine ICON-ART - Webseite.

Lizenz

Um eine ICON-ART Lizenz zu erhalten, wenden Sie sich bitte an Bernhard Vogel.


EMAC

Das ECHAM/MESSy Atmosphären-Chemie (EMAC) Modell wurde am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelt und basiert auf dem ECHAM5 Modell des Max-Planck-Institutes für Meteorologie in Hamburg. Die MOD-Gruppe nutzt dieses Modell seit 2004 und entwickelt es für spezifische Fragestellungen weiter. Aufgrund seines Ansatzes und der Struktur der Schnittstellen kann das Chemie-Klima-Modell EMAC leicht für eine Vielzahl von Untersuchungen eingesetzt werden. Der Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt in der Untersuchung des stratosphärischen Ozonbudgets und der Prozesse, die den stratosphärischen Ozonverlust im polaren Winter/Frühling kontrollieren (z.B. die sogenannte Denitrifizierung). Die Denitrifizierung wird durch große polare stratosphärische Wolken (englisch: polar stratospheric clouds, PSC) hervorgerufen, deren räumliches und zeitliches Auftreten durch die polare Meteorologie (im wesentlichen der Temperaturen) bestimmt wird. Da die stratosphärischen Temperaturen sich in einem verändernden Klima ebenfalls verändern können, ist es von Wichtigkeit, die mikrophysikalischen Prozesse der PSC im Detail zu verstehen, um eine verläßliche Vorhersage der zukünftigen Entwicklung der Ozonschicht machen zu können.

Die aktuellen Arbeiten der Gruppe zu EMAC finden Sie hier.


KASIMA

KASIMA (Karlsruher Simulationsmodell der Mittleren Atmosphäre) wurde am IMK-ASF entwickelt, um das dynamisch, chemische Verhalten der mittleren Atmosphäre zu untersuchen. KASIMA besteht aus 3 Hauptmodulen: Das meteorologische Modul integriert die sogenannten primitiven meteorologischen Grundgleichungen in der Zeit. Das Modell wird durch die Netto-Erwärmungsrate angetrieben, die im Strahlungs-Modul berechnet wird und dafür die Absorption der Sonnenstrahlung durch Ozon und molekularem Sauerstoff im UV-Strahlungspektrum sowie durch Kohlendixid, Ozone, und Wasserdampf im infrarotem Strahlungsspektrum berücksichtigtt. Das chemische Modul beinhaltet die für die Untersuchung der mittleren Atmosphäre relevanten Spurengase und Spurenstofffamilien, die in Gasphasenreaktionen, Photodissoziationen und heterogenen Reaktionen an den Oberflächen von polaren stratosphärischen Wolken (engl. polar stratospheric clouds, PSC) und an flüssigen Schwefelsäureaerosolen umgewandelt werden.

Mehr Informationen unter: W. Kouker, I. Langbein, Th. Reddmann, and R. Ruhnke, The Karlsruhe Simulation Model of the Middle Atmosphere (KASIMA), Version 2, FZK Report 6278, 1999 (link zum pdf-Dokument)

Die aktuellen Arbeiten der Gruppe zu KASIMA finden Sie hier.