Die Auswirkungen des Klimawandels sind ein beliebtes Streitthema. Grund dafür sind nicht selten rein numerische Berechnungsmethoden, die zu unverlässlichen Vorhersagen führen. Dass das Klima ein von vielen Faktoren beeinflusstes, hochgradig nichtlineares System ist, wird in traditionellen Vorhersagemodellen zwar berücksichtigt, oft werden aber nur einzelne Simulationen durchgeführt und die ermittelten Zeitreihen des Klimageschehens dann falsch interpretiert.
Mit einem neuartigen Versuchsaufbau hat nun eine Arbeitsgruppe um apl. Prof. Harlander vom Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre der BTU Cottbus-Senftenberg den Versuch unternommen, ein Ensemble von Klimaänderungen im Labor nachzustellen und so dem »chaotischen System« Klima gerechter zu werden. In »Scientific Reports«, einem Open Access Magazin des Wissenschaftsmagazins »Nature«, veröffentlichten die Forscher am Dienstag, den 21.03.2017, ihre Ergebnisse. Erstautor des Artikels und Initiator des Projektes ist Dr. Miklos Vincze vom Karman Laboratory for Environmental Flows in Budapest. Dr. Vincze arbeitete bis 2014 in der Arbeitsgruppe von apl. Prof. Harlander und gewann im gleichen Jahr den Nachwuchswissenschaftlerpreis des Landes Brandenburg.
Im Labor wurde die Erde in Form eines rotierenden Doppelzylinders modelliert. Ein gekühlter Zylinder in der Mitte repräsentiert einen Pol der Erde, der beheizte Außenzylinder den Äquator. Der Zwischenraum zwischen beiden Zylindern ist mit deionisiertem Wasser gefüllt. Der Versuchsaufbau ermöglicht es nun, die Anfangsbedingungen (Füllhöhe des Wassers, Rotationsgeschwindigkeit, Temperaturunterschied zwischen den beiden Zylindern) zu verändern und so verschiedene Klimaänderungsesembles zu simulieren.
»Wir konnten zeigen, dass es in der Tat einen Unterschied macht, ob man über eine Klimazeitreihe mittelt oder über ein Ensemble«, erklärt Harlander die Ergebnisse der Versuchsreihe. Der Forschergruppe war außerdem wichtig zu betonen, dass die Turbulenzen die im Wasser entstehen und für unterschiedliche Temperaturverteilungen sorgen, nicht als Messfehler sondern als der Fragestellung inhärentes Phänomen verstanden werden. Nur durch die Mittelung über verschiedene Ensembles könne dazu beigetragen werden, Klimaänderungsszenarien richtig zu interpretieren.
pm/red
Foto: Costanza Rodda, Doktorandin am Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre, vor dem Versuchsaufbau zur Simulierung von Klimaänderungsesembles; BTU Cottbus-Senftenberg
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