Einführung in die Paläoklimamodellierung

 
  Gerrit Lohmann, Vorlesung Universität Hamburg, SS 2002

  Outline
  Ankündigung
 
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Motivation.
  Warum interessiert das Paläoklima?
  Was ist Paläoklimatologie ,
  Welche Fragestellungen und Probleme gibt es?
  CO2 rezent , CO2 paleo , Temperatur rezent , Temperatur der letzten 1000 Jahre .
  Temperatur der letzten 1000 Jahre .
  A Paleo Perspective on Global Warming .
 
  Folien.
 
 
  Welche Methoden gibt es?
  (Eine kleine übung mit einem 0-dimensionalen Energiebilanzmodell: Seite 1, Seite 2)
 
  Wo gibt es Erfolge bzw. offene Fragen? link
 
 
 
Eis- und Warmzeiten
  Warum gibt es Eiszeiten ?
  Welche klimatischen Ver?nderungen gibt es durch das Entstehen und Vergehen von Eiszeiten ?
  Eiszeittheorien link
  Nichtlineares System link
  Entstehen und Vergehen von Eiszeiten link
  Milankovitch Theorie (Astronomische Theorie) link
 
  Das einfache Energiebilanzmodell (Eine kleine übung: Seite 1, Seite 2)
  Energiebilanzen link, then go to slides 9 and 10
  Ice House vs. hot house world link
  Snowball Earth link
  Entstehung von Leben, Leben unter extremen Bedingungen.
 
 
 
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Zeitskalen
  Geologische Zeitmaschine link
  Plattentektonik, Meeresstrassen link
  Klimaspektrum picture Stochastisches Klimamodell
  link, then go to slide 2
 
 
 
Informationen
  Stellvertreterdaten (proxies) link link
  Abbildung in Klimaarchiven
  Eiskerne link
  Meeressedimente link
  Groundwater link
  Korallen link ,
  Pollen,
  Baumringe link ,
  historische Aufzeichnungen
  link
  link
  link
 
 
 
 
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Analysemethoden
  Zeitreihenanalyse, z.B. Wavelet link , SSA link
  Mustererkennung link ,
  Auffinden der assoziierten Muster
  Beispiel Koralle link
  Folien.
 
 
 
 
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Klimamoden
  Klimadynamik: Windsysteme, Ozeanstroemungen;
  THC, ENSO, NAO, etc. link, then go to Bildergalerie
  ENSO
  1500 Jahres Zyklus link
  Solarvariabilit?t
  Fernwirkungen (teleconnections)
 
 
 
 
  • Climate Variability in the Last Century and Millenium
      Folien.
     
  • North Atlantic Oscillation
      Folien.
     
  • Paleoclimatic Change
      Folien.
     
  • Future Climate Change
      Folien.


     
     
     
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    Klimamodellierung
      Klimakomponenten
      (Climate system)
      Erdsystemmodellierung
      Konzepte, Modellklassen Folien.
      Grundlegende Konzepte
      Folien.
      Low-order Models link
      Stoffkreislaeufe link
     
     
     
     
    Concepts

  • Circulation models
  • Earth System Models
  • Hasselmann's concept of climate variability
  • DaisyBall, GAIA: The concept of self-regulating climate variability
    go to Daisy.

    (Donald)
      Folien.
     
     
     
     

    Methodological aspects

  • Complexity of the models, deficienties, new developments.
  • Models: Earth System Models, conceptual models etc.
  • Low order models of the thermohaline circulation

    •  
      Stommel's box model; Noise-Induced Transitions
      Folien.
     
     
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    Abrupte Klimauebergaenge

  • The role of the Atlantic thermohaline circulation
      (Conveyor Belt)
     
  • Modes of Circulation
     
  • Two Step Character of Deglaciation: Boelling, Younger Dryas
     
  • Global Warming and Water Vapor Transport
     
  • Related feedback mechanisms
     
  • Parameterizations
    • of bottom boundary layer and subscale oceanic processes.
      (Stabilization by slantwise convection) The overflow process and deep water formation north of the Greenland-Scotland Ridge affect strongly the response of the ocean's circulation to subpolar atmospheric variability. This is in particular important for the interpretation of paleoclimatic records.
     
      Folien.
     
     
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    Erdgeschichte und Klima
      Extreme Ereignisse
      Climate, Culture, and Catastrophe in the Ancient World link
      link
      Climate and the Classic Maya Civilization
      Ueberblick ueber das Holozaen: Mittelalterliche Warmzeit, Kleine Eiszeit, Zyklen (60-70, 88-94, 112-126 Jahre), Globale Erwaermung, etc.
      Global vs. solar warming?
      Causes of Climate Change Over the Past 1000 Years
     
     
     
     
     
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    Alles ueber Eis Polar Ice Cores
     
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    Biosphaere
     
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    Kohlenstoffkreislauf
     
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    Links:


      IPCC Publications
      The Coming Climate, Sci. Am., Karl et al.
      CLIVAR, GLOBAL MODELLING AND PREDICTION
     
     
      Literature for Paleoclimatology
      Geological Time Machine (Berkley)
      Atlas for Paleovegetation
      Tectonic Reconstructions
      Some datasets   and  links to other institutes 


    •   Hydrological cycle
      Sea ice effects on the ocean circulation