Klimakatastrophe

[Eisrose]

Selbst wenn wir die Technik auf die Straße bringen die zu elektrifizieren, niemand wird einen 5 Jahre alten Laster einfach so verschrotten.

Auch gibt es noch zahlreiche Entwicklungsländer auf dieser Welt, die sich, wie ihr Name schon sagt, noch entwickeln wollen. Und wenn sich da nichts gross ändert, messen die ihren Wohlstand dann auch erstmal in Autos. Und das werden wohl zunächst fossile Fahrzeuge sein.

Das sind genau die Themen wo wir uns überlegen müssen, wie wir verhindern, dass diese Industrien ins Ausland abwandern und dort weiter klimaschädlich und billiger arbeiten.

Das sehe ich als unser Hauptproblem an und ist das, was auch ich immer meine, wenn ich davon spreche, dass wir unsere CO2-Emissionen exportieren. Warum mir da oft widersprochen wird, verstehe ich nach wie vor nicht. Wir werden dieses Problem aber nicht lösen, da wir das nicht wirklich auf unserem Schirm haben, obwohl das nicht nur für die Zukunft, sondern auch schon für die Vergangenheit gilt.

[Reinhard]

Selbst wenn wir die Technik auf die Straße bringen die zu elektrifizieren, niemand wird einen 5 Jahre alten Laster einfach so verschrotten.

Auch gibt es noch zahlreiche Entwicklungsländer auf dieser Welt, die sich, wie ihr Name schon sagt, noch entwickeln wollen. Und wenn sich da nichts gross ändert, messen die ihren Wohlstand dann auch erstmal in Autos. Und das werden wohl zunächst fossile Fahrzeuge sein.

Puh, da hab ich tatsächlich die Hoffnung, dass sich da in absehbarer Zeit was tut. Momentan fahren in den meisten Entwicklungsländern ja viele unserer alten Gebrauchten rum. Wenn wir es aber hinkriegen, dass E-Autos einfach im Betrieb billiger sind, kann ich mir vorstellen, dass da in den Entwicklungsländern die Umstellung recht schnell geht. Geld haben die Leute dort ja meist nicht zu verschenken. In Kombination mit günstiger Photovoltaik, die meisten Entwicklungsländer haben ja gut Sonne, könnte es ganz schnell passieren, das die da mit uns gut mithalten, was den E-Auto-Anteil angeht. Einfach noch mal 5 Jahre abwarten.

[George]

Chemie-, Zement-, Stahl- Industrie allein verbrauchen aber etwa ein Viertel unserer Energie, davon ein erheblicher Teil Wärme. Und die stellen ja nicht um von fossilem Strom auf regenerativen Strom, sondern von Gas, Koks, Öl auf Strom. Das ist in etwa Primärenergie-neutral. Ganz bitter wird es, wenn Strom nicht wirklich geeignet ist wie bei einem guten Teil der Stahlerzeugung. Wenn wir das auf grünen Wasserstoff statt Koks oder Erdgas umstellen wollen, müssen wir per Elektrolyse Wasserstoff herstellen. Da geht dann unser Primärenergiebedarf sogar spürbar nach oben, denn egal wie gut die Elektrolyse jemals funktionieren wird von 100% Wirkungsgrad wird sie weit entfernt bleiben. Industrietaugliche Systeme liegen zur Zeit so um die 70%. Im Labor gehen weit über 90%, aber das werden wir in absehbarer Zeit nicht industriell sehen. https://assets.new.siemens.com/siemens/ ... enz-de.pdf https://www.stromzeit.ch/blog/innovatio ... rungen-597 Den Wasserstoff muss ich aber noch komprimieren und transportieren, das kann schon mal aufwändig sein. Da brauche ich dann gegenüber Erdgas oder Koks plötzlich 1,5 mal so viel Primärenergie.

Mir drängt sich die Frage auf, was zählt denn als Primärenergie? Wenn Öl, Erdgas, Kohle oder Wasserstoff importiert wird, zählt dann der Energiegehalt als Primärenergie oder der ganze Herstellungsprozess? Ich denke mal, man nimmt den Wert, der bei der Verbrennung entsteht.

Wenn man nun in Deutschland mit Wind, Solar und Elektrolyse Wasserstoff erzeugt, was setzt man da 100%? Der Strom wäre ohne die Elektrolyse ungenutzt geblieben. Man hat da keinem anderen Verbraucher etwas weggenommen. Will man nun den importierten Energieträger mit dem erneuerbaren vergleichen, müsste man konsequenterweise beides 100% setzen. Die entscheidende Frage ist, was kostet die Energie. Wie billig bekomme ich die Energie, die sonst ungenutzt bliebe?

Was Chemie-, Zement- und Stahl-Industrie angeht: Ist dort alles in Stein gemeißelt? Kann man Dinge anders machen bzw. neu denken? Im Bereich der Zement-Industrie habe ich schon von diversen Ansätzen gehört. Muss alles aus Stahlbeton gebaut werden? Oder kann man auch mit Fachwerk und Stroh bauen? Es gibt da Ansätze.

Du selbst sagst, dass wir in Zukunft Techniken zur Verfügung haben, die wir im Moment noch nicht auf dem Schirm haben. Das sehe ich auch so. Wir müssen die Dinge nicht so lassen, wie sie schon immer waren. Ich plädiere da für Offenheit gegenüber neuen Ideen.

[Reinhard]

Chemie-, Zement-, Stahl- Industrie allein verbrauchen aber etwa ein Viertel unserer Energie, davon ein erheblicher Teil Wärme. Und die stellen ja nicht um von fossilem Strom auf regenerativen Strom, sondern von Gas, Koks, Öl auf Strom. Das ist in etwa Primärenergie-neutral. Ganz bitter wird es, wenn Strom nicht wirklich geeignet ist wie bei einem guten Teil der Stahlerzeugung. Wenn wir das auf grünen Wasserstoff statt Koks oder Erdgas umstellen wollen, müssen wir per Elektrolyse Wasserstoff herstellen. Da geht dann unser Primärenergiebedarf sogar spürbar nach oben, denn egal wie gut die Elektrolyse jemals funktionieren wird von 100% Wirkungsgrad wird sie weit entfernt bleiben. Industrietaugliche Systeme liegen zur Zeit so um die 70%. Im Labor gehen weit über 90%, aber das werden wir in absehbarer Zeit nicht industriell sehen. https://assets.new.siemens.com/siemens/ ... enz-de.pdf https://www.stromzeit.ch/blog/innovatio ... rungen-597 Den Wasserstoff muss ich aber noch komprimieren und transportieren, das kann schon mal aufwändig sein. Da brauche ich dann gegenüber Erdgas oder Koks plötzlich 1,5 mal so viel Primärenergie.

Mir drängt sich die Frage auf, was zählt denn als Primärenergie? Wenn Öl, Erdgas, Kohle oder Wasserstoff importiert wird, zählt dann der Energiegehalt als Primärenergie oder der ganze Herstellungsprozess? Ich denke mal, man nimmt den Wert, der bei der Verbrennung entsteht.

Ach, das ist ganz gut definiert https://de.wikipedia.org/wiki/Prim%C3%A4renergie einfach ausgedrückt Primärenergie ist die Energie, die direkt aus der Natur stammt. Sekundärenergie: entsteht durch Umwandlung von Primärenergie, z. B. Strom aus Kohle oder Heizöl aus Rohöl, Endenergie: die Energieform, die nach Umwandlungs- und Transportverlusten beim Verbraucher ankommt (z. B. Strom aus der Steckdose, Benzin an der Tankstelle) Nutzenergie: die tatsächlich verwendbare Energie, etwa Wärme aus der Heizung oder Licht aus einer Lampe

Wenn man nun in Deutschland mit Wind, Solar und Elektrolyse Wasserstoff erzeugt, was setzt man da 100%? Der Strom wäre ohne die Elektrolyse ungenutzt geblieben.

Sachlich richtig, der Definition aber egal. Ich denke wir laufen da grad in ein kleines Missverständnis, Primärenergie ist ein sehr genau definierter, aber auch etwas akademischer Begriff. Der hat darüber hinaus für unsere Diskussion hier eher einen übersichtlichen Mehrwert.

Man hat da keinem anderen Verbraucher etwas weggenommen. Will man nun den importierten Energieträger mit dem erneuerbaren vergleichen, müsste man konsequenterweise beides 100% setzen. Die entscheidende Frage ist, was kostet die Energie. Wie billig bekomme ich die Energie, die sonst ungenutzt bliebe?

Ja, mit der Fragestellung kommt man sinnvollen Lösungsansätzen schon deutlich näher.

Was Chemie-, Zement- und Stahl-Industrie angeht: Ist dort alles in Stein gemeißelt? Kann man Dinge anders machen bzw. neu denken? Im Bereich der Zement-Industrie habe ich schon von diversen Ansätzen gehört.

Ich bin da völlig von überzeugt, dass die Leute, die da arbeiten nicht blöd sind; was sinnvoll ist machen die soweit möglich schon, nur sind Physik, Chemie und Mathematik recht selten diskussionsbereit, wenn es um ihre Regeln geht. Aber am Schluss steht da immer jemand dahinter, der damit Geld verdienen will, da sprechen wir dann über Regeländerungen bezüglich derer wir ganz schnell bei der Politik landen.

Muss alles aus Stahlbeton gebaut werden? Oder kann man auch mit Fachwerk und Stroh bauen? Es gibt da Ansätze.

Aber sicher doch, kein Mensch baut heute noch so wie vor 20 Jahren. Aber gerade Stahlbeton hat schon Eigenschaften, die man nicht direkt eins zu eins ersetzten kann. Ein paar moderne Ansätze sind klimatechnisch auch richtig bescheiden. Vor ein paar Jahren war das Drucken von Häusern mit 3D-Druckern in aller Munde. Der hohe Zementanteil in dem dafür nötigen Beton ist aber so eine richtige CO2 Schleuder. Nicht alles was modern aussieht ist auch schlau.

Ich habe schon mal von dem Ansatz gehört Häuser aus Plastik zu bauen. Begründung, das Öl, das dafür über mehr als hundert Jahre gebunden ist kommt nicht als CO2 in die Atmosphäre. Ich bin mir nicht sicher, ob ich sowas gut oder schlimm finden soll.

Genau da sehe ich die Politik in der Pflicht. Allerdings nicht im klein klein wie das leider die Grünen gerne machen um mal eine Partei zu nennen. Auch nicht im Stil einer der Mark wird es schon regeln FDP, die sich die Ziele von der Industrie vorgeben lässt, um noch eine andere Partei zu nennen. Ich hätte gerne die Methodik der FDP, der Markt regelt es, mit den Zielen der Grünen bezüglich dem Ergebnis. Auf so eine Politik werde ich in Deutschland aber wohl noch lange warten dürfen.

Du selbst sagst, dass wir in Zukunft Techniken zur Verfügung haben, die wir im Moment noch nicht auf dem Schirm haben. Das sehe ich auch so. Wir müssen die Dinge nicht so lassen, wie sie schon immer waren. Ich plädiere da für Offenheit gegenüber neuen Ideen.

Da rennst du bei mir offene Türen ein. Ich gebe nur zu bedenken, dass ziemlich viele Menschen regelrecht Angst vor Veränderungen jeglicher Art haben, und die muss man eben auf die schlaue Art mitnehmen, wenn man nicht ständig gegen deren Widerstand ankämpfen will.

[Troh.Klaus]

Du selbst sagst, dass wir in Zukunft Techniken zur Verfügung haben, die wir im Moment noch nicht auf dem Schirm haben. Das sehe ich auch so. Wir müssen die Dinge nicht so lassen, wie sie schon immer waren. Ich plädiere da für Offenheit gegenüber neuen Ideen.

Da rennst du bei mir offene Türen ein. Ich gebe nur zu bedenken, dass ziemlich viele Menschen regelrecht Angst vor Veränderungen jeglicher Art haben, und die muss man eben auf die schlaue Art mitnehmen, wenn man nicht ständig gegen deren Widerstand ankämpfen will.

Das ist alles schön und gut. Nur ein kleiner Einwand: Wenn ich etwas technisch anders machen möchte, muss diese Technik auch verfügbar sein. Die Hoffnung auf bessere Technik allein ist noch kein Fundament, auf dem sich bauen lässt. Prominentes Beispiel: Kernfusion, seit mehr als einem halben Jahrhundert "Hoffnungsträger".

[Reinhard]

Das ist alles schön und gut. Nur ein kleiner Einwand: Wenn ich etwas technisch anders machen möchte, muss diese Technik auch verfügbar sein. Die Hoffnung auf bessere Technik allein ist noch kein Fundament, auf dem sich bauen lässt. Prominentes Beispiel: Kernfusion, seit mehr als einem halben Jahrhundert "Hoffnungsträger".

Kernfusion, ist schon der große Hammer, aber es gibt in allen Größenordnungen gut bekannte Technologien, die man einfach umsetzen könnte wenn man nur will. Ich fang mal klein an: Albedokontrolle. Warum verdammt noch mal stand in dem für mich gültigen Bebauungsplan geschrieben im Jahr 2017, dass ich dunkle Dachziegel verbauen muss. Also so Albedo 0,1 im Gegensatz zu 0,5, sind im Sommer ja nur 400 Watt Absorptionsunterschied pro Quadratmeter. Etwas größer gedacht, also ich war vor kurzem mal wieder am Forggensee. Wer traut sich bezüglich Hochwasserschutz, Energiegewinnung und Wasserversorgung für Bewässerung zu so was im Deutschland des Jahres 2025 politisch durchzuführen.

Ich bin auch überzeugt, dass es irgendwann eine gute Idee sein wird CO2 wieder aus der Atmosphäre zu holen. Ich bin ziemlich sicher, das wir das rein chemisch/energetisch hinkriegen, auch wenn die bestehenden Laboranlagen denkbar schlechte Wirkungskrade haben. Rückfallposition wenn ich mich irre: Algenzucht, trocknen das Zeug und verbuddeln. Das zu erforschen und zu finanzieren, könnte man doch einen weltweiten Fond einrichten. Fände ich besser als die Forderung von Brasilien, doch Geld dafür zu bekommen, den eigenen Regenwald nicht abzuholzen. Den Vorschlag zu Ende gedacht fand ich schon richtig dreist.

Ich gehe mal kurz vom Klimawandel weg. Atommüll. Wir haben das Zeug nun mal an der Backe. Ich hätte gerne ein Endlager, das so gebaut ist, dass man an das Zeug wieder ran kommt. Muss ja nicht sein, dass wir in den nächsten ein oder zwei hundert Jahren eine Technologie erfinden das unschädlich zu bekommen, aber wenn wir es doch schaffen, müssen wir unseren Nachfahren die Arbeit doch nicht unnötig schwer machen, indem wir das Zeug in Fässern eine Halde hinabrollen (Asse) oder in Beton eingießen. Einfach mal Optionen offen lassen.

[Troh.Klaus]

Das ist alles schön und gut. Nur ein kleiner Einwand: Wenn ich etwas technisch anders machen möchte, muss diese Technik auch verfügbar sein. Die Hoffnung auf bessere Technik allein ist noch kein Fundament, auf dem sich bauen lässt. Prominentes Beispiel: Kernfusion, seit mehr als einem halben Jahrhundert "Hoffnungsträger".

Kernfusion, ist schon der große Hammer, aber es gibt in allen Größenordnungen gut bekannte Technologien, die man einfach umsetzen könnte wenn man nur will.

Du sagst es - gut bekannte Technik, that's what I said.

... Einfach mal Optionen offen lassen

Statt ideologischer Scheuklappen - korrekt.

[Reinhard]

Beim Golfstrom scheiden sich die Geister. Bricht er ab oder nicht und wenn doch wann? Der aktuelle Stand:

„Der Weltklimabericht muss hier revidiert werden“

Der Zusammenbruch des Nordatlantik- und Golfstroms ist von deutschen Forschern neu berechnet worden. Ein Kälteeinbruch für Europa ist für sie wahrscheinlicher denn je.

[Reinhard]

Beim Golfstrom scheiden sich die Geister. Bricht er ab oder nicht und wenn doch wann? Der aktuelle Stand:

Die Diskussion ist nicht ganz neu, eine Abschwächung des Golfstroms ist relativ klar, eine exakte Erfassung wann und um wie viel hingegen extrem schwierig.

Aber, bei dem Satz bin ich jetzt etwas verblüfft

So ist etwa die extreme Dynamik der Eisschmelze auf Grönland mit den resultierenden Süßwassereinträgen ins Nordpolarmeer in den Modellen noch gar nicht berücksichtigt. Rahmstorf zumindest hält aus diesem Grund die neuen Abschätzungen für „eher vorsichtig“.

Auch das Abschmelzen des Grönland Eises ist keine neue Erkenntnis. Ich war bisher der Auffassung, das wäre in den bekannten Klimamodellen enthalten. Mit entsprechender Bandreite und Ungenauigkeit was die Menge und die Auswirkungen angeht. Da würde mich jetzt schon interessieren von welchen Modellen da genau die Rede ist.

[Eisrose]

Aber, bei dem Satz bin ich jetzt etwas verblüfft

So ist etwa die extreme Dynamik der Eisschmelze auf Grönland mit den resultierenden Süßwassereinträgen ins Nordpolarmeer in den Modellen noch gar nicht berücksichtigt. Rahmstorf zumindest hält aus diesem Grund die neuen Abschätzungen für „eher vorsichtig“.

Auch das Abschmelzen des Grönland Eises ist keine neue Erkenntnis. Ich war bisher der Auffassung, das wäre in den bekannten Klimamodellen enthalten. Mit entsprechender Bandreite und Ungenauigkeit was die Menge und die Auswirkungen angeht. Da würde mich jetzt schon interessieren von welchen Modellen da genau die Rede ist.

Direkt bei PIK-Potsdam steht auch nicht mehr:

In den Modellen kommen die Strömungen innerhalb von 50 bis 100 Jahren nach Überschreiten des Kipppunkts vollständig zum Erliegen. Allerdings unterschätzen die Standardmodelle das Risiko vermutlich: Sie berücksichtigen nicht das zusätzliche Süßwasser aus dem Abschmelzen des grönländischen Eisschilds, welches das System wahrscheinlich weiter schwächen würde. Deshalb ist es entscheidend, die Emissionen schnell zu senken. Das verringert das Risiko eines AMOC-Zusammenbruchs erheblich, auch wenn es nicht ausreicht, es vollständig zu vermeiden.

https://www.pik-potsdam.de/de/aktuelles ... ssionspfad

Dort findet man aber auch die ganze Studie. Die bin ich jetzt aber nicht genau durchgegangen. Wenn man das Dokument nach "Greenland" durchsucht, findet man das aber an mehreren Stellen mit Fussnoten erwähnt.

[Cybermancer]

[...]
Auch das Abschmelzen des Grönland Eises ist keine neue Erkenntnis. Ich war bisher der Auffassung, das wäre in den bekannten Klimamodellen enthalten. Mit entsprechender Bandreite und Ungenauigkeit was die Menge und die Auswirkungen angeht. Da würde mich jetzt schon interessieren von welchen Modellen da genau die Rede ist.

Das Kernproblem ist das Missverhältnis von Skalen und Komplexität zwischen den globalen Klimamodellen und der Eisschild-Physik.
1. Das Problem des Modell-Dekouplings (Ungekoppelte Systeme)

Historisch gesehen wurden Klimamodelle entwickelt, um die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean zu simulieren. Die Eisschilde wurden dabei lange Zeit als passive Randbedingung behandelt – als statisches oder sich nur langsam (thermodynamisch) veränderndes Element, nicht als ein aktives System, das die Ozeanströmungen massiv beeinflusst.

Der fehlende Feedback-Loop: Um den Einfluss des GrIS realistisch zu simulieren, müsste der Prozess eine Rückkopplung (Feedback) bilden:

1. Die globale Erwärmung (simuliert vom GCM) heizt den Ozean und die Atmosphäre auf.

2. Die Wärme schmilzt das Eis (dynamisch, schnell).

3. Das freigesetzte Süßwasser fließt in den Nordatlantik und schwächt dort die AMOC.

4. Die geschwächte AMOC verändert die regionalen Temperaturen (z. B. den "Cold Blob").

5. Diese veränderte Temperatur beeinflusst wiederum das Schmelzen des Eisschilds.

Historische Vereinfachung: Die meisten früheren GCMs hatten diesen Feedback-Loop zwischen dem dynamischen Eisschild (Schritt 2) und dem Ozean/der Atmosphäre nicht implementiert. Sie verwendeten lediglich eine vorgegebene, langsam ansteigende Schmelzrate, die nicht auf die internen Kipppunkte des Eisschilds reagierte.

2. Computational Cost
Die physikalische Modellierung des Eisschilds ist extrem rechenintensiv.

- Hohe Auflösung notwendig: Die dynamisch wichtigen Prozesse in Grönland (das schnelle Fließen der Auslassgletscher, das Kalben, die Schmelze an der Basis durch den Ozean) finden auf Längenskalen von wenigen Kilometern oder sogar Metern statt.

- Das GCM-Dilemma: Globale Klimamodelle (GCMs), die für Jahrhunderte laufen müssen, arbeiten typischerweise mit Gitterauflösungen von 50 bis 100 Kilometern oder mehr. Auf dieser groben Skala ist es unmöglich, die kritischen, kleinskaligen Fließprozesse des Eises abzubilden.

-> Die Konsequenz: Um die lange Laufzeit der GCMs zu gewährleisten, musste man in Kauf nehmen, dass die physikalisch präziseren Eisschild-Modelle (wie die Full Stokes Models) zu langsam sind und durch stark vereinfachte Versionen (wie die Shallow Ice Approximation) ersetzt wurden.

3. Fehlende Dynamik

Die verwendeten vereinfachten Eisschild-Modelle (SIA) der früheren Generationen ignorierten genau die Prozesse, die den abrupten Süßwassereintrag verursachen:

Gletscher-Dynamik -> Der Großteil des Eismassenverlusts geschieht durch schnell fließende Auslassgletscher, die Eis ins Meer entleeren. ->
SIA-Modelle bildeten diese lateralen Schubspannungen nicht ab, was zu einer Unterschätzung der Fließgeschwindigkeit führte.

Basale/Frontale Schmelze -> Warme Ozeanströmungen können die Gletscherfronten von unten schmelzen lassen (Basal Melt), was die Gletscher destabilisiert und das Tempo des Eisverlusts dramatisch erhöht. -> Die Kopplung mit der Ozeandynamik war nicht fein genug, um diese Wechselwirkung an der Gletscherzunge präzise zu erfassen.

PS.:
https://www.youtube.com/watch?v=lqagd6cW6vs
https://www.youtube.com/watch?v=dk6HMzksOjc
https://www.antarcticglaciers.org/glaci ... roduction/

[Reinhard]

[...]
Auch das Abschmelzen des Grönland Eises ist keine neue Erkenntnis. Ich war bisher der Auffassung, das wäre in den bekannten Klimamodellen enthalten. Mit entsprechender Bandreite und Ungenauigkeit was die Menge und die Auswirkungen angeht. Da würde mich jetzt schon interessieren von welchen Modellen da genau die Rede ist.

....
5. Diese veränderte Temperatur beeinflusst wiederum das Schmelzen des Eisschilds.

Historische Vereinfachung: Die meisten früheren GCMs hatten diesen Feedback-Loop zwischen dem dynamischen Eisschild (Schritt 2) und dem Ozean/der Atmosphäre nicht implementiert. Sie verwendeten lediglich eine vorgegebene, langsam ansteigende Schmelzrate, die nicht auf die internen Kipppunkte des Eisschilds reagierte.

ja, soweit hatte ich das auch ungefähr im Gedächtnis.

...
-> Die Konsequenz: Um die lange Laufzeit der GCMs zu gewährleisten, musste man in Kauf nehmen, dass die physikalisch präziseren Eisschild-Modelle (wie die Full Stokes Models) zu langsam sind und durch stark vereinfachte Versionen (wie die Shallow Ice Approximation) ersetzt wurden.
...

hatte ich auch so ganz grob auf dem Schirm, wenn auch nicht mit deinem Detailwissen.

Mich hatte nur gewundert, dass das gar nicht enthalten sein soll. Selbst die gröbste Vereinfachung ist besser als das gar nicht aufzunehmen. Im Zweifelsfall die ganz weit streuende Flinte und 5 Varianten durch die Rechner schicken. Ist ja nicht so dass man das unbedingt alle paar Monate wiederholen muss. Ich hoffe immer noch, dass das nur unglücklich ausgedrückt, und in den Modellen nicht völlig ignoriert wurde.

[Cybermancer]

Für alle, die ins Thema Klimamodellierung einsteigen wollen und auch bei der ersten Differentialgleichug nicht gleich wieder aussteigen ->
https://www.youtube.com/watch?v=rl_MRcY ... VGltXgEfDt

Geht dann richtig in Lecture 3 mit den nonhydrostatic athmospheric equations los :)
Enjoy.

[Cybermancer]

[...]
hatte ich auch so ganz grob auf dem Schirm, wenn auch nicht mit deinem Detailwissen.

Mich hatte nur gewundert, dass das gar nicht enthalten sein soll. Selbst die gröbste Vereinfachung ist besser als das gar nicht aufzunehmen. Im Zweifelsfall die ganz weit streuende Flinte und 5 Varianten durch die Rechner schicken. Ist ja nicht so dass man das unbedingt alle paar Monate wiederholen muss. Ich hoffe immer noch, dass das nur unglücklich ausgedrückt, und in den Modellen nicht völlig ignoriert wurde.

Ja, aber deterministisches Chaos.

Klimamodelle (General Circulation Models, GCMs, und ihre Ozeankomponente, OGCMs) lösen grundlegend die Navier-Stokes-Gleichungen (Impulserhaltung) zusammen mit den Gleichungen für die Erhaltung von Wärme (Temperatur) und Salzgehalt.
1. Die Numerische Diskretisierung

Die PDGs werden nicht exakt gelöst, sondern durch numerische Verfahren (wie Finite-Differenzen oder Finite-Volumen) auf einem Gitter (Grid) diskretisiert. Der Zustand des Ozeans (Geschwindigkeit, Temperatur T, Salzgehalt S) ist nur an diesen Gitterpunkten definiert.

Algorithmus: Iterative Zeitschrittlösung

Jeder Zeitschritt (Δt) berechnet den Zustand des Systems (T,S,Geschw.) auf der Grundlage des vorherigen Zustands:
(T,S,u)t+Δt​=F[(T,S,u)t​,F_ext​]

Wobei F der komplexe, nichtlineare numerische Operator ist, der die PDGs löst, und Fext​ die externen Antriebe (Forcing) wie Sonneneinstrahlung.
2. Der Ort des Chaos: Nichtlineare Terme

Die Sensitivität gegenüber den Anfangsbedingungen (Chaos) entsteht durch die nichtlinearen Terme in den Navier-Stokes-Gleichungen, insbesondere den Advektionsterm (Transport durch Strömung):
Advektionsterm=−(u⋅∇)u

u: Geschwindigkeitsvektor (z. B. Strömung).

∇: Der Nabla-Operator (räumliche Ableitung).
as Chaos-Prinzip:

3. Rückkopplung: Die Geschwindigkeit u an einem Gitterpunkt bestimmt, wie das System im nächsten Zeitschritt sich selbst transportiert und verändert (Advektion).

Exponentielle Verstärkung: Eine winzige Abweichung in der Anfangsgeschwindigkeit (δu_0​) wird durch diesen quadratischen Term (u⋅u) exponentiell in die Höhe getrieben und auf benachbarte Gitterpunkte übertragen.

In der AMOC-Modellierung schlägt das deterministische Chaos hier voll zu: Ein kleiner numerischer Fehler oder eine leichte Abweichung in der Anfangstemperatur in einem turbulenten Wirbelgebiet (u groß) führt zu einem Fehler im Advektionsterm, der sich schnell über das gesamte Modellgebiet ausbreitet.

Also die Annahme irgendeines Wertes kann die Simulation wertlos machen.

[Cybermancer]

An die Betreiber dieses Forums:

Wann kriege ich endlich MathML?