Reinhard hat geschrieben: ↑15.12.2025, 21:46
Gehe ich mit, aber den Eingangsparameter zusätzliche Süßwassermenge auf 0 zu setzen wird in den meisten Fällen zu einer systematischen Abweichung führen die größer sein dürfte als die Süßwassermenge einfach mit breitem Daumen abzuschätzen. Wenn ich die ganzen Grönland-Kopplungen von Temperaturerhöhung über Abschmelzgeschwindigkeit zur Süßwassermenge ignoriere und für die zusätzliche Süßwassermenge 5 verschiedene Konstanten als alternative Szenarien simuliere führe ich erst mal kein weiteres chaotisches Element ein. Wenn mein Modell so instabil ist, dass es nicht mal das aushält habe ich so meine Zweifel, ob es überhaupt einen Wert hat. Ich hatte irgendwie im Kopf, dass das schon mal so gemacht wurde.
Da hinter dem Thema ja der ganze Rattenschwanz mit "In Europa wird es dadurch deutlich kühler" steht und die Diskussion mit Klimawandel-Leugnern bei dem Detail echt anstrengend ist hatte ich eigentlich angenommen das wäre schon besser abgesichert.
Ok, wir müssen klar zwischen Klimamodellen und Ozeanmodellen unterscheiden.
Die Hysterese des AMOC wird von allen gängigen
Ozeanmodellen vorhergesagt, unabhängig von ihrer Komplexität.
Dies gilt auch für das ursprüngliche Stommel-Modell
That this tipping point and the bistable regime are real, and not just an artifact of Stommel’s simple model, has been confirmed in numerous models from the entire model spectrum since Stommel’s 1961 paper, including sophisticated three-dimensional ocean circulation models, intermediate-complexity Earth system models, and fully fledged coupled climate models, for example, the Community Earth System Model (CESM) (van Westen et al., 2024). An early model comparison found the bistable regime in all 11 participating models (Rahmstorf et al., 2005), and I’m not aware of any model that has been tested and did not have this property. While this type of experiment cannot be performed with models explicitly simulating mesoscale eddies in the ocean, I do not expect that this would make a major difference, given that the relevant salt advection feedback operates on a very large scale.
Bei
Klimamodellen ist das anders.
Rahmstorf schreibt:
This brings us to an important question: Can we trust climate models on this? Generally, climate models have done a great job in predicting global mean temperatures. Even rather simple models from the 1980s predicted global warming quantitatively correctly—including the models run by Exxon (Supran et al., 2023). But that’s relatively easy, as it just depends on Earth’s energy balance.
Changes in thermohaline ocean circulation are far more difficult to predict, as they depend on subtle temperature and salinity differences across the ocean, in three dimensions. The models haven’t done well at reproducing past AMOC changes (McCarthy and Caesar, 2023). The last IPCC report shows that current climate models on average don’t even generate the observed cold blob (though many earlier models did; see Figure 13).
Die Hauptursache für die Unterschiede liegt in der Kopplung und der lateralen Auflösung zwischen Ozean, Atmosphäre und Kryosphäre in den GCMs.
1. Atmosphärische Kompensation (Die Kopplungsfalle)
Der Cold Blob (eine Region mit deutlich unterdurchschnittlichen Oberflächentemperaturen) ist die direkte Folge einer massiven Abschwächung des Wärmetransports durch die AMOC nach Norden.
Ozeanographisches Modell (z. B. Stommel): Diese Modelle behandeln die AMOC isoliert oder mit stark vereinfachten atmosphärischen Randbedingungen. Wenn die AMOC Wärme entzieht, kann nichts die Oberflächentemperatur kompensieren. Der Cold Blob entsteht unweigerlich.
Gekoppelte Klimamodelle (GCMs/ESMs): Wenn die AMOC Wärme entzieht, reagiert die Atmosphäre sofort, um dieses Defizit zu kompensieren.
Wolken und Wind: Die kältere Oberflächentemperatur (SST) verändert die Wolkenbedeckung, die Feuchtigkeit und die Windmuster (Atmospheric Circulation).
Wärmezufuhr: Die Atmosphäre kann regional einen Teil der fehlenden Wärme über erhöhten atmosphärischen Wärmetransport in diese Region zurückführen (durch geänderte Windströmungen).
Fazit 1: Die Überkopplung oder zu schnelle atmosphärische Reaktion in einigen GCMs verhindert, dass sich der Cold Blob im simulierten Gleichgewicht so stark ausprägt, wie er in realen Beobachtungen (oder isolierten Ozeanmodellen) der Fall ist.
2. Laterale Auflösung des Süßwassers
Die genaue Position und Verteilung des Schmelzwassereintrags ist entscheidend für die Stärke und Form des Cold Blob.
Der Stommel-Mechanismus: Im Stommel-Modell ist der Kipppunkt primär durch das Verhältnis von Salztransport zu thermischem Transport (Dichtegradienten) definiert. Der Süßwassereintrag ist ein einfacher Störfaktor.
Das GCM-Problem: Wenn das GCM eine grobe Auflösung hat, wird der Süßwassereintrag des Grönländischen Eisschilds (oder der Antarktis) nicht als konzentrierte, scharfe Front in der Nähe der Gletscher simuliert. Stattdessen wird er zu weitläufig und diffus über den Nordatlantik verteilt.
Folge: Durch die zu diffuse Verteilung wird der kritische Schichtungsmechanismus, der die Konvektion in der Labrador- und Grönlandsee lokal abwürgt, unterschätzt. Dies führt dazu, dass die AMOC erst bei einem höheren Schmelzwasser-Fluss kippt, und der damit verbundene Cold Blob schwächer ausfällt.
3. Fehlende Eisschild-Dynamik und Subglaziales Schmelzen
Wie wir zuvor besprochen haben, fehlte in älteren GCMs die dynamische Kopplung des Eisschilds (Srokosz et al., 2021).
Wenn das Modell die schnelle, subglaziale Schmelze (die durch das warme Ozeanwasser unter den Schelfeisen verursacht wird) nicht korrekt parametrisiert, wird die lokale Salzverdünnung in den Schlüsselregionen (Konvektionsgebiete) unterschätzt.
Die Folge ist eine zu hohe Stabilität der AMOC im Modell.
4. Die Relevanz des Cold Blob für den Kipppunkt
Der Cold Blob ist nicht nur ein Symptom; er ist ein wichtiger Indikator für die Sensitivität des Klimasystems.
Der Srokosz-Artikel hebt hervor, dass die Tatsache, dass viele Klimamodelle den beobachteten Cold Blob (der sich seit etwa 2005 verstärkt hat) nicht nachbilden konnten, ein Warnsignal ist.
Mögliche Unterschätzung: Wenn das Modell bei einer nachgewiesenen AMOC-Abschwächung (durch Beobachtungsdaten) keinen ausreichenden Cold Blob zeigt, deutet dies darauf hin, dass die modellierte Sensitivität der AMOC gegenüber dem Süßwassereintrag zu niedrig ist.
Folge für die Vorhersage: Die Kipppunkte der AMOC könnten in diesen Modellen zu weit in die Zukunft verschoben und der tatsächliche Kollaps-Schwellenwert überschätzt werden.
