Einfluss von Zyklonen auf das Meereis in der zentralen Arktis: Modellstudien und Beobachtungen

• Main Author: Kriegsmann, Arne
• Other Authors: Brümmer, Burghard (Prof. Dr.)
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky 2011
• Subjects: Zyklonen; Statistik; Meereiskonzentration; cyclones; statistic; sea ice concentration; 550 Geowissenschaften; 38.82 Klimatologie; Arktis; ddc:550; Arctic; Arctic Ocean; Damocles; Arktis*; Atlantic Arctic; Atlantic-Arctic; North Atlantic; Sea ice
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-52571; https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/4132

Das arktische Meereis spielt als Grenzschicht zwischen Ozean und Atmosphäre für das Klimasystem eine wichtige Rolle. Im Winter verringert eine geschlossene Eisdecke in hohem Maße den Austausch fühlbarer und latenter Wärme zwischen Ozean und Atmosphäre. Im Sommer reflektiert das Meereis den überwiegenden Teil der einfallenden kurzwelligen Strahlung. Starke Winde, wie sie in Zyklonen auftreten, lassen das Meereis driften und beeinflussen die Meereiskonzentration. In dieser Dissertation wird untersucht, welchen Einfluss Zyklonen auf das Meereis und insbesondere auf die Meereiskonzentration in der zentralen Arktis haben. Die Wirkung von Zyklonen wird anhand von Beobachtungsdaten der beiden Messkampagnen DAMOCLES 2007 und DAMOCLES 2008, anhand von Satellitenbeobachtungen (AMSR-E-Eiskonzentrationen) und anhand von Simulationen mit einem gekoppelten Meereis-Ozean-Modell untersucht. In den Simulationen wird das dynamisch-thermodynamische Modell NAOSIM (North Atlantic Arctic Ocean Sea Ice Model) mit 6-stündlichen ECMWF-Analysen (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) angetrieben. Ein Vergleich der simulierten Eisdrift und Eiskonzentration mit den Beobachtungen ergab, dass die gewählten Modelleinstellungen für die durchgeführten Studien geeignet sind. Sensitivitätsexperimente, bei denen das Windfeld einer durch die Arktis ziehenden Zyklone vorgegeben wird, zeigen, dass die Eiskonzentration unter dem Einfluss von Zyklonen im Allgemeinen reduziert wird. Die Reduktion ist umso ausgeprägter, (1) je geringer die Zyklonenzuggeschwindigkeit ist, (2) je größer die Druckdifferenz zwischen Kern und Umgebung ist, (3) je kleiner der Ablenkwinkel zwischen 10 m-Wind und geostrophischem Wind ist und (4) je höher die anfängliche Eiskonzentration ist. Eine Korrelation mit der anfänglichen Eisdicke besteht nicht. Ein Vergleich der simulierten Eisdrift mit Eisbojendaten ergibt, dass das Modell die Eisdrift im Allgemeinen leicht überschätzt, während sie bei Extremereignissen wie Stürmen unterschätzt wird. Zwischen simulierter ...