Klimamodellierung Würm-Eiszeit

• Research unit: ENSI
• Project number: 100722 + 100841 + 100892

Key words (German)

Tiefenlagerung

Klima

Paläoklima

Eiszeit

Würm

Modellierung

Gletscher

Atmosphäre

Zirkulation

Short description (German)

Bei der geologischen Tiefenlagerung, besonders für ein HAA-Lager, ist die glaziale Tiefenerosion ein wichtiger, zu beachtender Prozess. Das erosive Potenzial vorrückender Gletscher hängt stark vom Ausmass zukünftiger Vergletscherung und damit vom Niederschlag in den Alpen und Mitteleuropa ab. Ziel der Klimamodellierung in Bern am Institut für Climate and Environmental Physics ist ein Vergleich zwischen der Frühphase und der Hochphase der letzten Eiszeit (Würm, vor ca. 65 und ca. 21 ka) mit zwei unterschiedlichen Szenarien für die Höhe der Eisschilde. Die detaillierten Szenarien werden vom ENSI vorgeschlagen. Durch die Klimamodellierung werden Luftdruckverhältnisse, Sturmpfade und Niederschläge beider Eiszeitphasen jeweils als Differenz zur Nacheiszeit (Kleine Eiszeit) und untereinander dargestellt. Ziel der Sensitivitätsstudie ist ein verbessertes Verständnis der atmosphärischen Zirkulation im Verlauf einer Eiszeit.

Project aims (German)

1. Die vom ENSI gelieferte Materialsammlung von publizierten Input-Daten wird mit Beginn des Projekts durch die Projektpartner in Bern gesichtet und auf Implementierbarkeit geprüft. Zunächst stehen Input-Daten für das Letzte Glaziale Maximum (LGM) im Vordergrund. Testläufe für das LGM mit verschiedenen Parametervariationen sollen helfen, die bestmögliche Annäherung des Modell-Outputs an die Paläoklima-Indikatoren zu erreichen.

2. Die Lage der Eisränder im Früh-Würm und die Eisdicke in dieser Zeitphase sind, insbesondere in Nordamerika, nicht gut belegt. Daher sollen plausible Varianten für eine grosse Eisausdehnung und Eisdicke sowie eine massige Ausdehnung bei relativ geringer Eisdicke diskutiert werden. Weitere Literaturrecherchen zu Paläoklima-Indikatoren werden vermutlich nötig sein.

3. Die zwei Szenarien der Eiszeitphase im Früh-Würm wären anschliessend im Klimamodell zu implementieren. Die wichtigste Rahmenbedingung ist ein nachgewiesener maximaler Gletschervorstoss in den westlichen Vogesen, der eine Bündelung der Niederschläge aus Westen voraussetzt, der aber die Ostschweiz und die Ostalpen nicht erreicht. Ziel der Modellierung beider Szenarien ist, diesen Paläoklima-Befund so gut wie möglich anzunähern. Klimatrends in anderen Teilen Europas und daraus abzuleitende atmosphärische Zirkulationsvarianten wären ein Kernresultat der Studie. Der Vergleich beider Szenarien untereinander wird zeigen, ob und in wie weit die Eisschild-Topographie eine kritische Rolle für die atmosphärische Zirkulation spielt.

4. In der abschliessenden Synthesephase sollen die Modellierergebnisse der Früh- und Spätphase der letzten Eiszeit verglichen werden. Es ist die übergeordnete Hypothese zu testen, ob die frühe Eiszeitphase durch temperiertes Eis eine relativ geringe randliche Eismächtigkeit der kontinentalen Eisschilde und der Alpen-Vorlandgletscher aufwies und dies ein Grundmuster früher Eiszeitphasen sein könnte. Weiterhin ist zu testen, ob die atmosphärische Zirkulation im Modell eine Verlagerung der Vereisungszentren in Nordeuropa nach Westen und im Mediterranraum nach Süden und Osten plausibel macht, weil dieser Trend sich aus dem Paläoklima-Befund erschliesst. Ziel ist, die Hypothesen zu validieren und ihre Aussagekraft als Grundmuster von Eiszeiten durch Literaturvergleiche zu beurteilen.