Bewertung des hydrologischen Zyklus im ECHAM5-Modell

Zusammenfassung Diese Studie untersucht den Einfluss der Modellauflösung auf den hydrologischen Zyklus in einer Reihe von Modellsimulationen mit einer neuen Version des atmosphärischen allgemeine Zirkulationsmodells (AGCM) des Max-Planck-Instituts für Meteorologie. Besonderes Augenmerk liegt auf der Bewertung von Niederschlägen auf regionaler Ebene, indem Modellsimulationen mit Beobachtungsdaten in mehreren Einzugsgebieten verglichen werden, die die wichtigsten Flusssysteme der Erde in verschiedenen Klimazonen repräsentieren. Es wurde festgestellt, dass eine erhöhte vertikale Auflösung, von 19 auf 31 atmosphärische Schichten, einen positiven Effekt auf die simulierten Niederschläge hinsichtlich des jährlichen Mittels und des jährlichen Zyklus hat. Andererseits ist der Einfluss einer erhöhten horizontalen Auflösung, von T63 auf T106, vergleichsweise gering. Die meisten Verbesserungen bei höherer vertikaler Auflösung auf der Ebene eines Einzugsgebiets sind auf den großflächigen Feuchtigkeitstransport zurückzuführen, während der Einfluss der lokalen Wasserrecycling durch Evapotranspiration etwas geringer ist. Bei hoher horizontaler und vertikaler Auflösung (T106L31) erfasst das Modell die meisten Merkmale des beobachteten hydrologischen Zyklus über Land und auch die lokale und fernere Niederschlagsreaktion auf El Niño–Southern Oscillation (ENSO)-Ereignisse. Wesentliche Mängel sind die Überschätzung der Niederschläge über den Ozeanen, insbesondere bei höherer vertikaler Auflösung, an steilen Berghängen und während der asiatischen Sommermonsunzeit, während ein trockener Bias über Australien besteht. Darüber hinaus versagt das Modell darin, die beobachtete Niederschlagsreaktion auf die ENSO-Variabilität im Indischen Ozean und in Afrika zu reproduzieren. Dies könnte mit fehlenden gekoppelten Luft-Meer-Rückkopplungen in einem AGCM, das mit beobachteten Meerestemperaturen betrieben wird, zusammenhängen.