simulations of the last millennium with a general circulation model hans von storch & martin...
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Simulations of the Last Millennium with a General
Circulation Model
Hans von Storch & Martin WidmannInstitut für Küstenforschung
GKSS Forschungszentrum, Geesthacht
and the LMM Working Group within KIHZ
DEUQUA, 29.8.2002 Potsdam
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I f KComponents of the climate system. (Hasselmann, 1995)
Quasi-realistic climate models
.... tions"reconstrucdriven Data"
egetationor v
sheets) ice (e.g.,opography or t
ion)configurat orbital (incl.output solar or
ionsconcentrat aerosolor
ionsconcentrat gas greenhouse ith w
) ;F( :"Simulation Forced"
)F( :"Simulation Free"
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Different ways of running the model
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Positive analog
Neutral analog Application
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1973–1993
ERA ECMWF
1880–2049
ECHAM3/LSG
validation
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Free Simulation: 1000 yearsno solar variability, no changes in greenhouse gas concentrations, no orbital
forcing
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Model as a constructive tool
1550-2000 simulation
Changing solar forcing and
time variable volcanic aerosol load;
greenhouse gases
1550-2000 simulation
Changing solar forcing and
time variable volcanic aerosol load;
greenhouse gases
Forced SimulationForced Simulation
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The Late Maunder Minimum (LMM) is the coldest phase of the so-called ‘Little Ice Age’ with marked climatic variability over wide parts of Europe.
Temperature conditions in Switzerland according to Pfister‘s classification.
From Luterbacher, 2001
1675-1710vs. 1550-1800
Reconstruction from historical evidence, from Luterbacher et al.
1675-1710vs. 1550-1800
Reconstruction from historical evidence, from Luterbacher et al.
Late Maunder Minimum
validation
Model-based reconstuction
Baltic Sea ice winter index after Koslowski (1998)
grey: Index, red: 5 year mean, blue:20 year mean
Lake Sediments From Lake Holzmaar
magnetic susceptibility =clastic input?
13C
+ Aulacoseira subarctica
Reduced growing season?
Dryer winters?
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Global 1675-1710 temperature anomaly
Model as a constructive tool
Simulated differences of ice coverage, in percent, during the LMM event 1675-1710 and the long term mean 1550-1800.
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Model as a constructive tool
variations in mean annual coral d18O
annual coral growth rate
Corals Off Madagaskar
From
Jens
Zin
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Ice Cores From Greenland and Antarctica
Stacked isotope record from five North-Greenland ice cores (Schwager, 2000)
Stacked isotope record from three ice cores from Dronning Maud Land, Antarctica (Graf et al., in press )
Reconstruction of solar
variability, deduced from
10Be measurements
(Crowley, 2000)
Antarctica
North Greenland
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Zusammenfassung:
• Das Klima zeigt Variabilität unabhängig von externen Antrieben und Störungen. („Rauch ohne Feuer“)
• Durch Vorgabe geeigneter externe Antriebe lassen sich Klimaanomalien realisieren. Ein Beispiel ist das Late Maunder Minimum.
• Simulationen über wenige tausend Jahre sind derzeit möglich; Simulationen über zehntausende von Jahren werden erst in einigen Jahren möglich sein .... etc ...
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Ausblick:
• Rekonstruktion von Klimaschwankungen in den letzten paar tausend Jahren sind nicht nur von akademischem Interesse: „Detection and Attribution of Climate Change“.
• Das gegenwärtige (Modell-) Klima ist wärmer als alles, was wir in den letzten 500 Jahren simuliert haben.
• Lauf beginnend im Jahre 1000 ist „unterwegs“ und scheint in der ersten paar Jahrhunderten wärmere Bedingungen als in der zweiten Jahrtausendhälfte zu zeigen.
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I f KFrom Fidel Gonzalez-Ruoco
LMM working group in KIHZ
J. Zinke, C. Dullo, A. Eisenhauer - GEOMAR, Kiel
H. von Storch, B. Müller, E. Zorita - Institute for Coastal Research, GKSS Research Centre, Geesthacht
U. Cubasch, I. Fischer-Bruns, M&D Group at MPI of Meteorology, Hamburg
B. Rein - Institute für Geowissenschaft, Universität Mainz
H. B. Mieding, H. Miller, H. Fischer - Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
A. Lücke, G.H. Schleser - Forschungszentrum Jülich
M.J. Schwab, J.F.W. Negendank, U. Kienel - Geoforschungszentrum Potsdam
J.F. González-Ruoco - Departamento de Astrofísica y CC de la Atmósfera. UCM, Madrid
Jürg Luterbacher, Bern University