GeoClim: GFZ

Geodätische Satellitendaten zur Validation von Klimamodellen

Das Projekt GeoClim ist eingebettet im BMBF-Forschungsvorhaben MiKlip (Mittelfristige Klimaprognosen) im Modul E: Validierung.

Fig. 1: Terrestrial water storage variations simulated in experiments with the coupled climate model MPI_ESM performed within the MiKlip project are validated against GRACE satellite observations for the 40 largest discharge basins in the world.

Im Rahmen von GeoClim werden Schwerefeld- und Radio-Okkultationsbeobachtungen für die Validation und eine eventuelle Initialisierung von Erdsystemmodellen aufbereitet. Auf GRACE-Daten basierende Produkte umfassen monatlich gemittelte globale Verteilungen von Massenanomalien für Kontinente und Ozeane, Zeitreihen von Massenanomalien in den wichtigsten kontinentalen Wassereinzugsgebieten sowie ozeanische Transportvariationen über ausgewählten Profilen. Aus den GPS Radio-Okkultationen werden zonal gemittelte monatliche Klimatologien von Temperatur und Wasserdampf für die Region der oberen Troposphäre / untere Stratosphäre (in 5–35 km Höhe) bereitgestellt. Ergänzend dazu werden Klimatologien von Tropopausenparametern (Höhe, Druck, Temperatur) und abgeleitete Größen wie Schwerewellenparameter und Brunt-Vaisäla-Frequenzen berechnet. In Übereinstimmung mit den drei Entwicklungsstufen von MiKlip (Mittelfristige Klimaprognosen) werden vorläufige Versionen dieser Produkte im Rahmen der ersten Phase entwickelt und anhand der zu entwickelnden Evaluierungsmetriken zur Validation der initialen MiKlip-Modellsystems herangezogen. Die hierbei gewonnenen Erfahrungen im Rahmen der zweiten Phase bei der Erstellung von qualitätskontrollierten finalen Produkten berücksichtigt, welche nachfolgend zur Evaluierung von Prozessstudien, wie beispielsweise der Integration des hydrologischen Modells MCRA, und des MiKlip-Modellsystems in den weiteren Entwicklungsstufen herangezogen werden.

Correlations between monthly GRACE-based terrestrial water storage estimates and simulated water storage changes for 3 different ensemble members (i1, i2, i3) of two different configurations (MPI_ESM_LR, MPI_ESM_MR) of historical runs of the coupled ... — Fig. 2: Correlations between monthly GRACE-based terrestrial water storage estimates and simulated water storage changes for 3 different ensemble members (i1, i2, i3) of two different configurations (MPI_ESM_LR, MPI_ESM_MR) of historical runs of the coupled climate model MPI_ESM for the period 2002-2011. *(Dobslaw)*

Rms differences between monthly GRACE-based terrestrial water storage estimates and simulated water storage changes for 3 different ensemble members (i1, i2, i3) of two different configurations (MPI_ESM_LR, MPI_ESM_MR) of historical runs of the coupl... — Fig. 3: Rms differences between monthly GRACE-based terrestrial water storage estimates and simulated water storage changes for 3 different ensemble members (i1, i2, i3) of two different configurations (MPI_ESM_LR, MPI_ESM_MR) of historical runs of the coupled climate model MPI_ESM for the period 2002-2011.

Zuwendungsgebeber: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Status: abgeschlossen

Website: www.fona-miklip.de

Publications:

Schmidt, T., Schoon, L., Dobslaw, H., Matthes, K., Thomas, M. (2016): UTLS temperature validation of MPI-ESM decadal hindcast experiments with GPS radio occultations. - Meteorologische Zeitschrift, 25, 6, p. 673-683.

Zhang, L., Dobslaw, H., Thomas, M. (2016): Globally gridded terrestrial water storage variations from GRACE satellite gravimetry for hydrometeorological applications. - Geophysical Journal International, 206, 1, p. 368-378.

Zhang, L., Dobslaw, H., Dahle, C., Sasgen, I., Thomas, M. (2016): Validation of MPI-ESM Decadal Hindcast Experiments with Terrestrial Water Storage Variations as Observed by the GRACE Satellite Mission. - Meteorologische Zeitschrift, 25, 6, p. 685-694.

Zhang, L., Dobslaw, H., Stacke, T., Güntner, A., Dill, R., Thomas, M. (2017): Validation of terrestrial water storage variations as simulated by different global numerical models with GRACE satellite observations. - Hydrology and Earth System Sciences, 21, 2, p. 821-837.