VERTICLIM

Projektname:	VERTICLIM – Atmosphärische Vertikalstruktur und Trends in Klimadaten
ProjektleiterIn:	Andrea K. Steiner
Projektteam:	Florian Ladstädter (PostDoc Scientist) Hallgeir Wilhelmsen (PhD Student) Barbara Angerer (Scientist) Ulrich Foelsche (Senior Sci. Adviser) Gottfried Kirchengast (Senior Sci. Adviser) Barbara Scherllin-Pirscher (PostDoc Sci. Adviser)
PartnerInnen:	Beratend: L. Haimberger, Dep. of Meteorology and Geophysics, Univ. of Vienna, AT G. C. Hegerl, School of GeoSciences, Univ. of Edinburgh, UK Y.-H. Kuo, UCAR/NCAR, Boulder, CO, USA K. B. Lauritsen, DMI, Copenhagen, DM C. S. Long, CPC/NOAA College Park, USA A. Mannucci, JPL/CalTech, Pasadena, CA, USA C. Mears, RSS Santa Rosa, USA G. Stiller, KIT Karlsruhe, GER K. Taylor, PCMDI Livermore, USA A. von Engeln, EUMETSAT, Darmstadt, GER J. Wickert, German Research Centre for Geosciences (GFZ), Potsdam, GER
Fördergeber:	FWF – Austrian Science Fund

Final Project Report (pdf 138 kB)
Publications, Presentations and Further Outcome (pdf 202 kB)

Abstrakt:

Temperaturbeobachtungen der Erdoberfläche geben eindeutige Hinweise auf eine Klimaänderung. Während Trends der Bodentemperatur verschiedener Datenzentren gut übereinstimmen, gibt es immer noch ungelöste Fragen zu Klimatrends der freien Atmosphäre. Einigkeit herrscht über die globale Erwärmung der Troposphäre und die Abkühlung der Stratosphäre, große Unsicherheiten bestehen jedoch bezüglich Trendraten und ihrer vertikalen Struktur. Daher können nur beschränkt robuste und konsistente Aussagen über Klimatrends gemacht werden. Dieses Schlüsselproblem laut neuestem IPCC Report verlangt nach Daten von besserer Genauigkeit.

Dies ist eine große Herausforderung da Unsicherheiten in Beobachtungen, Reanalysen, und Klimamodellen bestehen. Datensätze von Wettersatelliten und Ballons haben Schwächen, da sie nicht zur Klimabeobachtung konzipiert wurden. Diese erfordert genaue und langzeitstabile Messungen. In Reanalysen werden Beobachtungsdaten in Modelle integriert und beinhalten sowohl Beobachtungs- als auch Modellfehler. Aktuelle Klimamodelle zeigen Unterschiede zu Beobachtungen bezüglich thermischer Struktur und Trends, besonders in der oberen Troposphäre und Stratosphäre.

Die Radio-Okkultation (RO) liefert Beobachtungen mit vorteilhaften Eigenschaften in diesem Zusammenhang. Zeitmessungen mittels hochgenauer Atomuhren garantieren langzeitstabile und konsistente Datensätze mit globaler Abdeckung. Genauigkeit, geringe strukturelle Unsicherheit und die Verwendbarkeit für Trendstudien wurden demonstriert. Beste Qualität und vertikale Auflösung sind von klarem Vorteil für die Untersuchung der vertikalen thermodynamischen Struktur.
Hauptziel des Projektes VERTICLIM ist die Erforschung und Evaluierung der vertikalen Struktur von atmosphärischer Variabilität und Klimatrends, deren regionale Ausprägung und relevante Prozesse von der Erdoberfläche bis zur Stratopause. Im Fokus sind 2002–2015 mit dichter Datenverfügbarkeit für Kurzzeitstudien, sowie 1979–2015 mit guter Datenbedeckung für komplementäre Langzeitstudien. Neue Einblicke in jüngste Klimaänderungen in der Troposphäre und Stratosphäre werden durch die systematische Exploration von Beobachtungen, Reanalysen und Klimamodellen gewonnen.

Die Evaluierung von RO als Referenzdatensatz und anderen hochqualitativen Beobachtungsdaten, wie MIPAS, SABER, Radiosonden, sowie AMSU/SSU Schichttemperaturen, wird neue Informationen über die Klimaqualität atmosphärischer Beobachtungsdaten liefern. Die Erforschung verschiedener Charakteristika wie Jahresgang, Tropopausen/Stratopausendynamik und Klimavariabilität wird Stärken, Schwächen und Verbesserungspotential von Reanalysen und Modellen erschließen. Neue Einblicke in die vertikale Struktur von Trends und deren regionale Ausprägung in der Atmosphäre im Vergleich zur Erdoberfläche werden aus RO und den evaluierten Datensätzen gewonnen.
Insgesamt wollen wir mit VERTICLIM ein Bild noch nie dagewesener Qualität von der vertikalen Struktur atmosphärischer Klimavariabilität und Trends zeichnen und von den Stärken atmosphärischer Beobachtungsdaten, Reanalysen und Klimamodellen mit RO als Referenzklimadatensatz.