Umweltmodellierung im Klimasystem

Head

Prof. Dr. Holger Tost

 

Forschungsschwerpunkte:

In unserer Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns mit den Wechselwirkungen von chemischen und physikalischen Prozessen im Klimasystem Erde auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen.
Für diese Untersuchungen entwickeln wir komplexe Modelle mit dem Schwerpunkt auf Atmosphärenwissenschaften, mit denen wir Simulationen durchführen, um aktuelle Fragestellungen zur Umwelt- und Klimaproblematik zu beantworten.
Gezielte Fragen betreffen die Rolle von Wolken und Konvektion in der Atmosphäre und die Auswirkungen von atmosphärischer Chemie auf die Hydrometeorreservoire, aber auch die Auswirkungen von Wolken und Niederschlag auf den atmosphärischen Spurenstoffhaushalt. Ein wichtiger Punkt dabei ist die Rolle die Aerosolpartikel für die Wolkenbildung und Wolkeneigenschaften spielen.
Ein weiterer Kernpunkt sind die Auswirkungen von chemischen Prozessen auf die Dynamik der Atmosphäre und das globale Klima.

Hauptwerkzeug für unsere Untersuchungen ist das Modular Earth Submodel System (MESSy), das mit dem Klimamodell ECHAM5 und dem Wettervorhersagemodell COSMO verknüpft wurde. Allerdings haben wir zusätzliche Komponenten und Prozesse des Erdsystems eingebunden, so dass ganzheitliche Simulationen zu Klima- und Umweltforschung möglich sind.

 

Diese Animation basierend auf globalen Simulationsdaten zeigt den Einfluss von BLitzen auf Aerosolnitrat in der oberen Troposphäre. Die Isofläschen stellen relative Unterschiede von bis zu 60% im Nitrat zwischen zwei Simulationen mit und ohne NOx Emissionen aus Blitzen dar.

Ongoing projects:

  • (Super-)Parameterised convection for large-scale models (Rybka, Tost)
  • Multiphase chemistry in aerosols and clouds (Tost)
  • Aerosol-Cloud Climate interactions (Tost)
  • Biological aerosol particles (Barthelmehs, Tost)
  • Climate and atmospheric mixing of the early Earth (Schneider, Tost)
  • Predictibility of climate on the meso-scale (Pankatz, Kerkweg)
  • Atmospheric dust aerosol (Tost)
  • Impact of vegetation in Earth System Modelling (Tost)
  • Turbulence in large scale models (Kaiser, Tost)
  • Regional aerosol pollution in the Rhein-Main area (Barra, Tost)

 

Finished projects:

  • Parameterised lightning for large-scale models (Bittermann, Tost)
  • Precipitation quality (Schreiber, Tost)
  • Aerosol scavenging by solid hydrometeors (Lüttmer, Tost)
  • Aerosol-Photolysis interactions (Klinkert, Tost)
  • Two way nesting in regional and global modelling (Hofmann, Kerkweg)
  • The global HCN budget (Fleger, Tost)

Die Arbeitsgrupppe ist aus der Arbeitsgruppe der Junior-Professur zur Erdsystem-Modellierung hervorgegangen.