Mit KI-Methoden Veränderungen der Stratosphäre besser vorhersagen

Studie über die Stratosphäre verringert Unsicherheiten in zukünftigen Klimawandelprognosen

Jülich, 27. Juni 2023

Die Ozonschicht, die sich in der Stratosphäre befindet, schützt das Leben auf der Erde vor schädlicher ultravioletter Sonnenstrahlung. Ein Anstieg des Wasserdampfs in der Stratosphäre könnte den Klimawandel verstärken und die Regeneration der Ozonschicht verlangsamen. Vorhersagen darüber, wie sich die Wasserdampfkonzentration entwickeln wird, sind allerdings von Unsicherheiten geprägt. Ein internationales Team, angeführt vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und mit Beteiligung des Jülicher Forschers Dr. Mohamadou A. Diallo vom Institut für Stratosphäre, hat nun ein statistisches Lernverfahren entwickelt, das Informationen aus Satellitenbeobachtungen mit modernsten Klimamodelldaten kombiniert. Es berechnet die Veränderungen des Wasserdampfs in der Stratosphäre bei globaler Erwärmung und soll die Unsicherheiten verringern. Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachmagazin Nature Geoscience veröffentlicht.

Klimaforschung: Mit KI-Methoden Veränderungen der Stratosphäre besser vorhersagen
Dank KI-Methoden konnten Forscher:innen die Entwicklung der Wasserstoffkonzentration in der Stratosphäre genauer vorhersagen.
Gabi Zachmann, KIT

„Klimamodellberechnungen über den Anstieg der Wasserdampfkonzentration durch die globale Erwärmung sind mit großen Unsicherheiten behaftet, da die stattfindenden Prozesse sehr komplex sind und die Zeitspanne, in der hochwertige Satellitenbeobachtungsdaten vorliegen, relativ kurz ist“, sagt Peer Nowack vom Institut für Theoretische Informatik des KIT. Mithilfe des datengesteuerten Ansatzes kombiniert mit Maschinellem Lernen sind die Forschenden nun in der Lage, die Beobachtungen sehr effektiv zu nutzen, um diese Unsicherheiten zu verringern.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die stratosphärische Wasserdampfkonzentration mit der globalen Erwärmung ansteigen wird. Allerdings sind große Veränderungen, welche die Erholung des Ozons erheblich verzögern könnten, höchst unwahrscheinlich“, so Nowack. Um sich auf die Klimakrise und ihre Folgen vorzubereiten, bedarf es konkreter Informationen über das Ausmaß des globalen Wandels in den kommenden Jahrzehnten. Die Studie der Forschenden helfe dabei, sinnvolle politische Entscheidungen treffen zu können.

„Unser Ansatz unterstreicht die Notwendigkeit, Klimamodelle besser einzuschränken, da der in die Stratosphäre eindringende Wasserdampf eine wichtige positive Rückkopplung auf das Erdklima hat", sagt Mohamadou A. Diallo, Klimawissenschaftler am Forschungszentrum Jülich.

Um sich auf die Klimakrise und ihre Folgen vorzubereiten, bedarf es konkreter Informationen über das Ausmaß des globalen Wandels in den kommenden Jahrzehnten. Die Studie der Forschenden helfe dabei, sinnvolle politische Entscheidungen treffen zu können.

Originalpublikation:
Nowack, P., Ceppi, P., Davis, S.M. et al. Response of stratospheric water vapour to warming constrained by satellite observations. Nat. Geosci. (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01183-6

Ansprechpartner

  • Institute of Climate and Energy Systems (ICE)
  • Stratosphäre (ICE-4)
Gebäude 04.7 /
Raum 319
+49 2461/61-5292
E-Mail

Erhard Zeiss

Wissenschaftlicher Kommunikationsreferent

  • Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM)
  • Strukturelle und funktionelle Organisation des Gehirns (INM-1)
Gebäude 15.9 /
Raum 3033
+49 2461/61-1841
E-Mail

Letzte Änderung: 02.08.2023