Vorhaben PalMod II - WP3.3 - TP2,3: Isotopenmodellierung und Diagnostik der Isotopen- & Klimavariabilität

Abstract

Die Arbeiten des Vorhabens PalMod II - WP3.3 - TP2,3 waren in zwei Teilprojekte mit den folgenden Themenbereichen unterteilt: (i) Klimasimulationen mit expliziter Isotopendiagnostik mit dem AWI-ESM Modell (TP2); (ii) Analyse der Klimavariabilität in Isotopensimulationen und Proxy-Datensätzen (TP3). Um einen detaillierten Vergleich von Klimasimulationen und Modelldaten zu ermöglichen, wurden dazu im Teilprojekt TP2 "Isotopenmodellierung" explizite Simulationen von stabilen Wasserisotopen sowie eine umfassende Analyse rekonstruierter und simulierter Isotopenvariabilität durchgeführt und miteinander kombiniert. Dazu wurden sowohl Gleichgewichtszustände von wärmeren als auch kälteren Klimazuständen, aber auch transiente Klimaverläufe des letzten Glazialen Zyklus mit dem AWI-ESM Modell simuliert und im Detail analysiert. Die Aufgabe des Teilprojekts TP3 "Analysen der Klimavariabilität" war es, zu untersuchen, ob die in PalMod verwendeten Klimamodelle das Spektrum der Klimavariabilität im Vergleich zu Proxydaten realistisch simulieren, und die zeitskalenabhängigen Unsicherheiten der in dem Projekt gesammelten Proxydatentypen abzuschätzen. Dazu wurde das spektrale Proxy-Fehlermodell PSEM fertiggestellt, das direkt (also ohne Simulation) das Frequenzspektrum des Fehlers bereitstellt. Darauf aufbauend wurde eine Schätzmethode für die zeitskalenabhängige Klimavariabilität aus Proxydaten entwickelt. Diese Methode wurde auf den globalen δ18O-PalMod-Datensatz angewendet und Modell-Datenvergleiche mit den ersten transienten PalMod-Klimamodellsimulationen durchgeführt. Datei-Upload durch TIB The work of the PalMod II - WP3.3 - TP2,3 project was divided into two subprojects with the following topics: (i) climate simulations with explicit isotope diagnostics using the AWI-ESM model (TP2); (ii) analysis of climate variability in isotope simulations and proxy datasets (TP3). To enable a detailed comparison of climate simulations and model data, explicit simulations of stable water isotopes and a comprehensive analysis of reconstructed and simulated isotope variability were carried out and combined in the subproject TP2 "Isotope modelling". For this purpose, both equilibrium states of warmer and colder climate conditions as well as transient climate changes of the last glacial cycle were simulated with the AWI-ESM model and analysed in detail. The main task of the subproject TP3 "Analysis of Climate Variability" was to investigate whether the climate models used in PalMod realistically simulate the spectrum of climate variability compared to proxy data and to estimate the time-scale-dependent uncertainties of the types of proxy data collected in the project. To achieve this, the spectral proxy error model (PSEM) was completed, which directly (i.e., without simulation) provides the frequency spectrum of the error. Building on this, a method for estimating time-scale-dependent climate variability from proxy data was developed. This method was applied to the global δ18O-PalMod dataset, and model-data comparisons were conducted with the first transient PalMod climate model simulations.