Leitbild

Unser Leitbild: Klimaänderungen verstehen

Unser Leitbild stellt eine profunde intellektuelle Herausforderung dar, erzeugt von der Komplexität, Vielfältigkeit und Vernetztheit des Klimasystems selbst. Wie ist der derzeitige Zustand unseres Klimas und wodurch wird er verändert? Reagiert das System chaotisch und formt sich um in einen neuen, anderen Zustand? Oder beherrschen externe Antriebe wie die Änderungen der Sonneneinstrahlung und die zunehmende Kohlendioxid-Konzentration den Wandel? Was ist der kombinierte Effekt von gleichzeitig wirkenden internen und externen Kräften? Hinzu kommt das Problem der Zeitskalen: wir wissen von Proxy-Daten, dass das Klima häufig zwischen Eis- und Warmzeiten geschwankt hat, aber wie unterscheiden wir langzeitliche Trends von kurzzeitigen Variationen? Zur Komplexität und zur Unschärfe zwischen Kausalität und Koinzidenz tragen zudem zahlreiche quasi-vorhersagbare Zyklen in der Atmosphäre und im Ozean bei, wie El Niño und die Nordatlantische Oszillation, die weltweite Wetteränderungen bewirken können.

Die Industrialisierung mit ihrem Bedarf nach natürlichen Ressourcen, die kontinentweite Landwirtschaft mit ihrem Bedarf nach Landflächen sowie die wachsende globale Bevölkerung mit ihrem Bedarf nach allem sind dabei, die Erde umzugestalten. Seit dem Beginn der Industriellen Revolution haben unsere Abgase den atmosphärischen Kohlendioxidgehalt um mehr als ein Drittel ansteigen lassen. Diese Produkte menschlicher Aktivitäten haben bereits ihre Spuren hinterlassen und unser Klima geändert. Was den menschengemachten Klimawandel von den natürlichen Klimaänderungen unterscheidet, ist seine noch nie dagewesene Geschwindigkeit. Indem sie das globale Klima so rasant verändert, ist die Menschheit zu einer echten geophysikalischen Kraft geworden.

Für einen Wissenschaftler reicht es natürlich nicht aus festzustellen, dass die Menschheit - oder die Menschheit zusammen mit anderen Kräften - das globale Klima geändert hat. Als Wissenschaftler müssen wir die Ursachen des Wandels identifizieren und, wenn möglich, den Wandel vorhersagen. Aber um das zu erreichen, müssen wir das Klimasystem als Ganzes viel besser verstehen als wir es zurzeit tun. Dies bringt uns zu unserer Mission und den dringenden intellektuellen Herausforderungen, die vor uns liegen. Um unsere Mission zu erfüllen, stellen wir zwei Leitfragen:

Wie empfänglich ist das Erdsystem für Störungen?

und

Was sind die Grenzen der Vorhersagbarkeit des Erdsystems?

Chancen

Wir sind uns der Herausforderung deutlich bewusst, die darin liegt, das Verständnis des dynamischen Klimasystems der Erde zu erweitern. Aber diese Herausforderung ist zu bewältigen, denn intellektuelle und technische Chancen bieten sich im laufenden Jahrzehnt in großer Fülle.

Unsere größte Chance liegt in der Weiterentwicklung der umfassenden Erdsystemmodellierung. Damit schreiben wir die Geschichte des MPI-M fort, die mit der Entwicklung von Teilmodellen für Atmosphäre und Ozean begann, zu den Pionierarbeiten des gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Systems weiterging und zuletzt seinen Höhepunkt in der Entwicklung des MPI-Erdsystemmodells fand. Allerdings liefert die zunehmende Komplexität unserer Modelle nicht von selbst die Antworten auf unsere Leitfragen; die Antworten erwachsen aus dem Reichtum und der Klarheit der Konzepte, die wir mit Hilfe unserer Modelle erstellen.

Das MPI-M wird auch weiterhin die talentiertesten und kreativsten Wissenschaftler aus aller Welt anziehen. Wir integrieren sie in ein stimulierendes Institutsumfeld, welches aus exzellenten Servicemitarbeitern, modernen Einrichtungen und der geographischen Verortung des MPI-M mitten auf dem KlimaCampus in Hamburg besteht, einer der lebendigsten und attraktivsten Metropolen Europas.

Das MPI-M benötigt und genießt privilegierten Zugriff auf Höchstleistungsrechner, besonders am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ). Die stets zunehmende Rechnerkapazität macht einige Aufgaben leichter und andere vorstellbar. Zum Beispiel benötigt die Erforschung der Klimavorhersagbarkeit ein großes Ensemble von Simulationen, jede leicht unterschiedlich in ihren Anfangsbedingungen; diese Aufgabe wird durch ausreichend starke Rechnerleistung und Datenspeicherung wie am DKRZ deutlich erleichtert. Anderes ist jetzt erst möglich geworden, wie etwa das Ersetzen der Wolkenparametrisierung durch konvektionsauflösende Modelle, wodurch die Simulationen eine deutlich stabilere konzeptuelle Grundlage erhalten.

Um unsere Modelle zu evaluieren und zu initialisieren, benutzen wir in zunehmendem Maße die wachsenden Beobachtungsdatensätze, aus denen wir fundamental neue Einsichten in das sich ändernde Erdsystem gewinnen: von der Vertikalstruktur der Wolken über die zunehmende Wärmeaufnahme des Ozeans bis hin zu den immer genauer werdenden Beschreibungen der Landbiosphäre. Die globalen Beobachtungen werden durch eine neue Generation von Messkampagnen ergänzt, zum Beispiel für die Wolkendynamik in den Subtropen oder die meridionale Umwälzbewegung im Ozean.

Chancen bieten sich in Hülle und Fülle. Und wir besitzen mit dem Max-Planck-Institut für Meteorologie eine erfahrene und gut funktionierende Einrichtung mit kontinuierlicher Erfahrung in der Klimaforschung. Wir verfügen über die nötige Fachkenntnis unserer wissenschaftlichen und Service-Mitarbeiter, um umfassende Erdsystemmodelle zu entwickeln und zu benutzen. Wir haben die technischen und wissenschaftlichen Kapazitäten, um Beobachtungsdatensätze zu erweitern und in unsere Modelle zu integrieren. Wir verstehen unsere Mission und welche Fragen wir beantworten müssen, um sie zu erfüllen. Daher blicken wir entschlossen und gut vorbereitet dem kommenden Jahrzehnt entgegen.

Aus dem Strategieplan "2020 Vision", Seite 5 ff., 2011

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