Item

Abstract

Die komplexen Wechselwirkungsprozesse einer Schneedecke mit der Atmosphåiren dem
Untergrund (Erdboden, Meereis), der Biosphäre und dem Ozean sind flir die Klimavariabi-
lität von großer Bedeutung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluß von
Schneedecken auf die Klimadynamik und der Entwicklung eines für Klimastudien geeigne-
ten Schneedeckenmodells.

Zur Darstellung der wechselseitigen Beeinflussung von Schneedecke und Klima wird eine
Übersicht über beobachtete Trends der Schneedecke der letzten Jahrzehnte gegeben. Die
Schneedeckenentwicklung wird mit den Änderungen der Temperatur, der Strahlungsbilanz
und der Zirkulation verglichen. Die Auswertung schneedeckenbezogener Parameter eines
Sensitivitätsexperiments zum Treibhauseffekt zeigt, daß Schneeanomalien zum Aufdecken
von Klimaåinderungen herangezogen werden können. Das analysierte Experiment wurde mit
dem Hamburger Klimamodell ECHAM durchgeführt. Als Reaktion auf eine erhöhte Kon-
zentration der atmosphåirischen Treibhausgase wird die schneebedeckte Fläche in allen Jah-
reszeiten reduzierto die Anzahl der Schneetage nimmt ab und das Rückzugsdatum der
Schneedecke wird vorverlegt. Die Anderungen des Wasseräquivalents weisen einen Nord-
Stid-Gradienten über dem amerikanischen Kontinent und einen Ost-West-Gradienten über
dem eurasischen Raum auf. Eine Erhöhung der Schneemasse wird von November bis Mai
tiber Sibirien und dem nördlichen Teil Nordamerikas simuliert. Eine Verringerung tritt in
allen Monaten über Europa und dem südlichen Teil Nordamerika auf.

Ein Schneedeckenmodell wurde entwickelt, das auf grundlegenden physikalischen Pfinzi-
pien (Phasenübergängen,'Wåirmeleitung, Vy'asserdampfdiffusion, Absorption und Emission
von Strahlung) beruht. Die Verifikation des Modells liegt für verschiedene Klimabedingun-
gen (Arktis, mittlere Breiten, Gebirgsregionen) vor. Die Ergebnisse zeigen, daß die wichti-
gen Schneeparameter die Albedo, das Flüssigwasserspeichervermögen, die Neuschnee-
dichte und die Alterungsraten sind. Die Schneedeckensimulation reagiert sehr sensitiv auf
die Formulierung des turbulenten Austausches an der Schneeoberfläche, die Parameterisie-
rung des Wåirmeüberganges zum Boden, die effektive'Wåirmeleitung (Temperaturdiffusion,
V/ärmeleitung durch Phasenübergåinge, Strahlungsabsorption) und die V/ahl der Schnee-
schichten. Zur exakten Bestimmung des Ablationsendes und für eine gute Simulation der
Schneedecke in mittleren Breiten ist es notwendig, mit einem komplexen Mehrschichten-
modell zu rechnen, das die inneren Prozesse auflöst. Eine Version des Schneedeckenmodells
wurde als integrierterBestandteil des Bodenschemas des Klimamodells ECHAM formuliert.
Diese Version verwendet maximal fünf Schneeschichten und geht für geringe Schneehöhen
von einer partiellen Schneebedeckung aus.