Muller Group

Dynamische Prozesse in Atmosphäre und Ozean

Die Muller Gruppe forscht in den Bereichen der Klimawissenschaft und der geophysikalischen Fluiddynamik. Das Team interessiert sich dabei besonders für Prozesse, die räumlich und zeitlich zu klein sind, um in den zur Klimavorhersage verwendeten globalen Klimamodellen (GCMs, Global Climate Models) beschrieben zu werden. Wichtige Beispiele dafür sind interne Wellen im Ozean und Wolken in der Atmosphäre. Diese kleinskaligen Prozesse müssen in globalen Klimamodellen parametrisiert, das heißt mit einfachen Gleichungen modelliert werden, um die aktuellen Vorhersagen des Klimawandels zu verbessern. Das Ziel der Gruppe ist es, unser grundlegendes Verständnis dieser kleinskaligen Prozesse unseres Klimas zu verbessern. Dabei verwenden die Forscher:innen theoretische und numerische Methoden sowie in situ – und Satellitenmessungen.

Die zentralen Forschungsfragen der Gruppe sind:

– Wie reagiert der Wasserkreislauf auf die globale Erwärmung? Zahlreiche Studien, die sowohl regionale hochauflösende als auch globale grobauflösende Modelle verwenden, sagen voraus, dass Niederschlagsextreme durch die Erwärmung häufiger und intensiver werden. Diese Verstärkung von Niederschlagsextremen in Zusammenhang mit dem Klimawandel zu verstehen, ist entscheidend und hat wichtige sozioökonomische Konsequenzen.

– Welche physikalischen Prozesse sind für die Bildung von tropischen Wolken verantwortlich? Es gibt verschiedene Arten der organisierten Konvektion, das heißt der Umwälzung von Luft, in welche Wolken eingebettet sind. Das wohl spektakulärste Beispiel für organisierte Konvektion ist der tropische Wirbelsturm mit seinem Auge ohne tiefe Konvektion, umgeben von einer wolkigen „Augenwand“, in der extreme Winde herrschen. Tatsächlich ist organisierte Konvektion in den Tropen allgegenwärtig. Dennoch wissen wir trotz großer gesellschaftlicher und klimatischer Auswirkungen nach wie vor wenig darüber.

– Welchen Beitrag leisten interne Wellen zur Durchmischung des Ozeans und welche Auswirkungen haben sie auf die Ozeanzirkulation? Interne Wellen sind im Ozean allgegenwärtig und tragen wesentlich zur globalen Energetik des Ozeans bei. Eines der Ziele der Muller Gruppe ist es, die physikalischen Mechanismen zu klären, die zur Instabilität, zum Überschlagen und zum Brechen dieser Wellen führen, sowie die Vermischung zu quantifizieren, die dadurch verursacht wird.