Ist das ein prognostisches Klimamodell?

Nein. Nulldimensionale Lehrskizze mit einstellbaren Parametern: kein meridionaler Transport, keine Wolken, keine ozeanische Zirkulation und keine Vielzahl der Prozesse realer Modelle.

Wozu zwei Schwellen — Gefrieren und Tauen?

Eine Schwelle würde das Weggedächtnis zusammenklappen. Verschiedene Übergangstemperaturen ahmen grob die latente Wärme und die langsame Dynamik der Eisschilde nach.

Was ist der Ast der Schneeball-Erde?

Ein sehr kaltes Gleichgewicht mit hoher Eis-Albedo: der Planet reflektiert fast alles Licht. Um diesen Ast zu verlassen, muss S stärker steigen, als zum Gefrieren beim Abkühlen nötig war.

Energiebilanz und Eis-Albedo

Budyko-Modell (1−α)S/4 = εσT⁴: Eis- und eisfreie Albedo, Hysterese von Gefrieren und Tauen beim Gang von S, wahlweise glattes α(T).

Ausgehende langwellige Strahlung εσT⁴; kurzwellige Absorption mit dem planetaren Faktor 1/4. Lehrmodell, kein allgemeines Zirkulationsmodell; siehe den zweischichtigen Treibhauseffekt.

Diagramme

Grau: hypothetische Gleichgewichte bei festem α. Türkis/orange: Pfad mit Gedächtnis bei langsamem Durchlauf von S. Verschieben Sie S für einen einzelnen Punkt.

Zum Modell

Energiebilanz und Eis-Albedo: im nulldimensionalen Budyko-Modell gilt (1−α)S/4 = εσT⁴ — absorbierte kurzwellige Strahlung gleich ausgehender langwelliger. Die Eis-Albedo-Rückkopplung schaltet zwischen hohem α (eisbedeckter Planet) und niedrigerem (eisfrei) mit verschiedenen Schwellen für Gefrieren und Tauen: beim langsamen Gang der Solarkonstante S entsteht Hysterese, darunter ein kalter Ast der Schneeball-Erde. Der zweite Modus ist ein glattes logistisches α(T) und Relaxation der Wärme zum Gleichgewicht. Meridionaler Transport, Wolken und ozeanische Zirkulation fehlen.

Für wen: Einführendes Klima und Planetologie: Budyko-Energiebilanz, Eis-Albedo, Hysterese.

Wichtige Begriffe

budyko-modell
eis-albedo
hysterese
schneeball-erde
ausgehende langwellige strahlung
energiebilanz

So funktioniert es

Bilanz (1−α)S/4 = εσT⁴. Die Äste „eisbedeckt“ und „eisfrei“ mit verschiedenen Schwellen für Gefrieren und Tauen geben Hysterese beim Gang von S; graue Kurven sind Gleichgewichte bei festem α. Der Modus mit glattem α(T) ist Relaxation T(t). Budyko-Lehrskizze, kein allgemeines Zirkulationsmodell.

Häufige Fragen

Ist das ein prognostisches Klimamodell?: Nein. Nulldimensionale Lehrskizze mit einstellbaren Parametern: kein meridionaler Transport, keine Wolken, keine ozeanische Zirkulation und keine Vielzahl der Prozesse realer Modelle.
Wozu zwei Schwellen — Gefrieren und Tauen?: Eine Schwelle würde das Weggedächtnis zusammenklappen. Verschiedene Übergangstemperaturen ahmen grob die latente Wärme und die langsame Dynamik der Eisschilde nach.
Was ist der Ast der Schneeball-Erde?: Ein sehr kaltes Gleichgewicht mit hoher Eis-Albedo: der Planet reflektiert fast alles Licht. Um diesen Ast zu verlassen, muss S stärker steigen, als zum Gefrieren beim Abkühlen nötig war.

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