Mit einem gekoppelten Modell des Klimasystems, welches neben Komponenten für Atmosphäre (ECHAM5 T31L19, ca. 400 km horizontale Auflösung) und Ozean (MPI-OM, 330 km Auflösung, 40 Level) auch ein dynamisches Modell der Landbiosphäre (LPJ) und ein thermo-mechanisches Modell des antarktischen sowie des grönländischen Eisschildes (SICOPOLIS, ca. 80 km Auflösung)) enthält, wurden am MPI-M Klimaänderungsexperimente durchgeführt (Mikolajewicz, U., M. Vizcaino, J. Jungclaus, and G. Schurgers (2007), Effect of ice sheet interactions in anthropogenic climate change simulations, Geophys. Res. Lett., 34, L18706, doi:10.1029/2007GL031173.). Eines der wissenschaftlichen Ziele der Simulationen war die Untersuchung der Auswirkungen des abschmelzenden grönländischen Eisschildes auf die atlantische Tiefenzirkulation.

Die Visualisierung unten zeigt gleichzeitig die Reaktion verschiedener Klimagrößen auf einen starken Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen bis auf das Vierfache des vorindustriellen Wertes:

  • Meereisbedeckung im Sommer (mittelblau) und im Winter (hellblau)
  • im Ozean: Konvektionstiefe (bunte Isolinien, Farbskala links) - ein Maß für die Bildung von Tiefenwasser
  • über Land: Blattflächenindex (LAI, Farbskala rechts)
  • Änderungen der Dicke des grönländischen Eisschildes. (Farbskala unten links)

 

Der zeitliche Verlauf und die Stärke des simulierten CO2- Anstiegs sind in der blauen Box rechts unten zu erkennen. Ab dem Modelljahr 2000 steigt die CO2-Konzentration mit 1% pro Jahr bis auf etwa das Vierfache des vorindustriellen Wertes an; ab dann wird sie konstant gehalten.

Infolge der kräftigen - hier allerdings nicht dargestellten - Erwärmung schwächt sich die Tiefenzirkulation relativ schnell ab. Auch die Meereisbedeckung verringert sich schnell. Zunächst geht sie im Sommer zurück, dann (etwa 200 Jahre nach Beginn des starken Anstieges der CO2-Konzentration) auch im Winter.

Der grönländische Eisschild verliert vor allem an den Rändern an Dicke - dargestellt durch die rötliche Einfärbung. Dieser Massenverlust durch Abschmelzen geht mit einem Anstieg des Meeresspiegels einher; am Ende des Experimentes entspricht dies einem Anstieg von mehr als 2 Metern. Dazu kommen noch einmal etwa 2 Meter durch die Ausdehnung des Wasserkörpers infolge der Erwärmung, so dass der Meeresspiegelanstieg bei etwa 4 Metern liegt.

Durch die Klimaänderung verändern sich auf längere Sicht auch die Vegetationszonen - gegen Ende des Experimentes ist die Vegetation in Teilen Griechenlands und Italiens wüstenartig.