Stochastische Perturbation der Parametrisierung der Eishärte in einem Finite-Elemente Meereis-Ozean-Modell

In dieser Arbeit werden drei Ansatze fur eine stochastische Perturbation des Eisharteparameters P* aus der Meereisrheologie von Hibler et al. [1979] entwickelt. Dabei handelt es sich beim ersten Ansatz um eine Storung ohne ortliche und zeitliche Korrelation. Des Weiteren wird ein nur zeitlich korrelierter und ein sowohl zeitlich als auch ortlich korrelierter Ansatz prasentiert. Sowohl der theoretische Hintergrund als auch die technische Umsetzung in dem gekoppelten Finite-Elemente Meereis-Ozean-Modell FESOM des Alfred-Wegener-Instituts in Bremerhaven werden in der Arbeit hergeleitet. Des Weiteren werden drei Transformationen zusammengetragen und angepasst, die fur die Uberfuhrung normalverteilter Zufallszahlen in einen notwendigerweise beschrankten Wertebereich in dieser Arbeit genutzt werden konnen. Mit Hilfe eines Referenzlaufs von FESOM ohne stochastische Parametrisierung werden dann die Auswirkungen der drei Ansatze ausgewertet. Abschliesend erfolgt ein Vergleich des zeitlich und ortlich korrelierten Ansatzes mit Messdaten der Meereisdicke und der Eiskonzentration in der Arktis. Die Auswertungen zeigen, dass trotz einer symmetrischen Perturbation des Parameters P* die Auswirkungen auf Eisvolmen und Eisflache eine klare Tendenz aufweisen, die zur Zunahme des Volumens und zur Abnahme der Flache fuhrt. Zudem treten lokal sehr ausgepragte Anderungen in der Eisdickenverteilung und der Eiskonzentration in der Arktis auf. Die drei Ansatze fur die stochastische Perturbation der Eisrheologie erweisen sich als fundierter und erfolgreicher Einstieg in die stochastische Parametrisierung bei einem gekoppelten Meereis-Ozean-Modell.