Mit detaillierten paläo-ozeanographischen Zeitserien soll das Wechselspiel zwischen nord- und südatlantischen Wassermassen und die Veränderlichkeit des transäquatorialen Wärmestromes rekonstruiert werden. Über Passagen in den Kleinen Antillen fließt warmes Oberflächenwasser aus dem Nordatlantik durch das Tobago Becken in die Karibik. Dieses Wasser fließt weiter in den Golf von Mexiko, dem Ursprungsgebiet des warmen Golfstromes. Das hier beantragte Vorhaben konzentriert sich auf die mikropaläontologische Auswertung von Sedimentmaterial, das im Rahmen der fünften Expedition des internationalen IMAGES Projektes im Juni 1999 im Tobago Becken gewonnen wurde. Feinskalige Paläo-Oberflächentemperaturprofile sollen für die letzten 150.000 bis 200.000 Jahre mit Hilfe der statistischen Bearbeitung der Vergesellschaftung planktonischer Foraminiferen entlang eines 38 m langen Sedimentkernes erstellt werden. Damit sollen kurzfristige Variabilitäten im Warmwasserpool des subtropischen Nordatlantik nachgezeichnet und versucht werden, zeitliche und mechanistische Querbezüge zu den raschen Klimawechsel im nördlichen Nordatlantik abzuleiten.
Die südwestliche Ostsee ist die Schlüsselregion für den Austausch von niedrigsalinem Oberflächenwasser und höhersalinem, sauerstoffreichem Bodenwasser zwischen der eigentlichen bzw. zentralen Ostsee und dem Skagerrak/Kattegat bzw. der Nordsee. Dieses System wird durch die Richtung und Intensität der Winde bestimmt und ist damit letztendlich durch das zyklonale Wettersystem des Nordatlantiks und die Golfstromaktivität kontrolliert. Die wesentliche Intention des beantragten Projektes ist die Untersuchung der Auswirkungen von holozänen Klimavariationen auf das Ökosystem Ostsee, welche sowohl durch die Sedimentabfolge als auch durch den Fossilinhalt reflektiert werden. Hierzu ist die Untersuchung der durch unterschiedliche Wind-/ Sturm- und Niederschlagsintensität hervorgerufenen Veränderungen der Salinität, der Nährstoffflüsse und des Sauerstoffgehalts der südwestlichen Ostsee vorgesehen. Diese können anhand organisch-wandiger und kieseliger Mikrofossilien, deren morphologischen Variationen, Arten-Sukzession und der chemischen Veränderungen bei der Einbettung nachgewiesen werden. Ziel dieses Projektes ist es, die Wechselwirkung zwischen Umwelt und Phyto-/Zooplankton im Ablauf der holozänen Entwicklungsgeschichte der südwestlichen Ostsee zu erfassen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind Grundlagen zur Differenzierung natürlicher und anthropogener Umweltveränderungen sowie Datenbasis zur Modellierung zukünftiger Umweltveränderungen durch Klimaschwankungen.
Die atlantische meridionale Zirkulation (AMOC) ist wesentlicher Bestandteil der Wärmeflüsse im Klimasystem, deren Veränderung in Bezug auf den künftigen Klimawandel nur schwer vorherzusagen ist. In diesem Projekt richten wir unseren Blick in die Vergangenheit auf das Marine Isotopenstadium (MIS) 11, dass vor rund 410,000 Jahren mit ähnlichen Orbitalparametern zu einer rund 30,000 Jahre andauernden Warmzeit geführt hat. Ein großer Teil des Grönländischen Eisschilds war abgeschmolzen und folglich der Meeresspiegel deutlich gegenüber heute erhöht. Traditionelle Nährstoff-Spurenstoffe liefern Hinweise auf eine starke Tiefenwasserbildung zu dieser besonderen Warmzeit. Um die Herkunft der Wassermassen, deren Strömungswege sowie die Mischungsverhältnisse zu rekonstruieren, hat sich das Isotopenverhältnis 143Nd/144Nd in der authigenen Phase von Tiefseesedimenten als sehr nützlicher Spurenstoff erwiesen. Im Rahmen dieses Projekts, haben wir die Nd-Isotopie aus authigenen Fe-Mn Ablagerungen an zahlreichen ODP/IODP Sedimentkernen, für die Dauer des MIS-11 und der vorangegangenen Eiszeit MIS-12 extrahiert. Im Atlantik ist eine deutliche Zunahme weniger radiogenen Neodyms meßbar, die wahrscheinlich eine stärkere Tiefenwasserbildung selbst in Zeiten einen verstärkten Eisverlustes in Grönland aufweist. Die untersuchten Sedimente bilden den gesamten tiefen Atlantik von Nord nach Süd ab, sowie einige Regionen mit direktem regionalen Einfluß auf die Nd-Isotopie. Neben einer starken Tiefenzirkulation während MIS-11 konnte auch ein wichtiger Beitrag von Wasser aus der Arktis (nahe der Island-Schottland-Schwelle), sowie ein langanhaltender Einfluss von Wasser der Labrador See nachgewiesen werden. Im tiefen Westatlantik sind über den gesamten Zeitraum des Interglazials sehr unradiogenen Nd Isotopenwerte vorzufinden. In diesem Fortsetzungsprojekt, möchten wir die zeitliche Auflösung der Nd-Isotopenuntersuchungen einiger Sedimentkerne aus der Labradorsee und dem Kapbecken verbessern und die Publikation der Ergebnisse mit Fokus auf den Vergleich von MIS-11 und einem zukünftig wärmeren Klima vorantreiben und bewerten.
Über dem Nordatlantik und Europa wird die Variabilität der großräumigen Wetterbedingungen von quasistationären, langandauernden und immer wiederkehrenden Strömungsmustern â€Ì sogenannten Wetterregimen â€Ì geprägt. Diese zeichnen sich durch das Auftreten von Hoch- und Tiefdruckgebieten in bestimmten Regionen aus. Verlässliche Wettervorhersagen auf Zeitskalen von einigen Tagen bis zu einigen Monaten im Voraus hängen von einer korrekten Darstellung der Lebenszyklen dieser Strömungsregime in Computermodellen ab. Um das zu erreichen müssen insbesondere Prozesse, die günstige Bedingungen zur Intensivierung von Tiefdruckgebieten aufrecht erhalten, und Prozesse, die den Aufbau von stationären Hochdruckgebieten (blockierende Hochs) begünstigen, richtig wiedergegeben werden. Aktuelle Forschung deutet stark darauf hin, dass Atmosphäre-Ozean Wechselwirkungen, insbesondere entlang des Golfstroms, latente Wärmefreisetzung in Tiefs, und Kaltluftausbrüche aus der Arktis dabei eine entscheidende Rolle spielen. Dennoch mangelt es an grundlegendem Verständnis wie solche Luftmassentransformationen über dem Ozean die großskalige Höhenströmung beeinflussen. Darüber hinaus ist die Relevanz solcher Prozesse für Lebenszyklen von Wetterregimen unerforscht. In dieser anspruchsvollen drei-jährigen Kollaboration zwischen KIT und ETH Zürich streben wir an ein ganzheitliches Verständnis zu entwickeln, wie Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre und diabatische Prozesse in der Golfstromregion die Variabilität der großräumigen Strömung über dem Nordatlantik und Europa prägen. Zu diesem Zweck werden wir ausgefeilte Diagnostiken zur Charakterisierung von Luftmassen mit neuartigen Diagnostiken zur Bestimmung des atmosphärischen Energiehaushaltes verbinden und damit den Ablauf von Wetterregimen und Regimewechseln in aktuellen hochaufgelösten numerischen Modelldatensätzen und mit Hilfe von eigenen Sensitivitätsstudien untersuchen. Dazu werden wir unsere Expertise in größräumiger Dynamik und Wettersystemen, sowie Atmosphäre-Ozean Wechselwirkungen â€Ì insbesondere während arktischen Kaltluftausbrüchen â€Ì und der Lagrangeâ€Ìschen Untersuchung atmosphärischer Prozesse nutzen. Im Detail werden wir (i) ein dynamisches Verständnis entwickeln, wie Luftmassentransformationen entlang des Golfstroms die Höhenströmung über Europa beeinflussen, mit Fokus auf blockierenden Hochdruckgebieten, (ii) die Bedeutung von Luftmassentransformationen und diabatischer Prozesse für den Erhalt von Bedingungen, die die Intensivierung von Tiefdruckgebieten während bestimmter Wetterregimelebenszyklen bestimmen, untersuchen, (iii) diese Erkenntnisse in ein einheitliches und quantitatives Bild vereinen, welches die Prozesse, die den Einfluss des Golfstroms auf die großräumige Wettervariabilität prägen, zusammenfasst und (iv) die Güte dieser Prozesse in aktuellen numerischen Vorhersagesystemen bewerten. Diese Grundlagenforschung wird wichtige Erkenntnisse zur Verbesserung von Wettervorhersagemodellen liefern.
Basales Schmelzen der Eisschelfe Grönlands (GrIS) ist einer der Hauptquellen für den GrIS Masseverlust und für den Meeresspiegelanstieg. Darüber hinaus ist das beschleunigte Abschmelzen in den letzten 20 Jahren auch durch den Einstrom von wärmerem Wasser in die Fjorde verursacht. Die basalen Abschmelzraten sind jedoch unsicher und offene Fragen bestehen bezüglich der relevanten Prozesse in den Fjorden, und wie viel und wie das Schmelzwasser aus den Fjorden in den Randstrom und weiter in den offenen Ozean gelangt. Diese Unsicherheiten können in Klimamodellen zu Fehlern in der zukünftigen Rolle des Schmelzwassers für die Zirkulation und Wassermassen Verteilung und somit zu Fehlern in der Projektion des regionalen Meeresspiegels führen. Bis jetzt gibt es nicht genügend geeignete Messungen, um Schmelzwasser im Inneren des Ozeans zu quantifizieren und die Pfade zu identifizieren. Wir beantragen hier die Messung von Helium und Neon Verteilungen um zu verfolgen wo und wie viel Schmelzwasser aus GrIS in den Randstrom und ins Ozeaninnere gelangt. Dazu wird eine Prozessstudie am 79N Gletscher durchgeführt sowie Messungen im Randstrom und im Inneren der Labradorsee. Die Ziele sind: (i) Abschätzung der basalen Schmelzwasseranteile im Nah und Fernfeld des 79N Gletschers, und der Menge an Schmelzwasser, die in den Randstrom befördert wird, (ii) Berechnung der Anteile an Schmelzwasser, die aus dem Randstrom in die Labradorsee gelangen, einer der Schlüsselregionen für die Atlantische Meridionale Umwälzbewegung, Abschätzung der Zunahme seit Anfang 2000, (iii) Auswertung von hochauflösenden Modellläufen die mit basalen Schmelzwasserquellen versehen wurden, um die Verteilung des Schmelzwassers und die beteiligten Prozesse zu analysieren und um (iv) die Auswirkungen der zunehmenden Schmelzraten auf die Entwicklung des regionalen Meeresspiegels im subpolaren Nordatlantik abzuschätzen.
Die Gewässer um Südafrika nehmen eine Schlüsselrolle im globale Strömungssystem ein. Der Wassereinstrom aus dem Indischem Ozean bestimmt den meridionalen Wärme- und Süßwassertransport im Atlantik und hat das Potential, das Golfstromsystem' mit entsprechender Bildung von Tiefenwassern im subpolaren Nordatlantik und damit die Atlantische Umwälzbewegung (AMOC) beeinflussen. Gegenwärtige Beobachtungen und Prognosen für den Klimawandel zeigen dabei, dass der Wassereinstrom in den Atlantik zunimmt. Der Einstrom selbst eine Folge eines komplizierten Zusammenspiels im Agulhasstromsystem, einem Randstrom entlang der Küste im Indischen Ozean und mesoskaligen Prozessen. Regional hat das Agulhasstromsystem Auswirkungen auf das Klima im südlichen Afrika; zum einen über atmosphärische Temperaturen und Niederschlagsverteilungen, zum anderen für die eng mit den Meeresströmungen verknüpfte Verteilung und Variabilität der Meeresspiegeländerungen. Das Verbundprojekt CASISAC - Änderungen im Agulhasstromsystem und Auswirkungen auf die Küsten im südlichen Afrika untersucht die unterschiedlichen Einflussfaktoren, die auf das Agulhasstromsystem wirken. Es simuliert die Auswirkungen auf das Regionalklima im südlichen Afrika und quantifiziert die Regionalverteilung des Meeresspiegels entlang der Küstenlinien im südlichen Afrika. Ziel des Verbundprojektes ist die Bestimmung der Verletzlichkeit der südafrikanischen Küsten unter globalem Klimawandel. Teilprojekt CASISAC - SP1 Ozean- und Klimamodellierung adressiert dabei die unterschiedlichen ozeanischen und atmosphärischen Einflussfaktoren im Agulhasstromsystem im Vordergrund.
Das Ziel dieses Vorhabens ist die Rekonstruktion der Hydrographie des Golfstroms während des finalen Stadiums der Schließung des Zentralamerikanischen Seeweges (CAS) im späten Pliozän/frühen Pleistozän. Es wird beantragt, anhand von Material der ODP-Sites 1006 und 1000 in der Floridastraße und in der zentralen Karibik die Hypothese zu untersuchen, dass es einen direkten kausalen Zusammenhang zwischen der Schließung des CAS, der Erwärmung und Versalzung des Golfstroms, und einer markanten Verstärkung der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC) gab, der zum heutigen atlantischen Zirkulations- und Klimasystem geführt hat. Es soll zunächst ein verlässliches Altersmodell basierend auf stabilen Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopen benthischer Foraminiferen für Site 1006 (658 m Wassertiefe) erstellt werden. Dieses Altersmodell wird als Grundlage aller paläozeanographischen Untersuchungen an dieser Lokation dienen, die ideal am Ausgangspunkt des Golfstroms liegt. Die radiogene Isotopenzusammensetzung von Neodym (Nd) in Fe-Mn-Beschichtungen (Coatings) ungereinigter Foraminiferen soll gemessen werden, um die Mischung der Zwischenwassermassen und die Stärke der AMOC während wiederholter kurzzeitiger Schließungen und Wiederöffnungen des CAS als Folge von Meeresspiegelschwankungen zu rekonstruieren. Die Hydrographie der oberen Wassersäule soll parallel dazu mit Hilfe der Sauerstoffisotopenzusammensetzung von planktischen Foraminiferenarten aus der oberen durchmischten Schicht und der Thermokline untersucht werden. Zusammen werden diese in einer zeitlichen Auflösung von wenigen 1,000 Jahren gewonnenen Daten es ermöglichen, neue Einblicke in die Bedeutung von Steuerungsprozessen der AMOC in niedrigen gegenüber hohen Breiten zu gewinnen. Dies wird nicht nur unser Verständnis der Mechanismen verbessern, die die Ozeanzirkulation als Folge tektonischer Prozesse änderten, sondern wird auch wichtige Informationen darüber liefern, wie sich zukünftige Störungen des Klimasystems als Funktion von Änderungen der Salinität des Golfstroms auf die Nordatlantische Zirkulation auswirken werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 40 |
| Europa | 1 |
| Land | 2 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 31 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 38 |
| Text | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 5 |
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| Language | Count |
|---|---|
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 2 |
| Keine | 17 |
| Webseite | 26 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 31 |
| Lebewesen und Lebensräume | 43 |
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| Mensch und Umwelt | 44 |
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