Das Projekt "Teilprojekt 1: Kopplung des Eisschild-Modells PISM mit dem Klimamodell ECHAM/MPIOM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Erdsystemmodell MPI-ESM soll mit dem Eisschildmodell PISM gekoppelt werden, um Übergänge zwischen dem Glazial und dem Interglazial simulieren zu können. Dazu soll das existierende Modellsystem auf die jeweils aktuellen Modellversionen upgedated und auf die Südhemisphäre ausgedehnt werden. Das Ziel der Arbeiten ist die Entwicklung eines funktionsfähigen gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Eisschild Modellsystems, das es erlaubt, realistische Übergänge zwischen Glazial und Interglazial (und vice versa) zu simulieren. Dieses System muss zum einen erstellt werden, zum anderen muss es ausgiebig getestet werden. 1. Aufsetzen der aktuellen Eisschildmodells PISM für die Nordhemisphäre (existiert in einer älteren Modellversion) und die Südhemisphäre (Task WP 1.1.1) 2. Implementieren von verschiedenen Modulen zur Berechnung der Oberflächenmassenbilanz aus atmosphärischen Antriebsdaten (Task WP 1.1.2) und Einbau in die aktuelle MPI-ESM Modellversion. Dabei kann von einem existierenden Modellsystem mit älteren Modellversionen ausgegangen werden. 3. Tests mit dem Einfluss von Staub auf das Albedo (Task WP 1.1.5). Dieses ist in dem existierenden Energiebilanzmodul für die Oberflächenmassenbilanzberechnung vorgesehen. 4. Analyse von Bifurkationen im glazialen Klimasystem (Task WP 1.1.7). 5. Quantifizierung des Effekts von Topographieänderungen durch die Physik der festen Erde (Task WP 1.1.8). 6. Einbau eines Eisbergmoduls (Task WP 1.1.9). 7. Erstellen und Testen des gekoppelten Modells mit den Modelländerungen aus WP 4.2, die zeitabhängige Landseemaske erlauben (Task WP 1.1.10). 8. Analyse der transienten gekoppelten Simulation aus WP1.3 (Task WP 1.1.11)Ein Vergleich mit den entsprechenden Untersuchungsergebnissen in den Teilprojekten PalMod-1-1-TP2 und PalMod-1-1-TP3 wird dazu dienen, die Robustheit der Resultate einzuordnen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Wolken (TP2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Meteorologie und Klimatologie durchgeführt. Die Hauptziele des Projektes sind, a) die Etablierung einer neuen und langfristigen Zusammenarbeit zwischen dem TROPOS, Leipzig, dem IMUK, Hannover, beide in Deutschland, und dem NIWA, Wellington, Neuseeland, sowie b), durch modellbegleitete vertikal aufgelöste in-situ Aerosol-, Wolken- und Turbulenzbeobachtungen, die Verbesserung des quantitativen Verständnisses von Aerosol-Wolken-Turbulenz-Wechselwirkungen in der Region des Südlichen Ozeans. In einem weiteren Kontext wollen wir die Wechselwirkungen zwischen Aerosolen, Wolken, Turbulenz und Strahlung untersuchen. Dies soll erreicht werden durch die Zusammenführung a) bestehender experimenteller, boden- und luftgetragener Instrumente der beteiligten Institute, und b) von Modellierungssystemen für die online-gekoppelte Aerosol- und Chemie-Transportmodellierung und hochauflösende numerische Wettervorhersage, sowie c) die Durchführung einer modellgestützten ca. 3-wöchigen TROPOS-IMUK-NIWA in-situ Messkampagne. Thematisch wird sich die für den Zeitraum Februar/März 2021 geplante Kampagne auf die vertikale Verteilung von Aerosol, Turbulenz und meteorologischen Größen in der marinen Grenzschicht in Invercargill, Neuseeland konzentrieren. Das Projekt wird neue, wichtige Daten und quantitative Erkenntnisse über Aerosole und Aerosol-Wolken-Turbulenz-Wechselwirkungen in marinen Grenzschichten der südlichen Hemisphäre liefern, welche u.a. sehr wertvoll für die Verbesserung von Klimamodellen hinsichtlich der Vorhersage von Wolken und ihrer klimatischen Auswirkungen in der Region des Südlichen Ozeans sind. Wir werden wissenschaftliche Fragen, Ziele und Arbeitspläne für zukünftige gemeinsame experimentelle und Modellierungsaktivitäten im Rahmen weiterer klimawandelbezogener Projekte mit Neuseeland definieren / verfeinern. Das Projekt hat enge Verbindungen zu und ergänzt die bereits vom BMBF im Rahmen der Kooperation mit Neuseeland geförderten Projekte CHANCE (Modellierung) und LOSTECCA (Fernerkundung).
Das Projekt "Teilprojekt: Sauerstoff-Isotopenstufe M2 (ca. 3.3 Ma) in der südlichen Hemisphäre: Auswertung der klimatischen Treiber von einer kurzfristigen Kaltzeit während der Pliozän-Warmzeit." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Das globale Klima vor 3.5 bis 3.0 Millionen Jahren war durch außergewöhnliche Klimaschwankungen geprägt. Das relativ warme Klima des Pliozäns wurde vor rund 3,3 Millionen Jahren von einer kurzen ( kleiner als 100.000 Jahren) aber intensiven Kaltzeit unterbrochen. Bisher gibt es verschiedene Hypothesen, die versuchen zu erklären, weshalb diese Kaltzeit so intensiv war und warum das globale Klimasystem relativ schnell in den warmen Zustand des Pliozäns zurückgekehrt ist. Einer dieser angenommenen Mechanismen beschreibt einen reduzierten Wärmefluss durch den indonesischen Seeweg, von den niedrigen zu den hohen Breitengraden und vom Pazifik zum Indischen Ozean. Vor 4 bis 3 Millionen Jahren wurde der Wärmefluss durch diesen Seeweg aufgrund der Verschiebung des australischen Kontinents nach Norden und der Hebung von Neuguinea und Indonesien eingeschränkt. Ziel dieses Projektes ist es, diese Hypothese zu quantifizieren mit Hilfe eines hochauflösenden (2-3 kyr) Sauerstoffisotopenrekords planktischer Foraminiferen der Station U1463 für den Zeitraum vor 3,5 bis 3,0 Millionen Jahren. Die Station U1463 wurde während der International Ocean Discovery Program Expedition 356 Indonesian Throughflow im September 2015 am nordwestlichen australischen Schelf gebohrt und befindet sich direkt am Ausfluss des indonesischen Seewegs. Der im Rahmen dieses Projektes generierte Rekord wird mit vorhandenen Sauerstoffisotopen planktischer Foraminiferen der Station 806 im westlichen äquatorialen Pazifik verglichen. Solch ein Vergleich bietet die einzigartige Gelegenheit, die Rolle des indonesischen Seewegs zur Regulierung des Wärmeflusses zwischen dem Pazifik und dem Indischen Ozean zu bewerten.
Das Projekt "Entwicklung eines Staub-Eisen-Modellierungssystemes und ein Benchmark-Studium für Staub-Eisen-Haushalt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie, Bereich Meteorologie, Arbeitsgruppe Atmosphärische Modellierung durchgeführt. Jedes Jahr werden große Mengen an Staub in Richtung Ozean transportiert und dort abgelagert. Das im Staub enthaltene Eisen ist dabei ein wichtiges Düngemittel für die Biomasseproduktion auf der Ozeanoberfläche und bestimmt somit den Umsatz an atmosphärischem Kohlenstoff. Die quantitative Schätzung an abgelagertem Staub bzw. Eisen unterliegt allerdings nach wie vor Unsicherheit. Zur Untersuchung der Reaktion des marinen Ökosystems auf den Klimawandel sowie zur Abschätzung der Wirkung des Ozeans als Kohlenstoffsenke insbesondere für ansteigende atmosphärische CO2-Konzentrationen, sind wir auf Staubmodelle zur Bestimmung des Staub- und Eisentransportes angewiesen. Existierende Staubmodelle sind nicht in der Lage Staub-Partikelgrößenverteilungen zu bestimmen. Diese sind allerdings notwendig um Transportwege und Ablagerungen von Staub und Eisen exakt zu berechnen. In diesem Projekt wollen wir uns mit der Herausforderung befassen, ein neues regionales Staubmodell zu entwickeln, das die Fähigkeit zur Berechnung der partikelgrößenabhängigen Staub-/Eisenemission und -deposition hat und sowohl für Staubstürme als auch für sporadisch auftretende schwache Staubereignisse genutzt werden kann. Der Ansatz zur Staubemissionsparametrisierung ist dabei völlig neu. Das Modell wird auf das Lake Eyre Basin in Australien angewandt, einer Region, die als größte Mineralstaub- bzw. Eisenquelle in der südlichen Hemisphäre gilt. Zahlreiche Staub- und Eisenmessungen sowie Landoberflächencharakterisierungen liegen für diese Region vor. Sollte das Projekt erfolgreich sein, wird damit zum ersten Mal eine detaillierte Bestimmung des regionalen Staub- und Eisenbudgets möglich sein, die als Referenz für globale Simulationen von Staub- und Eisenablagerungen und damit einhergehende Reaktionen des marinen Ökosystems herangezogen werden kann.
Das Projekt "Planung und Durchführung der Konferenz 'International Conference on Integrated Assessement of Water Resources and Global Change: A North-South Analysis'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Zentrum für Entwicklungsforschung durchgeführt. Das Ziel ist das Zusammenbringen von Wissenschaftlern und Vertretern aus Wirtschaft, Politik und Stakeholdern aus der Süd- und Nordhemisphäre zur Anregung eines Austausches über das Thema Wasser im Blickwinkel globaler Umweltveränderungen. Die Konferenz wird vom 23.-25. Februar 2005 in Bonn stattfinden. Für die Konferenzplanung wurde ein International Scientific Committee aus Vertretern der veranstaltenden Organisationen und Forschungsprogramme gebildet. Die Durchführung der vor- und nachbereitenden organisatorischen Aktivitäten sowie der eigentlichen Konferenz wird von Mitarbeitern des International Project Office des Global Water System Project und dem Zentrum für Entwicklungsforschung in Bonn übernommen. Es ist eine Publikation geplant, in der selektierte Artikel von Teilnehmern sowie den eingeladenen Rednern nach Abschluss der Konferenz veröffentlicht werden. Auch sollen die gesamten Artikel sowie sonstigen Materialien und Informationen zur Konferenz auf CDs gebrannt und auf der Konferenz an alle Teilnehmer verteilt werden. Des Weiteren werden wichtige Ergebnisse im Internet veröffentlicht.
Das Projekt "Nachweis von ausgewählten persistenten organischen Verbindungen in Lachs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Lebensmittelchemie und Umweltchemie durchgeführt. Persistente organische Verbindungen (POPs) werden nicht nur durch die Inhalation von kontaminierter Luft und durch direkten Hautkontakt in den menschlichen Körper aufgenommen, sondern auch, wie Untersuchungen zeigten, durch die tägliche Nahrungsaufnahme von fetthaltigen Lebensmitteln. Diese hydrophilen Substanzen werden in den Fettgeweben der Organismen eingelagert und angereichert. Durch Verzehr jener Lebensmittel können diese Stoffe in den nächsten Konsumenten übergehen und erneut eingelagert werden. Der Eintrag der Schadstoffe in die Nahrungskette über das Grundwasser und den Boden, sowie die Weitergabe dieser Verbindungen von Konsument zu Konsument bilden die Grundlage für die Gefährdung des Menschen durch diese Umweltchemikalien. Im Rahmen der Arbeit wurden 11 verschiedene Lachsfilets unterschiedlicher Hersteller bezüglich ihrer Belastung mit einer Auswahl von POPs (HCB, Lindan und Ballschmiter-PCBs) untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine entsprechende Analysenmethode erarbeitet, wobei auch der Einfluss der Probenzerkleinerung, der Probenaufreinigung und der Messmethoden auf die Wiederfindung untersucht wurde. Die Proben wurden dabei zerkleinert und mittels Soxhlet-Extraktor aufgearbeitet, der Extrakt anschließend mittels Festphasenextraktion über modifizierte Kieselgele aufgereinigt und mittels GC-MS vermessen und ausgewertet. Es konnte für die Probenmessungen eine optimierte Methode erstellt werden, die neben der Probenzerkleinerung mit dem Ultraturax und der Aufreinigung über saures Kieselgel, die MS-Methodik selected ion monitoring (SIM) enthält. Die Gehalte der POPs in den aufgearbeiteten Proben bewegten sich für HCB zwischen 1 bis 29 ng/g Fett, für Lindan zwischen 1 bis 300 ng/g Fett und für die einzelnen PCBs zwischen 1 bis 110 ng/g Fett. Der Vergleich der Proben aufgrund ihrer Lebensart ergab bei der Gegenüberstellung von Wild- und Zuchtlachs im Gegensatz zu bereits vorliegenden Untersuchungen von M. N. Jacobs et al. (1) eine höhere Kontamination der Wildlachse als der Zuchtlachse. Des Weiteren wurde im Vergleich eine höhere Kontamination der Zuchtlachse von der Nord-Halbkugel (Norwegen, Faroer-Inseln) gegenüber den Vertretern der südlichen Hemisphäre (z.B. Chile) ermittelt.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Koordination und Aerosole (TP1)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Die Hauptziele des Projektes sind a) die Etablierung einer neuen und langfristigen Zusammenarbeit zwischen dem TROPOS, Leipzig, dem IMUK, Hannover, beide in Deutschland, und dem NIWA, Wellington, Neuseeland, sowie b) durch modellbegleitete, vertikal aufgelöste in-situ Aerosol-, Wolken- und Turbulenzbeobachtungen, die Verbesserung des quantitativen Verständnisses von Aerosol-Wolken-Turbulenz-Wechselwirkungen in der Region des Südlichen Ozeans. In einem breiteren Kontext wollen wir die Wechselwirkungen zwischen Aerosolen, Wolken, Turbulenz und Strahlung untersuchen. Dies soll erreicht werden durch die Zusammenführung a) bestehender experimenteller, boden- und luftgetragener Instrumente der beteiligten Institute, und b) von Modellierungssystemen für die online-gekoppelte Aerosol- und Chemie-Transportmodellierung und hochauflösende numerische Wettervorhersage, sowie c) der Durchführung einer modellgestützten ca. 3-wöchigen TROPOS-IMUK-NIWA In-situ Messkampagne. Thematisch wird sich die für den Zeitraum Februar/März 2021 geplante Kampagne auf die vertikale Verteilung von Aerosol, Turbulenz und meteorologischen Größen in der marinen Grenzschicht in Invercargill, Neuseeland, konzentrieren. Das Projekt wird neue, wichtige Daten und quantitative Erkenntnisse über Aerosole und Aerosol-Wolken-Turbulenz-Wechselwirkungen in der marinen Grenzschicht der südlichen Hemisphäre liefern, welche u.a. sehr wertvoll für die Verbesserung von Klimamodellen hinsichtlich der Vorhersage von Wolken und ihrer klimatischen Auswirkungen in der Region des Südlichen Ozeans sind. Wir werden wissenschaftliche Fragen, Ziele und Arbeitspläne für zukünftige gemeinsame experimentelle und Modellierungsaktivitäten im Rahmen weiterer klimawandelbezogener Projekte mit Neuseeland definieren und verfeinern. Das Projekt hat enge Verbindungen zu den bereits vom BMBF im Rahmen der Kooperation mit Neuseeland geförderten Projekte CHANCE (Modellierung) und LOSTECCA (Fernerkundung).
Das Projekt "Late Pliocene climate changes of the Benguela Current System and in Southern Africa during the initiation of Northern Hemisphere Glaciation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Am Ende des Pliozäns kam es zu einer flächendeckenden kontinentalen Vereisung der Nordhemisphäre. Damit waren die Voraussetzungen für unser heutiges Klima geschaffen, das durch relativ schnelle und ausgeprägte Klimawechsel charakterisiert ist. Die pliozäne Abkühlung des Weltklimas im Zuge einer schrittweisen Zunahme der Vereisung der Nordhemisphäre ist durch eine Vielzahl von Untersuchungen an ODP-Kernmaterial aus der Nordhemisphäre dokumentiert. Die genaue zeitliche Beziehung der pliozänen Abkühlung und die Bedeutung klimawirksamer Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Ozeanen und zwischen den Ozeanen und den Kontinenten sind jedoch nicht ausreichend bekannt. Vor allem fehlen detaillierte Klimakurven für die Südhemisphäre, um einen möglichen Einfluss von Ozeanzirkulation und Abkühlungsereignissen in der Südhemisphäre auf die zunehmende Vereisung der Nordhemisphäre im Pliozän festzustellen. Es sollen deshalb Änderungen in der Oberflächenzirkulation des östlichen Südatlantiks und Vegetationsänderungen in Südafrika für die pliozänen Abkühlungsereignisse zeitlich hochauflösend dokumentiert werden. Diese Zeitreihen sollen mit entsprechenden Parametern aus dem tropischen Atlantik, dem Nordatlantik und dem Pazifik, sowie mit Klimarekonstruktionen für Nordafrika und Südeuropa verglichen werden.
Das Projekt "Untersuchungen zur UV-B Toleranz andiner Pflanzen entlang eines Hoehengradienten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Lehrstuhl für Geobotanik durchgeführt. In the proposed project the natural gradient of UV-B tolerance in populations of different plant species growing in various altitudes in the Argentine Andes will be studied by analysing the UV-B absorption of these plants. To identify if adaption of Andine plant species to the reduction of stratospheric ozon has already ocurred in the past decades, plant material from the herbarium will be tested. The UV-B absorption of plant species being present in both vegetation regions- the Province Mendoza and Germany- will be compared to show differences in the absorption properties of plant species of the Southern and Northern hemisphere as a result of selection/adaption to a different UV-B-background.
Das Projekt "Globale Klimamodelle und Klimadiagnostik: Langzeittrends klimarelevanter Spurengase in der Suedhemisphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. An einer Messstation am Kap der Guten Hoffnung (34 Grad 21 Min S, 18 Grad 29 Min E) werden die Spurengase CO, CH4, N2O, O3, CFCl3, C2F3Cl3, CH3CCl3 und CCl4 kontinuierlich bzw semikontinuierlich registriert. Die Messungen dienen der Bestimmung der Langzeittrends dieser klimarelevanten Gase in der Suedhemisphaere, fuer die bislang nur wenige Untersuchungen vorliegen. Durch geeignete Datenfilterung wird sichergestellt, dass nur Luftproben aus maritimer Reinluft in die Trendberechnungen einbezogen werden. Untersuchungen der Daten im Hinblick auf saisonale Variationen sollen Aufschluss ueber chemische Prozesse und Transportmechanismen in der Atmosphaere geben. Das Messprogramm wird auf die Bestimmung von CO2, NOy und hoeheren Kohlenwasserstoffen ausgedehnt werden.
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