Das Projekt "AOSGE: The Arctic Ocean System in the Global Environment; deutsches Pilotvorhaben - Teilprojekt: AWI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Im Rahmen der AOSGE-Pilotstudie werden durchgefuehrt: a) Simulationen mit einem gekoppelten Ozean-Meereis-Modell zur Frage der Abhaengigkeiten der grossraeumigen Zirkulationssystem von internen dynamischen und thermodynamischen Prozessen und der Rolle der atmosphaerischen und seitlichen Randbedingungen. b) Arbeiten ueber Art u. Intensitaet der Koppelungsprozesse zwischen den Teilsystemen Meereis-Pelagial-Benthal in der Hocharktis. An Material aus der noerdl. Laptevsee werden Partikelfluss via Zooplankton, mikrobielle Aktivitaet im Benthal sowie Zoobenthosverteilung untersucht. Zusaetzliche Proben und Daten werden im Rahmen ACSYS 1996 erhoben. c) Untersuchung des terrigenen Sedimenteintrags und Corg-Fluss im Spaetquartaer in Kernen vom Laptevsee-Kontinentalhang: 1) Bestimmung der Haupt- und Spurenelemente zur Identifikation von Liefergebiet und Ablagerungsmilieu und 2) mikroskopische Bestimmung der Zusammensetzung und Reife der organischen Substanz. I) Zielsetzung: In numerischen Simulationen mit einem gekoppelten Ozean-Meereis-Modell des Nordpolarmeers soll die Abhaengigkeit der grossraeumigen Zirkulationssysteme von internen dynamischen und thermodynamischen Prozessen und die Rolle der atmosphaerischen und seitlichen Randbedingungen untersucht werden. Arbeitsprogramm: 1. Simulationen des mittleren Jahresgangs bei mittlerer Aufloesung. 2. Erstellung eines optimierten Referenzlaufs, der mittleren Zirkulation und der milleren Tracerverteilungen. 3. Uebergang zu besserer raeumlicher Aufloesung und Anpassung der Parameter. II) Zielsetzung: Ziel der geowissenschaftlichen Untersuchungen ist die zeitlich hochaufgeloeste Rekonstruktion der Aenderungen von Meereisbedeckung, palaeoozeanischer Zirkulation und Palaeoklima im Arktischen Ozean und des angrenzenden Laptev-See-Kontinentalrandgebiets im Spaetquartaer sowie die Quantifizierung des terrigenen und organischen Sedimenteintrags im Arktischen Ozean im Wechsel zwischen Glazial und Interglazial. Arbeitsprogramm: Bestimmung der Tonminerale und Haupt- und Spurenelemente sowie Mazeralanalysen an stratigraphisch eingestuften Sedimentkernen vom Laptev-See-Kontinentalrand. III) Zielsetzung: Biologische Untersuchungen ueber die Intensitaet der pelago-benthischen Kopplungen in der Hocharktis, insbesondere im Norden der Paptewsee, im Bereich des Lomonossovrueckens und in der noerdlichen Barentssee.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung eines Eisvorhersagesystems und Satellitenfernerkundung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Im Rahmen des FE-Projektes 'Eis-Routen-Optimierung' soll ein System zur Vorhersage der Eisverhältnisse und zur Routen-Optimierung für die Schifffahrt in der Arktis, speziell auf dem Nördlichen Seeweg, entwickelt und erprobt werden. Das Arbeitsziel wurde im Forschungsprogramm der Bundesregierung (BMWi) 'Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert' genannt und indirekt sowohl im 'Hightech-Strategiepapier für Deutschland' des BMBF aus dem Jahre 2006 als auch in der Dokumentation Nr. 563 des BMWi von der 5. Nationalen Maritimen Konferenz im Dezember 2006 in Hamburg erwähnt. Das Projekt ist in 8 Arbeitspakte gegliedert (siehe Vorhabenbeschreibung im Anhang). Die Universität Hamburg ist an den Arbeitspaketen AP1, AP2, AP4 und AP6 beteiligt. In den Teilprojekten sollen vorhandene Atmosphären-, Ozean-, und Meereis-Modelle und Erdbeobachtungs-Verfahren angepasst, verfeinert, gekoppelt, optimiert und validiert werden, um das Vorhersagesystem für die Meereisbedingungen zu realisieren.
Das Projekt "Ein hochaufgelöstes gekoppeltes Meereis-Ozean-Modellierungs- und Vorhersagesystem für den Arktischen Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Mit dem Klimawandel verliert der Arktische Ozean immer mehr Meereis, so dass auch kommerziell interessante Passagen in der Zukunft im Sommer eisfrei und passierbar sein werden. Für die Schifffahrt sind dann zuverlässige Vorhersagen der Eisbedingungen unerlässlich. Satellitengestützte Fernerkundungsbeobachtungen geben Aufschluss über den aktuellen und den vergangene Zustand der Meereisverteilung, aber für Vorhersagen sind numerische Modelle notwendig. Die optimale Kombination von Modellen und Daten mit Hilfe von Datenassimilation wird die Schätzungen von historischen Zuständen verbessern und damit zu besseren Anfangsbedingungen für Vorhersagen führen. Dieses Projekt zielt darauf ab, Vorhersagen der Meereisverteilung im Arktischen Ozean auf Zeitskalen von Tagen bis zu mehreren Monaten zu verbessern. Die Verbesserung soll erfolgen, indem zum einen die Auflösung der dazu verwendeten gekoppelten Meereis-Ozeanmodelle (MITgcm, http://mitgcmorg) auf 9 km und weniger erhöht wird und zum anderen fortschrittliche Methoden der Datenassimilation (z.B. sequentielle Filter aus der Familie der Kalman-Filter) verwendet werden, um geeignete Anfangsbedingungen für die Vorhersagen zu generieren. Diese verbesserten Anfangsbedingungen sollen dann verlässlichere Vorhersagen ermöglichen.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung und Optimierung eines Ozean-Meereis Vorhersagemodells für das Nordpolarmeer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Ziele des Vorhabens sind die Weiterentwicklung und der Einsatz des regionalen, hochauflösenden Ozean-Meereis-Modells NAOSIM (North Atlantic/Arctic Ocean-Sea Ice Model) für die Vorhersage der für eine Eisroutenberatung der Schifffahrt relevanten Eisverhältnisse über einen Prognosezeitraum von 7- 10 Tagen. Dieses Modell ist als Vorwärtsmodell die Grundlage für ein Assimilations- und Vorhersagesystem. Das Modell liefert in der Vorhersagephase seitliche Randbedingungen für das lokale Ozean-Eis-Modell HAMSOM sowie die unteren Randbedingungen für das Atmosphärenmodell METRAS des Verbundes. Das Modell wird benutzt, um Eis- und Ozeanparameter in der Vorhersageperiode zu simulieren und diese für die Eisroutenoptimierung zur Verfügung zu stellen. Ein am AWI entwickeltes Meereis-Vorhersagemodell soll wesentlich verbessert werden, indem früher erarbeitete Empfehlungen zur Verbesserungen des Meereismodells in ein deutlich höher auflösenden Modell implementiert und getestet werden. Realistische Modellverbesserungen, die zum jetzigen Zeitpunkt für eine schifffahrtsrelevante Kurz- und Mittelfristvorhersage essentiell erscheinen, werden hinsichtlich der Verbesserung des Vorhersageskills des Modells bewertet. Das geschieht durch Anwendung auf zeitlich zurück liegende Episoden mit guter Beobachtungsgrundlage. Anschließend sollen die als notwendig erachteten Verbesserungen in das Vorhersagemodell und das adjungierte Modell zur Initialisierung der Vorhersage eingebaut werden.
Das Projekt "Vorhaben: Integration eines Meereisvorhersagesystems mit einem hochauflösenden, variationellen Datenassimilationssystem und Validierung des Gesamtsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von O.A.Sys - Ocean Atmosphere Systems GmbH durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist der Aufbau des Assimilationssystem ICEDAS. Es soll dazu dienen Eisnavigation durch die Arktis ökonomischer und sicherer zu machen. ICEDAS wird mithilfe der variationellen Methode Beobachtungsdaten assimilieren. Es basiert dabei auf dem gekoppelten Meereis-Ozean-Modell NAOSIM. Räumlich wird das gesamte Nordpolarmeer abgedeckt. Prognosen über die Eisverhältnisse und ihrer Dynamik auf der geplanten Route werden durch numerische Simulationsmodelle des Verbundes erstellt, die ausgehend von einem optimierten Anfangszustand sowie Randdaten das arktische Meereis-Ozean System errechnen. ICEDAS dient zur Bestimmung dieser Daten, die insbesondere bei Kurzfristvorhersagen auf Zeitskalen von Tagen bis Wochen von entscheidender Bedeutung sind. In enger Zusammenarbeit mit Verbundpartnern wird das auf NAOSIM basierende Assimilationssystem ICEDAS entwickelt. Es wird auf die für die Eisnavigation wichtigen zeitlichen und räumlichen Skalen zugeschnitten und optimiert die Anfangszustände von Eis und Ozean. Hierbei werden Fernerkundungs- und In-situ Daten, die den Zustand von Eis und Ozean abbilden, mithilfe der variationellen Methode assimiliert. Des Weiteren beinhaltet ICEDAS ein auf NAOSIM basierendes Vorhersagesystem. Diese Komponenten werden durch OASys integriert und validiert. Verbesserte Modellparameterisierungen und neu entwickelte Module werden im Laufe des Projektes eingepflegt.