Das Projekt "Warmwassersphaere des Nordatlantiks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Regionale Ozeanographie durchgeführt. Die Forschungsarbeiten der Abteilung Regionale Ozeanographie werden sich weiterhin auf die physikalischen Prozesse in den oberen Schichten des offenen Ozeans, der Warmwassersphaere, konzentrieren. Dahinter steht die Notwendigkeit, die Transportprozesse zu verstehen, die den Einfluss des Ozeans auf die atmosphaerischen Klimaaenderungen fuer die Zeitskala des World Climate Research Programme bestimmen. Da diese Zeitskala den Bereich Wochen bis Monate umfasst, ist eine umfangreiche Expeditionstaetigkeit noetig. Neuentwickelte Messmethoden sollen dabei zum Einsatz kommen, so u.a. ein geschlepptes, vertikal undulierendes Geraet zur Erfassung der Dichteschichtung, ein akustisch arbeitendes Geraet zur Bestimmung der vertikalen Geschwindigkeitsverteilung in der ozeanischen Deckschicht sowie satelliten- bzw. funkgeortete Driftbojen. Begleitet wird die Messtaetigkeit durch die Entwicklung von Modellen (empirisch, diagnostisch, prognostisch). Schwerpunkte der Untersuchungen werden sein: - theoretische Untersuchungen zur geophysikalischen Turbulenz und ihre Anwendung auf Transportprozesse in der ozeanischen Warmwassersphaere, - Ursachen und Auswirkungen der Jahresschwankungen von Baroklinitaet und Haloklinitaet, - Entstehung ozeanischer Fronten und ihre Bedeutung fuer turbulente Transportprozesse, - Modellierung der Konvektion in der Deckschicht unter besonderer Beruecksichtigung des Tagesganges, - Struktur und Transporte des Nordatlantischen Stromes, - wissenschaftliche Analyse von Datensaetzen des Welt-Datenzentrums sowie von Expeditionen, insbesondere GATE 1974, JASIN 1978, FGGE 1979. Das Forschungsprogramm ist integraler Bestandteil des SFB 133.
Das Projekt "The role of the East Greenland Current in the mid to late Holocene North Atlantic climate variability" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. Variations in the strength of arctic freshwater export via the East Greenland Current (EGC) can affect thermohaline circulation and the strength of the Subpolar Gyre and, therefore, can modulate the northward heat transport in the North Atlantic Ocean. To assess the role of the EGC in the mid to late Holocene North Atlantic climate variability, its palaeoceanographic history and spatial extent will be studied at three key sites; two sites in the EGC core (Foster Bugt and Nansen Trough) and one site in the Subpolar Front area (SPF; Reykjanes Ridge). For the first time, palaeoceanographic data sets, spanning the last 6000 years, for the EGC core will be produced at a multi-decadal to centennial time scale. A multi-proxy approach, combining foraminifera, diatom, dinoflagellate as well as stable isotope, trace element (Mg/Ca) and IP25 analyses on the same sample set will be performed in close collaboration with national and international project partners. The proposed reconstructions will be linked to marine and terrestrial high-resolution studies from the North Atlantic Drift, the West Greenland Current, the Fram Strait, the Baltic Sea and continental Europe, in order to investigate the timing (in-phase/out-of-phase) of mid to late Holocene climatic oscillations in the different regions. Reconstructing the role of the EGC at high resolution will increase our understanding of trigger mechanisms underlying natural mid to late Holocene climate variability in the North Atlantic region.
Das Projekt "Multi Element- und Isotopenanalyse geochemischer/klimatologischer Archive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, GEOMAR Forschungszentrum für marine Geowissenschaften durchgeführt. Die zeitliche und räumliche Rekonstruktion der Intensitätsschwankungen der Klimaphänomene mit Fernwirkung wie die El Nino/La Nina-Ereignisse, der Nordatlantischen Oszillation und des Monsun-Phänomens, die einen nachhaltigen Einfluss auf das globale Klima/Wettergeschehen haben, sind von großem sozio-ökonomischen Interesse. Jedoch sind die Intensitätsschwankungen bisher weder zeitlich noch räumlich ausreichend erfasst, um eindeutige Aussagen über die Bedeutung dieser Phänomene für die Vergangenheit und die Zukunft des globalen Klimageschehens zu machen. Die Ursache ist u.a. darin zu suchen, dass die notwendigen 'Proxie-Daten' zur zeitlichen und räumlichen Charakterisierung dieser Phänomene weder simultan noch in ausreichender zeitlicher und räumlicher Dichte aufgenommen werden konnten. Die neueren instrumentell-analytischen Fortschritte in der Massenspektrometrie durch die Kombination von Thermionenmassenspektrometrie (TIMS) mit der ICPMS-Technik erlaubt nun die simultane und präzise Messung von Element- und Isotopenverhältnissen bei hohem Probendurchsatz. Hinzu kommt, dass jetzt Element- und Isotopenverhältnisse gemessen werden können, die sich bisher nur mit hohem analytischem Aufwand oder gar nicht haben bestimmen lassen. Mit Hilfe dieser neuen Technik wollen wir räumlich hochaufgelöste Zeitreihen simultan gemessener 'Proxies' für den westlichen und östlichen Indischen Ozean aufnehmen, um die Perioden und Intensitätsschwankungen der großen klimatischen Phänomene mit Fernwirkung zu studieren und zu vergleichen.
Das Projekt "Zeitliche Variabilität von internen Wellen und vertikaler Vermischung im Nordatlantik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der zeitlichen Variabilität in der Energie von internen Wellen und der Stärke von vertikaler Vermischung in Abhängigkeit des Nordatlantikstroms und dem damit verbundenen Wirbelfeld. Hierfür werden 5-6 Jahre von Strömungsmesserdaten und Temperatur/Leitfähigkeitsmessungen von drei Verankerungen entlang eines Schnittes westlich des Mittelatlantischen Rückens (MAR) sowie LADCP/CTD Daten von fünf Schifffahrten genutzt. Konkrete wissenschaftliche Ziele dabei sind:- Erstellung von Zeitserien der Energie in internen Wellen unter Benutzung der Verankerungszeitreihen von Strömung und Schichtung- Untersuchung der Zeitskalen auf denen Veränderungen in der Energie interner Wellen stattfinden. Mögliche Ursachen für Variabilität sind der Windeintrag, Position des Nordatlantikstroms und Wirbel- Identifizierung von Prozessen, welche die beobachteten internen Wellen generieren, wie z.B. Gezeiten, Stürme, Jahresgang, Wirbel, die Arme des Nordatlanikstroms (Verhältnis von lokalen zu großräumigen Erzeugungsmechanismen)- Bestimmung der Vermischungsraten (Temperaturinversionen, Thorpe Skalen, Feinstrukturparameterisierung) in Abhängigkeit der variablen Hintergrundbedingungen Hierfür werden zunächst Spektren potentieller und kinetischer Energy der internen Wellen auf ihre Abhängigkeit von veränderlichen Hintergrundbedingungen wie z.B. Wind, Gezeiten, Wirbel, Schichtung und Variabilität im Nordatlantikstrom sowieso des Einflusses der Topographie untersucht. Die instrumentelle Ausstattung der Verankerungen seit Sommer 2012 erlaubt zusätzlich die Approximation der internen Wellen durch vertikale Moden und damit verbunden die Berechnung von Energieflüssen, welche wichtige Informationen über die Menge und die Variabilität in der Energie, die in internen Wellen im Nordatlantik transportiert wird, liefern. Außerdem geben diese so gewonnenen Energieflüsse in Kombination mit der Berechnung von Ausbreitungspfaden von internen Wellen, welche am mittelatlantischen Rücken erzeugt wurden, Aufschluss über die relative Bedeutung der Topographie des MAR für die Erzeugung von internen Wellen. Beginnend vom Sommer 2015 werden die Analysen erweitert, indem Temperatur- und Druckdaten mit hoher Tiefenauflösung für die Berechnung von Thorpe Skalen und Dissipationsraten und deren zeitlichen Variabilität genutzt werden. Weitere Informationen über die zeitliche und räumliche Variabilität der Vermischungsraten im Nordatlantik werden durch die Analyse von Diffusionsraten, die anhand von LADCP/CTD Daten und einer Feinstrukturparameterisierung berechnet werden, erlangt. Dies liefert weitere Aufschlüsse über die dominanten Prozesse in der Erzeugung von internen Wellen und vertikaler Vermischung im Nordatlantik, sowie deren zeitlicher und räumlicher Variabilität.
Das Projekt "Vorhaben: Modellierte und beobachtete Einflüsse grönländischer Schmelzraten auf ozeanische Prozesse und qualitative Bewertung von CMIP6-Klimamodellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Geodäsie und Geoinformation, Professur für Astronomische, Physikalische und Mathematische Geodäsie durchgeführt. Das Schmelzen Grönlands und die Veränderung in der Ozeanzirkulation haben großen Einfluss sowohl auf das globale als auch auf das regionale Klima und verursachen Meeresspiegeländerungen. Es ist noch unklar inwieweit sich beschleunigte Schmelzprozesse von grönländischem Eis in Zukunft auf das Zirkulationssystem im Nordatlantik, allen voran den Golfstrom und den Nordatlantikstrom, die von atlantischen Umwälzbewegungen angetrieben werden, auswirken. CMIP6-Klimamodelle stellen eine Basis dar um solche Veränderungen im Ozean zu untersuchen, aber hochauflösende Ozeanmodelle werden weiterhin gebraucht um die Interaktion zwischen Schmelzwasser entlang der Küstenregion und dem offenen Ozean realistisch darzustellen. In Teilprojekt 10 werden die Effekte von Schmelzszenarien auf den Ozean analysiert und getestet, wie realistisch die Ozeankomponente in den Projektionen der CMIP6-Klimamodelle repräsentiert ist. Eine Frage, die sich dabei stellt ist, ob der Effekt von Schmelzraten auf den Nordatlantik, die in hochaufgelösten Ozeansimulationen erfasst werden, auch in CMIP6 gefunden werden kann. Hierfür ist es zwingend notwendig, den Einfluss von Unsicherheiten, die durch (regionale) atmosphärische Einflüsse und Modellauflösung entstehen, zu untersuchen. Der Effekt von atmosphärischen Antrieb auf ozeanische Variablen werden wir in Sensitivitätsstudien mit besonderen Fokus auf die Nordostregion Grönlands analysieren. Darüber hinaus werden wir mit länger zurückliegenden und aktualisierten Daten altimetrisch-gravimetrische Massenbilanzen bestimmen, auch für Zeiträume vor der GRACE-Ära. Wir gehen davon aus, dass unsere Ziele nicht nur eine solide wissenschaftliche Basis für Diskussionen bezüglich Ozeanveränderungen darstellen, sondern auch Konsequenzen auf das Management von Fisch-/Laichgründen und die wirtschaftliche Machbarkeit von Schifffahrtsrouten im Nordatlantik nach sich ziehen.
Das Projekt "Vorhaben: RACE II - Regional Atlantic Circulation and global Change - Zirkulations- und Wassermassenänderung im subpolaren Nordatlantik und auf dem Nordwesteuropäischen Schelf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. TP1.2: Das TP baut auf den Ergebnissen der ersten RACE-Antragsphase auf, in der die Transport- und Zirkulationsschwankungen im westlichen subpolaren Nordatlantik und die Variabilität des Nordatlantik-Stroms (NAC) im westlichen Becken im Vordergrund standen. Durch die Erweiterung der verankerungsbasierten Beobachtungen auf den östlichen subpolaren Nordatlantik entlang des früheren A2 WOCE-Schnitts (bei etwa 48°N) soll die Lücke zum östlichen Randstrom geschlossen werden Die geplanten Beobachtungen liefern wichtige Erkenntnisse über die Zirkulation im Ost- und im Westbecken an der Grenze zwischen Subtropen und Subpolarwirbel, sowie über den Einstrom von warmem salzreichen Subtropenwasser vom Westbecken in den Ostatlantik. Sie ermöglichen die Abschätzung der Auswirkungen zukünftiger subpolarer Zirkulationsschwankungen auf regionale Wärme- und Frischwassertransporte. Mit Hilfe der gewonnen Daten sollen Haupt-AMOC-Komponenten entlang 47-48°N quantifiziert werden und das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Variabilität im West- und Ostatlantik und anderen RACE-Schlüsselregionen verbessert werden. TP3.2: Die Modellstudien der ersten RACE!-Projektphase haben gezeigt, dass aufgrund der starken Wechselwirkung zwischen Nordostatlantik und Nordwesteuropäischem Schelf (NWES) im 21. Jahrhundert mit deutlichen Zustandsänderungen der Nordsee zu rechnen ist. Mit dem existierenden Modellsetup des regional gekoppelten globalen MPI-M-Modellsystems soll der Einfluss anthropogener Klimaänderungen und der natürlichen Variabilität im Bereich des NWES mit demselben Modellsystem weitergehend untersucht werden. Um den Beitrag von natürlicher Variabilität und anthropogenem Einfluss trennen zu können, wird ein Ensemble-Ansatz gewählt. Fokus der Untersuchungen sind potentielle Zirkulationsänderungen im Nordostatlantik und ihre Wechselwirkungen mit dem NWES, insbesondere der Nordsee, sowie die hieraus resultierenden physikalischen und biogeochemischen Zustandsänderungen einschließlich der Änderung des Auftretens von Extremereignissen. Ferner soll das Verständnis der physikalischen Prozesse durch die hochaufgelöste Erfassung des Übergangsbereichs vom offenen subpolaren Nordatlantik zur europäischen Küste verbessert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen mit einem neuartigen gekoppelten Klimamodell mit unstrukturiertem Ozean-Meereis-Gitter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Wesentliches Ziel dieses Vorhabens ist es, die Güte von Klima-Simulationen in der Arktis und im Nordatlantik zu verbessern, insbesondere mit der Absicht, Vorhersagen in der Arktis zu optimieren. Um typische Modellfehler besser zu verstehen, konzentriert sich unsere Forschung auf die Dynamik von Schlüsselregionen des Nordatlantiks. Ziel ist es auch, ein tieferes Verständnis des Zusammenspiels zwischen Arktis und Nordatlantik zu gewinnen. Wir (der deutsche Verbundpartner) nutzen die Möglichkeiten unstrukturierter numerischer Gitter, indem wir Schlüsselregionen (Dänemarkstraße, Färöer-Bank-Kanal, Labradorsee, Nordmeer, aber auch Golfstrom- und Nordatlantikstrom-Regionen) im Ozean sehr fein auflösen. Diese Modellexperimente werden mit dem AWI-Klimamodell durchgeführt, das die Besonderheit eines unstrukturierten Gitters in der Ozean-Meereis-Komponente aufweist. Dies erlaubt uns, ein tieferes Verständnis der Vorgänge in den einzelnen Regionen und deren Einfluss auf typische Modellfehler und Arktische Vorhersagen zu entwickeln. Der russische Verbundpartner verfolgt einen zweiten Ansatz, bei dem die Sensitivität der typischen Modellfehler im Nordatlantik und der Arktischen Variabilität und Vorhersagbarkeit bezüglich der Wahl von verschiedenen Modell-Parameterisierungen und deren Feinjustierung im Fokus steht. Der polnische Verbundpartner nutzt umfangreiche Beobachtungsdatensätze, um die verschieden Modellversionen und Gitterkonfigurationen vergleichend auszuwerten. Das Vorhaben startet mit einem Kick-off Treffen. Im Rahmen des Arbeitspakets 1 werden Referenzsimulation(en) geplant und durchgeführt. Arbeitspaket 2 widmet sich der Fehleranalyse, der Problemidentifikation, und dem Einfluss von hoher Auflösung in Schlüsselregionen. Ein Jahr nach Projektbeginn soll eiMid-term Treffen organisiert. Der Einfluss lokaler Verfeinerung auf Arktische Variabilitätsmoden und Vorhersagbarkeit wird im Arbeitspaket 3 untersucht. Arbeitspaket 4 beschäftigt sich mit der Konsolidierung.
Das Projekt "RACE - Regional Atlantic Circulation and global Change - Vorhaben: RACE - Regional Atlantic Circulation and global Change - Zirkulations- und Wassermassen-Änderungen im subpolaren Nordatlantik und auf dem Nordwesteuropäischen Schelf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. Das BSH beteiligt sich am Verbundprojekt RACE in den Teilprojekten1.2 und 3.2: TP 1.2: In diesem TP werden mit Tiefseeverankerungen kontinuierliche Messungen am Westrand des Mittelatlantischen Rückens (MAR) durchgeführt, dort wo das Tiefenwasser durch die Bruchzonen vom westlichen in den östlichen Atlantik strömt. Am MAR werden diese Wassermassen zum Teil modifiziert und klimarelevante Signale werden mit dem Nordatlantikstroms in den Bereich des nordwesteuropäischen Schelfs und in die Nordsee transportiert. Die Untersuchungen fokussieren auf die Untersuchung der Ausbreitungsmechanismen von Anomalien und dienen dem Prozessverständnis, der Entwicklung von Anpassungsstrategien und der Validierung der in 3.2 benutzten Modelle. 3.2: Mittels hochaufgelöster gekoppelter Läufe mit den Klimamodellen REMO/MPIOM/HAMOCC sollen Abschätzungen der Auswirkungen klimabedingter Veränderungen auf die Nordsee gewonnen werden. Der Schwerpunkt liegt auf der Wechselwirkung zwischen der Nordsee und dem Atlantik und den Übertragungsmechanismen klimarelevanter Signale. Die Arbeiten umfassen die Validation der Modelläufe und Analysen der verschiedenen Erwärmungsszenarien. Zusätzlich sind Schmelzwasserexperimente geplant unter Annahme des Zusammenbruchs, bzw. Abschwächung der AMOC, um deren Auswirkungen auf die Nordsee zu studieren.
Das Projekt "Computersimulationen zum atlantischen Atmosphäre/Ozean-System (ATMOS, Atlantic Model Studies), (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Das Projekt ATMOS zielt darauf ab, ein besseres Verständnis der Ozean-Atmosphären-Wechselwirkungen im Nordatlantik zu erlangen. Der Fokus ist hierbei auf Fronten der Meeresoberflächentemperatur (SST) in den mittleren Breiten gerichtet, wie sie im Nordatlantik im Bereich des Golfstroms und des Nordatlantikstroms zu finden sind. Aktuelle Studien zeigen, dass diese im klimatologischen Mittel einen starken Einfluss auf die atmosphärische Zirkulation haben. Im Rahmen von ATMOS sollen die physikalischen Zusammenhänge zwischen der SST und der Atmosphäre mit Hilfe von ECHAM5, einem globalen numerischen Atmosphärenmodell, erforscht werden. Über die klimatologischen Auswirkungen der Front hinaus ist bisher ferner wenig darüber bekannt, inwieweit die zeitliche Variabilität der SST mit jener der Atmosphäre verknüpft werden kann. Während auf kurzen Zeitskalen die SST im Wesentlichen durch die Atmosphäre kontrolliert wird, spielt auf dekadischen Zeitskalen die Ozeanzirkulation eine entscheidende Rolle. Somit bietet ein besseres Verständnis der Kopplungsmechanismen ein hohes Potential zur Verbesserung der Klimavorhersagbarkeit auf diesen Zeitskalen.
Das Projekt "Regionale Atlantikzirkulation im Globalen Wandel - Vorhaben: Zirkulations- und Wassermassenänderungen im subpolaren Nordatlantik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik, Abteilung Ozeanographie durchgeführt. Das Projekt hat zum Ziel, die regionalen Schwankungen in Transporten und Eigenschaften von Wassermassen an Schlüsselstellen des subpolaren Nordatlantiks besser zu verstehen. Zu den relevanten Zeitserien, die in diesem Projekt gemessen und deren Variabilität untersucht wird gehören: (1) Bestimmung der LSW Bildungsraten und Eigenschaften des LSW sowie seine Ausbreitung im Nordatlantik; (2) Zusammenhang der LSW Bildung und Ausbreitung mit Wärme- und Frischwasseranomalien im Ostatlantik; (3) Rolle der Wirbel für den Transport von T/S Anomalien und die Lage der Subpolarfront am Mittelatlantischen Rücken (4)Zusammenhang zwischen dem Nordatlantikstrom NAC bei 47N im Westbecken und Schwankungen am Einstrom in den Nordostatlantik; (5) Zusammenhang der NAC Schwankungen mit der Variabilität im Randstromtransport Im Projekt sind zwei Schiffs-Expeditionen geplant (2013 und 2015), weitere Fahrten ins Untersuchungsgebiet werden aus anderen Mittel bestritten: Durchgeführt werden Feldmessungen (CTD, LADCP, vm-ADCP)2013 und 2015, verankerte Sensoren (T/S Microcats, akustische Strömungsmesser, PIES) im Randstrom und am Mittelatlantischen Rücken. Die Auswertung der Beobachtungen finden zusammen mit Altimetrie (SSH) und den Argo - Profilen, und historischen Daten, statt sowie der Auswertung von hoch auflösenden Modellen.
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| Bund | 25 |
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| offen | 25 |
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