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Afrika 1 (enge Kooperation mit B2.7 und A2.2)

Das Projekt "Afrika 1 (enge Kooperation mit B2.7 und A2.2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LOEWE - Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) durchgeführt. Wir analysieren die klimabedingte Dynamik von Wald und Savannen in Westafrika und dabei besonders die Rolle von Refugien. Als Modellfall für letztere werden Galeriewälder entlang eines Klimagradienten, der von der Sahelzone bis zur südlichen Sudanzone reicht und somit die Vegetationsformen von der Grassavanne bis zum Wald umfasst, bearbeitet. Ausgehend von der Hypothese, dass im Zuge von Klimaoszillationen im Känozoikum die Waldvegetation nach Süden zurückgedrängt wurde bzw. nach Norden vordringen konnte und die Savannen gegenläufige Veränderungen erfahren haben, können Galeriewälder als von den Feuchtebedingungen her begünstigte Sonderstandorte eine wichtige Rolle als Diversitäts- und Wiederbesiedlungszentren gespielt haben. Anhand rezenter Modelltaxa, die verschiedene funktionelle Gruppen einschließen (Gehölze, Poaceae, Lianen), soll die genetische Ähnlichkeit der Populationen in den Galeriewäldern analysiert, die Arealdynamik rekonstruiert und zur bekannten Klimaentwicklung in Beziehung gesetzt werden. Dieses Projekt wird in enger Kooperation mit B2.7 und A2.2 bearbeitet. Grundlage der Projekte sind die langjährigen wissenschaftlichen Kooperationen mit afrikanischen Counterparts. Dieses Projekt wird unterstützt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und aus Mitteln der European Science Foundation.

Teilprojekt 4: Kopplung des Eisschild-Modells PISM mit dem Klimamodell CESM

Das Projekt "Teilprojekt 4: Kopplung des Eisschild-Modells PISM mit dem Klimamodell CESM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Hauptziel des Vorhabens ist die Koppelung des Eisschild-Modells PISM (Parallel Ice Sheet Model) mit dem Klimamodell CESM (Community Earth System Model). Hierzu gehören auch die Implementierung einer dynamischen Land-See-Maske/Topografie sowie die Berücksichtigung von Süßwasserflüssen zwischen den Erdsystem-Teilkomponenten. Dieses Vorhaben wird in enger Kooperation mit der wissenschaftlichen Programmierung in PalMod-4-2 durchgeführt. In Zusammenarbeit mit PalMod-2-4 wird zudem ein optimiertes Staubmodell implementiert. Das Teilprojekt beinhaltet ferner die Durchführung von Gleichgewichtsläufen für verschiedene Klimazustände (Testläufe unter heutigen Randbedingungen; Letztes Interglazial, Letztes Glaziales Maximum, Holozän) sowie transiente Simulationen für die letzte Termination mit dem voll gekoppelten Erdsystem-Modell. Zudem sind Studien zur Untersuchung der Sensitivität des gekoppelten Systems geplant. Validierung der Modellergebnisse mit Proxy-Daten findet in Kooperation mit WG3 statt. Der Arbeitsplan beginnt mit dem Aufsetzen einer globalen Konfiguration des Eisschild-Modells PISM inklusive Testläufe. Im Anschluss daran wird PISM an das Klimamodell CESM gekoppelt mit dem Ziel, dass am Ende des zweiten Jahres das voll gekoppelte Erdsystem-Modell in einer vorläufigen Version für erste transiente Simulationen in Teilprojekt PalMod-1-3-TP2 zur Verfügung steht. Im dritten Jahr wird in Zusammenarbeit mit Palmod-2-4 ein interaktives Staubmodell implementiert. Parallel zu den Modellentwicklungsarbeiten werden Testläufe und Sensitivitätsstudien zur Untersuchung der Stabilitätseigenschaften des gekoppelten Erdsystems sowie Zeitscheibenexperimente für verschiedene Klimazustände durchgeführt. Zudem wird in Zusammenarbeit mit PalMod-4-2 die dynamische Land-See-Maske/Topografie implementiert. Im Anschluss daran werden transiente Läufe mit dem verbesserten und optimierten Erdsystem-Modell durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit Blick auf Proxy-Daten validiert und analysiert.

Modeling the role of the last ice age for the present and future sea-level contribution from Antarctica (SPP-ANTARCTICA)

Das Projekt "Modeling the role of the last ice age for the present and future sea-level contribution from Antarctica (SPP-ANTARCTICA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The project will encompass the numerical simulation of at least four glacial cycles of the Antarctic sheet-shelf system using the Parallel Ice Sheet Model (PISM). The objective of the research plan is to determine the role of the past development of the Antarctic Ice Sheet for its sea-level contribution of the past and future century. To this end we investigate the influence of past climate evolution, especially the last deglaciation, on its present dynamic state: The ongoing changes in terms of mass balance, disregarding anthropogenic climate change, during the 20th and 21st centuries are influenced by the history of the advance and retreat of the ice during the last glacial cycles. Instead of aiming at a best-guess simulation, we will work on providing an ensemble of model simulations that incorporates uncertainties from climate boundary conditions and internal process-modeling and ice parameter choices. Apart from answering the above mentioned research question concerning the influence of the history of the ice sheet on its present day dynamics, we will also take an important step towards a new generation of projections of future ice discharge from Antarctica: It is important to know how much sea-level contribution, if any, is not caused by anthropogenic climate change. The program encompasses the development and short-term testing of physical improvements to the model that are needed in order to perform four glacial cycles (4GC) simulations and to provide a comprehensive ensemble. The currently implemented climate boundary conditions, both for the upper surface of the ice sheet and the underside of the ice shelves in contact with the ocean, will be examined and expanded to be suitable for 4GC-simulations. Process-based model components, concerning the numerical representation of the transition zone between ice sheet and ice shelf will be evaluated and improved. High-resolution nested simulation approaches will be developed for PISM in order to better resolve these crucial zones in order the further close the gap between finite differences models like PISM using shallow approximations of the stress balance and higher-order models. Sensitivity tests within 4GC-simulations will shed light on how the above mentioned new methods, climate boundary conditions in general and internal model parameters, influence the 4GC-simulation and ultimately the modeled present day state. An ensemble selection process will take place, excluding those parameter and climate-boundary combinations that are not conform to available geologic data for the past and observations of the present day state of the Antarctic ice sheet. This can be thought of as a blind selection of the dynamic present-day state of the ice sheet. By that dynamic state we mean the responsiveness of the modeled ice sheet to external forcing, which can vary drastically among a set of modeled ice sheets that are quite similar with respect to vertical and horizontal ice extent. (abridged text)

Pollen und Umweltrekonstruktion - Der Juessee in Herzberg am Harz

Das Projekt "Pollen und Umweltrekonstruktion - Der Juessee in Herzberg am Harz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung für Palynologie und Klimadynamik durchgeführt. An den 16 m mächtigen Sedimenten aus dem 28,5 m tiefen Juessee, einem Erdfallsee, der am südlichen Harzrand inmitten der Stadt Herzberg liegt, wurden umfangreiche sedimentologische (D. Meischner, J. Baier), palynologische (R. Voigt, C. Herking, E. Grüger) und diatomologische (R. Voigt) Untersuchungen durchgeführt. Die Sedimente, deren Bildung in der Jüngeren Tundrenzeit begann, sind überwiegend jahresgeschichtet. Ihr Fossilgehalt erlaubte eine detaillierte Rekonstruktion der paläoökologischen Veränderungen im Umkreis des Sees und im See selbst für die letzten 14.000 Jahre. Geochemische Untersuchungen an den jüngeren Kernabschnitten gaben Aufschluß über die Geschichte der Verhüttung im Umkreis des Sees. Die wichtigsten Ergebnisse zur Siedlungs-, Klima- und Vegetationsgeschichte sind zusammen mit den Befunden zu den Veränderungen des trophischen Status des Sees im Internet abrufbar (Voigt et al. 2000). Eine abschließende Publikation ist in Vorbereitung. Dieses Projekt ist Teil des Schwerpunktprogramms der DFG 'Wandel der Geo-Biosphäre während der letzten 15.000 Jahre. Kontinentale Sedimente als Ausdruck sich verändernder Umweltbedingungen.'

Sub project: Bündel-Antrag Ohrid-See: Evolutionary, geological, and environmental history of Lake Ohrid (EGEL)

Das Projekt "Sub project: Bündel-Antrag Ohrid-See: Evolutionary, geological, and environmental history of Lake Ohrid (EGEL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geologie und Mineralogie durchgeführt. Lake Ohrid is a large (360 km2) and deep (289 m) lake of tectonic origin and is shared between the Republics of Macedonia and Albania. Biological and biogeographical studies of the lake revealed an outstanding degree of endemism and suggest a Pliocene origin of Lake Ohrid, making the lake the oldest one in Europe. The high age and the high degree of endemism make Lake Ohrid a first class site to investigate the link between geological and biological evolution in ancient lakes. Given its importance as refugium and spreading centre, the lake was declared a UNESCO world heritage site in 1979, and included as a target site of the International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) already in 1993. The political situation in the Balkan in the mid 1990ies, however, hampered further establishment of Lake Ohrid as potential ICDP site. This proposal bundle seeks funds for the detection of the timing of major evolutionary events, the investigation of the origin, the sedimentological inventory, neotectonic movements, and the paleoecology and paleolimnology of Lake Ohrid in order to develop a full ICDP proposal for deep drilling. Within the scope of this cover proposal funds for the coordination of the single proposals, for scientific exchange between the single bundle proponents, and for the data management are applied for.

Teilprojekt 2: Modellierung des Permafrostkohlenstoffs mithilfe des Modells CLIMBER-2

Das Projekt "Teilprojekt 2: Modellierung des Permafrostkohlenstoffs mithilfe des Modells CLIMBER-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The overarching goal of the project is to understand and quantify mechanisms and feedbacks of the terrestrial carbon cycle and climate during glacial cycles. 1. Harmonization of vegetation dynamics models across ESMs: The goal is to evaluate and to harmonize the dynamic vegetation model components for the transient deglaciation simulations. How well changes in vegetation cover simulated by the models are staying against observations recorded in pollen archives? 2. Simulation of changes in permafrost carbon: It is known that total amount of carbon in living terrestrial biomass during glacial time was substantially reduced and hence opposed glacial CO2 drawdown. The role of soil carbon is not well understood but it is likely that a large amount of carbon during glacial time was accumulated in the permafrost and beneath the ice sheets. Here we want to study the role of these extremely slow carbon pools during glacial cycle. 3. Simulation of changes in weathering fluxes: The third scientific goal of the proposed project is to test the hypothesis that the altered matter fluxes from chemical erosion during large-scale glaciations significantly altered alkalinity and P fluxes since glacial times. To understand the variation of these fluxes, it is necessary to quantify chemical erosion from the areas where glacial extent variations impact chemical erosion: the area below the ice sheets, the fresh glacial sediment, and the exposed shelf. The main tasks for the postdoc are (1) to develop a model for permafrost carbon storage within CLIMBER-2 and (2) quantification of the terrestrial mechanisms in transient simulation through the complete glacial cycle. A particular focus is on analysis of the development of permafrost carbon during glacial inception and deglaciation. The main scientific challenge to be met by the Postdoc is to disentangle roles of terrestrial and marine biogeochemical mechanisms in period of abrupt climate and CO2 changes to be done jointly with WP 2.1. Successful fulfilment of all these tasks requires experienced and competent researcher to be employed. This 50%-postdoc position is complementary to the 50%-postdoc position requested for PIK in PalMod 2.1.

Teilprojekt 7: Transiente glaziale Simulationen mithilfe des Modells CLIMBER-2 mit einem verbesserten 3-D-Ozean-Kohlenstoffkreislauf

Das Projekt "Teilprojekt 7: Transiente glaziale Simulationen mithilfe des Modells CLIMBER-2 mit einem verbesserten 3-D-Ozean-Kohlenstoffkreislauf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. This project aims at a more detailed understanding of the marine carbon cycle during glacial-interglacial changes. The ultimate goal is to explain the marine contributions to the observed glacial low atmospheric CO2 of about 190 ppmv measured in ice cores and its rise over time towards its pre-industrial value of 278 ppmv and to understand its forcing of and feedback to natural climate change during the last deglaciation. The main task of the PostDoc is to implement existing marine carbon cycle components into the new CLIMBER-2 version with the 3-D ocean and update the model by including additional processes and tracers, such as Fe and Si concentrations and hypothesis on some new processes. Further major improvements of CLIMBER (performed in PalMod WP 2.2) will include the addition of permafrost and peat pools in terrestrial carbon cycle. The PostDoc is intended to spend 50% of his/her time on PalMOd 2.1 (marine carbon cycle) and 50% on PalMod 2.2 (terrestrial carbon cycle).

Entwicklung des Jadebusens seit dem Ende der letzten Kaltzeit

Das Projekt "Entwicklung des Jadebusens seit dem Ende der letzten Kaltzeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, Betriebsstelle Norden-Norderney, Forschungsstelle Küste (FSK) durchgeführt.

The legacy of Southern Ocean past: evolutionary history and genetic diversity of benthic Crustacea on the Antarctic shelf

Das Projekt "The legacy of Southern Ocean past: evolutionary history and genetic diversity of benthic Crustacea on the Antarctic shelf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. The ongoing project is studying the evolutionary history of the Antarctic benthos and suprabenthos to determine the processes that shaped it historically. As model systems we use marine crustaceans from the Antarctic Shelf (East and West Antarctica) with different life histories ranging from brooding to holoplanktonic forms. The project comprises phylogenetic, phylogeographic and population genetic methods to study radiations of genera and species, reconstruct their colonization pathways on the Antarctic Shelf, determine biogeographic boundaries on the shelf, and assess signatures of historic events such as population expansions and bottlenecks. In the last third of the project we will specifically test whether distribution of genetic variation is congruent with expectations based on major oceanographic currents and whether concurrent genetic discontinuities can be identified among species, which can then be interpreted as the result of events in their common environmental history (e.g. glaciations). The taxa included in our analyses are studied in the broadest sense, complementing them as much as possible with representatives from outside Antarctica to understand phylogenetic relationships and mode and age of colonization(s) of the Antarctic Shelf. The project also makes an active contribution to ongoing barcoding efforts of Antarctic marine fauna by providing mitochondrial sequences of a large number of Antarctic Crustacea. With the assessment of both, today s intra- and interspecific genetic diversity of Antarctic crustaceans, our research project provides important baseline information for monitoring species composition and studying response to rapid Antarctic climate change.

FS SONNE (SO 228) EISPAC, WESTWIND, SIODP: Paläoklima, Hydrologie und IODP Site Survey in SE Asien (Philippinen und Papua Neuguinea)

Das Projekt "FS SONNE (SO 228) EISPAC, WESTWIND, SIODP: Paläoklima, Hydrologie und IODP Site Survey in SE Asien (Philippinen und Papua Neuguinea)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Es wird beabsichtigt, neue Daten aus kritischen Wassermassenstockwerken des westlichen Pazifiks zu gewinnen, die es uns ermöglichen, die eiszeitliche 'Tiefenwasser-Reservoir'-Hypothese zu testen (EISPAC). Zusätzlich werden zwei Stationen, die im IODP-Vollantrag 799 (Paleoceanographic records of the Western Pacific Warm Pool variability) als Bohrlokationen vorgeschlagen worden sind, seismisch vermessen (SIODP). Weiterhin gilt es zu klären, ob die gegenwärtigen Prozesse, die den hydrologischen Kreislauf im Bereich des westlichen äquatorialen Pazifiks steuern, auch in der Vergangenheit das regionale Klima gesteuert haben und wie sie sich unter wechselnden Randbedingungen verändert haben (WESTWIND). Es sollen an 6 Stationen in Wassertiefen von 800m bis größer als 4000 m östlich vor Mindanao Multicorer, Schwerelot und Kranzwasserschöpfer eingesetzt werden, um hochauflösende Sediment- und Wasserproben zu gewinnen und untersuchen (EISPAC). Es sollen zwei vorgeschlagene IODP-Bohrlokationen südlich vor Mindanao und nördlich von Papua-Neuguinea seismisch (Multi-channel Seismik) vermessen werden (SIODP). Es sollen an 8 Stationen nördlich von Papua-Neuguinea, nördlich und südlich von Irian Jaya und östlich von Mindanao die Wassersäule und die Sedimente hochauflösend beprobt und untersucht werden (WESTWIND).

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