Das Projekt "Teilprojekt 1: Transiente Simulationen mit dem gekoppelten Erdsystemmodell am AWI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die transiente Simulation des Endes der letzten Eiszeit mit Hilfe des vollgekoppelten Erdsystemmodells am AWI (MPI-ESM mit interaktivem AWI-Eisschildmodell), dessen Entwicklung in PalMod-1-1 und PalMod-1-2 vorangetrieben wird. Arbeitsschwerpunkte des Teilprojektes sind die Untersuchung von verschiedenen Antriebsfaktoren für die Deglaziation und von Rückkopplungsmechanismen und Synergien zwischen den verschiedenen Klimakomponenten Atmosphäre, Ozean, Eis und Landoberfläche. Außerdem sollen verschiedene Auslösefaktoren von abrupten Klimaereignissen getestet werden. Die Untersuchungen sollen ein besseres Verständnis liefern, inwieweit abrupte Klimaschwankungen die letzte Deglaziation und unsere darauf folgende interglaziale Warmzeit beeinflusst haben. Ein Vergleich mit den entsprechenden Untersuchungsergebnissen in den Teilprojekten PalMod-1-3-TP2 und PalMod-1-3-TP3 wird dazu dienen, die Robustheit der Resultate einzuordnen. Der Arbeitsplan beinhaltet die Implementierung glazialer und interglazialer Randbedingungen, sowie zeitlich variabler Antriebsfaktoren für die letzte Deglaziation in das Erdsystemmodell. In der ersten Projektphase werden die deglaziale Eisschildentwicklung und Schmelzwasserflüsse aus dem Teilprojekt PalMod-1-3-TP4 vorgeschrieben. Anschließend werden interaktive Eisschilde in den transienten Langzeit-Simulationen berücksichtigt. Neben der Durchführung der Simulationen sieht der Arbeitsplan eine detaillierte Analyse vor. Schwerpunkte dieser Analysen umfassen insbesondere Telekonnektionen, Ozean/-Eisschildinteraktionen, sowie abrupte Klimaschwankungen und das Stabilitätsverhalten der großskaligen meridionalen Umwälzbewegung im Atlantik. Methodisch integriert der Arbeitsplan verschiedene Ansätze, wie z.B. die Synergieanalyse verschiedener Klimakomponenten und eine kritische Bewertung der Modelszenarien durch eine enge Verknüpfung mit Paläodaten aus Ozean-, Land- und Eisarchiven in Kooperation mit PamMod-3-3.
Das Projekt "Vergangene und zukünftige Entwicklung der Eismassen auf Svalbard - Klimaantrieb und Telekonnektionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie, Geographisches Institut durchgeführt. Der Klimawandel ist eine der Hauptherausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert. Seine Auswirkungen sind vielschichtig wobei der anwachsende Massenverlust von Gletschern außerhalb der großen Eisschilde sowie deren bedeutender Beitrag zum Meeresspiegelanstieg zu den am stärksten hervorstechenden zählt. Diesbezüglich sind die Gletscher und Eiskappen der Arktis aufgrund ihres großen Volumens und ihrer großen Oberfläche, die als Kontaktfläche zum Klima- und Ozeanantrieb und damit zum Klimawandel selber fungiert, von besonderer Bedeutung. Da die Arktis darüber hinaus diejenige Region der Erde mit dem höchsten, prognostizierten, zukünftigen Temperaturanstieg ist, wird erwartet, daß sich die Bedeutung der arktischen Eismassen für den Meeresspiegelanstieg auch in Zukunft fortsetzt oder sogar noch steigern wird.Die großen Gletscher der Nordpolarregion umgeben den arktischen Ozean in ähnlichen Breitenlagen, weisen aber in jüngster Zeit ein inhomogenes Verhalten auf. Diese Tatsache legt eine räumliche Variabilität der klimatischen und ozeanischen Antriebsmechanismen der Gletschermassenbilanz innerhalb der zirkumarktischen Regionen nahe und offenbart damit die Diversität der Einflüsse des Klimawandels. Bezüglich der Variabilität der Antriebsmechanismen weist Svalbard in der Arktis eine einzigartige Lage auf. Es liegt an der Grenze zwischen kalten, polaren Luftmassen und Ozeanwassern und den Einflüssen des Westspitzbergenstroms, welcher der hauptsächliche Warmwasserlieferant für das arktische Umweltsystem ist. Darum verspricht das Erforschen der Reaktionen der Gletscher auf Svalbard auf die Veränderlichkeit des Klima- und Ozeanantriebs bedeutende Einblicke in die komplexe Kausalkette zwischen Klimawandel, der Variabilität der Klima- und Ozeanbedingungen in der Arktis und der Reaktion der arktischen Landeismassen. Das Ziel des Projektes ist es eine zuverlässige Abschätzung der räumlichen und zeitlichen Variabilität der klimatischen Massenbilanz aller Gletscher und Eiskappen auf Svalbard zu erreichen und diese mit dem Klima- und Ozeanantrieb in Verbindung zu setzen. Dazu wird ein räumlich verteiltes, von statistisch downgescalten Klimadaten angetriebenes Model zur Berechnung der klimatischen Massenbilanz aufgesetzt. Die Massenbilanz aller Gletscherflächen auf Svalbard wird für den Zeitraum 1948-2013 modelliert und die zeitlich variablen Felder von Ablation, Akkumulation, wiedergefrorenem Schmelzwasser und klimatischer Massenbilanz für anschließende geostatistische Studien genutzt. Diese Studien werden potentielle Einflüsse der raumzeitlichen Variabilität von großräumigen Mustern des Luftdrucks, der Meereisbedeckung und der Meeresoberflächentemperatur auf die Variabilität der Gletschermassenbilanz auf Svalbard identifizieren und analysieren. Auch Telekonnektionen zu fernen Modi der atmosphärischen Zirkulation werden durch Studien bezüglich der potentiellen Einflüsse verschiedener atmosphärischer Zirkulationsindizes in die Betrachtungen einbezogen.
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 "CLIMPRE-GOTHAM - Global beobachtete Telekonnektionen und ihre Rolle und Darstellung in verschiedenen Atmosphären-Modellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. GOTHAM verfolgt die Zielsetzung, robuste Informationen über frühere und gegenwärtige Muster und Trends in regionalen Klimaextremen sowie Klimavariabilität in einigen der durch das IPCC identifizierten besonders verwundbaren Weltregionen zu gewinnen. Hierzu zählen konkret die Untersuchung der Ursachen, Mechanismen und Wechselwirkungen globaler Telekonnektionsmuster zum besseren Verständnis der Vorhersagbarkeit regionaler Klimaschwankungen auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen und insbesondere Extremwetterereignissen sowie die Entwicklung methodischer Ansätze zur Verbesserung der entsprechenden Vorhersagequalität. Mehrere internationale Forschergruppen werden zu diesem Zweck erstmals ihre komplementäre Expertise im Bereich der regionalen und globalen Klimatologie, der Klimamodellierung und der Anwendung von Methoden aus dem Bereich der komplexen Systeme in einem gemeinsamen Forschungsprojekt vereinen.
Das Projekt "Klimavariabilitaet in den Zentralalpen und den amerikanischen Kontinenten: Umweltdynamik und Telekonnektionen abgebildet in lakustrinen Ostrakoden (PROSIMUL III)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Geosysteme und Bioindikation durchgeführt. PROSIMUL III ist ein Beitrag zur Netzwerkgruppe PROSIMUL, in der Proxydaten aus Palaeoklimaarchiven mit numerischer Modellierung verknuepft werden. Die natuerliche Klimavariabilitaet und ihre Auswirkung auf das System Erde wird fuer die letzten 15000 Jahre mit den Schwerpunkten Uebergang Kalt-/Warmzeit und letzte 2000 Jahre mit dekadischer bis zu jaehrlicher Aufloesung analysiert. Stabile Isotopensignale benthischer Ostracoden und sedimentologische Proxydaten von Seesedimenten aus dem Alpenraum (Bodensee), dem Mittleren Westen, USA (Pickerel Lake), und Patagonien, Argentinien (Lago Cardiel), werden untersucht, um (1) das moderne System zu charakterisieren, (2) die Qualitaet von stabilen Isotopen als Klimaproxy zu evaluieren, (3) die Synchronitaet oder Phasenverschiebung von Klimaschwankungen in den westlichen Haemisphaeren zu testen, und (4) durch die Integration von Proxydaten und GCM-Modelllaeufen Klima-Steuermechanismen, Wechselwirkungen und Telekonnektionen innerhalb des gekoppelten Ozean-Atmosphaere-Biosphaere-Kryosphaere-Systems zu identifizieren. Die Ergebnisse werden zur Reduktion der Unsicherheiten im Abschaetzen zukuenftiger Klimaaenderungen verwertet.
Das Projekt "Telekonnektionen holozäner Klimaveränderungen in den nördlichen Subtropen anhand von Paläoböden in Israel, Jordanien und Mexiko" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Geographie durchgeführt.
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