Das Projekt "Fire - climate feedback in the Earth System" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Fires are an integral Earth System process, which is controlled by climate and at the same time impacts climate in multiple ways. As such fires form a feedback mechanism in the Earth System, which might amplify or dampen climate change. At present this feedback is not well understood nor is it represented in current generation Earth System models used to study climate change. The proposed research project aims to quantify the fire-climate feedback by incorporating the integral role of fires into an Earth System Model (ESM). Together with improved observational based process understanding the project will analyze how fires have developed throughout Earth history and how single fire driven processes contribute to the overall fire climate impact. A mechanistic terrestrial biosphere fire model will be implemented into the ESM and fire mediated climate relevant processes will be coupled between the different ESM compartments, including the atmosphere, ocean and cryosphere. This cross-disciplinary research project will foster the understanding of past climate change and will hopefully allow a better assessment of human induced future climate change by further constraining the climate sensitivity of the Earth system.
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.'
Das Projekt "Der globale Kohlenstoffzyklus und seine Stoerung durch den Menschen und das Klima II - Teil A: Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. An observational program is conducted to record at several key locations the concentration of atmospheric CO2 and its 13C/12C and 14C/C isotope ratios, which provide constraints on the current distribution of surface sources and sinks of CO2. An atmospheric transport model is developed and applied in order to relate the observations from the global station monitoring network to the large scale distribution of surface sources and sinks. Variations of the past atmospheric CO2 concentration and its 13C/12C ratio are determined from analyses on air-bubbles in polar ice cores.These provide a means to assess the natural variability of the carbon cycle during the Holocene and the industrial period. A series of modelling studies of the past 30 years of direct atmospheric observations is conducted, using coupled three-dimensional carbon models of the atmosphere, ocean and terrestrial biosphere driven by observed climate. These studies allow to quantify the regional distribution of sources and sinks of CO2 and provide an assessment of carbon cycle feedbacks induced by climate fluctuations, in particular during El Nino/Southern Oscillation events. Using coupled carbon models of the atmosphere, ocean and terrestrial biosphere, simulations of the atmospheric CO2 concentration evolution are performed given prescribed scenarios of future industrial emissions and land use statistics.
Das Projekt "Forest management in the Earth system" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. The majority of the worlds forests has undergone some form of management, such as clear-cut or thinning. This management has direct relevance for global climate: Studies estimate that forest management emissions add a third to those from deforestation, while enhanced productivity in managed forests increases the capacity of the terrestrial biosphere to act as a sink for carbon dioxide emissions. However, uncertainties in the assessment of these fluxes are large. Moreover, forests influence climate also by altering the energy and water balance of the land surface. In many regions of historical deforestation, such biogeophysical effects have substantially counteracted warming due to carbon dioxide emissions. However, the effect of management on biogeophysical effects is largely unknown beyond local case studies. While the effects of climate on forest productivity is well established in forestry models, the effects of forest management on climate is less understood. Closing this feedback cycle is crucial to understand the driving forces behind past climate changes to be able to predict future climate responses and thus the required effort to adapt to it or avert it. To investigate the role of forest management in the climate system I propose to integrate a forest management module into a comprehensive Earth system model. The resulting model will be able to simultaneously address both directions of the interactions between climate and the managed land surface. My proposed work includes model development and implementation for key forest management processes, determining the growth and stock of living biomass, soil carbon cycle, and biophysical land surface properties. With this unique tool I will be able to improve estimates of terrestrial carbon source and sink terms and to assess the susceptibility of past and future climate to combined carbon cycle and biophysical effects of forest management. Furthermore, representing feedbacks between forest management and climate in a global climate model could advance efforts to combat climate change. Changes in forest management are inevitable to adapt to future climate change. In this process, is it possible to identify win-win strategies for which local management changes do not only help adaptation, but at the same time mitigate global warming by presenting favorable effects on climate? The proposed work opens a range of long-term research paths, with the aim of strengthening the climate perspective in the economic considerations of forest management and helping to improve local decisionmaking with respect to adaptation and mitigation.
Das Projekt "WTZ Südliches Afrika: Ausbildungsfahrt mit dem Forschungsschiff MERIAN in Namibia (MSM 19/1) - SPACES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften (ZMAW) durchgeführt. Ziele: Das Vorhaben der Universität Hamburg zielt auf die Organisation und Durchführung der Forschungsfahrt MSM 19/1 im September/Oktober 2011 mit dem Forschungsschiff Maria S. Merian im küstennahen Auftriebsgebiet vor Namibia sowie die Implementierung eines strukturierten Ausbildungsprogramms für Studierende und Nachwuchswissenschaftler aus Namibia, dem südlichen Afrika und Deutschland. Die Fahrt findet im Rahmen von SPACES statt, im Sinne des bilateralen Abkommens, das am 28. Oktober 2010 in Windhoek unterzeichnet wurde. Im Auftriebsgebiet vor Namibia werden weiterführende Trainings- und 'Capacity Building' Aktivitäten an Land und auf See durchgeführt. Das Untersuchungsgebiet vor Namibia ist exzellent dazu geeignet, Bearbeitungen aktueller meereswissenschaftlicher Fragestellungen mit einem entsprechenden Ausbildungsprogramm zu verbinden. Das Ausbildungsprogramm teilt sich in drei Abschnitte mit den jeweiligen Schwerpunkten physikalische Ozeanographie, Meeresbiologie und marine Geologie. Jeder Abschnitt besteht aus einem dreitägigen Vorbereitungsseminar im Labor sowie einer achttägigen Expedition auf See. Das südliche Afrika ist eine Schlüsselregion in den Prognosen zum Klimawandel. Die Land-Ozean- Interaktion in engem Zusammenspiel mit der Biosphäre soll im Mittelpunkt eines systemischen Forschungsverbundes stehen, dessen wissenschaftliche Kernfragen zurzeit zusammengetragen werden. Vor diesem Hintergrund haben Wissenschaftler des Zentrums für Marine Tropenökologie Bremen, der Universität Hamburg und des Geoforschungszentrums Potsdam in Zusammenarbeit mit Partnern in Südafrika, Namibia und Angola das Programm 'Science Partnership for the Assessment of Complex Earth System processes (SPACES)' entwickelt, das aus Mitteln des BMBF unterstützt werden soll. Ziel des Programms ist es, im Rahmen von kooperativen Forschungsvorhaben in den Bereichen 'Meer und Küste', 'Terrestrische Biosphäre' und 'Geosphäre' einen Beitrag zur Formulierung wissenschaftsbasierter Vorschläge für ein angepasstes Ökosystem-Management zu leisten.
Das Projekt "WTZ Südliches Afrika - SPACES: Capacity Building südliches Afrika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Akademischer Austausch Dienst durchgeführt. Ziel des Vorhabens des DAAD ist es, das geplante Projekt SPACES durch eine programmbezogene Aus- und Fortbildung von Nachwuchswissenschaftlern zu ergänzen. Im ersten Programmmodul werden bis zu 15 Studierende aus Südafrika, Namibia und Angola die Möglichkeit haben, in ausgewählten Studiengängen deutscher Hochschulen einen Master-Abschluss zu erwerben. Im zweiten Modul sollen bis zu 15 Doktoranden aus o. g. Ländern im Rahmen von Arbeitsvorhaben, die von den deutschen Forschungseinrichtungen definiert sind, promoviert werden. Das südliche Afrika ist eine Schlüsselregion in den Prognosen zum Klimawandel. Die Land-Ozean- Interaktion in engem Zusammenspiel mit der Biosphäre soll im Mittelpunkt eines systemischen Forschungsverbundes stehen, dessen wissenschaftliche Kernfragen zurzeit zusammengetragen werden. Vor diesem Hintergrund haben Wissenschaftler des Zentrums für Marine Tropenökologie Bremen, der Universität Hamburg und des Geoforschungszentrums Potsdam in Zusammenarbeit mit Partnern in Südafrika, Namibia und Angola das Programm 'Science Partnership for the Assessment of Complex Earth System processes (SPACES)' entwickelt, das aus Mitteln des BMBF unterstützt werden soll. Ziel des Programms ist es, im Rahmen von kooperativen Forschungsvorhaben in den Bereichen 'Meer und Küste', 'Terrestrische Biosphäre' und 'Geosphäre' einen Beitrag zur Formulierung wissenschaftsbasierter Vorschläge für ein angepasstes Ökosystem-Management zu leisten.
Das Projekt "European Cooperation in Science and Technology: The Terrestrial Biosphere in the Earth System (Terrabites)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt.
Das Projekt "TP 1: Analyse von Änderungen im Permafrost und im Methan- und Kohlenstoffkreislauf sowie der Vegetation und ihre Einflüsse auf das Klima des letzten glazialen Zyklus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Verbundvorhaben 2.1 hat zum Ziel, den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf sowie die globalen Vegetationsveränderungen und deren Wechselwirkung mit dem Klima während des letzten Glazial-Interglazial-Zyklus zu simulieren und damit zum Verständnis der Dynamik des globalen Kohlenstoffkreislaufs beizutragen. Die Vegetationsdynamik in Modellen, hauptsächlich dem MPI-ESM, und in PalMod erstellten Rekonstruktionen wird analysiert und verglichen, die Dynamik des Kohlenstoff- und Methankreislaufs erforscht sowie mögliche künftige Kohlenstoff- und Vegetationsveränderungen auf der Grundlage des Verständnisses der Vergangenheit neu abgeschätzt. Hierzu gehört auch die Abschätzung der Rolle von aus dem Permafrost remobilisiertem Kohlenstoff auf den Kohlenstoffkreislauf, insbesondere beim abrupten Anstieg der CO2-Konzentration zu Beginn des Bølling-Allerød und in der Zukunft.
Das Projekt "Wechselwirkung der terrestrischen Biosphäre mit dem Klima und atmosphärischem CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Verbundvorhaben 2.1 hat zum Ziel, den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf sowie die globalen Vegetationsveränderungen und deren Wechselwirkung mit dem Klima während des letzten Glazial-Interglazial-Zyklus zu simulieren und damit zum Verständnis der Dynamik des globalen Kohlenstoffkreislaufs beizutragen. Die Vegetationsdynamik in Modellen, hauptsächlich dem MPI-ESM, und in PalMod erstellten Rekonstruktionen wird analysiert und verglichen, die Dynamik des Kohlenstoff- und Methankreislaufs erforscht sowie mögliche künftige Kohlenstoff- und Vegetationsveränderungen auf der Grundlage des Verständnisses der Vergangenheit neu abgeschätzt. Hierzu gehört auch die Abschätzung der Rolle von aus dem Permafrost remobilisiertem Kohlenstoff auf den Kohlenstoffkreislauf, insbesondere beim abrupten Anstieg der CO2-Konzentration zu Beginn des Bølling-Allerød und in der Zukunft.
Das Projekt "Coupled Atmosphere Biosphere virtual LABoratory (CAB-LAB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt. CAB-LAB: THE IDEA: - The European Space Agency (ESA) is developing a wide range of data products relevant to detecting changes in terrestrial ecosystems. Today the scientific community is confronted with an unprecedented variety of long-term monitoring data. - Different relevant programmes are the Climate Change Initiative (CCI) and the Data User Element (DUE). The Sentinel missions will provide additional essential data streams to monitor the relevant processes. - So far, we do not tap into the full potential of simultaneously exploring multiple EO data streams. The Coupled Atmosphere Biosphere virtual LABoratory project CAB-LAB aims to fill this gap. We are working towards a virtual laboratory to co-explore multiple ESA EOs to better understand the trajectories of land ecosystems, atmospheric components, and the interactions of these spheres. Our aim is allowing the scientific community to adopt a more holistic approach to understanding land-atmosphere interactions and the role of humans. IMPLEMENTATION: - A central element will be to assemble an Earth System Data Cube including a wide range of diverse data streams representing an equitable range of variables encoding atmospheric conditions, climate states, the terrestrial biosphere, the terrestrial hydrosphere, land-atmosphere fluxes, as well as variables that allow for attributing changes in the subsystems to anthropogenic interventions i.e. land-use change. - We mainly build on existing datasets and catalyse their exploration by offering novel analytic tools. - We also work on developing data-driven exploration strategies that identify and attribute major changes in the biosphere-atmosphere system. The analytic capacities and approaches developed within CAB-LAB and facilitated in and around the the Earth System Data Cube will be made available to the scientific community and adjusted according to their needs. - Ultimately CAB-LAB will develop a set of indices characterizing the major relevant Biosphere-Atmosphere System Trajectories, BASTs. - The European Space Agency initiated this project with the intention to strengthen the interactions with iLEAPS (the Integrated Land Ecosystem-Atmosphere Process Study), a core project of IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme). - We also hope to support the scientific endeavours around Future Earth. -The CAB-LAB team as well as the ESA seek interactions with and active participation from the relevant user community - we wellcome feedback, requests, and interaction with scientists and the non scientific community at any stage. OTHER PROJECTS - The project fundamentally relies on the Climate Change Initiative (CCI) and aims at maximizing the usage of the provided data streams. - We interact with ongoing Future Earth activties, i.e. with Extreme Events and Environments from climate to Society (E3S). - Relelevant ongoing FP7 and Horizon 2020 projects: BACI. - We aim at ingesting as well as giving feedback to the Regime Shifts Database.