Das Projekt "Auswirkungen von Stuermen auf Wellen und Wogen: Klimaaenderungen waehrend der vergangenen 1000 Jahre und kuenftige Aussichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Methodically, the project will be based on the analysis of reports from fixed sites, such as ocean weather stations and 'synop'-stations, in contrast to mobile sites such as Voluntary Observing Ships. Operational historical weather maps will be used as auxiliary data only because of unavoidable inhomogeneities. For the wavefield, homogeneous hindcasts will be exploited and, if necessary, new hindcasts will be done. The various parameters which represent the storm and wave climate will be statistically linked to the large-scale state of the atmosphere so that through a 'downscaling strategy' historical states will be reconstructed and future perspectives will be inferred from climate model output.
Das Projekt "Wechselwirkungen von Schwerewellen in der globalen Atmosphäre (GWING)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Interne Schwerewellen (SW) verbinden verschiedene Schichten der Atmosphäre von der Troposphäre bis zur Thermosphäre und treiben die großskalige Zirkulation der mittleren Atmosphäre an. Viele der für SW relevanten Prozesse, von ihrer Entstehung über die Ausbreitung bis zur Dissipation sind jedoch unvollständig verstanden und, wegen der geringen typischen Wellenlänge, meist schlecht in numerischen Wettervorhersage- und Klimamodellen repräsentiert. GWING ist eines der Projekte der Forschergruppe MS-GWaves, die darauf abzielt, unser Verständnis der oben angesprochenen multi-skalaren dynamischen Schwerewellenprozesse zu verbessern, um letztendlich eine einheitliche Parametrisierung der in Atmosphärenmodellen nicht auflösbaren Schwerewellen (und ihrer Effekte) von der Entstehung bis zur Dissipation zu entwickeln. Um hierzu beizutragen, ist das zentrale Ziel von GWING die Entwicklung und Anwendung des atmosphärischen Zirkulationsmodells UA-ICON. Mit diesem Modell integriert GWING das in der Forschergruppe MS-GWaves entwickelte Wissen. In der zweiten Phase von GWING stehen zwei übergeordnete wissenschaftliche Fragen im Fokus: a) Welche Bedeutung haben Eigenschaften von Schwerewellen, die in klassischen Parametrisierungen nicht berücksichtigt werden, also insbesondere horizontale und nicht-inständige Propagation sowie die Wechselwirkung transienter Wellen mit dem Grundstrom? b) Welche Rolle spielen Schwerewellen für die globale Zirkulation und ihre Variabilität? Um diese Fragen zu beantworten, werden wir UA-ICON global sowohl mit einer Maschenweite von etwa 20 km (d.h. mit Auflösung von SW bis etwa 100 km Wellenlänge) als auch mit grober Auflösung, dafür aber mit der State-of-the-art Parametrisierung MS-GWaM nutzen. Weiterhin werden spezielle Beobachtungsepisoden mit sehr hoch (ca. 1,5 km) aufgelösten Nestern simuliert. Zur Evaluation und Analyse werden diese Modellsimulationen mit Beobachtungen der Partnerprojekte zusammengeführt. Die wesentlichen Entwicklungsziele für UA-ICON in Phase 2 des Projekts sind dementsprechend die Implementierung von MS-GWaM (entwickelt im Partnerprojekt 3DMSD), die Einführung physik-basierter Schwerewellenquellen (zusammen mit 3DMSD und SV) und eine verbesserte Behandlung von SW bei sehr hoher Modellauflösung. Die Nutzung der verschiedenen UA-ICON-Konfigurationen wird schließlich erlauben, die Bedeutung bisher vernachlässigter Eigenschaften von SW zu untersuchen, d.h. die erste der oben genannten Fragestellungen zu beantworten. Ein spezielles Ziel im Rahmen von GWING ist diese Untersuchung für Episoden plötzlicher Stratosphärenerwärmungen, die durch sich schnell ändernde und zonal nicht symmetrische Bedingungen des Grundstroms gekennzeichnet sind. Im Hinblick auf die zweite übergeordnete Fragestellung, wird sich GWING auf a) die Rolle der SW und einer hohen Modellausdehnung für die Simulation von Zirkulationsänderungen bei globaler Erwärmung und b) die Rolle für die Güte von Wettervorhersagen konzentrieren.
Das Projekt "Berechnung der Wahrscheinlichkeit fuer das Eintreten von extremen Ereignissen durch Klimaaenderungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. Analysen langer klimatologischer Beobachtungsreihen zeigen bei verschiedenen Klimaparametern wie z.B. Temperatur und Winterniederschlaege einen zunehmenden Trend. Solche allmaehlichen Veraenderungen koennen Auswirkungen mit sich bringen, die durchaus relevant sind, wegen des schleichenden Verlaufs aber schwer wahrzunehmen sind. Extremereignisse zeichnen sich demgegenueber dadurch aus, dass sie oft ein starkes Schadenspotential aufweisen. Inwieweit die zunehmenden Trends dieser Parameter auch mit einer Zunahme der Extrema verknuepft sind, ist noch unklar. Bisherige Untersuchungen zu den Extrema beschraenkten sich immer nur auf regional eng begrenzte Gebiete. Aufbauend auf bereits vorliegende detaillierte Strukturuntersuchungen statistischer Reihen, wie sie im F+E-Vorhaben 29741132 durchgefuehrt wurden, soll nunmehr analysiert werden, inwieweit sich mit einem aendernden Trend auch die Extrema dieser Klimaparameter aendern. Zu diesem Zweck ist im Rahmen des geplanten Vorhabens zu untersuchen, in welchem Masse sich die Ueberschreitungswahrscheinlichkeiten ueber bestimmten Schwellenwerten in Abhaengigkeit von veraenderten mittleren Eigenschaften der Parameter aendern. Die Betrachtungen sind fuer Parameter durchzufuehren, bei deren Veraenderung ihrer Extrema Schaeden hervorgerufen werden koennen, die volkswirtschaftlich relevant sind (Stuerme, Hitzewellen, Starkniederschlaege). Bevorzugt sollen dabei Parameter wie Temperatur, Niederschlag und Wind fuer Deutschland bzw. Europa untersucht werden. Ausgehend von den Erkenntnissen ueber die Abhaengigkeit der Extrema von mittleren statistischen Eigenschaften der Parameter sollen auch statistische Modelle und Zukunftsperspektiven fuer diese Parameter abgeleitet werden.
Das Projekt "Der Mensch und das Wetter am Beispiel des Hagels und der Hagelversicherung. Eine unternehmens- und kulturgeschichtliche Studie unter besonderer Berücksichtigung der Vereinten Hagelversicherung, VVaG (Gießen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Seminar für Sozial- und Wirtschaftsgeschichte durchgeführt. Ziel ist es, die Entwicklung dieses Branchenführers im Segment landwirtschaftliche Spezialversicherer im Kontext der politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der jeweiligen Zeit darzustellen. Besonderer Augenmerk soll dabei auf die Veränderung der Institution 'Versicherung' sowie einer veränderten Perzeption des Hagels gelegt werden. Untersucht werden die Rahmenbedingungen, die zur Gründung der Institution Hagelversicherung geführt haben. Diese Innovation, welche in den Schriften der Kameralisten zum ersten Mal angedacht wurden, erforderte auch eine Änderung der Geisteshaltung. Wurden Naturkatastrophen, v.a. im Zeitalter der Reformation noch als Strafe Gottes gesehen, scheint es festzustehen, dass sich diese Geisteshaltung im Laufe des 17. und v.a. des 18. Jahrhunderts geändert hatte und schließlich in der Entwicklung einer ökonomischen Institution mündete. Diesen Prozess zu beschreiben, der in der vorhandenen Literatur zur Hagelversicherung nicht beachtet wird, soll Ziel der Arbeit sein. Schwerpunkt der Untersuchung dieses Prozesses soll das 18. bis 20. Jahrhundert sein. Als Quellen bieten sich dabei neben den Schriften der Kameralisten u.a. Zeitschriften des 18. Jahrhunderts an. Vor diesem kulturgeschichtlichen Hintergrund folgt anschließend die unternehmensgeschichtliche Studie.
Das Projekt "Climate Engineering durch Modifikation der Arktischen Zirren im Winter: Risiken und Durchführbarkeit (AWiCiT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung durchgeführt. Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.
Das Projekt "The Influence of Phase Separation on the Ca isotope Composition and Fluxes in Hydrothermal Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Calcium (Ca) ist ein Schlüsselelement zum Verständnis der geochemischen Geschichte der Ozeane und des globalen Klimas auf langen geologischen Zeitskalen, weil Ca ein wesentlicher Bestandteil der kontinentalen Verwitterung ist und mit dem Kohlenstoffkreislauf interagiert. Von ebenso quantitativer Bedeutung sind die Veränderungen des Ca-Flußes aus den mittelozeanischen Rücken was deren Beitrag zur Ca-Konzentrations- und Isotopenbilanz des Meerwassers angeht. Die hydrothermale Aktivität an den mittelozeanischen Rücken führt zu einer chemischen Modifikation während der Wechselwirkung zwischen Meerwasser und Gestein, der Bildung von Ca-reichen Mineralen und der Phasenseparation. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1144 wurde im Teilprojekts 'CARLA Ca Isotopenverhältnisse (ä44/40Ca) in Fluidproben des Logatchev Hydrothermalfeldes (15 Grad N/45Grad W) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Ca Isotope im hydrothermalen Endglied bei der Bildung von Anhydrit bei Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius fraktionieren. Am Logatchev Hydrothermalfeld findet hydrothermale Aktivität ohne Anzeichen von Phasenseparation im Untergrund statt. Im Hinblick auf die nachgewiesene Ca Isotopenfraktionierung bei hohen Temperaturen, stellt sich die Frage wie die Ca Isotopenzusammensetzung in phasenseparierten Fluiden vorliegt. Dies ist wichtig, da eine Ca Isotopenfraktionierung während der Phasenseparation eine Überprüfung des derzeitig angenommenen Ca Umsatzes in Hydrothermalsystemen erfordert. Phasenseparation führt zur Bildung einer niedrigsalinen Gasphase und einer hoch-salinen wäßrigen Phase. Letztere ist an Metallkationen angereichert, wobei experimentelle Studien und theoretische Modellrechnungen ergeben haben, dass Ca in wässriger NaCl-Lösung bei unter- und überkritischen Bedingungen in Chlor-Komplexen verschiedener Zusammensetzung vorliegen. Die unterschiedliche Komplexierung der Ca-Aquokomplexe kann zu einer starken Ca-Isotopenfraktionerung bei der Phasenseparation führen.
Das Projekt "Teilprojekt 4: ArcClimEx (A3): Die Wirkung arktischer Klimaänderungen auf Wetter- und Klimaextreme in Mitteleuropa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Im Vergleich zur globalen Erwärmung hat sich die Arktis in den letzten Jahrzehnten sehr viel stärker erwärmt (arktische Verstärkung), was mit einem starken Rückgang der Meereisbedeckung, vor allem im Sommer, verbunden ist. Gleichzeitig traten eine Vielzahl von extremen Wetter- und Klimaereignissen in den mittleren Breiten der Nordhalbkugel auf. Viele Arten von Extremereignissen wie Hitzewellen oder extreme Niederschläge können mit Änderungen der großräumigen atmosphärischen Zirkulation zusammenhängen. Neuere Studien haben nachgewiesen, dass die arktische Verstärkung zu Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation in den mittleren Breiten beitragen kann. Unser Projekt zielt auf ein verbessertes Verständnis der Mechanismen ab, die die Verbindungen zwischen den arktischen Klimaänderungen, Veränderungen der großräumigen atmosphärischen Zirkulation (bezüglich der Variabilität und Häufigkeit und Stärke von Wettersystemen) und den Extremereignissen in Mitteleuropa bestimmen. Weiterhin werden wir untersuchen, ob Veränderungen in der Häufigkeit und Stärke von Wetter- und Klimaextremen auf arktische Klimaänderungen, insbesondere auf Meereisverluste, zurückzuführen sind. Mit modernen Verfahren der Datenanalyse und Statistik werden wir Beobachtungsdaten und Daten von Klimamodellsimulationen auswerten. Dabei konzentrieren wir uns auf großräumige Zirkulationsanomalien, die direkte und indirekte Auswirkungen auf das Auftreten meteorologischer Extreme wie Hitzewellen, Kälteeinbrüche, Stürme oder Starkniederschlag haben, und deren Zusammenhang mit saisonal bedingten Meereisveränderungen. Die Ziele unseres Projekts umfassen (i) eine Bewertung der gegenwärtigen Änderungen der atmosphärischen Zirkulation und ein verbessertes Verständnis dieser Änderungen im Kontext des arktischen Klimawandels, (ii) die Quantifizierung der Auswirkungen des arktischen Klimawandels auf gegenwärtige und zukünftige Änderungen von Wetter- und Klimaextremen in Mitteleuropa.
Das Projekt "WTZ Russland: QUARCCS: Quantifizierung schneller Klimaänderungen in der Arktis: Regionale Rückkopplungen und großskalige Einflüsse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Unser Projekt zielt darauf ab die Klimaänderungen in der Arktis zuverlässig zu quantifizieren und zwar auf der Basis einer detaillierten Analyse von langjährigen Stationsdaten (z.B. in Spitzbergen, auf russischen Driftstationen und Bojen) sowie Satellitendaten (z.B. von CryoSat-2). Die beobachteten Trends in meteorologischen Parametern (z.B. Lufttemperatur und Feuchte, kurz- und langwellige Strahlung) und Meereisparametern (Ausdehnung, Drift, Dicke) und die Zusammenhänge zwischen atmosphärischen und ozeanischen Bedingungen werden wir nutzen, um Simulationen mit dem regionalen gekoppelten Atmosphäre-Eis-Ozean-Klimamodell der Arktis HIRHAM-NAOSIM zu evaluieren. Um unser Verständnis der Prozesse und Rückkopplungen zu vertiefen, werden Modellsensitivitätsstudien arktischer Schlüsselprozesse (z.B. Meereisalbedo, Oberflächenrauhigkeit, Mischphasenwolken) durchgeführt, die dann die Darstellung dieser Prozesse in regionalen und globalen Klimamodellen (ECHAM6, ECHAM6-FESOM) verbessern. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie diese Schlüsselprozesse und ihre Änderungen das Wetter und Klima in Eurasien beeinflussen und welche Mechanismen hier zugrunde liegen. Zusätzlich wird untersucht, wie z.B. Meereisanomalien die Zyklonen-Zugbahnen, die großskaligen atmosphärischen Wellenmuster, den Strahlstrom und damit extreme Wetterereignisse in mittleren Breiten (z.B. winterliche Kälteperioden) verändern können. Extreme Wettereignisse wie z.B. starke Stürme und die damit verbundene Meereisdrift und -deformation können sozioökonomische Auswirkungen haben, und z.B. die Schiffbarkeit der Nordostpassage beeinflussen. Für verschiedene Szenarien werden daher Navigationsrisiken und Kriterien von Meereisbedingungen berechnet und so mögliche Folgen des Klimawandels abgeschätzt. Klimatische Veränderungen, insbesondere der Meereisbedeckung, beeinflussen auch die pelagischen Ökosysteme.
Das Projekt "Konvektive Unwetter, Auswirkung von Klimaaenderungen auf sommerliche Starkniederschlaege im bayerischen Alpenvorland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre Oberpfaffenhofen durchgeführt. Mithilfe der Anwendung eines statistisch-dynamischen Regionalisierungsverfahrens (SDR) auf zwei jeweils 30-jaehrige Perioden (1971-2000 und 2071-2100) einer langfristigen globalen Klimasimulation, der eine Zunahme der Treibhausgaskonzentrationen entsprechend dem IPCC-Szenario ISC92a zugrunde lag, wurden die Auswirkungen des global warming auf das Klima in Suedbayern waehrend der Sommermonate (Juni, Juli, August) abgeschaetzt. Insbesondere wurden die Aenderungen der Niederschlagsmengen und der Haeufigkeit von Starkniederschlaegen untersucht. Fuer das Klima der Sommermonate in Suedbayern zeichnen sich als Ergebnis der Untersuchungen folgende Aenderungen ab: Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts 1. nehmen die Ostwindlagen zu und die Westwindlagen ab, 2. steigt die mittlere Temperatur um 3 bis 4 Grad 3. nimmt die mittlere Niederschlagsmenge um etwa 10 Prozent bis 40 Prozent ab, 4. nimmt die Anzahl der niederschlagsfreien Tage um ca. 30 Prozent zu, 5. nimmt die Anzahl der Tage mit Starkniederschlag ( groesser 20 mm) ueberwiegend ab, vor allem im Dungau und im suedlichen Schwaben, wo sich die Anzahl etwa halbiert. Lediglich in Nord-Schwaben und entlang des Inns ist eine leichte Zunahme der Starkniederschlaege erkennbar. Die Ergebnisse koennen nicht im Sinne einer Prognose interpretiert werden, sondern sind ein aus heutiger Sicht realistisches und in sich konsistentes Szenario.
Das Projekt "Advanced Prediction in Polar regions and beyond: Modelling, observing system design and LInkages associated with ArctiC ClimATE change (APPLICATE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Arctic climate change increases the need of a growing number of stakeholders for trustworthy weather and climate predictions, both within the Arctic and beyond. APPLICATE will address this challenge and develop enhanced predictive capacity by bringing together scientists from academia, research institutions and operational prediction centres, including experts in weather and climate prediction and forecast dissemination. APPLICATE will develop a comprehensive framework for observationally constraining and assessing weather and climate models using advanced metrics and diagnostics. This framework will be used to establish the performance of existing models and measure the progress made within the project. APPLICATE will make significant model improvements, focusing on aspects that are known to play pivotal roles in both weather and climate prediction, namely: the atmospheric boundary layer including clouds; sea ice; snow; atmosphere-sea ice-ocean coupling; and oceanic transports. In addition to model developments, APPLICATE will enhance predictive capacity by contributing to the design of the future Arctic observing system and through improved forecast initialization techniques. The impact of Arctic climate change on the weather and climate of the Northern Hemisphere through atmospheric and oceanic linkages will be determined by a comprehensive set of novel multi-model numerical experiments using both coupled and uncoupled ocean and atmosphere models. APPLICATE will develop strong user-engagement and dissemination activities, including pro-active engagement of end-users and the exploitation of modern methods for communication and dissemination. Knowledge-transfer will also benefit from the direct engagement of operational prediction centres in APPLICATE. The educational component of APPLICATE will be developed and implemented in collaboration with the Association of Early Career Polar Scientists (APECS).
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| Bund | 32 |
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| Deutsch | 32 |
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| Boden | 28 |
| Lebewesen & Lebensräume | 31 |
| Luft | 32 |
| Mensch & Umwelt | 32 |
| Wasser | 30 |
| Weitere | 32 |