Hydroklima, Variabilität und Telekonnektionen im Bereich des tropischen Atlantik und Pazifik während des letzten Interglazials und des Holozäns - Erkenntnisse aus der Erdsystemmodellierung und Korallendaten (TAPIOLA)

Description: Die Dynamik von Atmosphäre und Ozean in den Tropen stellt ein wichtiges Element des heutigen Erdsystems dar. Wie sich die Tropen jedoch unter anthropogenem Einfluss zukünftig verändern werden, unterliegt großen Unsicherheiten.Daher schlagen wir vor, aus der Paläoperspektive Warmzeiten des Klimas der Vergangenheit mithilfe des iCESM1.2-Erdsystemmodells zu untersuchen, welches explizit Wasserisotope simuliert. Das Design dieser Zeitscheibenexperimente ist auf verschiedene Abschnitte des letzten Interglazials und des mittleren bis späten Holozäns zugeschnitten und erlaubt es, die vom Modell simulierte Saisonalität und interannuelle Variabilität des Hydroklimas mit Daten aus einem einzigartigen Satz fossiler Flachwasserkorallen zu vergleichen. Diese wurden bei Bonaire (Südliche Karibik) gewonnen und liefern Informationen über Meeresoberflächentemperaturen (SST) und Variationen des hydrologischen Kreislaufs in vergangenen Warmzuständen.Die explizite Darstellung von Wasserisotopen im Modell erlaubt einen direkten Vergleich mit den Korallendaten und eine detailliertere Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs in vergangen Warmphasen.Im letzten Interglazial folgte die aus Korallen angezeigte Saisonalität der SST in der Karibik der orbital angetriebenen Einstrahlung. Es wurde bisher kaum untersucht, wie interannuelle Variabilität auf unterschiedliche Nuancen interglazialen Antriebs reagiert und ob die Korallensignale auch dekadische Variabilität in der Karibik widerspiegeln. Hier erwarten wir neue Erkenntnisse aus der vom Modell simulierten Variabilität und eine erweiterte Interpretation des Hydroklima-Signals aus fossilen Korallen.Aus dem späten bis mittleren Holozän existieren fossile Korallen für sehr ähnliche Zeitabschnitte sowohl aus der Karibik als auch aus dem tropischen Pazifik, was großes Potential bietet, um die atmosphärische Brücke und die Kovariabilität zwischen den beiden Ozeanbecken aus Korallen- und Modellperspektive zu untersuchen.Die globalen Modellsimulationen werden neue Erkenntnisse zu interannueller Klimavariabilität in der Karibik und ihrer Kopplung mit dem tropischen Atlantik und Pazifik für vergangene Warmzeiten erlauben, was aus Korallendaten allein nicht möglich ist. Wir werden die Hypothese testen, dass das wichtigste Phänomen interannueller Klimavariabilität, das El-Niño/Southern-Oscillation-Phänomen (ENSO), und damit verbundene Fernwirkungen wesentlich zur interannuellen Klimavariabilität in der Karibik beitragen und die unterschiedlichen Ausprägungen von ENSO dabei von Bedeutung sind. Ferner sollen die Modellsimulationen genutzt werden, ENSO-Dynamik und ENSO-Fernwirkungen in vergangenen Warmzeiten zu untersuchen. Dies ist von großer Relevanz in Anbetracht der Unsicherheiten, wie ENSO und das tropische Hydroklima auf den zukünftigen Klimawandel reagieren werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Blei ? Koralle ? Meerestemperatur ? Karibik ? Solarstrahlung ? Klimaprojektion ? Klimavariabilität ? Warmwasser ? Globale Erwärmung ? Gewässerzustand ? Modellversuch ? Studie ? Tropengebiet ? Wasserkreislauf ? Meeresgewässer ? Anthropogener Einfluss ? Atmosphäre ? Klimawandel ? Atlantischer Ozean ? Pazifischer Ozean ? Erdsystem ? Klimadaten ?

Region: Bremen

Bounding boxes: 8.83333° .. 8.83333° x 53.08333° .. 53.08333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Bremen (Projektverantwortung)

Time ranges: 2022-01-01 - 2025-08-17

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Tropical Atlantic-Pacific hydroclimate, variability and teleconnections during the Last Interglacial and the Holocene - Insights from earth-system modelling and corals (TAPIOLA)
  Description: Tropical atmosphere-ocean dynamics represent an important element in the modern earth system. Future changes in the tropics in response to anthropogenic forcing, however, are highly uncertain.We therefore propose a paleo-perspective from past warm climate states by means of water isotope-enabled simulations with the iCESM1.2 earth-system model. The design of these timeslice experiments comprises different parts of both the last interglacial and the mid-to-late Holocene and allows to compare the simulated hydroclimate seasonality and interannual variability against published hydroclimate data from a unique set of fossil shallow-water corals retreived at Bonaire (Southern Caribbean) from which information about sea-surface temperature (SST) and hydrological variations during past warm climate states has been derived.Including water-isotopes into our model setup allows a direct comparison between model and coral data and a more detailed description of the hydrological cycle during past warm periods.For the last interglacial, the coral-derived seasonality of sea-surface temperature in the Caribbean has been suggested to follow mainly the orbital insolation signal. However, it has not been investigated so far how interannual variability responds to the various flavors of interglacial forcing and whether the signals recorded by corals might also reflect decadal variability in the Caribbean realm. Here, we expect new insights from the model simulations which eventually will lead to an advanced interpretation of the hydroclimate signals recorded by the fossil corals.For the mid-to-late Holocene, fossil coral records are available from both the Caribbean and the tropical Pacific for similar time periods, which holds the potential to study the atmospheric bridge and the covariability between the two ocean basins both from the coral and the model perspective. The global setup of our model simulations will show the response of interannual climate fluctuations in the Caribbean to past warm period forcings and their relationship to both tropical Atlantic and tropical Pacific variability which cannot be disentangled from the coral records alone. Here, we will test the hypothesis that the most important phenomenon of interannual climate variability, the El Niño/Southern Oscillation phenomenon, and its associated teleconnections largely contribute to interannual variability in the Caribbean and that the different flavors of ENSO play an important role here. Furthermore, we propose to take advantage of these simulations to investigate the response of ENSO and ENSO teleconnections to different past warm climate background states. This is of high relevance given the large uncertainties in future warm climate projections on how ENSO and the tropical hydroclimate in general will respond to future climate warming. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1118650

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