Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1898: Mehrskalendynamik von Schwerewellen, Räumlich-zeitliche Variabilität von Schwerewellen-Quellen (SV)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt.Das Projekt Quellvariabilität (Source Variability; SV) hat das Ziel zu verstehen wie Schwerewellenquellen zur globalen Verteilung von Schwerewellen beitragen. Hierfür kombinieren wir Beobachtungen und Modellierung: Beobachtungen bilden den Bezug zur Wirklichkeit. Um Verständnis zu erzielen, benötigen wir Theorie, und für quantitatives Verständnis, ein Prozessmodell das gegen die Daten getestet wird. Daher werden globale Verteilungen aus drei Datenquellen verglichen: 1.) Eine Kombination von dedizierten Modellen für Schwerewellenquellen mit Modellen für die Ausbreitung von Schwerewellen, 2.) Schwerewellen, die in UA-ICON explizit aufgelöst werden und 3.) Fernerkundungsdaten verschiedener Satelliten. Modellergebnisse von Quellen und Ausbreitung werden Messungen gegenübergestellt und so freie Parameter der Modelle bestimmt. Umgekehrt lässt sich anhand der Modelldaten bestimmen, in welchen Regionen und Höhenbereichen, bzw. zu welchen Jahreszeiten Schwerewellen aus welchen Quellen für den Impulsfluss und für die Beschleunigung des Hintergrundwindes überwiegen. Je feiner das Modellgitter wird, desto größer wird der Teil des Wellenspektrums, der von ICON aufgelöst wird. Ob die aufgelösten Schwerewellen tatsächlich realistisch sind, wird durch Vergleich mit Satellitendaten überprüft. Quellen in ICON lassen sich identifizieren, indem die Wellen anhand von Strahlverfolgung zu potentiellen Quellprozessen zurückverfolgt werden oder indem man mit Modellierung von Wellenquellen vergleicht. Mögliche Abweichungen der in ICON aufgelösten Schwerewellen von den Beobachtungen lassen sich so diagnostizieren und Ansätze für eine verbesserte Repräsentation entwickeln. Ein besonderer Schwerpunkt soll auf die Interaktion von Orographie und spontaner Imbalanz gelegt werden: Während der GW-LCycle Kampagne wurden einzigartige 3D Messungen mit dem GLORIA Instrument aufgenommen. In mehreren Forschungsflügen haben wir Anzeichen für das Zusammenwirken beider Quellen. Alle Vergleiche zwischen Modellierung und Messung im Projekt SV berücksichtigen den Beobachtungsfilter: insbesondere globale Messungen liefern eine Unterschätzung des Impulsflusses. Verglichen werden sowohl Mittelwerte des Impulsflusses und deren zeitliche Variation (z.B. Jahresgang), aber auch die Intermittenz, d.h. die Verteilung der Schwerewellen bzgl. Häufigkeit und Größe des Impulsflusses der einzelnen Wellen. Unser Ziel ist, für jede Auflösung von ICON die Effekte von Schwerewellen möglichst korrekt zu beschreiben, entweder durch die direkt vom Modell aufgelösten Wellen oder durch eine Parametrisierung von hier entwickelten und angepassten Wellenquellen in Kombination mit dem Ausbreitungsmodell MS-GWAM. MS-GWaM wird im Projekt 3DMSD entwickelt und in ICON integriert. Eine Besonderheit von MS-GWaM ist, dass direkte transiente Wechselwirkung mit dem Hintergrund berücksichtigt wird.
Das Projekt "Daily HUME: Daily Homogenization, Uncertainty Measures and Extremes (Homogenisierung täglicher Daten, Fehlermaße und Extreme)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meteorologisches Institut.Global change not only affects the long-term mean temperature, but may also lead to further changes in the frequency distribution and especially in their tails. The study of the whole frequency distribution is important as, e.g., heat and cold waves are responsible for a considerable part of morbidity and mortality due to meteorological events. Daily datasets are essential for studying such extremes of weather and climate and therefore the basis for political decisions with enormous socio-economic consequences. Reliably assessing such changes requires homogeneous observational data of high quality. Unfortunately, however, the measurement record contains many non-climatic changes, e.g. homogeneities due to relocations, new weather screens or instruments. Such changes affect not only the means, but the whole frequency distribution. To increase the quality and reliability of global daily temperature records, we propose to develop an automatic homogenisation method for daily temperature data that corrects the frequency distribution. We propose to describe homogenisation as an optimisation problem and solve it using a genetic algorithm. In this way, entire temperature networks can be homogenised simultaneously leading to an increase in sensitivity, while avoiding setting false (spurious) breaks. By not homogenising the daily data directly, but by homogenising monthly indices (probably the monthly moments), the full power and understanding of monthly homogenization methods can be carried over to the homogenisation of daily data. Furthermore, in an optimisation framework, the optimal temporal correction scale can be determined objectively and straightforwardly, that is whether the corrections are best applied annually (all twelve months get the same correction), semi-annually, seasonally or monthly. All three aspects are new: the simultaneous homogenisation of an entire network, the objective selection of the degrees of freedom of the adjustments and of the temporal averaging scale of the correction model. This new method will be applied to homogenise the temperature datasets of the International Surface Temperature Initiative. This large dataset necessitates an automatic homogenisation method. To validate the method, we will generate an artificial climate dataset with known inhomogeneities. To be able to generate such a validation dataset with realistic inhomogeneities, we need to understand the nature of inhomogeneities in daily data much better. Therefore, we intend to collect and study parallel measurements (two set-ups at one location), which allow us to study the changes in the frequency distribution if one set-up is replaced by the other. Finally, we will study and quantify the uncertainties due to persistent errors remaining in the dataset after homogenisation and utilise this to improve the accuracy of the homogenisation algorithm. The knowledge of uncertainties is also indispensable for climatologists using the homogenised data.
Das Projekt "Forschungsgruppe FOR 2793: Sensitivity of High Alpine Geosystems to Climate Change Since 1850 (SEHAG), Auswirkungen des Klimawandels auf hydrologische Prozesse in hochalpinen Einzugsgebieten" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Wasser und Umwelt, Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement.Die Häufigkeit und das Ausmaß extremer hydrologischer Ereignisse werden höchstwahrscheinlich durch den Klimawandel verstärkt. Hochalpine Einzugsgebiete sind besonders sensible Räume, da diese Regionen der Hydrosphäre stark durch Veränderungen im Temperatur- und Niederschlagsregime beeinflusst werden. Die starke Kopplung zwischen der Hydrologie und weiteren Komponenten der Geosystem in hoch gelegenen Einzugsgebieten erfordert eine detaillierte Beschreibung der ablaufenden hydrologischen Prozesse. Dieser Umstand rechtfertigt die Einrichtung dieses Teilprojekts der im Rahmen des SEHAG Projektes (Sensitivity of high Alpine geosystems to climate change since 1850) beantragten Forschergruppe. Die Innovation der vorgeschlagenen Forschungsrichtung liegt in der Untersuchung der Veränderungen in der Hydrosphäre zwischen 1850 und 2050 und wie diese mit den übrigen Komponenten der Geosystem in hochalpinen Lagen interagieren. Insbesondere werden wir gründliche Zeitreihenanalysen zur Untersuchung der Korrelation zwischen Klimawandel und den Jährlichkeiten extremer hydrologischer Ereignisse (z.B.: zeitliche Verteilung von Niederschlagsereignissen innerhalb eines Jahres und Einsetzen der Schnee- und Gletscherschmelze) durchführen. Daneben wollen wir verifizieren ob es möglich ist die Qualität der hydrologischen Modelle für hochalpine Einzugsgebiete durch 'multi-objective' Kalibrierungsansätze zu verbessern. Archive spielen dabei eine wichtige Rolle als Datenquelle zur Rekonstruktion der meteorologischen Bedingungen der Vergangenheit. Außerdem ermöglicht die Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten die Kalibrierung des hydrologischen Modells, sowohl gegen den Abfluss, als auch gegen Permafrost- sowie Schnee- und Gletschermessungen. Darüber hinaus werden uns die geplanten experimentellen Messungen erlauben die 'multi-objective' Kalibrierung auf weitere Parameter, wie die elektrische Leitfähigkeit des Abflusses oder die Wassertemperatur der Wildbäche auszuweiten. Das resultierende, kalibrierte Modellergebnis, für das eine intensive Unsicherheitsanalyse durchgeführt werden wird, wird dann von den weitern Teilprojekten genutzt, um die Veränderungen in der Geosystem zu interpretieren.
Das Projekt "Seichter Föhn" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Innsbruck, Institut für Atmosphären- und Kryosphärenwissenschaften.In den 30er Jahren entdeckt, danach nahezu ein halbes Jahrhundert wieder vergessen, jetzt immer noch nicht viel mehr bekannt als Beschreibungen - das ist der seichte Föhn. Im Gegensatz zum bekannten (hochreichenden) Föhn ist diese Föhnströmung auf den Bereich unterhalb des Alpenhauptkamms beschränkt. Luft fließt aus dem Süden über die niedrigen Alpenpasse in die Föhntaler (z.B. Wipptal). In einer Klimatologie über 10 Jahre sollen für das Wipptal die Häufigkeit des seichten Föhns, die Verhältnisse am Boden und im unteren Teil der Atmosphäre untersucht und mit hochreichendem Föhn verglichen werden. Mit Hilfe theoretischer Untersuchungen und idealisierter Computersimulationen werden die Bedingungen, die zu seichtem Föhn führen, und die für seichten Föhn entscheidenden physikalischen Mechanismen erforscht. Die Ergebnisse werden weiters mit Hilfe von Messdaten von kürzlich im Wipptal aufgestellten Instrumenten und weiterem im Rahmen des internationalen mesoskaligen alpinen Programms (MAP) aufgezeichneten Datenmaterials überprüft. Dieses Projekt ist ein Kernbestandteil von MAP, das sich ein besseres Verständnis von Strömungen durch Passe und von seichtem Föhn als eines der wissenschaftlichen v Ziele gesetzt hat. Im Herbst 1999 werden im Rahmen von MAP im Wipptal Föhnmessungen mit einer Vielzahl von Messinstrumenten und Flugzeugen durchgeführt.
Das Projekt "Multivariate Analyse von Land-Atmosphäre Wechselwirkungen in einem veränderlichen Klima" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Biogeochemie.Die Hydrologie der Landoberfläche wirkt an der Schnittstelle zwischen Boden, Vegetation und Atmosphäre. Sie hat dadurch Auswirkungen auf Nahrungsmittelproduktion, Wasserverfügbarkeit und Extremereignisse, wie Dürren und Überschwemmungen. Die Wechselwirkungen zwischen Land (Hydrologie) und Atmosphäre (Wetter) sind bisher nur ungenügend verstanden. Es ist insbesondere unklar, ob sich die Einflüsse der Landoberfläche auf Vegetation und Wetter durch die globale Erwärmung verstärken werden. Darüber hinaus ist nur wenig bekannt bezüglich des Übergangs von einem energielimitierten Regime, wo die Atmosphäre (Temperatur und Einstrahlung) das Land (Vegetationsproduktivität, Bodenfeuchte) beeinflusst, hin zu einem wasserlimitierten Regime, wo das Land (auch) die Atmosphäre beeinflusst. Um das Verständnis der Land-Atmosphäre-Wechselwirkungen zu verbessern, wird ein multivariater Ansatz mit der Analyse von Daten über Bodenfeuchte, Matrixpotential, Bruttoprimärproduktion, Verdunstung, Temperatur und Landoberflächencharakteristiken vorgeschlagen. Mit dieser umfassenden Methodik werden Land-Atmosphäre-Wechselwirkungen in Bezug auf ihre kurz- und langfristige Variabilität, sowie auf ihre Veränderungen im Kontext des Klimawandels untersucht. Ausserdem werden potentiell stark betroffene Regionen bestimmt. Desweiteren wird ein kritischer Bereich der Bodenfeuchte und/oder des Matrixpotentials identifiziert und charakterisiert, ab dem eine Wasserlimitierung von Vegetation oder Evapotranspiration auftritt. Ein Ergebnis dieser Analyse wird die Identifizierung eines dritten charakteristischen Matrixpotentials neben dem permanenten Welkepunkt und der Feldkapazität sein. Als Grundlage für diese Untersuchungen wird mittels eines Landoberflächenmodells von geeigneter Komplexität ein langfristiger, qualitativ hochwertiger hydrologischer Datensatz berechnet, welcher anhand von multivariaten Beobachtungen kalibriert wird. Dabei werden auch die Unsicherheiten des Datensatzes, sowie der multivariaten Beobachtungen, thematisiert. Die Resultate dieser Arbeit können helfen das Management von Wasserressourcen zu verbessern. Beispielsweise können Prognosen des Matrixpotentials in Verbindung mit dem identifizierten kritischen Bereich für eine intelligente Bewässerung von Pflanzen und Feldern verwendet werden. Eine Analyse von langfristigen Trends in Matrixpotential-, Bodenfeuchte- und Abflussdaten kann als Grundlage für langfristige Anpassungsmaßnahmen dienen. In einer weiteren Analyse werden Größenordnungen und Auftrittshäufigkeiten von Extremereignissen, wie Dürren und Überschwemmungen untersucht und in Verbindung mit entstandenen Sach- und Personenschäden gebracht. Diese Arbeit trägt zu den Millenniums-Entwicklungszielen der Vereinten Nationen bezüglich der Bekämpfung von Hunger und einer nachhaltigeren Wassernutzung, den 'Europa 2020' Zielen der EU Kommission bezüglich nachhaltiger Energienutzung, und zum 'grand challenge' Wasserverfügbarkeit des Weltklimaforschungsprogramms bei.
Das Projekt "Bauwerkssicherheit für Bevölkerungsschutz und kritische Infrastrukturen - Prognosemodell für Gebäudegefährdungen in hängigen Lagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium des Innern. Es wird/wurde ausgeführt durch: HYDROTEC Ingenieurgesellschaft für Wasser und Umwelt mbH.Im Rahmen des Gesamtprojekts 'Bauwerkssicherheit für Bevölkerungsschutz und kritische Infrastrukturen' des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) werden die möglichen Auswirkungen von Überflutungen infolge Starkregens auf Gebäude und kritische Infrastrukturen untersucht. Der Fokus liegt dabei auf den potenziell betroffenen, städtebaulichen Agglomerationen in Hang- und Tallagen, die weder an Fluss- noch Bachläufen liegen, sondern durch Oberflächenabfluss von Hängen, auf Straßen und austretendes Wasser aus Kanalsystemen gefährdet werden. In den letzten Jahren sind zwar einige Untersuchungen zur Erfassung und Abbildung dieses Gefahrenprozesses durchgeführt worden, die Entwicklung von geeigneten Methoden der Risikoanalyse, der Risikodarstellung in Karten und Medien sowie des Umgangs mit den Risikofolgen befindet sich aber noch in den Anfängen. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist, das Verständnis für die auftretenden Prozesse zu verbessern und allgemein anwendbare Untersuchungsmethoden für diese Naturgefahr zu entwickeln bzw. auf Eignung und Übertragbarkeit zu testen. Weiterhin sollen verbesserte Erkenntnisse zu den schädigenden Einflüssen der Überflutungen auf die vorhandenen Gebäude und die Infrastruktur gewonnen werden. Entsprechende Vorgehensweisen zur Erfassung und Bewertung dieser Einflüsse und Schäden sind zu entwickeln und anzuwenden. In der Untersuchung werden die Niederschlags-, Strömungs- und Abflussvorgänge am Beispiel der Gemeinde Wachtberg und der Stadt Bonn im Einzugsgebiet des Mehlemer Bachs untersucht und die Auswirkungen auf die Bebauung detailliert abgebildet. Dieses Gebiet wurde am 03.07.2010 von einem heftigen Unwetterereignis mit Starkregen betroffen. Bei Erörterung der Zwischenergebnisse zu dieser Sachverständigenstudie mit anderen Behörden zeigte sich, dass die Frage der Berücksichtigung der örtlichen Kanalisationsdaten bei Starkregenuntersuchungen als sehr wichtig angesehen wird. Denn dieses relativ neue Thema der ausreichenden Kanaldimensionierung in der Siedlungswasserwirtschaft hat in den letzten Jahren aufgrund von Extremwetterereignissen und den damit verbundenen Schäden an Bedeutung zugenommen. So soll auch die Fragestellung untersucht werden, ob und wann bei Starkregen die örtliche Kanalisation überlastet wird und inwiefern dies mit dem Oberflächenabfluss zusammenwirkt.
Das Projekt "Regionale Modellierung der Auswirkungen des Klimawandels auf Weizen unter besonderer Berücksichtigung von Hitze- und Trockenstress und erhöhter CO2-Konzentration" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz INRES, Arbeitsgruppe Pflanzenbau.Regionale Abschätzungen zu Auswirkungen des Klimawandels auf die Nutzpflanzenproduktion erfordern Modelle, die großräumig angewendet werden können. Pflanzenwachstumsmodelle finden zunehmend Berücksichtigung in der Klimafolgenforschung, haben aber Beschränkungen, da sie ursprünglich für kleinskalige Anwendungen auf Feldbestandsebene entwickelt wurden. Systematische Untersuchungen zur Übertragbarkeit dieser Modelle auf die regionale Ebene liegen bislang kaum vor. Das betrifft vor allem die Modellierung der Ertragsbeeinflussung durch Hitze- und Trockenperioden, die hohe zeitliche und räumliche Variabilitäten aufweisen und deren Häufigkeit und Intensität künftig zunehmen wird. Im vorliegenden Projekt wird eine systematische Analyse und Fehlerabschätzung verschiedener Regionalisierungsmethoden in den Simulationen von Pflanzenwachstumsmodellen zu Auswirkungen des Klimawandels vorgenommen. Es wird beispielhaft für Winterweizen geprüft, inwiefern regionale Prognosen zum Einfluss von Hitze- und Trockenstress in Kombination mit erhöhter CO2-Konzentration auf die Zielgrößen Biomasseproduktivität und Kornertrag durch die Berücksichtigung detaillierter Modellierungsansätze physiologischer Prozesse verbessert werden können. Besonderer Schwerpunkt liegt auf der Eignung von integrierten Multiskalenmodellen, die im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelt werden.
Das Projekt "Pollen and environmental reconstruction, Holocene dynamics of tropical rainforest, climate, fire, human impact and land use in Sulawesi and Sumatra, Indonesia" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung für Palynologie und Klimadynamik.The present-day configuration of Indonesia and SE Asia is the results of a long history of tectonic movements, volcanisms and global eustatic sea-level changes. Not indifferent to these dynamics, fauna and flora have been evolving and dispersing following a complicate pattern of continent-sea changes to form what are today defined as Sundaland and Wallacea biogeographical regions. The modern intraannual climate of Indonesia is generally described as tropical, seasonally wet with seasonal reversals of prevailing low-level winds (Asian-Australian monsoon). However at the interannual scale a range of influences operating over varying time scales affect the local climate in respect of temporal and spatial distribution of rainfall. Vegetation generally reflects climate and to simplify it is possible to distinguish three main ecological elements in the flora of Malaysia: everwet tropical, seasonally dry tropical (monsoon) and montane. Within those major ecological groups, a wide range of specific local conditions caused a complex biogeography which has and still attract the attention of botanists and biogeographers worldwide. Being one of the richest regions in the Worlds in terms of species endemism and biodiversity, Indonesia has recently gone through intensive transformation of previously rural/natural lands for intensive agriculture (oil palm, rubber, cocoa plantations and rice fields). Climate change represents an additional stress. Projected climate changes in the region include strengthening of monsoon circulation and increase in the frequency and magnitude of extreme rainfall and drought events. The ecological consequences of these scenarios are hard to predict. Within the context of sustainable management of conservation areas and agro-landscapes, Holocene palaeoecological and palynological studies provide a valuable contribution by showing how the natural vegetation present at the location has changed as a consequence of climate variability in the long-term (e.g. the Mid-Holocene moisture maximum, the modern ENSO onset, Little Ice Age etc.). The final aim of my PhD research is to compare the Holocene history of Jambi province and Central Sulawesi. In particular: - Reconstructing past vegetation, plant diversity and climate dynamics in the two study areas Jambi (Sumatra) and Lore Lindu National Park (Sulawesi) - Comparing the ecological responses of lowland monsoon swampy rainforest (Sumatra) and everwet montane rainforests (Sulawesi) to environmental variability (vulnerability/resilience) - Investigating the history of human impact on the landscape (shifting cultivation, slash and burn, crop cultivation, rubber and palm oil plantation) - Assessing the impact and role of droughts (El Niño) and fires - Adding a historical perspective to the evaluation of current and future changes.
Das Projekt "Modul C: Auswirkungen, Teilprojekt 2: CARLOFFF (Convective atmospheres: linking radar-based event descriptors and losses from flash floods) Wirkungen oder Kosten von Extremereignissen und Schäden durch Flusshochwasser" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Potsdam, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie, Lehrstuhl für Hydrologie und Klimatologie.
Das Projekt "Modul C: Auswirkungen, Teilprojekt 10: LASLI - Wirkungen und/oder Kosten von Extremereignissen sowie Schäden durch Überschwemmungen, Sturzfluten und Rutschungen unter Berücksichtigung von 'compound events'" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Vechta, Studienfach Geographie, Professur für Angewandte Physische Geographie.
| Origin | Count |
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| Förderprogramm | 174 |
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