Der Süßwassereintrag in den Arktischen Ozean stellt einen wichtigen Antriebsmechanismus für regionale Meeresspiegeldynamik in der Arktis dar. Salzarmes Oberflächenwasser erzeugt und unterhält eine starke Schichtung im Arktischen Ozean. Diese Halokline schirmt größtenteils das kalte polare Oberflächenwasser und das Meereis von wärmerem Tiefenwasser atlantischen Ursprungs ab und verhindert so vertikale Wärmeflüsse. Veränderungen des Süßwassergehalts werden wahrscheinlich den regionalen Meeresspiegel direkt beeinflussen, aber ebenso wird eine modifizierte Ozeandynamik durch Massentransporte innerhalb der Arktis den Meeresspiegel verändern. Das hydrologische Regime des kontinentalen Abflusses unterliegt Schwankungen. Leider sind kontinuierliche Aufzeichnungen von kontinentalem Abfluss in den Arktischen Ozean zu selten, um wichtige wissenschaftliche Fragen über das Langzeitverhalten und die Entwicklung von arktischem Meeresspiegel und Klima zu bearbeiten. Neben in-situ Beobachtungen und hydrologischen Modellen eröffnen Satellitengravimetrie (GRACE) und Satellitenaltimetrie neue Möglichkeiten, die Hydrologie von großen Einzugsgebieten zu beobachten. Dies geschieht, im dem man mit diesen Fernerkundungsmethoden die Größe von Wasserspeichern in den Einzugsgebieten und Pegelstände entlang von Flüssen misst, die dann auf verschieden Arten in Abfluss umgerechnet werden können. Für Meereis-Ozeanmodelle bedeutet die Seltenheit von Abflussinformationen in der Arktis, dass der Jahresgang des Abflusses als stationär angenommen wird. In unserem Projekt werden wir diese Annahme aufheben und ein Meereis-Ozeanmodell benutzen, um den Einfluss von zeitlich variablem Abfluss auf die arktische Ozeanzirkulation und das Süßwasserbudget zu untersuchen. Das Hauptziel der Projektes ist es, die Reaktion von Meeresspiegel und Hydrographie in der Arktis auf Veränderungen des hydrologischen Regimes über borealen Einzugsgebieten abzuschätzen und zu quantifizieren. Die Projektziele tragen zur Strategie des Schwerpunktprogramms 1889 bei, indem 1)die Datensätze und Zeitreihen von hydrologischen Parametern über borealen Einzugsgebieten durch den Einsatz von geodätischen satellitengestützten Fernerkundungsmethoden (zeitliche auflösenden Gravimetrie, Satellitenaltimetrie) verbessert werden und lange und hochauflösende Zeitserien für alle großen Einzugsgebiete, die in den Arktische Ozean entleeren, erstellt werden. 2) Sensitivität von Meereis- und Ozeandynamik auf Veränderungen des Süßwasserantriebs (u.a. Abfluss) analysiert wird. 3) Modellergebnisse über Veränderungen des kontinentalen Abflusses verglichen werden mit seit 1990 beobachteter Variabilität von flüssigen Süßwassergehalt (und damit verbundenen sterischen Meeresspiegeländerungen) im Arktischen Ozean und im Nordatlantik. Nicht nur dienen diese Vergleiche der Modellbewertung, sondern sie unterstützen auch die Interpretation relativ seltener ozeangraphischer in-situ Beobachtungen.
Die lakustrinen Ablagerungen an den beiden ICDP Sites Chalco (Zentralmexiko) und Petén Itzá (nördliches Guatemala) eröffnen die Gelegenheit Ursachen und Folgen eines sich veränderten kontinentalen Klimas in den nördlichen Neotropen während des letzten Glazial-/Interglazialzyklus zu rekonstruieren. Trotz ihrer vergleichsweise nahen geographischen Lage, zeigen beide Archive deutliche Unterschiede hinsichtlich ihrer klimatischen Entwicklung, insbesondere während des Zeitintervalls zwischen 85 und 50 tausend Jahren, der letzten Vereisungsphase und der Kältephase des Heinrich Stadials (HS) 1. Um die zeitliche und räumliche Entwicklung des Klimas und dessen Effekt auf aquatische und terrestrische Ökosysteme in den nördlichen Neotropen, einer Region von zentraler Bedeutung für globale Klimadynamiken zu rekonstruieren, planen wir beide ICDP Sites mit einem Multiproxyansatz zusammen mit Paläoklimamodellierung in hoher Auflösung zu untersuchen.Unser Ansatz umfasst Untersuchungen beider sedimentärer Archive mit Hilfe von bulk-geochemischen Methoden, Biomarkern und organischen Temperaturproxies mit Paläobioindikatoren und Paläoklimasimulationen über den Zeitraum des letzten Glazial-/Interglazialzyklus (ca. 135 Tausend Jahre) um den (1) Effekt von Klimaveränderungen auf aquatische und terrestrische Ökosysteme (z.B. während der HS 1 bis 6) zu bestimmen und (2) den Einfluss von sich veränderten Ozeanströmungsmustern, wie der Atlantic Meridional Overturning Circulation und der Pacific Ocean Circulation, insbesondere während ausgezeichneter Kalt- und Warmphasen, auf das regionale Klima und das Ökosystem der nördlichen Neotropen festzulegen. Um die proxybasierten Klimarekonstruktionen der Chalco und Petén Itzá Ablagerungen in einen transregionalen Kontext zu stellen, werden wir unsere Ergebnisse mit denen von anderen kontinentalen und marinen Klimaarchiven aus den Neotropen vergleichen. Potentielle 'climate forcing mechanisms' werden mit Hilfe von hoch-aufgelösten Paläoklimasimulationen unter der Verwendung des 'Community Earth System Model (CESM 1)' für Zeitintervalle, die durch kontrastierenden Klimabedingungen zwischen beiden Lokationen ausgezeichnet sind, bestimmt. Ziel der Untersuchungen ist die detaillierte Rekonstruktion der räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Klimageschichte der nördlichen Neotropen in Abhängigkeit von sich verändernden Ozeanzirkulationsmustern über die letzten 135 tausend Jahre zu verstehen und zu untersuchen wie und in welcher Geschwindigkeit sich aquatische und terrestrische Ökosysteme an beiden ICDP Lokationen an sich ändernde Umweltbedingungen angepasst haben. Dies ist von entscheidender Bedeutung um vorherzusagen, wie sich die sensiblen Ökosysteme der Neotropen unter einem sich zu erwartendem trockeneren und wärmeren Klima entwickeln werden.
Vorliegende dendroökologische und baumphysiologische Messungen lassen erkennen, dass die Buche - trotz bemerkenswerter Regenerations- und Anpassungsfähigkeit - auch in Mitteleuropa sensitiv mit Zuwachseinbußen auf die rezente Klimaerwärmung reagiert. Die Forstwirtschaft benötigt daher dringend präzisere räumlich differenzierte Erkenntnisse über das Gefährdungspotenzial der Buche aufgrund wärmerer und trockenerer Sommer, um das Risiko einer falschen Baumartenwahl zu minimieren. Entlang eines Kontinentalitätsgradienten in Nord- und Mitteldeutschland von der niederländischen bis zur polnischen Grenze sollen 40 ausgewählte Buchenbestände mit dendroökologischen und baumphysiologischen Methoden vergleichend im Hinblick auf ihr klimaabhängiges Zuwachsverhalten (Zuwachschronologie, Klimasensitivität des Zuwachses, Antwort auf Extremereignisse, d13C-Signatur der Jahrringe) und die Kavitationsgefährdung von Sonnenkronenzweigen untersucht werden und Wachstum und Hydraulik in Beziehung zu wichtigen Kennwerten der Bodenhydrologie (Nutzwasserkapazität, Bodenfeuchteminima) gesetzt werden. Mit diesen Informationen werden Grenzwerte des Sommerniederschlages und der Bodenhydrologie definiert, bis zu welchen ein Anbau der Buche unter realistischen regionalen Szenarien des Klimawandels im Tiefland Nord- und Mitteldeutschlands empfohlen werden kann. Das auf 3 Jahre angelegte Vorhaben gliedert sich in 8 Arbeitspakete: 1. Probeflächenauswahl 2. Analyse von Klimatrends in den vergangenen Jahrzehnten und regionale Klimaprojektionen für die kommenden 50-80 Jahre für die untersuchten Buchenwaldregionen 3. Zuwachsanalyse und Klima-Sensitivitätsanalyse 4. Holzanatomie und hydraulische Architektur von Sonnenkrone und Stammholz 5. Charakterisierung der Bodenhydrologie 6. Feinwurzel-Lebend-Tot-Verhältnis 7. Verjüngungserfolg 8. Synthese der Ergebnisse, Identifizierung hydrologisch-definierter Vitalitätsgrenzen der Buche und Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Forstwirtschaft.
Das Verständnis des Agulhas Strömungssystems als wesentliche inter-ozeanische Verbindung in der globalen thermohalinen Zirkulation (THC) ist bedeutend für die Verbesserung unserer Kenntnis des globalen Klimas. Wir zielen auf eine Rekonstruktion der Verläufe und Intensitäten der tiefen Wassermassen an der Schnittstelle zwischen indischem Ozean und Atlantik während des Pliozäns und des frühen Pleistozäns ab. Unsere Untersuchungen basieren auf einer Integration von zerstörungsfreien physikalischen und chemischen Kern- und Bohrlochdaten, die während IOPD Exp. 361 (Southern African Climates) gewonnen werden. In Verbindung mit bereits existierenden reflexionsseismischen Profilen werden diese Daten dazu benutzt, um Änderungen der biogenen und terrigenen Sedimentakkumulationsraten zu kartieren sowie Variationen der Liefergebiete während wichtiger Klimaübergänge der letzten 6 Ma, etwa während des Mittelpliozänen Klimaoptimums und der einsetzenden Vereisung der Nordhemisphäre, zu ermitteln. Weiterhin wollen wir erkunden, wie Veränderungen des antarktischen Eisvolumens die ozeanischen Zirkulationsmuster im Indik-Atlantik Übergang beeinflusst haben. Die hochauflösenden Kernmessungen werden es außerdem erlauben, das Schwellenwert-Verhalten von rapiden (ca. 103 Jahre) Klimaschwankungen in der Region zu untersuchen.
The ENCOMPASS project principally aims to create a fully digital integrated design decision support (IDDS) system to cover the whole manufacturing chain for a laser powder bed fusion (L-PBF) process encompassing all individual processes within in. The ENCOMPASS concept takes a comprehensive view of the L-PBF process chain through synergising and optimising the key stages. The integration at digital level enables numerous synergies between the steps in the process chain and in addition, the steps themselves are being optimised to improve the capability and efficiency of the overall manufacturing chain. ENCOMPASS addresses the three key steps in the process chain: component design, build process, and post-build process steps (post-processing and inspection). The links between these stages are being addressed by the following five interrelations: 1. Between the design process and both the build and post-build processes in terms of manufacturing constraints / considerations to optimise overall component design 2. Between the design process and build process component-specific L-PBF scanning strategies and parameters to optimise processing and reduce downstream processing 3. Between the design process and the build and post-build processes in terms of adding targeted feature quality tracking to the continuous quality monitoring throughout the process chain 4. Between the build and post-build processes by using build specific processing strategies and adaptation based on actual quality monitoring data (for inspection and post-processing) 5. Between all stages and the data management system with the integrated design decision support (IDDS) system By considering the entire AM process chain, rather than the AM machine in isolation, ENCOMPASS will integrate process decision making tools and produce substantial increases in AM productivity, with clear reductions in change over times and re-design, along with increased 'right-first time', leading to overall reductions in production costs, materials wastage, and over-processing. This will lead to higher economic and environmental sustainability of manufacturing, and re-inforce the EU's position in industrial leadership in laser based AM.
Der Ostaustralische Strom (EAC) ist einer der beiden Hauptströme am Westrand des Pazifiks, die große Mengen an Wärme aus dem Westpazifischen Wärmebecken in die subtropischen und subpolaren Regionen transportieren und somit das globale Klima regulieren. Es gibt bislang sehr wenige und z.T. widersprüchliche Studien, die die Temperatur- und Transportänderungen des EAC für die Vergangenheit rekonstruiert haben. Dadurch wird eine verlässliche Prognose für die Klimaentwicklung der Tropen und Subtropen erschwert. Es wird daher vorgeschlagen, Sedimente und fossile Korallen an 5 Stationen entlang des EAC zwischen 12°S und 26°S zu beproben, um saisonale bis tausendjährige Änderungen in der Temperatur und Zirkulation des Korallenmeeres zu untersuchen und deren Einfluss auf regionales und globales Klima abzuschätzen. Es ist geplant, Sedimente an 5 Stationen und Korallen an 2 Stationen entlang des Great Barrier Reef (GBR) auf Australischem Kontinentalhang- bzw. -schelf zu beproben. Massive Korallen aus der letzten Eiszeit werden an den südlichen 2 Stationen beprobt und liefern Hinweise auf die südwärtige Expansion des GBR und seine Temperaturänderungen auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen. Rezente und fossile Sedimente werden an allen Stationen beprobt, um vergangene Änderungen der Oberflächentemperaturen (anhand Mg/Ca an Foraminiferenschalen) sowie das kontinentale Klima (anhand Pflanzenwachse) zu rekonstruieren. Ferner wird dadurch die Robustheit der Korallen-basierte Rekonstruktion getestet sowie der Temperaturgradient entlang des EAC rekonstruiert.
Atmospheric convection, which is at the core of phenomena like thunderstorms, hurricanes or tornadoes, profoundly affects the climate over various regions of the earth. It has thus long been recognized that numerical models (e.g., climate models), which are used to predict the evolution of the atmosphere, need to account for a detailed and reliable representation of convective processes. As the horizontal scale of cumulus clouds is generally smaller than the horizontal resolution of such models, convection can only be imperfectly represented. This causes large uncertainties and errors. In this project we used very high-resolution simulations to investigate the life cycle of convection and to derive new relations to constrain the behavior of the cumulus ensemble in coarser-resolution models. Implementing such relations in a climate model, we were able to reduce some of the well-known biases, especially the premature onset and precipitation peak as compared to observations.
We propose to develop a new understanding of (a) orbital forcing and (b) evolution of the Northern Hemisphere continental climate during the Plio-Pleistocene using two world's longest continuous paleoclimate records obtained in ICDP-funded drilling projects: the recently obtained 3.6-Ma record from Lake Elgygytgyn, NE Siberia, and the uppermost 3.6-Ma portion of the record from Lake Baikal, SE Siberia. We will develop a common orbitally-tuned timescale for both records, establish accurate correlations of individual glacial-interglacial intervals in both records, and detail their relationship to marine oxygen isotope stages. We will then use the resultant new common timescale to address the orbital signatures in the continental proxy records of (i) the Pliocene '41-kyr world', (ii) the inception of the Northern Hemisphere glaciations at 2.7 Ma, and (iii) the transition to the '100-kyr world'. We will further address (iv) the 'mystery' of missing variance at precession frequencies in the marine delta 18O records of the 41-kyr world, and (v) test if the high-latitude orbitally-forced continental signal is consistent with the 'latitudinal heat gradient hypothesis' on the origin of the Pliocene ice-ages. A systematic Baikal-Elgygytgyn comparison over the past 3.6 Ma will also shed light on (vi) the mechanisms of amplification of climate changes in the Arctic as compared to those in the upper mid-latitudes of the Northern Hemisphere on orbital time scales.
The aim of the project is to quantify the temperature, exhumation, uplift, and long-term dynamic topography evolution of the South Atlantic passive continental margin (SAPCM) in Brazil and Namibia-Angola. Excellent onshore outcrop conditions and complete rift to post-rift archives between Sao Paulo and Porto Alegre and in the transition from Namibia to Angola (onshore Walvis ridge) allow a high precision quantification of long-term processes and process-response systems. We will integrate the published thermochronological data from Brazil and Namibia. This climate-continental margin-mantle coupled process-response system is caused by the interaction between endogenic and exogenic forces, which are related to the mantle-process driven rift - drift - 'passive' continental margin evolution of the South Atlantic, and the climate change since the Early/Late Cretaceous climate maximum. Special emphasis will be given to the influence of long-living transform faults such as the Florianopolis Fracture Zone (FFZ) on the long-term dynamic topography evolution of the SAPCM s. A combination of apatite and zircon fission-track and (U-Th)/He thermochronological data with modeling of t-T path's will determine the thermal, exhumation, and uplift history. A long-term landscape evolution model with process rates will be achieved by thermo-kinematic 3-D modeling (software code PECUBE). Testing model solutions obtained for a multidimensional parameter space against the real thermochronological and geomorphological data set, the most likely combinations of parameter rates, and values can be constrained. The data and models will allow to separate the exogenic and endogenic forces and their process rates. In a continuation of the research (2013-2016), strong emphasis will be given to the integration of all existing and published data (including those data of other SPP-research projects) in a numerical model for the long-term landscape evolution to quantify the surface response rates.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 22 |
| Wissenschaft | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 22 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 22 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 8 |
| Englisch | 18 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 7 |
| Webseite | 15 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 21 |
| Lebewesen und Lebensräume | 21 |
| Luft | 22 |
| Mensch und Umwelt | 22 |
| Wasser | 18 |
| Weitere | 22 |