Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der zeitlichen Variabilität in der Energie von internen Wellen und der Stärke von vertikaler Vermischung in Abhängigkeit des Nordatlantikstroms und dem damit verbundenen Wirbelfeld. Hierfür werden 5-6 Jahre von Strömungsmesserdaten und Temperatur/Leitfähigkeitsmessungen von drei Verankerungen entlang eines Schnittes westlich des Mittelatlantischen Rückens (MAR) sowie LADCP/CTD Daten von fünf Schifffahrten genutzt. Konkrete wissenschaftliche Ziele dabei sind:- Erstellung von Zeitserien der Energie in internen Wellen unter Benutzung der Verankerungszeitreihen von Strömung und Schichtung- Untersuchung der Zeitskalen auf denen Veränderungen in der Energie interner Wellen stattfinden. Mögliche Ursachen für Variabilität sind der Windeintrag, Position des Nordatlantikstroms und Wirbel- Identifizierung von Prozessen, welche die beobachteten internen Wellen generieren, wie z.B. Gezeiten, Stürme, Jahresgang, Wirbel, die Arme des Nordatlanikstroms (Verhältnis von lokalen zu großräumigen Erzeugungsmechanismen)- Bestimmung der Vermischungsraten (Temperaturinversionen, Thorpe Skalen, Feinstrukturparameterisierung) in Abhängigkeit der variablen Hintergrundbedingungen Hierfür werden zunächst Spektren potentieller und kinetischer Energy der internen Wellen auf ihre Abhängigkeit von veränderlichen Hintergrundbedingungen wie z.B. Wind, Gezeiten, Wirbel, Schichtung und Variabilität im Nordatlantikstrom sowieso des Einflusses der Topographie untersucht. Die instrumentelle Ausstattung der Verankerungen seit Sommer 2012 erlaubt zusätzlich die Approximation der internen Wellen durch vertikale Moden und damit verbunden die Berechnung von Energieflüssen, welche wichtige Informationen über die Menge und die Variabilität in der Energie, die in internen Wellen im Nordatlantik transportiert wird, liefern. Außerdem geben diese so gewonnenen Energieflüsse in Kombination mit der Berechnung von Ausbreitungspfaden von internen Wellen, welche am mittelatlantischen Rücken erzeugt wurden, Aufschluss über die relative Bedeutung der Topographie des MAR für die Erzeugung von internen Wellen. Beginnend vom Sommer 2015 werden die Analysen erweitert, indem Temperatur- und Druckdaten mit hoher Tiefenauflösung für die Berechnung von Thorpe Skalen und Dissipationsraten und deren zeitlichen Variabilität genutzt werden. Weitere Informationen über die zeitliche und räumliche Variabilität der Vermischungsraten im Nordatlantik werden durch die Analyse von Diffusionsraten, die anhand von LADCP/CTD Daten und einer Feinstrukturparameterisierung berechnet werden, erlangt. Dies liefert weitere Aufschlüsse über die dominanten Prozesse in der Erzeugung von internen Wellen und vertikaler Vermischung im Nordatlantik, sowie deren zeitlicher und räumlicher Variabilität.
Die Anzahl der verfügbaren Wolkenkondensationskerne (CCN) beeinflusst maßgeblich die mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften, wie z.B. die Wolkentropfenanzahlkonzentration (CDNC) und deren Größenverteilung. CDNC und die Tropfengröße steuern sowohl die Strahlungseigenschaften als auch die Lebensdauer von Wolken. Dies wirkt sich komplex auf die Energiebilanz der Erde aus. Aktuelle Klimamodelle basieren häufig auf Annahmen über CCN Anzahlkonzentrationen und andere CCN bezogene Eigenschaften (z.B. Hygroskopizität), da für viele Regionen auf der Erde repräsentative Daten fehlen. Wenn vorhanden, handelt es sich bei diesen CCN Daten um bodengebundene Messungen, welche somit nicht - mit Ausnahme von Bergstationen - in der für Wolkenbildungsprozesse relevanten Höhe durchgeführt wurden. Für die Karibikregion wurde gezeigt, dass die bodengebundenen CCN Messungen für die gesamte marine Grenzschicht repräsentativ zu sein scheinen also auch für die Wolkenbildungsregionen. Im hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir überprüfen, ob bodengebundene CCN Messungen auch in anderen Erdregionen repräsentativ sind für die CCN Anzahl in der Wolkenbildungsregion, und wenn ja, unter welchen Bedingungen. Dies würde die Anwendung von CCN Daten in Modellen stark vereinfachen. Dazu wird die Gültigkeit der Beobachtungen in der Karibik, in zwei gegensätzlichen Umgebungen getestet werden, einmal in einer marinen und einmal in einer kontinentalen Umgebung. Die Messkampagne zu marinen CCN soll auf den Azoren (Portugal) durchgeführt werden. Wir werden kontinuierlich verfügbare CCN Daten von der Azoren Eastern Nordatlantik (ENA) Station auf der Insel La Graciosa (auf Meereshöhe) mit Daten von der Bergstation Pico (Pico Island, 2225 m ü.d.M.) kombinieren. Ergänzend werden CCN und CDNC Messungen auf der Helikopter-Messplattform (ACTOS) durchgeführt, um die vertikale Lücke zwischen den Meeresspiegel- und Bergmessungen zu schließen. Die kontinentalen bodengebundenen CCN Messungen werden kontinuierlich an der ACTRIS Station Melpitz durchgeführt. Die vertikale CCN und CDNC Verteilung wird in Melpitz mit Hilfe eines Ballons in mehreren einwöchigen Kampagnen einmal pro Jahreszeit gemessen werden. Darüber hinaus werden wir mit Hilfe der Aerosol-Wolken-Wechselwirkungsmetrik (ACI) die in der Wolke in-situ gemessen CCN Eigenschaften (das heißt Anzahl und Hygroskopizität) mit den CDNC quantitativ verbinden. Es wird außerdem eine Sensitivitätsstudie mit einem Cloud-Parcel Model durchgeführt, welches durch die realen Messungen in der Atmosphäre angetrieben werden wird. Dies wird einen Einblick in das Übersättigungsregime von frisch gebildeten Wolken gewähren.Die CCN Daten selbst, die Erkenntnisse zu CCN Eigenschaften und ihrer vertikalen Verteilung sowie die quantitative Verbindung zwischen CCN und CDNC werden im Hinblick auf das Verständnis und die Modellierung der Wolkentropfenaktivierung sowie der mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften von außerordentlichem Wert sein.
Der Sommer 2024 war in Sachsen-Anhalt zu warm mit überdurchschnittlich vielen Tagen mit mehr als 25 °C und 30 °C und sonnenscheinreicher als im Durchschnitt. Der Niederschlag bewegte sich im Rahmen des langjährigen Mittels. Durch wiederholte Gewitter verteilte sich der Niederschlag räumlich und zeitlich aber sehr ungleichmäßig. Reichlich Sonnenschein sorgte für eine gute Auslastung der solar getriebenen Erneuerbaren Energien. Die windgetriebenen Kraftwerke waren nicht gut Ausgelastet. Diese konnten nur an wenigen Tagen die solargetrieben in der Auslastung übertreffen. Nach den sehr milden bzw. warmen Vormonaten war die positive Temperaturanomalie im Juni etwas geringer. Dennoch war der Monat mit 17,3 °C um 1,2 K wärmer als im Klimamittel von 1961 bis 1990 üblich. Im Vergleich zum 30-jährigen Zeitraum von 1991 bis 2020 betrug die Abweichung 0,4 K. In der ersten Monatshälfte war es dabei längere Zeit kühl mit Temperaturen überwiegend unterhalb der 20 °C. In der zweiten Monatshälfte wurde es zunehmend sommerlich und zum Monatsende konnten einzelne Tage über 30 °C gemessen werden, am wärmsten war es dabei am 26.06. mit 33,1 °C in Genthin. An der LÜSA-Station in Magdeburg erreichte das Thermometer sogar 36,0 °C. Im Juni 2024 fielen im Flächenmittel Sachsen-Anhalts insgesamt 59,8 mm Niederschlag. Dies entspricht gegenüber dem langjährigen Mittel von 1961 bis 1990 95,2 % und im Vergleich zum 30-jährigen Klimamittel von 1991 bis 2020 wurden 107,7 % erreicht. Dabei regnete in einem Streifen vom südlichen und östlichen Harzvorland bis nach Anhalt deutlich mehr als üblich, wie z.B. in Jeßnitz mit 113,6 mm bzw. 192,5 %, während in der Altmark und dem äußersten Süden Sachsen-Anhalts nicht einmal die Hälfte der üblichen Niederschlagsmenge ankam. So fielen im nördlichen Harzvorland in Hötersleben-Barneberg mit 26,3 mm nur 39,6 % der von 1961 bis 1990 üblichen Niederschlagsmenge, in Zeitz mit 33,3 mm nur 46,5 %. Außerdem gab es gerade am 01. Juni und in der zweiten Monatshälfte teils kräftige Gewitter, die punktuell große Niederschlagsmengen brachten. So fielen am 01. Juni in Weißenfels-Wengelsdorf 49,5 mm Niederschlag. Am 21. Juni brachten die Gewitter zum Beispiel in Zörbig mit 47,0 mm und in Jeßnitz mit 41,7 mm die höchsten täglichen Niederschlagsmengen. Mit 224,3 Sonnenstunden erreichte der Juni 2024 in Sachsen-Anhalt 109,5 % des Klimamittels von 1961 bis 1990 und 100,6 % zum 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020. Weniger Sonnenschein gab es zu Beginn des Monats und um die Monatsmitte, länger zeigte sich die Sonne zwischen 06. und 13. Juni bzw. ab dem 23. Juni bis zum Ende des Monats. Nach einem kühlen und wechselhaften Start in den Juli setzte sich am dem 6. des Monats häufig sommerlich warme Luft durch und es wurden wiederholt heiße Tage (Tage mit einer Tageshöchsttemperatur von 30 °C oder mehr) gemessen. So konnten im Süden Sachsen-Anhalts in Osterfeld und Zeitz bis zu acht solcher Tage registriert werden, während es in der Altmark drei heiße Tage gab. Somit erreichte der Monat eine Mitteltemperatur im Flächenmittel Sachsen-Anhalts von 19,4 °C und war damit um 1,8 K wärmer als die Referenzperiode von 1961 bis 1990, im Vergleich zum 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020 betrug die Abweichung 0,3 K. Mit insgesamt 81,5 mm bzw. 156,2 % Niederschlag war der Juli 2024 feuchter als die Referenzperiode 1961 bis 1990. Vergleicht man mit dem 30-Jahreszeitraum von 1991 bis 2020 wurden 114,2 % des Solls erreicht. Dabei sorgten wiederholt kräftige Gewitter für eine ungleichmäßige Verteilung der Niederschläge. Während in Dessau-Roßlau-Rodleben mit 123,5 mm 254,1 % des Mittels von 1961 bis 1990 erreicht wurden, waren es an der LÜSA-Station in Leuna nur 37,5 mm und in Dederstedt im Seegebiet Mansfelder Land mit 40,5 mm Niederschlag nur 84,4 % im Vergleich zum Referenzzeitraum von 1961 bis 1990. Oft kam ein Großteil des Monatsniederschlags an nur einem Tag herunter. So fielen zum Beispiel am 27. Juli in Loburg 51,8 mm und in Walternienburg-Ronney 49,7 mm Niederschlag. Der Juli brachte in Sachsen-Anhalt 239,7 Sonnenstunden. Damit wurden im Vergleich zur Referenzperiode von 1961 bis 1990 115,8 % und im Vergleich zum Klimamittel von 1991 bis 2020 106,5 % erreicht. Der wärmste Sommermonat war der August, der auch gleichzeitig der 7.-wärmste August seit Beginn der Wetteraufzeichnungen im Jahr 1881 war. Dabei erreichte der Monat eine Mitteltemperatur von 20,6 °C. Der Monat lag damit um 3,5 K über der Referenzperiode von 1961 bis 1990 bzw. um 2,0 K über dem 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020. Am größten waren die Abweichungen in südlichen und mittleren Landesteilen, hier wurden auch die meisten heißen Tage registriert, so zum Beispiel 10 Tage in Zeitz oder 9 Tage in Köthen, Osterfeld und Wittenberg. Der wärmste Tag des Sommers war dabei der 29. August, der an drei Orten die 35 Grad Marke erreichte und überschritt. Dies passierte beispielsweise mit 35,0 °C in Genthin und 35,2 °C in Demker und Möckern-Drewitz. An der LÜSA-Station in Bernburg konnten sogar 36,1 °C gemessen werden. Die Niederschlagsmenge im Flächenmittel Sachsen-Anhalts betrug im August lediglich 38,0 mm. Damit wurden im Vergleich zur Referenzperiode von 1961 bis 1990 64,4 % und im Vergleich zum Klimamittel von 1991 bis 2020 65,8 % erreicht. Der Monat startete in den ersten Tagen wechselhaft und feucht, dann blieb es aber in weiten Landesteilen bis zum Monatsende überwiegend trocken. Im Zusammenhang mit viel Sonnenschein und den hohen Temperaturen stieg die Waldbrandgefahr deutlich an. Mit nur 5,7 mm Niederschlag war Walternienburg-Ronney nicht nur der trockenste Ort Sachsen-Anhalts, sondern auch der trockenste Ort im August in ganz Deutschland. Erneut sorgten punktuelle Gewitter für lokal enorme Regenmengen. So beispielsweise in Kemberg-Radis, als am 14. August durch Gewitter alleine 84,0 mm Niederschlag fielen und im Gesamtmonat 118,4 mm. Mit 264,1 Sonnenstunden war der August der drittsonnigste seit 1951 in Sachsen-Anhalt. Dies entspricht 133,2 % im Vergleich zur Referenzperiode von 1961 bis 1990 bzw. 124,8 % im Vergleich zum 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020. Betrachtet man den gesamten Sommer vom 1. Juni bis zum 31. August, dann ergibt sich ein Temperaturmittel für die Fläche Sachsen-Anhalts von 19,1 °C. Dieses liegt 2,1 K über dem Wert der Referenzperiode von 1961 bis 1990 bzw. 0,9 K über dem Klimamittel von 1991 bis 2020. Dies ist vor allem dem sehr warmen August geschuldet, der durchweg ein Hochsommermonat war. Im Sommer konnten in Zeitz insgesamt 20 Tage mit 30 °C oder mehr gemessen werden, bei den Sommertagen mit 25 °C oder mehr führt Köthen mit 58 Tagen die Statistik an. Darüber hinaus gab es gerade im Süden und Osten des Landes viele warme Nächte. Vier dieser Nächte waren in Zeitz und Wittenberg so genannte Tropennächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 °C gefallen ist. Über den Sommer hinweg sind 179,3 mm Niederschlag in Sachsen-Anhalt gefallen. Dies entspricht 103,0 % des Klimamittels von 1961 bis 1990 und gegenüber dem 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020 97,1 %. Der Niederschlag war aber sehr ungleichmäßig verteilt. Wiederholte kräftige Gewitter sorgten für große Unterschiede auf engem Raum. So war Kemberg-Radis mit 338,0 mm bzw. 189,1 % im Vergleich zu 1961 bis 1990 der nasseste Ort in Sachsen-Anhalt. Hingegen fielen in Genthin mit 105,2 mm Niederschlag nur 61,7 % des Sommerniederschlags. Während des Sommers schien die Sonne in Sachsen-Anhalt 728,0 Stunden. Dies entspricht im Vergleich zur Referenzperiode von 1961 bis 1990 119,4 % und zur Klimaperiode von 1991 bis 2020 110,4 %. Berechnungsgrundlage: Betrachtet wurde die produzierte Leistung im Tagesmittel im Gebiet Ostdeutschlands und Hamburgs (Gebiet des Unternehmens 50Hertz). Die produzierte Leistung wurde ins Verhältnis zur installierten Leistung gesetzt und so die Auslastung berechnet. Davon wurde ein 10-jähriges Mittel gebildet. Die Auslastung der betrachteten Jahreszeit des aktuellen Jahres wird ins Verhältnis zur Auslastung im 10-jährigen Mittel für diese Jahreszeit gesetzt. Im Sommer haben die sonnengetrieben Erneuerbaren Energien aufgrund des Sonnenstandes und der Tageslänge oft eine größere Auslastung als die windgetriebenen Erneuerbaren Energien. Dies ist vor allem bei den für diese Jahreszeit typischen schwachwindigen und sonnenscheinreichen Hochdruckwetterlagen der Fall. Während tiefdruckgeprägter Phasen mit weniger Sonne und mehr Wind, war die Windkraft der Haupterzeuger erneuerbaren Stroms. Dies war vor allem an einzelnen Tagen im Juni (05., 11., 15., 22. und 28.) gut zu erkennen, siehe Abbildung unten. Sonst sorgte das überwiegend wechselhafte Wetter im Juni dafür, dass die Auslastung der Solaranlagen häufig unterhalb des Mittelwertes von 2010 bis 2019 lag. Eine sehr sonnige Phase zeigte sich auch in der Stromerzeugung zwischen dem 25. Und 27. Juni. Eine wechselhafte, windige und kühle Phase vom 30.06. bis 06.07. sorgte für einen deutlichen Rückgang der Stromerzeugung aus Sonnenenergie zu Beginn des Monats Juli auf teils unter 60 % im Vergleich zum Mittel 2010 bis 2019. Dies konnte aber durch die Windkraft mehr als ausgeglichen werden, welche in der Spitze teils mehr als das Doppelten der üblichen Strommenge lieferte. Danach spielte der Solarstrom wieder eine wichtige Rolle, da in den Folgewochen häufig windarmes und überwiegend sonniges Hochdruckwetter dominierte. Im August sorgten in den ersten drei Tagen viele Wolken und wenig Wind für geringe Auslastung der erneuerbaren Energien. Im Anschluss folgte überwiegend ruhiges und sonniges Hochdruckwetter, womit an vielen Tagen mehr Solarstrom, als im Mittel von 2010 bis 2019 üblich, produziert werden konnte. Im Zeitraum vom 21. bis 25. kam der Windkraft eine wesentliche Rolle zu. Ursache war ein kräftiges Tiefdruckgebiet über dem Nordatlantik dem ein kräftiges Hochdruckgebiet über Südosteuropa gegenüber stand. Letzteres sorgte bei uns für viel Sonnenschein und der hohe Gradient zwischen den Druckgebieten für reichlich Wind. In diesem Zeitraum war die addierte Stromerzeugung besonders hoch. Gerade bei den windgetriebenen Erneuerbaren Energien betrug die Auslastung bis zu 350 % der üblichen Auslastung im Mittel 2010 bis 2019. In den letzten Tagen des Monats bleib es überwiegend sonnig und schwach windig, sodass gerade die Photovoltaik mehr 20 % mehr Strom produzierte als im Mittel von 2010 bis 2019. Über den ganzen Sommer gesehen blieben Windkraft mit 86,2 % und Photovoltaik mit 88,0 % unterhalb des Mittels der Jahre 2010 bis 2019.
Ocean acidification (OA) is generally assumed to negatively impact calcification rates of marine organisms. At a local scale however, biological activity of macrophytes may generate pH fluctuations with rates of change that are orders of magnitude larger than the long-term trend predicted for the open ocean. These fluctuations may in turn impact benthic calcifiers in the vicinity. Combining laboratory, mesocosm and field studies, such interactions between OA, the brown alga Fucus vesiculosus, the sea grass Zostera marina and the blue mussel Mytilus edulis were investigated at spatial scales from decimetres to 100s of meters in the western Baltic. Macrophytes increased the overall mean pH of the habitat by up to 0.3 units relative to macrophyte- free, but otherwise similar, habitats and imposed diurnal pH fluctuations with amplitudes ranging from 0.3 to more than 1 pH unit. These amplitudes and their impact on mussel calcification tended to increase with increasing macrophyte biomass to bulk water ratio. At the laboratory and mesocosm scales, biogenic pH fluc- tuations allowed mussels to maintain calcification even under acidified conditions by shifting most of their calcification activity into the daytime when biogenic fluctuations caused by macrophyte activity offered temporal refuge from OA stress. In natural habitats with a low biomass to water body ratio, the impact of biogenic pH fluctuations on mean calcification rates of M. edulis was less pronounced. Thus, in dense algae or seagrass habitats, macrophytes may mitigate OA impact on mussel calcification by raising mean pH and providing temporal refuge from acidification stress.
Seagrass meadows play a significant role in the formation of carbonate sediments, serving as a substrate for carbonate-producing epiphyte communities. The magnitude of the epiphyte load depends on plant structural and physiological parameters, related to the time available for epiphyte colonization. Yet, the carbonate accumulation is likely to also depend on the carbonate saturation state of seawater (Omega) that tends to decrease as latitude increases due to decreasing temperature and salinity. A decrease in carbonate accumulation with increasing latitude has already been demonstrated for other carbonate producing communities. The aim of this study was to assess whether there was any correlation between latitude and the epiphyte carbonate load and net carbonate production rate on seagrass leaves. Shoots from 8 different meadows of the Zostera genus distributed across a broad latitudinal range (27 °S to up to 64 °N) were sampled along with measurements of temperature and Omega. The Omega within meadows significantly decreased as latitude increased and temperature decreased. The mean carbonate content and load on seagrass leaves ranged from 17 % DW to 36 % DW and 0.4-2.3 mg CO3/cm**2, respectively, and the associated mean carbonate net production rate varied from 0.007 to 0.9 mg CO3/cm**2/d. Mean carbonate load and net production rates decreased from subtropical and tropical, warmer regions towards subpolar latitudes, consistent with the decrease in Omega. These results point to a latitudinal variation in the contribution of seagrass to the accumulation of carbonates in their sediments which affect important processes occurring in seagrass meadows, such as nutrient cycling, carbon sequestration and sediment accretion.
Basales Schmelzen der Eisschelfe Grönlands (GrIS) ist einer der Hauptquellen für den GrIS Masseverlust und für den Meeresspiegelanstieg. Darüber hinaus ist das beschleunigte Abschmelzen in den letzten 20 Jahren auch durch den Einstrom von wärmerem Wasser in die Fjorde verursacht. Die basalen Abschmelzraten sind jedoch unsicher und offene Fragen bestehen bezüglich der relevanten Prozesse in den Fjorden, und wie viel und wie das Schmelzwasser aus den Fjorden in den Randstrom und weiter in den offenen Ozean gelangt. Diese Unsicherheiten können in Klimamodellen zu Fehlern in der zukünftigen Rolle des Schmelzwassers für die Zirkulation und Wassermassen Verteilung und somit zu Fehlern in der Projektion des regionalen Meeresspiegels führen. Bis jetzt gibt es nicht genügend geeignete Messungen, um Schmelzwasser im Inneren des Ozeans zu quantifizieren und die Pfade zu identifizieren. Wir beantragen hier die Messung von Helium und Neon Verteilungen um zu verfolgen wo und wie viel Schmelzwasser aus GrIS in den Randstrom und ins Ozeaninnere gelangt. Dazu wird eine Prozessstudie am 79N Gletscher durchgeführt sowie Messungen im Randstrom und im Inneren der Labradorsee. Die Ziele sind: (i) Abschätzung der basalen Schmelzwasseranteile im Nah und Fernfeld des 79N Gletschers, und der Menge an Schmelzwasser, die in den Randstrom befördert wird, (ii) Berechnung der Anteile an Schmelzwasser, die aus dem Randstrom in die Labradorsee gelangen, einer der Schlüsselregionen für die Atlantische Meridionale Umwälzbewegung, Abschätzung der Zunahme seit Anfang 2000, (iii) Auswertung von hochauflösenden Modellläufen die mit basalen Schmelzwasserquellen versehen wurden, um die Verteilung des Schmelzwassers und die beteiligten Prozesse zu analysieren und um (iv) die Auswirkungen der zunehmenden Schmelzraten auf die Entwicklung des regionalen Meeresspiegels im subpolaren Nordatlantik abzuschätzen.
Mit dem hier vorgestellten Projekt wollen wir zwei Fragen beantworten, die momentan im Zusammenhang mit zunehmendem Schmelzen des grönländischen Eisschildes heiß diskutiert werden: der Zeitpunkt ersten Auftretens von Veränderungen im subpolaren Nordatlantik und die Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen im Ozean jeweils hervorgerufen durch einen verstärkten bis außergewöhnlich starken Schmelzwassereintrag. Beides werden wir mit Hilfe von Simulationen mit dem neuen, bereits getesteten globalen Klimamodell FOCI-VIKING10 quantifizieren. Dieses einzigartige Modell ist für die Aufgabe besonders geeignet, weil es durch eingebettetes 2-Wege Nesting eine höhere Ozeangitterauflösung von 1/10° im Nordatlantik (30°-85°N) ermöglicht. In einer Reihe von multidekadischen Simulationen mit globaler Erwärmung von 1958-2050 schreiben wir unterschiedliche Projektionen des zukünftigen Schmelzwasserabflusses von Grönland vor, indem wir die lokalen, beobachteten Abflussraten bis 2016 verwenden und für die Folgejahre die lokalen Trends extrapolieren. Ergänzt werden die Trends durch stochastische Variabilität und systematisch eingefügte Extremwerte. Darüber hinaus werden wir neue Wege für die Modellvalidierung gehen, indem gezielt Satelliten- und Argo-float-Daten des meeresoberflächennahen Salzgehaltes auf räumliche und zeitliche Variabilität analysiert und verglichen werden. Als Hauptergebnis des Projektes werden wir Angaben zu Ort, Zeit und Größe der Veränderungen bereitstellen, mit denen der Ozean auf einen realistisch ansteigenden Schmelzwasserabfluss von Grönland reagiert, sowie Einblick in einen möglichen Einfluss auf das europäische Wetter und Klima geben.
Dieses hybride ICDP/IODP-Projekt hat zum Ziel: (a) die empfindliche Vegetationsreaktion von zwei Zufluchtsorten auf der Balkanhalbinsel (Ohrid/ICDP im Norden und Korinth/IODP im Süden) im letzten Klimazyklus auf hundertjähriger Skala zu verbinden, (b) die Lead-Lag-Beziehungen zwischen terrestrischen und marinen Ökosystemen auf globale Klimaschwankungen auf lokaler und regionaler Ebene in bestimmten stratigraphischen Horizonten seit der letzten Zwischeneiszeit zu untersuchen. Die beiden Untersuchungsgebiete liegen in Schlüsselpositionenen im östlichen Mittelmeerraum, der sehr empfindlich auf abrupte Klimaschwankungen reagiert und es erlaubt, Einflüsse sowohl aus höheren (z. B. Nordatlantik) als auch aus niedrigeren Breitengraden (z. B. afrikanischer Monsun) nachzuweisen. Die Bestimmung der Zusammensetzung, Fülle und der Abfolge der Vegetation in den nördlichsten und südlichsten Refugialstandorten des Pindus-Gebirges wird es uns ermöglichen, bioklimatische Schwellenwerte und die Vegetationsdynamik während einer Zeit abrupter Klimaschwankungen mit hoher Amplitude zu rekonstruieren. Neben Vegetationsverschiebungen erfassen Sedimente aus dem Golf von Korinth auch Veränderungen in marinen Ökosystemen. Somit können Lead-Lag-Beziehungen im lokalen Ausdruck der Klimaschwankungen zwischen dem terrestrischen und dem marinen Bereich unter Umgehung chronologischer Unsicherheiten bestimmt werden. Das Verständnis des Zusammenspiels zwischen klimatischen, ökologischen und tektonischen Faktoren auf suborbitaler Ebene innerhalb des Grabensystems wird es uns folglich ermöglichen, das Hauptziel der IODP Exp. 381 zu erreichen. Durch die Untersuchung der Vielfalt und Fülle der gemäßigten Baumarten während der letzten Eiszeit greift dieses Projekt eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele des SCOPSCO ICDP-Projekts auf, das sich mit Pflanzenresilienz und Schutzstrategien in Südosteuropa befasst.
Über dem Nordatlantik und Europa wird die Variabilität der großräumigen Wetterbedingungen von quasistationären, langandauernden und immer wiederkehrenden Strömungsmustern â€Ì sogenannten Wetterregimen â€Ì geprägt. Diese zeichnen sich durch das Auftreten von Hoch- und Tiefdruckgebieten in bestimmten Regionen aus. Verlässliche Wettervorhersagen auf Zeitskalen von einigen Tagen bis zu einigen Monaten im Voraus hängen von einer korrekten Darstellung der Lebenszyklen dieser Strömungsregime in Computermodellen ab. Um das zu erreichen müssen insbesondere Prozesse, die günstige Bedingungen zur Intensivierung von Tiefdruckgebieten aufrecht erhalten, und Prozesse, die den Aufbau von stationären Hochdruckgebieten (blockierende Hochs) begünstigen, richtig wiedergegeben werden. Aktuelle Forschung deutet stark darauf hin, dass Atmosphäre-Ozean Wechselwirkungen, insbesondere entlang des Golfstroms, latente Wärmefreisetzung in Tiefs, und Kaltluftausbrüche aus der Arktis dabei eine entscheidende Rolle spielen. Dennoch mangelt es an grundlegendem Verständnis wie solche Luftmassentransformationen über dem Ozean die großskalige Höhenströmung beeinflussen. Darüber hinaus ist die Relevanz solcher Prozesse für Lebenszyklen von Wetterregimen unerforscht. In dieser anspruchsvollen drei-jährigen Kollaboration zwischen KIT und ETH Zürich streben wir an ein ganzheitliches Verständnis zu entwickeln, wie Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre und diabatische Prozesse in der Golfstromregion die Variabilität der großräumigen Strömung über dem Nordatlantik und Europa prägen. Zu diesem Zweck werden wir ausgefeilte Diagnostiken zur Charakterisierung von Luftmassen mit neuartigen Diagnostiken zur Bestimmung des atmosphärischen Energiehaushaltes verbinden und damit den Ablauf von Wetterregimen und Regimewechseln in aktuellen hochaufgelösten numerischen Modelldatensätzen und mit Hilfe von eigenen Sensitivitätsstudien untersuchen. Dazu werden wir unsere Expertise in größräumiger Dynamik und Wettersystemen, sowie Atmosphäre-Ozean Wechselwirkungen â€Ì insbesondere während arktischen Kaltluftausbrüchen â€Ì und der Lagrangeâ€Ìschen Untersuchung atmosphärischer Prozesse nutzen. Im Detail werden wir (i) ein dynamisches Verständnis entwickeln, wie Luftmassentransformationen entlang des Golfstroms die Höhenströmung über Europa beeinflussen, mit Fokus auf blockierenden Hochdruckgebieten, (ii) die Bedeutung von Luftmassentransformationen und diabatischer Prozesse für den Erhalt von Bedingungen, die die Intensivierung von Tiefdruckgebieten während bestimmter Wetterregimelebenszyklen bestimmen, untersuchen, (iii) diese Erkenntnisse in ein einheitliches und quantitatives Bild vereinen, welches die Prozesse, die den Einfluss des Golfstroms auf die großräumige Wettervariabilität prägen, zusammenfasst und (iv) die Güte dieser Prozesse in aktuellen numerischen Vorhersagesystemen bewerten. Diese Grundlagenforschung wird wichtige Erkenntnisse zur Verbesserung von Wettervorhersagemodellen liefern.
Ocean warming and acidification may substantially affect the reproduction of keystone species such as Fucus vesiculosus (Phaeophyceae). In four consecutive benthic mesocosm experiments, we compared the reproductive biology and quantified the temporal development of Baltic Sea Fucus fertility under the single and combined impact of elevated seawater temperature and pCO2 (1100 ppm). In an additional experiment, we investigated the impact of temperature (0–25°C) on the maturation of North Sea F. vesiculosus receptacles. A marked seasonal reproductive cycle of F. vesiculosus became apparent in the course of 1 year. The first appearance of receptacles on vegetative apices and the further development of immature receptacles of F. vesiculosus in autumn were unaffected by warming or elevated pCO2. During winter, elevated pCO2 in both ambient and warmed temperatures increased the proportion of mature receptacles significantly. In spring, warming and, to a lesser extent, elevated pCO2 accelerated the maturation of receptacles and advanced the release of gametes by up to 2 weeks. Likewise, in the laboratory, maturation and gamete release were accelerated at 15–25°C relative to colder temperatures. In summary, elevated pCO2 and/or warming do not influence receptacle appearance in autumn, but do accelerate the maturation process during spring, resulting in earlier gamete release. Temperature and, to a much lesser extent, pCO2 affect the temporal development of Fucus fertility. Thus, rising temperatures will mainly shift or disturb the phenology of F. vesiculosus in spring and summer, which may alter and/or hamper its ecological functions in shallow coastal ecosystems of the Baltic Sea.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 315 |
| Europa | 1 |
| Land | 10 |
| Weitere | 1 |
| Wirtschaft | 4 |
| Wissenschaft | 273 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 27 |
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 299 |
| Taxon | 1 |
| Text | 4 |
| unbekannt | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 11 |
| Offen | 331 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 274 |
| Englisch | 119 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 6 |
| Datei | 29 |
| Dokument | 3 |
| Keine | 171 |
| Webseite | 143 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 255 |
| Lebewesen und Lebensräume | 300 |
| Luft | 281 |
| Mensch und Umwelt | 341 |
| Wasser | 344 |
| Weitere | 343 |