Die zeitliche und räumliche Rekonstruktion der Intensitätsschwankungen der Klimaphänomene mit Fernwirkung wie die El Nino/La Nina-Ereignisse, der Nordatlantischen Oszillation und des Monsun-Phänomens, die einen nachhaltigen Einfluss auf das globale Klima/Wettergeschehen haben, sind von großem sozio-ökonomischen Interesse. Jedoch sind die Intensitätsschwankungen bisher weder zeitlich noch räumlich ausreichend erfasst, um eindeutige Aussagen über die Bedeutung dieser Phänomene für die Vergangenheit und die Zukunft des globalen Klimageschehens zu machen. Die Ursache ist u.a. darin zu suchen, dass die notwendigen 'Proxie-Daten' zur zeitlichen und räumlichen Charakterisierung dieser Phänomene weder simultan noch in ausreichender zeitlicher und räumlicher Dichte aufgenommen werden konnten. Die neueren instrumentell-analytischen Fortschritte in der Massenspektrometrie durch die Kombination von Thermionenmassenspektrometrie (TIMS) mit der ICPMS-Technik erlaubt nun die simultane und präzise Messung von Element- und Isotopenverhältnissen bei hohem Probendurchsatz. Hinzu kommt, dass jetzt Element- und Isotopenverhältnisse gemessen werden können, die sich bisher nur mit hohem analytischem Aufwand oder gar nicht haben bestimmen lassen. Mit Hilfe dieser neuen Technik wollen wir räumlich hochaufgelöste Zeitreihen simultan gemessener 'Proxies' für den westlichen und östlichen Indischen Ozean aufnehmen, um die Perioden und Intensitätsschwankungen der großen klimatischen Phänomene mit Fernwirkung zu studieren und zu vergleichen.
Die Wechselwirkung zwischen der variablen großräumigen Zirkulation und arktischen regionalen Klimamustern werden untersucht. Wir werden den Grad der arktischen Verstärkung auf regionaler Skala in Rückkopplung mit großskaliger Dynamik und deren vergangenen und vorhergesagten Änderungen diagnostizieren. Die zentrale Frage ist zu welchem Grad die regionalen arktischen Klimaänderungen und arktische Verstärkung durch Änderungen in großräumigen horizontalen Wärmeflüssen, planetaren Wellenströmungen (insbesondere während plötzlicher stratosphärischer Erwärmungen), sowie durch allgemeine troposphärische und stratosphärische Zirkulationsmustern beeinflusst werden. Ausgedrückt wird diese in Form von der Variabilität der nordhemisphärischen Zirkulation, wie z. B. der Nordatlantischen Oszillation und der nördlichen jährlichen Mode.
If present trends continue, limnologists believe that changes in the weather will have a major effect on the dynamics of lakes throughout Europe. Typical climate-related problems include increases in lake productivity, increases in water colour and the increased frequency and severity of algal blooms. The methods currently used to monitor and model lakes were developed when weather patterns were different from those experienced today. Most are based on a deterministic rather than a probabilistic approach and do not properly represent the 'cascade of uncertainty' associated with recent climate-change simulations. Many water quality problems that were once assumed to be driven by the local weather are now known to be influenced by climatic events that operate on a global scale. In Europe, the most important effects are those associated with the North Atlantic Oscillation and the north-south movements of the Gulf Stream in the Atlantic. An understanding of these 'teleconnections' has important consequences for the management of lakes and the implementation of the new Water Framework Directive.
Es wird angenommen, dass das Wasser des Nordwest-Europäischen Schelfs atmosphärisches Kohlendioxid aufnimmt, diesen Kohlenstoff transformiert und in den angrenzenden Nordatlantik verfrachtet. Die Stärke dieses Prozesses wird von der Nordatlantischen Oszillation mit bestimmt. Die Mechanismen dieser Einflussnahme sollen erklärt und im numerischen Modell nachvollzogen werden.
Die bisherigen Analysen haben gezeigt, dass der noerdliche Nordatlantik mit signifikanten Schichtungsumstellungen auf Veraenderungen der Nordatlantischen Oszillation im interannualen bis dekadischen Bereich reagiert. Diese Aussage basiert allerdings bislang auf Betrachtungen von regionalen Einzelaspekten, die wegen ihrer ueberraschend hohen Veraenderlichkeit (Labradorseewasserausbreitung, westwaertige Ausbreitung warmer Deckschichtanomalien, Reduktion des Subpolarwirbels) zunaechst im Vordergrund des Interesses standen. Die Ursachen und Auswirkungen sind jedoch zusammenhaengend noch nicht bearbeitet worden. Dies soll mit dem geplanten Projekt erfolgen. Dabei soll geklaert werden, in welchem Umfang advektive Transporte von TS-Schwankungen der Deckschicht aus dem Subtropenwirbel zu den beobachteten niederfrequenten und grossraeumigen Veraenderungen der Deckschicht im noerdlichen Nordatlantik beitragen bzw. wieweit diese durch grossskalig veraenderte Grenzschichtfluesse lokal verursacht sind. Hierzu sollen die Zeitreihen aller laufenden nordatlantischen XBT-Linien in ein entsprechendes Zirkulationsmodell assimiliert werden (Zusammenarbeit mit AWI Bremerhaven). Auf der Basis dieser Ergebnisse ist ebenfalls als Ziel zu sehen, die Dauermessungen auf Frachtschiffslinien im Nordatlantik kritisch zu evaluieren und zu optimieren sowie das Prognosepotential dieser Messungen, insbesondere hinsichtlich moeglicher Klimaprognosen fuer Europa, zu pruefen. Weitere Themen betreffen die Analyse der zeitlichen Veraenderlichkeit der hydrographischen Schnitte im noerdlichen Zweig der thermohalinen Zirkulation (Zusammenarbeit mit IfM Hamburg und AWI Bremerhaven).