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Impakt Oligo-Miozäner Klimawechsel auf Mongolische Säuger

Oligozäne und Miozäne Sedimentfolgen aus der Taatsiin Gol und Taatsiin Tsagaan Nuur Region in der Zentral-Mongolei sind von außergewöhnlicher Bedeutung: hier liegen Basalte in Sedimenten der Hsanda Gol- und Loh Formation eingebettet, und die höchsten Fossilkonzentrationen finden sich zusammen mit Caliche und Paläoböden. Im Rahmen von Vorläuferprojekten wurde ein Stratigraphie-Konzept erarbeitet, das auf der Evolution von Säugetieren und auf radiometrischen Basalt-Altern beruht. 40Ar / 39Ar-Datierungen ergaben drei Altersgruppen von Basalten, eine Basalt I-Gruppe aus dem Früh-Oligozän (vor etwa 31.5 Millionen Jahren), eine Basalt II-Gruppe aus dem Spät-Oligozän (vor etwa 28 Millionen Jahren) und eine Basalt III-Gruppe aus dem Mittel-Miozän (vor etwa 13 Millionen Jahren). Das Taatsiin Gol-und Taatsiin Tsagaan Nuur Gebiet ist heute Schlüsselregion für die Oligozän-Miozän Stratigraphie der Mongolei und ist Bezugspunkt für internationale Korrelationen. Im neuen Projekt werden Klimaveränderungen im Oligozän und Miozän der Mongolei und ihre Auswirkungen auf Säugetiergemeinschaften und Lebensräume untersucht. Um diese Ziele zu erreichen müssen zahlreiche stratifizierte Caliche Lagen und Paläoböden beprobt und analysiert werden. Wir erwarten uns von Bodenanalysen und von der Interpretation der Signaturen stabiler Isotopen (?18O, ?13C) Hinweise auf Veränderungen von Paläoklima und Lebensräumen im Untersuchungsgebiet. Die stratifizierten und datierten Säugetierfaunen bestehen aus Amphibien, Reptilien und Säugetieren, wobei Hasenartige, Insektenfresser, Nagetiere und Wiederkäuer vorherrschen. Dieser reiche Fossil-Fundus bietet die Möglichkeit zur Analyse von einstigen Wirbeltier-Gemeinschaften, zu entwicklungsgeschichtlichen Studien und palökologischen Interpretationen. Besonderes Interesse gilt der Entwicklung und Funktion von Gebissstrukturen bei kleinen und großen Pflanzen fressenden Säugetieren. Hier kommen Methoden zur Anwendung (Microwear- und Mesowear-Analysen, Zahnschmelzuntersuchungen, Mikro-CT und 3D-Modellierung), die Rückschlüsse auf das Nahrungsspektrum und auf markante Veränderungen von Lebensräumen in dem untersuchten Zeitabschnitt von mehr als 20 Millionen Jahren erlauben. Die Feldarbeit in der Mongolei und die anschließenden wissenschaftlichen Studien werden in nationaler und internationaler Zusammenarbeit durchgeführt. Von diesen Synergien werden die Mongolischen und Österreichischen Forschungseinrichtungen und alle mitwirkenden Personen stark profitieren.

Tropische Klima-Gletscher-Interaktion auf langer Zeitskala

Gletscher erfuhren während des 20. Jahrhunderts weltweit einen Rückgang, welcher meist der globalen Erwärmung zugeschrieben wird. Wechselwirkungen zwischen Klima und Gletschern in den hohen und mittleren Breiten sind dabei relativ gut verstanden. Tropische Gletscher hingegen sind meist schwer zugänglich und befinden sich in einer Region der Atmosphäre, aus der es extrem wenige Beobachtungen gibt. Folglich ist viel weniger über sie bekannt. Jüngste Studien zeigten, dass tropische Gletscher auf Veränderungen der Feuchte stärker reagieren als auf Veränderungen der Temperatur, und Verbindungen zwischen Gletscher-Massenbilanz und großräumiger Klimavariabilität existieren: Auf dem Kilimanjaro in Tanzania z. B. hängt die Massenbilanz von der Variabilität des Dipol-Modus' im Indischen Ozean ab, und die Gletscher der Cordillera Blanca in Peru reagieren auf niedrig-frequente Änderungen im El Nino-System. Dabei ist aber immer noch unklar, welche Rolle anthropogene (z. B. Emission von Treibhausgasen) oder natürliche (z. B. Vulkanismus) Änderungen im Antrieb des Klimasystems, interne Variabilität, oder eine Kombination dieser Möglichkeiten spielen. Um den beobachteten Rückgang der tropischen Gletscher zu verstehen und ihr zukünftiges Verhalten im nächsten Jahrhundert abschätzen zu können, muss man die Klimadynamik verstehen, die die atmosphärischen Bedingungen über den Gletschern kontrolliert. Das vorgeschlagene Projekt vereint die besten verfügbaren glaziologischen Messungen von drei Kontinenten mit Rekonstruktionen der Gletscherausdehnung und jahrhundertelangen Ensemble-Klimarekonstruktionen aus vier verschiedenen, gekoppelten Klimamodellen , um das Wissen über die tropische Klimadynamik auf der Zeitskala der Gletscher zu erweitern. Zentral dafür sind die Identifikation der Klimavariabilitäts-Mechanismen auf Zeitskalen zwischen Jahrzehnten und einem Jahrhundert, sowie die Rekonstruktion der Variabilität in der Vergangenheit und ihre Auswirkungen auf die Gletscher. Diese Rekonstruktionen werden mit Hilfe von direkten Beobachtungen und Proxy-Rekonstruktionen des Zustandes der Atmosphäre und der Gletscher validiert. Die Methodik erlaubt es, den Einfluss von interner Variabilität und anthropogenem Einwirken während des 20. Jahrhunderts zu separieren. Dies ermöglicht Aufschlüsse zur langfristigen Vorhersagbarkeit und zu Abschätzungen der Bedingungen für die Gletscher im 21. Jahrhundert.

Deuteriumexzess von polarem Schnee und Niederschlagsursprung

Interdisziplinäre Bewertung unterschiedlicher waldbaulicher Eingriffe in Eichenbeständen, daraus Ableitung von Handlungsempfehlungen. 'Um mögliche gegenwärtige oder zukünftige Klimaänderungen beurteilen zu können, ist es unerlässlich, das Klima der Vergangenheit genau zu kennen und zu verstehen. Wertvolle Informationen über das vergangene Klima sind in Eiskernen von den beiden großen Eisschilden Grönlands und der Antarktis gespeichert. Insbesondere sind die Verhältnisse der stabilen Isotope des Schnees, 18-O und Deuterium, mit der Lufttemperatur korreliert und werden daher für die klimatische Interpretation von Eiskernen verwendet. Aber der Isotopengehalt hängt nicht nur von der Temperatur, sondern auch von anderen Faktoren ab, wie z.B. Saisonalität und Ursprungsgebiet des Niederschlags. Daher wird der Deuteriumexzess, eine Größe, die die Information von 18-O und Deuterium kombiniert, verwendet, um die Ursprungsgebiete des Niederschlags zu untersuchen. d hängt hauptsächlich von der Meeresoberflächentemperatur, der relativen Feuchte und der Windgeschwindigkeit im Ursprungs-gebiet ab. Indem man tested, unter welchen Annahmen für die im Ursprungsgebiet vorherrschenden Bedingungen die im Schnee gemessenen d-Werte mit Hilfe eines einfachen Isotopenmodells reproduziert werden können, erhält man Informationen über das Ursprungsgebiet. Der Spielraum für die möglichen Annahmen ist überraschend klein. Die meisten Deuteriumexzessuntersuchungen wurden für große Zeitmaßstäbe durchgeführt (Wechsel von Glazial zu Interglazial). In dieser Untersuchung werden Daten von der deutschen Antarktis-Überwinterungsstation ''Neumayer'' für eine Untersuchung in einem kleinen Zeitscale verwendet. Dort werden seit 20 Jahren Neuschneeproben unmittelbar nach dem Schneefall genommen. Durch die vorherrschenden hohen Windgeschwindigkeit wird der Schnee in einem gewissen Ausmaß verfrachtet, was zu Fehlern führen kann. Daher werden zunächst mit Hilfe eines Trajektorienmodells die Transportwege der Luftmassen, die Niederschlag nach Neumayer bringen, berechnet. Verschiedene Trajektorienklassen werden definiert, für die der mittlere Deuteriumexzess der Schneeproben bestimmt wird. Dann wird ein Isotopenmodell verwendet, um den beobachteten Deuteriumexzess zu modellieren. Da dieser stark von der relativen Luftfeuchte im Ursprungsgebiet des Niederschlags, die meist nicht bekannt ist, abhängt, soll ferner die Phasendifferenz zwischen Deuterium und Deuteriumexzess untersucht werden. Dazu werden Daten von einem Firnkern verwendet, der den Zeitraum von 1892-1981 abdeckt. Diese Phasendifferenz ist weniger stark von den Sättigungsbedingungen im Ursprungsgebiet abhängig und ist daher eine unabhängigere Bedingung, um Information über die Wasserdampfquelle abzuleiten. usw.

Kosmogenes Al-26 in Atmosphären- und Klimaforschung

Eine der wissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit ist ein besseres Verständnis des Klimas auf der Erde. Zum Beispiel sind der Einfluß einer 'variablen' Sonne und die Wechselwirkungen in großen Bereichen unserer Erde (Atmosphäre, Biosphäre, Ozean, Land) noch weitgehend offene Fragestellungen. Zum besseren Verständnis dieser Prozesse, welches für zuverläßliche Klimamodelle unumgänglich ist, bedarf es vor allem einer umfassenden Datenerhebung. Hierbei gewinnen in jüngster Zeit die Messungen von kosmogenen Radionukliden mit Hilfe der ultra-sensitiven Nachweismethode der Beschleunigermassenspektrometrie eine immer größere Bedeutung. Wir beabsichtigen, die Liste der für die Atmosphären- und Klimaforschung bereits verwendeten kosmogenen Radionuklide (Be-10, C-14, Cl-36), um das bisher kaum erforschte Isotop Al-26 (Halbwertszeit = 0.72 Millionen Jahre) zu erweitern. Wir erwarten dadurch einen Beitrag zum besseres Verständnis von Klimaprozessen. Insbesondere bietet sich eine Kombination von Al-26 mit Be-10 (Halbwertszeit = 1.5 Millionen Jahre) zur Datierung alter Klimaarchive (z.B. tiefer Eisbohrkerne) an. Bevor jedoch Al-26 als ein sogenannter 'Proxy' für Klimaprozesse verwendet werden kann, muss Grundlagenarbeit geleistet werden. Im speziellen müssen die Quellen und Transportvorgänge von Al-26 in der Atmosphäre studiert werden. Damit verbunden ist die Entwicklung geeigneter Verfahren für die Messung von Luft- und Eisproben. Ein wichtige Voraussetzung für dieses Projekt ist die Existenz einer modernen Anlage für Beschleunigermassenspektrometrie. Der Vienna Environmental Research Accelerator (VERA) am Institut für Isotopenforschung und Kernphysik der Universität Wien bietet ideale Bedingungen für Messungen von Al-26. Mit dieser Anlage wurde kürzlich das weltweit niedrigste Isotopenverhältnis von Al-26/Al-27 (ca5e-16) gemessen. Das vorgeschlagene Projekt soll in enger Zusammenarbeit mit der 'Eisgruppe' des Instituts für Umweltphysik (IUP) der Universität Heidelberg durchgeführt werden. Das IUP wird nicht nur Proben von Luftfiltern und Eis aus der Atarktis und anderen Bereichen der Erde zur Verfügung stellen, sondern auch seine langjährige Erfahrung in Atmosphären- und Klimaforschung einbringen. Wir sind der Überzeugung, daß sich die verschiedenen Erfahrungsbereiche der zwei Gruppen für dieses multidisziplinäre Projekt optimal ergänzen.

Compilation of noble gas, hydrochemistry, stable water isotopes and radiocarbon from dissolved organic carbon data sampled from wells screened in the Upper Jurassic Aquifer in Southern Germany

This dataset contains a compilation of noble gas, hydrochemistry, stable water isotopes and radiocarbon from dissolved organic carbon data sampled from geothermal power plants and research wells screened in the deep Upper Jurassic Aquifer in the South German Molasse Basin in Bavaria. This dataset was used to calculate noble gas infiltration temperatures and reconstruct the paleoclimate in Southern Germany during the Late Pleistocene. More details on the methods used to calculate noble gas infiltration temperatures and radiocarbon dating can be found in the associated publication.

Homogenized mean monthly temperature time series (HClim), station Hom_CLIM_Basel_Binningen, Switzerland

Instrumental meteorological observations are essential for analysing past climate and reconstructing climate variability. However, many of the long instrumental climate series, some extending back to 1658, have been affected by inhomogeneities (artificial shifts) caused by changes in measurement conditions such as station relocations, instrumentation changes, and environmental modifications. To address this problem, homogenization procedures have been developed to detect and adjust such inhomogeneities. In this work, the records undergo homogenization analysis, during which these inhomogeneities are identified and corrected. The Standard Normal Homogeneity Test (SNHT), developed by Hans Alexandersson, is applied as the statistical method, comparing candidate series with neighbouring reference stations to assess relative homogeneity. The article presents homogenization analyses using three different tools (CLIMATOL, BART, and PHA) applied to the published global multivariable monthly instrumental climate database HCLIM (doi:10.1594/PANGAEA.940724). The resulting database includes the best-performing homogenized series - those produced by BART - comprising 2,892 homogenized temperature time series covering the period 1757–2020.

Homogenized mean monthly temperature time series (HClim), station Hom_CLIM_Zuerich_Fluntern_GH, Switzerland

Instrumental meteorological observations are essential for analysing past climate and reconstructing climate variability. However, many of the long instrumental climate series, some extending back to 1658, have been affected by inhomogeneities (artificial shifts) caused by changes in measurement conditions such as station relocations, instrumentation changes, and environmental modifications. To address this problem, homogenization procedures have been developed to detect and adjust such inhomogeneities. In this work, the records undergo homogenization analysis, during which these inhomogeneities are identified and corrected. The Standard Normal Homogeneity Test (SNHT), developed by Hans Alexandersson, is applied as the statistical method, comparing candidate series with neighbouring reference stations to assess relative homogeneity. The article presents homogenization analyses using three different tools (CLIMATOL, BART, and PHA) applied to the published global multivariable monthly instrumental climate database HCLIM (doi:10.1594/PANGAEA.940724). The resulting database includes the best-performing homogenized series - those produced by BART - comprising 2,892 homogenized temperature time series covering the period 1757–2020.

Homogenization of the early mean monthly temperature time series for Eastern Europe (HClim)

Instrumental meteorological observations are essential for analysing past climate and reconstructing climate variability. However, many of the long instrumental climate series, some extending back to 1658, have been affected by inhomogeneities (artificial shifts) caused by changes in measurement conditions such as station relocations, instrumentation changes, and environmental modifications. To address this problem, homogenization procedures have been developed to detect and adjust such inhomogeneities. In this work, the records undergo homogenization analysis, during which these inhomogeneities are identified and corrected. The Standard Normal Homogeneity Test (SNHT), developed by Hans Alexandersson, is applied as the statistical method, comparing candidate series with neighbouring reference stations to assess relative homogeneity. The article presents homogenization analyses using three different tools (CLIMATOL, BART, and PHA) applied to the published global multivariable monthly instrumental climate database HCLIM (doi:10.1594/PANGAEA.940724). The resulting database includes the best-performing homogenized series - those produced by BART - comprising 2,892 homogenized temperature time series covering the period 1757–2020.

Homogenization of the early mean monthly temperature time series for Denmark, Finland, Iceland, Norway and Sweden (HClim)

Instrumental meteorological observations are essential for analysing past climate and reconstructing climate variability. However, many of the long instrumental climate series, some extending back to 1658, have been affected by inhomogeneities (artificial shifts) caused by changes in measurement conditions such as station relocations, instrumentation changes, and environmental modifications. To address this problem, homogenization procedures have been developed to detect and adjust such inhomogeneities. In this work, the records undergo homogenization analysis, during which these inhomogeneities are identified and corrected. The Standard Normal Homogeneity Test (SNHT), developed by Hans Alexandersson, is applied as the statistical method, comparing candidate series with neighbouring reference stations to assess relative homogeneity. The article presents homogenization analyses using three different tools (CLIMATOL, BART, and PHA) applied to the published global multivariable monthly instrumental climate database HCLIM (doi:10.1594/PANGAEA.940724). The resulting database includes the best-performing homogenized series - those produced by BART - comprising 2,892 homogenized temperature time series covering the period 1757–2020.

Homogenization of the early mean monthly temperature time series for Switzerland (HClim)

Instrumental meteorological observations are essential for analysing past climate and reconstructing climate variability. However, many of the long instrumental climate series, some extending back to 1658, have been affected by inhomogeneities (artificial shifts) caused by changes in measurement conditions such as station relocations, instrumentation changes, and environmental modifications. To address this problem, homogenization procedures have been developed to detect and adjust such inhomogeneities. In this work, the records undergo homogenization analysis, during which these inhomogeneities are identified and corrected. The Standard Normal Homogeneity Test (SNHT), developed by Hans Alexandersson, is applied as the statistical method, comparing candidate series with neighbouring reference stations to assess relative homogeneity. The article presents homogenization analyses using three different tools (CLIMATOL, BART, and PHA) applied to the published global multivariable monthly instrumental climate database HCLIM (doi:10.1594/PANGAEA.940724). The resulting database includes the best-performing homogenized series - those produced by BART - comprising 2,892 homogenized temperature time series covering the period 1757–2020.

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