Das Projekt "The impact of tropical - extratropical interactions on downstream predictability (TROP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Wetterdienst durchgeführt. In this project we investigate the mechanisms by which organised tropical convective systems, and, in particular, tropical cyclones undergoing extratropical transition (ET), interact with the midlatitude upper-level wave guide. We consider how this interaction influences the dynamics and predictability of the ET system itself, the midlatitude flow, and sub tropical cyclones that may develop downstream. We will use a combined observational, COSMO modelling, and data denial approach applied to the ET cases of the THORPEX Pacific Asian Regional Campaign. Diagnostic techniques, including PV inversion and object-oriented diagnostics will be applied to investigate the interactions between the convective and synoptic-scale flow. We will investigate the impact of different regimes of tropical convection on midlatitude predictability through analysis of Year of Tropical Convection datasets and TIGGE data, conducting experiments with ensemble prediction systems (EPS), and diagnosing the results with ensemble sensitivity analysis and other techniques. Finally, we will investigate the predictability of the structural changes during ET and of sub-tropical cyclogenesis using the multiscale ensemble. The results of this study will be used to define observational strategies for a future THORPEX field campaign.
Das Projekt "Fire - climate feedback in the Earth System" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Fires are an integral Earth System process, which is controlled by climate and at the same time impacts climate in multiple ways. As such fires form a feedback mechanism in the Earth System, which might amplify or dampen climate change. At present this feedback is not well understood nor is it represented in current generation Earth System models used to study climate change. The proposed research project aims to quantify the fire-climate feedback by incorporating the integral role of fires into an Earth System Model (ESM). Together with improved observational based process understanding the project will analyze how fires have developed throughout Earth history and how single fire driven processes contribute to the overall fire climate impact. A mechanistic terrestrial biosphere fire model will be implemented into the ESM and fire mediated climate relevant processes will be coupled between the different ESM compartments, including the atmosphere, ocean and cryosphere. This cross-disciplinary research project will foster the understanding of past climate change and will hopefully allow a better assessment of human induced future climate change by further constraining the climate sensitivity of the Earth system.
Das Projekt "How is the evolution of stratospheric ozone affected by climate change, and how strong is the feedback? (SHARP-OFC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. One major goal of this project is to analyse updated observational trace gas data together with stateof- the art models (CTMs and CCMs) in order to obtain a better understanding of the interaction between ozone and climate change and the underlying dynamical and chemical processes. The extended satellite, balloon and aircraft observations combined with improved model calculations (CTM and CCM) are used to further reduce the uncertainties in the bromine budget, in particular the contribution from VSLS (very short lived substances) and to further elucidate on the role of iodine in the stratosphere. Furthermore detailed studies on the long-term evolution (trends and variability) of observed stratospheric trace gases with foci on profiles of O3, NO2 and aerosols retrieved from SCIAMACHY are proposed. Future evolution of stratospheric ozone will be investigated using updated EMAC CCM model runs, some of them in combination with an interactive atmosphere-ocean feedback. In addition to issues on the climate feedback on future ozone, particular emphasis will be given to the increasing role of N2O and GHG emissions.
Das Projekt "International Surface Ocean - Lower Atmosphere Study (SOLAS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, Forschungseinheit Chemische Ozeanographie durchgeführt. Since 2004, the International Surface Ocean - Lower Atmosphere Study (SOLAS) project is an international research initiative aiming to understand the key biogeochemical-physical interactions and feedbacks between the ocean and atmosphere. Achievement of this goal is important to understand and quantify the role that ocean-atmosphere interactions play in the regulation of climate and global change. SOLAS celebrated its 10 year anniversary in 2014. In the first decade, the SOLAS community has accomplished a great deal towards the goals of the original Science Plan & Implementation Strategy and Mid-term Strategy (Law et al. 2013) as highlighted by the open access synthesis book on 'Ocean Atmosphere Interactions of Gases and Particles' edited by Liss and Johnson and the synthesis article in Anthropocene from Brévière et al. 2015. However there are still major challenges ahead that require coordinated research by ocean and atmospheric scientists. With this in mind, in 2013, SOLAS has started an effort to define research themes of importance for SOLAS research over the next decade. These themes form the basis of a new science plan for the next phase of SOLAS 2015-2025. SOLAS being a bottom-up organisation, a process in which community consultation play a central role was adopted. After two sets of reviews by our four sponsors (SCOR, Future Earth, WCRP and iCACGP), the SOLAS 2015-2025 Science Plan and Organisation (SPO) was officially approved.
Das Projekt "How is the stratosphere-troposphere coupling affected by climate change, and how strong is the climate feedback? (SHARP-STC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre, Abteilung Dynamik der mittleren Atmosphäre durchgeführt. The focus of this project is to determine the role of the interaction between the stratosphere and troposphere in a changing climate, in particular to assess the impact of a changing stratosphere on the troposphere- surface system. Observations and model studies have shown that the troposphere and stratosphere influence each other on different time scales, but the mechanisms responsible are not well understood. Questions that will be addressed also in Phase II of this project are if the importance of the coupling between the stratosphere and the troposphere will change in a changing climate and what the consequences will be for surface climate and weather. Transient simulations of the past and future as well as complementary sensitivity simulations with state-of-the-art Chemistry-Climate models (CCMs) will be performed and analysed to study how well current models are able to reproduce the observed coupling, to understand the responsible mechanisms, and to predict its future evolution. New aspects in Phase II are the extension of our studies to the effects of radiative and chemical coupling processes on the troposphere-surface system. The relevance of additional climate feedback processes associated with ocean coupling will be addressed by applying a CCM with an interactive ocean model. The role of the representation of stratospheric processes for stratosphere-troposphere coupling will be studied in simulations with an Earth System Model (ESM) with different spatial resolutions.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. 1 Vorhabensziel Hauptziel ist die Verbesserung des Ernte-Ertrags mit Beibehaltung von Qualität in Gerste unter Trockenstress. Dazu werden Iontrogressions-Linien zwischen wilde und moderne Gerste, sowie Genotypen aus der IPK Genbank benutzt. Genomics Analysen werden durchgeführt um ein eingehendes molekulares Verständnis über die Netzwerke zu gewinnen, die zur Sicherung des Ertrages unter Stressbedingungen beitragen 2 Arbeitsplanung Unsere Hauptaufgaben sind gezielte Metabolit- und Enzymaktivitäts-Bestimmungen in Züchtungs- und Introgressionslinien (Module 2), Metabolit- und Enzymaktivitäts-Bestimmungen in ausgewählten transgene Linien um ausgewählte Gen-Merkmal Beziehungen zu bestätigen (Module 5) und Unterstützung bei der bioinformatischen Auswertung der Ergebnisse bezüglich die co-Lokalisierung von Enzym- und Metabolit-QTLs (Module 3) 3. Ergebnisverwertung Verschiedene Wege zur Auswertung werden verfolgt: Patentierung, Lizenzierung von Genen / molekulare Markers. Die Ergebnisse können auch direkt durch den industriellen Partner genutzt werden.
Das Projekt "Meereis und stratosphärisches Ozon - Wechselwirkungen und Klimarelevanz in Arktis und Antarktis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Arctic sea-ice has dramatically decreased in the recent past. Estimates from satellite measurements find a negative trend of about -10% per decade since 1979, with a record Arctic sea-ice reduction by 38% below climatology in 2007. In contrast, Antarctic sea-ice was found to have increased by 0.9 +- 0.2% per decade for the years 1978-2006. While the Arctic sea-ice retreat has been associated with the warming of the troposphere caused by increasing concentrations in greenhouse gas concentra-tions (GHGs), the chemical ozone depletion in the polar stratosphere and its effects on tropospheric circulation have been suggested as the driving mechanism to explain the observed Antarctic changes. With further increasing GHGs and an expected recovery of polar ozone at the end of the 21st In this project, we want to assess the relative roles of sea-ice and stratospheric ozone for polar surface climate, now and in the future, by applying a new atmosphere-ocean chemistry-climate model (AO-CCM). By including interactive chemistry and ocean/sea-ice modules, the AO-CCM allows us for the first time to account for feedback processes between stratospheric composition changes, the ocean - sea-ice system and climate. We will study a) the effects of stratospheric ozone changes in the past and future on sea-ice and polar climate and b) the effects of climate change induced sea-ice changes on the troposphere and stratosphere, specifically on stratospheric ozone. Special attention will be paid to differences in the Arctic and Antarctic.
Das Projekt "Coupling of airborne and in situ ground based measurements of surface albedo, BRDF and snow properties in Antarctica to improve prognostic snow models" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. We propose to investigate the temporal and spatial variability of surface albedo, bidirectional reflectivity BRDF and snow properties in Antarctica. The overall goal of the project is to improve prognostic snow models and parameterizations of snow albedo used in regional and global climate models. The parameterizations will be formulated in dependence on snow grain size, snow surface roughness and atmospheric parameters. To achieve this goal we will couple ground based in situ (temporal variability) and airborne remote sensing measurements (spatial variability). Airborne data will include spectral surface albedo, BRDF, surface roughness and snow grain size. Corresponding remote sensing retrieval algorithms will be improved and developed in the project. The same quantities will be measured in situ on the Antarctic plateau by ground based instruments installed at Kohnen Station. The ground based measurements covering the temporal variability of snow and atmospheric properties will allow validating and improving prognostic snow models coupled to a radiative transfer code. By implementing measurement data in the models and comparing simulated and measured snow albedo and by sensitivity studies, snow albedo parameterizations for use in radiative transfer and climate models will be validated and improved. This will reduce uncertainties in predicting future climate change in Antartica.
Das Projekt "Transport und Zusammensetzung der UTLS der Südhemisphäre (SOUTHTRAC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt durchgeführt. Änderungen der Verteilung von Spurengasen wie Wasserdampf und Ozon in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) beeinflussen den Strahlungsantrieb und das Klima sowie die Oberflächentemperaturen und haben eine Schlüsselbedeutung für das Verständnis des Klimawandels. Auf Grund der hohen Sensitivität des atmosphärischen Strahlungsantriebs gegenüber Änderungen der Konzentrationen dieser Substanzen gerade in der kalten Tropopausenregion haben kleine Änderungen z.B. des Wasserdampfgehaltes der unteren Stratosphäre eine große Wirkung auf die Variabilität der Oberflächentemperatur. Überdies sind Prognosen des zukünftigen Wasserdampf- und Ozongehaltes des UTLS nach wie vor mit großen Unsicherheiten behaftet, was exakte Vorhersagen des Strahlungsantriebs vor dem Hintergrund des wieder zunehmenden stratosphärischen Ozons und der damit verbundenen Prozesse erschwert. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Klima-Chemie-Modelle sogar unterschiedliche Vorzeichen des Strahlungsantriebes durch die Ozonzunahme zeigen, da gerade im Bereich der Tropopause große Unsicherheiten bezüglich der simulierten Zusammensetzung, insbesondere des Ozons und Wasserdampfs auftreten. Aufgrund des unterschiedlichen Wellenantriebs in beiden Hemisphären und auch aufgrund des stark unterschiedlichen Polarwirbel, werden große Unterschiede des Transports und der Zusammensetzung zwischen der UTLS der Nord- und der Südhemisphäre erwartet. Trotz der Bedeutung der globalen UTLS wurden bisher kaum Studien zu Transportprozessen und Zusammensetzung sowie der Dynamik der südlichen UTLS durchgeführt. Frühere Kampagnen hatten die antarktische Ozonzerstörung und Vortexprozesse oder die Tropen oder die troposphärische Zusammensetzung zum Ziel. Außerdem beeinflusst die Südhemisphäre im Winter die globale stratosphärische Zirkulation, da die Anden dann ein globales Maximum der Schwerewellenaktivität bilden. Die Ausbreitung dieser Wellen und ihr Einfluss auf die Zirkulation sind noch nicht vollständig verstanden. Deshalb schlagen wir eine HALO Kampagne vor um die UTLS der Südhemisphäre zu untersuchen. Spezifische Aspekte, die hierbei im Fokus stehen, sind: (1) Austauschprozesse an der südhemisphärischen Tropopause (2) Schwerewellen in der Südhemisphäre (3) Einfluss von Biomassenverbrennung auf die südhemisphärische UTLS (4) Einfluss des antarktischen Polarwirbels auf die UTLS
Das Projekt "Coupling of lithosphere dynamics, surface processes and ice sheet evolution - constraints from Marie Byrd Land, West Antarctica" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Geowissenschaften durchgeführt. Um das zukünftige Verhalten der antarktischen Eisschilde vorhersagen zu können, bedarf es eines generellen Verständnisses der Eisschild-Dynamik. Für das westantarktische Eisschild wird allgemein angenommen, dass es durch die Eigenschaften der unterlagernden Erdkruste beeinflusst wird. Wie dieses Zusammenspiel von Lithosphäre und Eisschilden aber genau funktioniert und ob es eine wechselseitige Beeinflussung gibt, ist noch weitgehend unbekannt. Darüber hinaus ist sowohl die langzeitliche geodynamische Entwicklung der Westantarktis als auch die langfristige Entwicklung des westantarktischen Eisschildes noch wenig erforscht. Ziel dieses Projektes war es, anhand von geophysikalischen und thermochronologischen Methoden die geodynamische Geschichte von Marie Byrd Land (Westantarktis) genauer zu beschreiben, vor allem in Hinblick auf Krustenstrukturen, Hebungs- und Abtragungsraten, Störungsaktivitäten und Entwicklung des geothermischen Gradienten. Darüber hinaus haben wir die kosmogene Nuklid-Methode eingesetzt, um Ausdünnungs- und Rückzugsraten der Gletscher Marie Byrd Lands zu rekonstruieren. Anhand der Kombination dieser drei Datensätze können räumliche und zeitliche Zusammenhänge von Geodynamik und Eisschild- Entwicklung erfasst werden. Unser Projekt soll zu einem besseren Prozess-Verständnis bezüglich der Zusammenhänge von Lithosphärendynamik, Oberflächenprozessen und Eisschilddynamik beitragen und somit verfeinerte Modelle zur zukünftigen Vorhersage von Vereisungsgeschichten ermöglichen. Der geophysikalische Anteil des Projekts umfasste seismische, gravimetrische und magnetische Messungen entlang des Kontinentalrandes von Marie Byrd Land und der Amundsen-Meer Bucht. Diese wurden im Jahre 2006 und 2010 im Rahmen von zwei Expeditionen des Forschungs-Eisbrechers Polarstern durchgeführt. Die Analyse seismischer Daten ergab, dass präglaziale Ablagerungen des inneren Kontinentalschelfs im Bereich des Wrigley Golfs (Zentral-Marie Byrd Land) mit höheren Winkeln in Richtung des offenen Ozeans einfallen als vergleichbare Ablagerungen aus anderen inneren Schelf-Bereichen der Antarktis. Dieser Befund legt einen Zusammenhang mit der Hebung Marie Byrd Lands nach dem Kontinentalaufbruch von Gondwana nahe. Unterstützt wird diese Interpretation auch durch die Modellierung gravimetrischer Daten unter Einbeziehung bereits publizierter Werte zur Beschaffenheit des oberen Erdmantels. Die thermochronologischen Daten zeigen, dass die Hebung des Marie Byrd Land Doms nur mit geringen Erosionsbeträgen einherging. Die neu gewonnenen thermochronologischen Daten erlauben auch, die Erosion und damit vermutlich auch die Hebung Marie Byrd Lands in einen zeitlichen Rahmen einzuordnen: obwohl die Datengrundlage nicht sehr umfangreich ist, deuten die Daten darauf hin, dass die Hebung erst um 20 Ma begann, also wesentlich später als bislang angenommen...
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| Bund | 40 |
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| Förderprogramm | 40 |
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| offen | 40 |
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