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 Marine Klimaforschung
Letzte Änderung
27.01.2015
 

Forschungsprofil

Bild: Birgit Schneider und Liya Jin diskutieren Ergebnisse einer Klimasimulation.

International und interdisziplinär forschen

Die Forschungsgruppe „Marine Klimaforschung” ist ein internationales Team mit guter technischer Ausstattung. Im Rahmen der beiden Arbeitsgruppen Paläoozeanografie & Paläoklima sowie Paläöklima Modellierung vereinen die Mitarbeiter Expertise in Geologie, Geochemie, Geografie, Physik, Paläontologie und Modellierung zu einem multidisziplinär ausgerichteten Forschungsteam.

Das Team untersucht Klimaprozesse anhand mariner Proxydaten (Klimaanzeiger) und Klimamodellsimulationen und betätigt sich darüber hinaus in der Methodenentwicklung. Dabei arbeitet es eng mit anderen renommierten Institutionen zusammen und erhält Forschungsförderung aus nationalen und internationalen Programmen wie der Exzellenzinitiative der Bundesrepublik Deutschland, dem Sonderforschungsbereich-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Verbundforschungs-Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und dem Rahmenprogramm für Forschung und Entwicklung der Europäischen Kommission.

Bild: Colour-Scanner

Die globale Umwelt systematisch erfassen

Das Forschungsgebiet der Arbeitsgruppe umfasst insbesondere die Untersuchung von

  • biogenen und mineralischen Stoffkreisläufen im Ozean
  • Stoffflüssen zwischen Kontinenten, Ozean und Atmosphäre unter sich verändernden Klimazuständen
  • Rückwirkungen geänderter Stoffkreisläufe auf die Klimaentwicklung
Bild: Zeitreihe aus Modellsimulation

Von der Vergangenheit bis in die Zukunft denken

Zeitlich betrachtet die Arbeitsgruppe vorwiegend die Vergangenheit, jedoch stets im Hinblick auf vergleichbare Prozesse in der Gegenwart und deren Bedeutung für die Zukunft. Anhand ausgewählter Zeiträume aus den vergangenen vier Millionen Jahren untersucht sie, wie das Klimasystem funktioniert und welche Zustände und Wechselwirkungen in früheren Zeiten herrschten. Die Untersuchung von früheren Warmzeiten ermöglicht z.B. Vergleiche mit der heutigen Warmzeit und der zukünftig zu erwartenden Entwicklung. Prozesse werden auf Zeitskalen von einigen Monaten (z.B. jahreszeitliche Entwicklung des Phytoplanktons) über Jahre (z.B. Variation von El Nino-La Nina Ereignissen) bis hin zu Jahrhunderten (z.B. atmosphärische CO2-Konzentrationen) und Jahrtausenden (Klimatrends) untersucht.

Bild: Bohrkernlager
Bild: Hochleistungsrecher der CAU

Proxydaten und Simulationen verknüpfen

Methodisch kommen einerseits quantitative Analyseverfahren für organische und anorganische Proxies (Anzeiger für Umweltparameter) aus marinen Sedimenten, andererseits ein globales gekoppeltes Atmosphären-Ozean Klimamodell (AOGCM) zum Einsatz.

Unter den Klimaproxies stehen im Vordergrund:

  • molekulare organische Verbindungen (u.a. Alkenone)
  • isotopisch-chemische Eigenschaften von Skeletten mariner Organismen (u.a. Foraminiferen)
  • mineralische Elementverhältnisse (u.a. Mg/Ca-Verhältnis)

Sie werden überwiegend in den zwei Laboren der Arbeitsgruppe, dem Biomarkerlabor und dem ICP-Massenspektrometrielabor, analysiert.


Das Klimamodell bildet unter anderem folgende Komponenten ab:

  • ozeanische und atmosphärische Zirkulation
  • Meereis
  • Marine Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe

Im Vordergrund der Untersuchungen steht die gemeinsame Betrachtung von empirischen Proxydaten und Ergebnissen der Modellsimulationen. Auf diesem Wege können Kenntnislücken einzelner Ansätze geschlossen werden, mit dem Ziel, Rekonstruktionsmethoden wie auch Modelle zu optimieren.