Thomas Felis, Augusto Mangini, Denis Scholz, Gerrit Lohmann

http://www.geo.uni-bremen.de/interdynamik/

Summary
We suggest identifying forcing mechanisms of seasonality and interannual to centennial climate variability in the Caribbean region during the Holocene, by analysing fossil corals from Bonaire and stalagmites from Cuba and Barbados, combined with climate model simulations. Based on oxygen isotope and Sr/Ca variations in corals, sub-seasonally resolved reconstructions of changes in both hydrologic balance and temperature at the sea surface will be generated for specific time intervals. Based on stable isotope variations in stalagmites, reconstructions of summer rainfall intensity in near-decadal resolution will be generated over several millennia. State-of-the-art climate models will be used to simulate Holocene climate evolution over several decades to millennia. Simulations of the hydrologic cycle (oxygen iso-topes) and surface temperature will identify forcing mechanisms responsible for changes in seasonality and interannual to centennial climate observed in the marine and terrestrial archives, which will be accurately dated by the 230Th/U method. The approach will quantify the natural range of climate on these timescales, and will unravel the role of El Niño-Southern Oscillation, Atlantic Multidecadal Oscillation, North Atlantic Oscillation and variations in insolation and Atlantic thermohaline circulation in the observed changes. This will contribute to successful predictions of future Caribbean climate.

 
Zusammenfassung
Wir schlagen vor, die Antriebsmechanismen für Saisonalität und zwischenjährliche bis jahrhundertjährige Klimaschwankungen im Gebiet der Karibik während des Holozäns durch die Analyse fossiler Korallen aus Bonaire und Stalagmiten aus Kuba und Barbados in Verbindung mit Klimamodellsimulationen zu identifizieren. Basierend auf Sauerstoffisotopen- und Sr/Ca-Schwankungen in Korallen werden subsaisonal aufgelöste Rekonstruktionen von Veränderungen sowohl des hydrologischen Gleichgewichts als auch der Temperatur an der Meeresoberfläche für ausgewählte Zeitintervalle erzeugt werden. Anhand der Schwankungen von stabilen Isotopen in Stalagmiten werden wir Rekonstruktionen der Intensität der sommerlichen Regenfälle in nahezu dekadischer Auflösung über mehrere Jahrtausende erstellen. Wir werden neue Klimamodelle benutzen, um die holozäne Klimaentwicklung über mehrere Dekaden oder gar Jahrtausende zu simulieren. Simulationen des Wasserkreislaufs (Sauerstoffisotope) und der Oberflächentemperatur werden die Antriebsmechanismen bestimmen, die für die in den marinen und terrestrischen Archiven beobachteten saisonalen und interannuellen bis jahrhundertjährigen Klimaveränderungen verantwortlich sind. Zur exakten Datierung wird die 230Th/U-Methode genutzt werden. Dieser Ansatz wird den natürlichen Klimaschwankungsbereich auf diesen Zeitskalen quantifizieren und aufdecken, welche Rolle die El Niño-Südliche Oszillation, die Atlantische Multidekadische Oszillation, die Nordatlantische Oszillation und Schwankungen in Sonneneinstrahlung und Atlantischer Thermohaliner Zirkulation in den beobachteten Veränderungen spielen. Dies wird zur erfolgreichen Vorhersage des zukünftigen Klimas der Karibik beitragen.

The overall strategy of the proposed project can be summarized as follows:

CORALS (Bonaire)

. Time-windows: several years to centuries

. Annual cycle, interannual to multidecadal variability

. Hydrologic balance and temperature at sea surface

. 230Th/U dating

STALAGMITES (Cuba, Barbados)

. Continuous records: several millennia

. Decadal to centennial variability

. Summer rainfall intensity (infiltration into karst aquifer)

. 230Th/U dating

CLIMATE MODELS

. Annual cycle, interannual to centennial variability

. Hydrological cycle (including oxygen isotopes) and surface temperature

. Identification of forcing mechanisms (ENSO, AMO, TAV, NAO, solar, THC)