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2-year position for postdoctoral researcher (more information)

Ph.D. position in the field of Earth System Modeling (more information)

Summary
This project strives for a better understanding of the hydrologic evolution of the North-West African monsoon system over the Holocene, in particular during abrupt climate changes, and resolve causal factors, such as atmosphere-vegetation feedback and shifts in the monsoonal rainbelt due to sea surface temperature gradients. As a new scientific approach, we propose to quantitatively calibrate the hydrological signal based on compound-specific hydrogen isotope changes of plant lipids and apply this new paleoproxy to conduct paleo-hydrologic reconstructions at coastal North-West African key sites in high temporal resolution. These isotope analyses will be complemented by detailed climate modeling studies using an state-of-the-art Earth System model equipped to simulate isotopic fractionations in the hydrological cycle. For this project, the model will be further enhanced by a leaf-water module, allowing an improved direct proxy-model comparison. Different time-slice simulations will be performed to adequately cover the hydrologic evolution of the North African monsoon over the Holocene. Additionally, the sensitivity of continental hydrology to bio-geophysical feedbacks, variable sea surface temperatures and atmospheric CO2 changes will be evaluated.

 
Zusammenfassung
Ziel des Projekts ist ein besseres Verständnis der hydrologischen Entwicklung des Nordwest-Afrikanischen Monsunsystems, insbesondere während abrupter Klima-Wechsel, und die Bestimmung der dafür wichtigsten kausalen Faktoren, wie z. B. Rückkopplungsprozesse zwischen Atmosphäre und Vegetation sowie Verschiebungen der Niederschlagsmuster aufgrund von veränderten Ozeanoberflächentemperaturen. Als neuartigen wissenschaftlichen Ansatz schlagen wir vor, das hydrologische Signal von komponenten-spezifischen Wasserstoff-Isotopien in Pflanzenlipiden quantitativ zu kalibrieren und diesen neuen Paläoproxy an Schlüsselpositionen vor der Nordwest-Afrikanischen Küste in hoher zeitlicher Auflösung zu bestimmen. Diese Analysen sollen durch detaillierte Klima-Modellierungen mit einem aktuellen Erdsystemmodell, welches die Simulation von Isotopenfraktionierungen im hydrologischen Kreislauf erlaubt, komplementiert werden. Im Rahmen dieses Projekts wird das Modell um ein Blattwasser-Modul ergänzt, um einen verbesserten direkten Proxy-Modell-Vergleich zu ermöglichen. Um die hydrologische Entwicklung des Nord-Afrikanischen Monsuns im Holozän ausreichend zu erfassen, werden verschiedene Zeitscheiben-Experimente durchgeführt. Desweiteren wird die Sensitivität der kontinentalen Hydrologie auf bio-geophysikalischen Rückkopplungen, Änderungen von Ozeanoberflächentemperaturen und im atmosphärischen CO2 Gehalt anhand von geeigneten Simulationen abgeschätzt.

 
Principal Investigators

Enno Schefuß (MARUM, Bremen)

Martin Werner (AWI Bremerhaven)

Gerrit Lohmann (AWI Bremerhaven)

 
Website of the DFG Priority Programme 1266 "INTERDYNAMIK": http://www.geo.uni-bremen.de/interdynamik/