Forschungseinheit 1a (Thema 1)

Die Polare Atmosphäre und die Kryosphäre im Klimawandel

Polarregionen sind am stärksten vom Klimawandel betroffen, doch gehören sie zu den am wenigsten untersuchten Teilen des Erdsystems. Ein Verständnis der Rolle der hohen Breiten im Erdsystem, zum Beispiel ihre Auswirkungen auf den Meeresspiegel, erfordert die Quantifizierung der heutigen Variabilität sowie des Beschreibens von Veränderungen in der Atmosphäre und Kryosphäre, und ihrer Wechselwirkungen mit den polaren Ozeanen.

Die wichtigsten Fragen konzentrieren sich auf die Wechselwirkungen der polaren Atmosphäre mit dem Meereis, dem Ozean und dem Festland sowie auf die Massenbilanz der Eisbildung, den Kreislauf des Treibhausgases Methan und die Stabilität des arktischen Permafrost-Kohlenstoff-Pools. Um diese Fragen zu beantworten, verwenden wir Feld- und Labormessungen, Fernerkundung und numerische Modellierung mit besonderem Schwerpunkt auf Langzeitbeobachtungen.

Durch langfristige Beobachtungen der wichtigsten atmosphärischen Prozesse und deren Implementierung in globale Modelle, konnten die Klima- sowie die nördlichen Wetterprognosen wesentlich verbessert werden. Wir konnten zeigen, dass das basale Schmelzen, die Saisonalität des Kalbens sowie die interne Struktur des Eises, die Dynamik der Eisströme auf Grönland bestimmen, was auch zum ersten Bohrprojekt auf einem Eisstrom (Gletscher) führte.

Neuere Eis-Ozean-Modellierung deutet auf eine irreversible Erwärmung in den Antarktischen Eisschelfen hin, mit starken Auswirkungen auf den globalen Meeresspiegel. Es wurde festgestellt, dass das Abtauen von Permafrost die regionale Ökologie, die Stabilität des Bodenkohlenstoffhaushalts, die regionale Hydrologie und Küstenerosion stark beeinflusst.

Workpackages (WP)

WP 1: Die polare Atmosphäre und ihre Wechselwirkungen mit Meereis, Ozean und gefrorenen Landschaften

Mission statement: To combine in-situ process studies, long-term climate process monitoring, regional and global climate modelling to improve the current insufficient understanding of the polar climate system.

Principal Investigators: Markus Rex, Christof Luepkes

WP 2: Eisschilddynamik und Massenbilanz

Mission statement: To further quantify driving factors for changing ice dynamics by performing theoretical, numerical and experimental process and system studies and contribute to refined mass balance estimates.

Principal Investigators: Angelika Humbert, Frank Wilhelms

WP 3: Degradierende Landschaften mit Permafrostböden: Kohlenstoff-, Energie-, und Wasserflüsse

Mission statement: This work package provides a structure to develop decision-relevant, sound scientific knowledge regarding regional climate, coastal and polar issues for different user groups, as well as climate services to adapt to climate change for government, administration and business.

Principal Investigators: Guido Grosse, Ulrike Herzschuh