Forschungseinheit 1a (Thema 1)

Die Polare Atmosphäre und die Kryosphäre in einem wechselnden Klima

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 zeitgenössischen Variabilität und Veränderungen in der Atmosphäre und Kryosphäre, und ihre Wechselwirkung mit dem Polaren Ozean. Die wichtigsten Fragen konzentrieren sich auf die Wechselwirkungen der polaren Atmosphäre mit dem Meereis, dem Ozean und dem Festland sowie auf die Eis-Massenbilanz, den Kreislauf des Gewächshausgases Methan und die Anfälligkeit des arktischen Permafrost-Kohlenstoff-Pools.

Um diese Fragen zu beantworten, verwenden wir Feld-und Labor-Messungen, Fernerkundung, und numerische Modellierung mit besonderem Schwerpunkt auf Langzeitbeobachtungen. Durch langfristige Beobachtungen der wichtigsten atmosphärischen Prozesse erzielten wir ihre Umsetzung in globale Modelle, die Verbesserung der Klima- sowie der nördlichen Wetterprognosen. Wir entdeckten, 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 Schelfeisen hin, mit starken Auswirkungen auf den globalen Meeresspiegel. Es wurde festgestellt, dass das Abtauen von Permafrost, 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 gefrorenem Landschaften

Mission statement: A combination of in-situ process studies, long-term climate process monitoring, regional and global climate modelling will be applied 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 Dauerfrostböden: Kohlenstoff-, Energie-, und Wasserflüsse

Mission statement: To identify and quantify key processes and parameters influencing and controlling the vulnerability of the Arctic permafrost carbon pools to future climate change.

Principal Investigators: Guido Grosse, Ulrike Herzschuh