Das Ziel von SPACE ist es, die räumliche und zeitliche Struktur von Klimaänderungen auf Zeitskalen von Jahren bis Jahrtausenden zu bestimmen, und diese zu nutzen, um Klimamodelle zu testen, unser Verständnis von Klimaschwankungen zu verbessern und eine solidere Basis für Klimarekonstruktionen bereitzustellen.

Direkte Beobachtungsdaten (z.B. von Wetterstationen) sind nur eine Momentaufnahme der Klimageschichte. Zwei Fortschritte erlauben uns inzwischen jedoch eine bessere Nutzung von Paläoklimaarchiven: (1) Die verbesserte Verfügbarkeit und der zunehmende Umfang von Paläoklimadaten und (2) die großen Fortschritte im Verständnis der Paläoarchivierungsprozesse (siehe auch das Projekt ECUS). Kürzlich haben wir zum Beispiel gezeigt (siehe Laepple and Huybers, 2014, PNAS), wie aus instrumentellen und Paläoklimadaten gemeinsam konsistente Abschätzungen regionaler Temperaturvariabilität geschaffen werden können, indem eine Invertierungsmethode auf den natürlichen Prozess der Klimadatenarchivierung angewendet wird.

Sowohl empirische Evidenzen als auch die Physik weisen auf eine enge Verbindung von Zeitskala und assoziierter räumlicher Ausdehnung von Klimaschwankungen hin. Während schnelle Variationen wie das Wetter regional sind, weisen die Wechsel zwischen Warm- und Eiszeiten eine global kohärente Komponente auf. SPACE wird diese angenommene Tendenz des Klimasystems, seine räumlichen Freiheitsgrade auf längeren Zeitskalen zu reduzieren, quantifizieren und diesen Zusammenhang verwenden, um die relativ wenigen, verrauschten und teilweise widersprüchlichen Paläoklimadaten besser zu interpretieren.

Das Projekt SPACE wird mithilfe einer systematischen Analyse von instrumentellen und von Paläoklimadaten:

(1) die räumlich-zeitliche Struktur von Klimaschwankungen auf Zeitskalen von Jahren bis Jahrtausenden bestimmen. Dies liefert einerseits die Grundlage für die systematische Darstellung vergangener Klimaveränderungen, und andererseits robuste Abschätzungen der Klimavariabilität auf verschiedenen räumlichen Skalen, gegen welche Klimamodelle getestet werden können.

(2) dazu beitragen, extern angetriebene von interner Klimavariabilität besser zu unterscheiden, indem deren unterschiedliche räumlich-zeitliche Struktur genutzt wird.

(3) die Beziehung zwischen mittleren Klimazuständen der Vergangenheit und den diesen Zuständen überlagerten Schwankungen untersuchen, um so etwas darüber vorhersagen zu können, wie sich die Stärke von Klimaschwankungen in einem wärmeren zukünftigen Klima verändert.

Diese Ansätze werden einen wichtigen Schritt in der Transformation der Paläoklimawissenschaften ermöglichen - kommend von der Datenbeschreibung, hin zu einer Nutzung der Daten für quantitative Tests von Klimamodellen und für das Systemverständnis selbst, um somit klarer in die Zukunft sehen zu können.

 

Verwandte Arbeitsgruppen:

ECUS