Max-Planck-Institut für Meteorologie

Max-Planck-Institut für Meteorologie

Die Sorge um Klimaänderungen durch den Menschen und das lückenhafte Wissen über die Klima-Dynamik führten 1975 zur Gründung des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg. Seitdem untersuchen hier Wissenschaftler, wie physikalische, chemische und biologische Prozesse sowie menschliches Verhalten zu globalen und regionalen Klimaänderungen beitragen. Sie entwickeln numerische Modelle und Messmethoden, um die natürliche Variabilität der Atmosphäre, des Ozeans und der Biosphäre zu erklären und den Einfluss von veränderter Landnutzung, industrieller Entwicklung, Verstädterung und anderen menschlichen Einflüssen abzuschätzen. Zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und dem Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz arbeiten sie an einer besseren Darstellung der chemischen und biologischen Faktoren, die die Konzentrationen der Treibhaus- und anderer Spurengase in der Atmosphäre sowie deren Wechselwirkung mit der terrestrischen und marinen Biosphäre bestimmen.

Kontakt

Bundesstr. 53
20146 Hamburg
Telefon: +49 40 41173-0
Fax: +49 40 41173-298

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS on Earth System Modelling

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

„Die Erwärmung hört nicht auf"
Thorsten Mauritsen vom Max-Planck-Institut für Meteorologie ermittelt, wie viel Zeit noch bleibt, um das Pariser Klimaziel zu erreichen mehr
Zeitfenster für das 1,5-Grad-Ziel schließt sich
Bei einem sofortigen Stopp aller klimarelevanten Emissionen würde sich die Erde allein in diesem Jahrhundert um etwa 1,1 Grad erwärmen mehr
„Der Bedarf von Kommunen ist enorm“

„Der Bedarf von Kommunen ist enorm“

Forschungsmeldung 27. März 2017
Der globale Klimawandel hat mehr Einfluss auf regionale Wasserressourcen, auf die Energie- und Landwirtschaft in Deutschland als bislang angenommen. Wir sprachen dazu mit Stefan Hagemann, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. mehr
Mehr Regen im Winter, mehr Dürren im Sommer

Mehr Regen im Winter, mehr Dürren im Sommer

Forschungsmeldung 22. März 2017
Ein neuer Bericht des Climate Service Center Germany fasst zusammen, wie sich der Klimawandel auf den Wasserkreislauf in Deutschland auswirkt. mehr
Mein Beitrag zur arktischen Eisschmelze

Mein Beitrag zur arktischen Eisschmelze

Forschungsmeldung 3. November 2016
Messungen decken den Zusammenhang zwischen individuellem CO2-Ausstoß und dem Rückgang des arktischen Sommereises auf mehr
<p>Warmes Mittelmeer lässt Sahel ergrünen</p>
Der menschengemachte Klimawandel trägt dazu bei, dass feuchte mediterrane Luft den westafrikanischen Monsun anfacht mehr
Wähler wollen erpresserische Repräsentanten
Ein Klimaspiel und ein spieltheoretisches Modell zeigen, dass Probanden Repräsentanten mit erpresserischer Verhandlungsstrategie bevorzugen mehr
„Die Forderungen liegen auf dem Tisch“

„Die Forderungen liegen auf dem Tisch“

Forschungsmeldung 25. November 2015
Am kommenden Montag beginnt der UN-Klimagipfel in Paris. Welche Erwartungen haben Politiker und Wissenschaftler an diese Großveranstaltung? Vor welche Herausforderungen stellt die globale Erwärmung die Menschheit auf globaler, aber auch auf lokaler Ebene? mehr
Das Rundum-Klimapaket

Das Rundum-Klimapaket

Forschungsmeldung 10. Februar 2015
Die Erderwärmung verändert die Welt – ökologisch, ökonomisch und politisch. Klimadienste wollen Entscheidungsträgern helfen, auf den vielfältigen Wandel angemessen zu reagieren. Unsere Autoren waren maßgeblich am Aufbau des Climate Service Center in Hamburg beteiligt. mehr
Erwärmungspause: Die Klimamodelle machen keinen systematischen Fehler
Nach der Jahrtausendwende hat sich die Erde erst einmal kaum erwärmt – warum Klimamodelle das nicht vorhersagten, wird nun klarer. mehr
„Ich zweifle daran, dass wir das Zwei-Grad-Ziel einhalten werden“
Interview mit Jochem Marotzke vom Max-Planck-Institut für Meteorologie zum 5. Sachstandsbericht des IPCC mehr

Klimaschutz ist den Menschen nicht viel wert

Forschungsmeldung 20. Oktober 2013
Ohne weitere Anreize wird egoistisches Verhalten weiterhin dominieren mehr
Der Klimawandel macht nur Pause

Der Klimawandel macht nur Pause

Forschungsmeldung 22. Mai 2013
Die Erderwärmung geht weiter, auch wenn die schlimmsten Prognosen weniger wahrscheinlich werden mehr
Kein Weg zurück: Durch Geo-Engineering entsteht ein neues Klima
Durch menschliche Eingriffe lässt sich der ursprüngliche klimatische Zustand nicht wiederherstellen mehr
Warum das Meereis im Norden schmilzt und im Süden wächst
Der Meereisrückgang in der Arktis ist kein Zufall mehr
Die Atlantikzirkulation bleibt vorerst stabil

Die Atlantikzirkulation bleibt vorerst stabil

Forschungsmeldung 5. Januar 2012
Weltweit erste Vorhersage der Umwälzbewegung in einem Ozean: Die Strömungen im Atlantik werden sich in den nächsten vier Jahren nicht auffällig ändern mehr
„Klimaschutz als Mitnahmeeffekt“

„Klimaschutz als Mitnahmeeffekt“

Forschungsmeldung 28. November 2011
Ein Interview mit Jochem Marotzke zur UN-Klimakonferenz in Durban mehr
Per Zeitmaschine in die Klimageschichte

Per Zeitmaschine in die Klimageschichte

Forschungsmeldung 28. November 2011
Klimaforscher rekonstruieren den Zusammenhang von atmosphärischer Kohlendioxid-Konzentration und mittlerer Erdtemperatur in der Vergangenheit, um Klima-Prognosen zu verbessern.
mehr
Ein Erfolgsrezept für Klimakonferenzen?

Ein Erfolgsrezept für Klimakonferenzen?

Forschungsmeldung 16. November 2011
Die Aussicht auf mittelfristige Schäden durch den Klimawandel könnten arme und reiche Länder dazu bringen, die Emissionen an Kohlendioxid wirksam zu reduzieren mehr
Das Schicksal des großen Regens

Das Schicksal des großen Regens

Forschungsmeldung 23. September 2011
Pankaj Kumar, Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, erforscht das Wechselspiel aus Trockenzeit und Monsun in Indien. Er will herausfinden, wie es mit dem Wasserhaushalt künftig bestellt sein wird. Dabei hilft das Computerprogramm REMO, das Daniela Jacob und ihr Team am Hamburger Max-Planck-Institut entwickelt haben. mehr
Hoffnung für arktisches Meereis

Hoffnung für arktisches Meereis

Forschungsmeldung 7. Februar 2011
Neuen Berechnungen zufolge ist der Rückgang des Sommereises in der Arktis prinizipiell noch zu stoppen mehr
Wettkampf mit Wind und Wolken

Wettkampf mit Wind und Wolken

Forschungsmeldung 22. Dezember 2010
Thorsten Mauritsen vom Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie arbeitet mit Klimamodellen. Als Hobbypilot erfährt er das Zusammenspiel von Wind, Wolken und Turbulenzen aber auch hautnah im Cockpit seines Segelflugzeugs. mehr
Emissionen neu berechnet

Emissionen neu berechnet

Forschungsmeldung 29. Juli 2010
Forscher errechnen, wie viel Kohlendioxid der Mensch emittieren darf, um zwei Grad Erderwärmung nicht zu überschreiten mehr
Landwirtschaft pflügt das Klima um

Landwirtschaft pflügt das Klima um

Forschungsmeldung 15. Februar 2010
Seit der Erfindung von Ackerbau und Viehzucht wandelt der Mensch natürliche Vegetation in Acker- und Weideland um. Die Pflanzengemeinschaften der Kontinente bestimmen jedoch unser Klima auf vielfältige Weise mit. mehr
Mehr Treibhausgas mal ohne Mensch

Mehr Treibhausgas mal ohne Mensch

Forschungsmeldung 26. Januar 2010
Klimaforscher erklären den Kohlendioxid-Anstieg vor der Industrialisierung. Viele Fragen zu Warmzeiten bleiben offen mehr
Nach mir die Sintflut

Nach mir die Sintflut

Forschungsmeldung 4. Dezember 2009
Beim Klimagipfel in Kopenhagen ist die Politik gefordert / Freiwilligkeit führt beim Klimaschutz nicht zum Ziel mehr
Bremsen Staubpartikel die Klimaerwärmung?

Bremsen Staubpartikel die Klimaerwärmung?

Forschungsmeldung 1. Oktober 2009
Meteorologen fordern, den Einfluss von Aerosolen auf die Wolkenbildung neu zu erforschen mehr
Klimawandel: Von Kipp-Prozessen und anderen Unwägbarkeiten
Ein Interview mit Jochem Marotzke vom Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie. Von Michael Engel mehr
Das Spiel mit dem Klima

Das Spiel mit dem Klima

Forschungsmeldung 18. Februar 2008
Klimaschutz kann gelingen, auch wenn jeder nur an sich selbst denkt mehr
Gewinn muss nicht klimpern

Gewinn muss nicht klimpern

Forschungsmeldung 1. März 2006
Plöner und Hamburger Max-Planck-Forscher finden Zusammenhang zwischen öffentlicher Anerkennung und der Bereitschaft, das Klima zu schützen mehr
Klimaänderung so rasant wie noch nie

Klimaänderung so rasant wie noch nie

Forschungsmeldung 29. September 2005
Hamburger Klimaforscher präsentieren die neuesten Prognosen für den Klimawandel im 21. Jahrhundert mehr
Das Klima aus der Luftdruckschaukel

Das Klima aus der Luftdruckschaukel

Forschungsmeldung 14. Mai 2004
Anthropogen verursachte Treibhausgase beeinflussen die Nordatlantische Oszillation heute ähnlich wie erdgeschichtliche Veränderungen der Umlaufbahn um die Sonne mehr
Über Kyoto hinaus: Klimawandel braucht langfristige Politik
Europäische Klimaforscher fordern langfristige Vorgaben für den Übergang zu einer emissionsfreien globalen Wirtschaft mehr
Nur &quot;saubere&quot; Wasserstoffwirtschaft hilft Weltklima stabilisieren
Neues Computermodell des Max-Planck-Instituts für Meteorologie zeigt: Massiver Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen könnte weltweit für sauberere Luft sorgen und bei der Umsetzung des Kyoto-Protokolls helfen mehr

Nirgendwo macht sich der Klimawandel so deutlich bemerkbar wie in der Arktis. Die Menge des Meereises hat hier in den vergangenen Jahrzehnten drastisch abgenommen. Diesen Schwund haben Klimamodelle lange nicht in seinem ganzen Ausmaß erfasst. Das ändert sich nun – nicht zuletzt, weil Dirk Notz und seine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg immer besser verstehen, welche Prozesse die Bildung und das Schmelzen des Meereises beeinflussen.

Der Mensch hat mit der Industrialisierung ein bedrohliches Grossexperiment gestartet, dessen Folgen laÅNngst noch nicht abzusehen sind. Mit dem massiven Ausstoss von Kohlendioxid heizt er der Erde ein. Aber nicht nur das: Die erhöhte Konzentration des Treibhausgases in der Luft lässt auch die Ozeane versauern. Welche Konsequenzen das haben könnte, erforschen Tatiana Ilyina und ihre Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg.

Nirgendwo macht sich der Klimawandel so deutlich bemerkbar wie in der Arktis. Die Menge des Meereises hat hier in den vergangenen Jahrzehnten drastisch abgenommen. Diesen Schwund haben Klimamodelle lange nicht in seinem ganzen Ausmaß erfasst. Das ändert sich nun – nicht zuletzt, weil Dirk Notz und seine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg immer besser verstehen, welche Prozesse die Bildung und das Schmelzen des Meereises beeinflussen.

Im Atlantischen Ozean arbeitet eine gigantische Wärmepumpe: Tropische Wassermassen strömen gen Norden und versorgen Europa mit einem angenehm warmen Klima. Jochem Marotzke, Direktor am Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie, hat diese Strömung berechnet und damit die Basis für ein verbessertes Klimamodell geschaffen.

Wie wird das Klima in zehn oder 15 Jahren aussehen? Auf diese Frage haben Forscher bisher keine befriedigende Antwort – vor allem, weil zufällige Veränderungen in diesen mittelfristigen Zeiträumen eine große Rolle spielen. Eine natürliche Schwankung ist wahrscheinlich auch die Ursache dafür, dass die Temperaturen seit 15 Jahren kaum ansteigen. Jochem Marotzke vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und Kollegen in ganz Deutschland arbeiten intensiv an einem System, das zuverlässige Prognosen für die kommenden Jahre liefert.
Die Erderwärmung verändert die Welt – ökologisch, ökonomisch und politisch. Klimadienste wollen Entscheidungsträgern helfen, auf den vielfältigen Wandel angemessen zu reagieren. Unsere Autoren waren maßgeblich am Aufbau des Climate Service Center in Hamburg beteiligt. Im Folgenden stellen sie die Arbeit dieser Art von Einrichtungen vor und schildern die Herausforderungen für die Kommunikation.
Weiße Kappen oben und unten – zu unserem Bild des Blauen Planeten gehören sie ganz selbstverständlich dazu. Doch wie lange noch? Zumindest für den Nordpol, dessen Bedeckung vollständig aus Meereis besteht, muss man diese Frage stellen. Denn nirgendwo auf der Erde ist der Klimawandel so sichtbar wie in der Arktis. Noch nie, seit es verlässliche Aufzeichnungen gibt, war das Septemberminimum – die Ausdehnung des arktischen Meereises am Ende des Sommers – so gering wie im Jahr 2012. Das Eis der Arktis ist aber nicht nur ein Indikator für Klimaänderungen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimasystem: Je kleiner die Eisflächen im arktischen Sommer werden, desto weniger Sonneneinstrahlung wird reflektiert, und desto mehr wird vom eisfreien Ozean absorbiert. Im Winter isoliert Eis das verhältnismäßig warme Wasser von der sehr viel kälteren Luft; ohne diesen „Deckel“ gäbe der Ozean gigantische Mengen an Wärme an die Atmosphäre ab. Die Eisbedeckung ist somit für die Temperaturen am Nordpol von größter Bedeutung. Die Rolle des Meereises, seine komplexe innere Struktur und damit die Bedingungen für seine Bildung und Beständigkeit möchte Dirk Notz am Max-Planck Institut für Meteorologie in Hamburg aufklären. Unter anderem messen er und sein Team dazu auf den Eisschollen die Dicke des Eises sowie seine Zusammensetzung aus Süßwassereis, Salzsole und Gaseinschlüssen. Alle Daten fließen in komplexe numerische Simulationen ein. Wichtigste Erkenntnis bisher: Anders als befürchtet, scheint es im Klimasystem keinen Kipp-Punkt zu geben, ab dem der totale Verlust der arktischen Eiskappe nicht mehr zu verhindern ist. Nach den Modellrechnungen ist der Zustand des Meereises jederzeit eng an die vorherrschenden Klimabedingungen gebunden. Das bedeutet aber auch: Steigen die Treibhausgas-Emissionen weiter so wie bisher, wird die Arktis spätestens zum Ende des Jahrhunderts im September komplett eisfrei sein.
Der hydrologische Kreislauf verteilt unermüdlich Wasser zwischen Land, Ozean, Atmosphäre und Kryosphäre. Wie das im Detail geschieht, erforschen Stefan Hagemann und seine Kollegen am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. Dabei untersuchen sie Rückkopplungen zwischen Feuchtgebieten, künstlicher Bewässerung, Permafrost und Klima.
Der Mensch hat mit der Industrialisierung ein bedrohliches Großexperiment gestartet, dessen Folgen längst noch nicht abzusehen sind. Mit dem massiven Ausstoß von Kohlendioxid heizt er der Erde ein. Aber nicht nur das: Die erhöhte Konzentration des Treibhausgases in der Luft lässt auch die Ozeane versauern. Welche Konsequenzen das haben könnte, erforschen Tatiana Ilyina und ihre Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg.
Seit Landpflanzen die Kontinente besiedeln, gibt es auf der Erde Feuer. Doch bisher ist erstaunlich wenig darüber bekannt, welche Rolle Feuer im Klimasystem spielt – und das, obwohl Brände mit ihren Emissionen das Klima schon immer beeinflusst haben. Diese Lücke will Silvia Kloster vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg schließen. Sie erforscht die komplizierte Beziehung zwischen Feuer und Klima. In diesem Geflecht spielt auch der Mensch eine entscheidende Rolle.
Im Atlantischen Ozean arbeitet eine gigantische Wärmepumpe: Tropische Wassermassen strömen gen Norden und versorgen Europa mit einem angenehm warmen Klima. Jochem Marotzke, Direktor am Hamburger Max-Plank-Institut für Meteorologie, hat diese Strömung berechnet und damit die Basis für ein verbessertes Klimamodell geschaffen.
Forscher der Max-Planck-Institute für Evolutionsbiologie in Plön und für Meteorologie in Hamburg weisen einen Weg aus den festgefahrenen Klimakonferenzen.
Der Süden Europas wird mit dem Klimawandel sehr wahrscheinlich deutlich trockener. Doch ausgerechnet in der Sahara könnten sich bei einer mäßigen Erderwärmung Pflanzen ausbreiten – so wie es auch in der Vergangenheit ab und an geschah. Martin Claußen, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie, simuliert das Wechselspiel von Klima und Vegetation.
Wenn Klimaforscher in die Vergangenheit blicken, wollen sie für die Zukunft lernen. Daher rekonstruieren Victor Brovkin und seine Mitarbeiter am Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie historische Klimaveränderungen.
Der Monsun versorgt Indiens Landwirtschaft mit dem nötigen Wasser. Wie beeinflusst der Klimawandel die Regenzeit?
Zur Person: Thorsten Mauritsen
Mit Ackerbau und Viehzucht hat der Mensch das Klima auch schon vor der Industrialisierung verändert, wenn auch in viel kleinerem Ausmaß als heute.

Dirk Notz

MPF 2 /2008 Umwelt & Klima
Für alle Fragen rund ums Klima begeistert sich Dirk Notz, der seit Kurzem eine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg leitet, aus vielen Gründen – auch wegen der Naturerfahrung, die er bei den abenteuerlichen Expeditionen in die Arktis macht.

Wiederaufforstung ist eine vieldiskutierte Maßnahme, um dem Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre entgegenzuwirken. Bisherige Studien bezogen sich oft auf eine Umkehr der Effekte vergangener Entwaldung. Die hier vorgestellten globalen Modellsimulationen zeigen aber, dass in einem zukünftigen warmen, CO2-reichen Klima das Potenzial zur Speicherung von Kohlendioxid (CO2) durch Wiederaufforstung stärker sein könnte als vermutet. Eine Anpassung an den Klimawandel wird weiterhin notwendig sein, wenngleich die Wiederaufforstung Klimaextreme abschwächen kann.

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ICON: Ein neues Modell für die Untersuchung der Rolle kleiner Wolken im globalen Klimasystem

2016 Giorgetta, Marco(1); Stevens, Bjorn(1); Dipankar, Anurag(1), Adamidis, Panos(2) (1): Max-Planck-Institut für Meteorologie (2): Deutsches Klimarechenzentrum
Geoforschung Klimaforschung

Mit der Entwicklung des neuen Atmosphärenmodells ICON wurden zwei wichtige Verbesserungen gegenüber älteren Modellen erreicht. Einerseits ermöglicht die Wahl der nicht-hydrostatischen Gleichung die Simulation selbst kleinräumiger Zirkulationen in Kumuluswolken und deren Umgebung. Andererseits wurden die numerischen Methoden so gewählt, dass sich massiv parallele Supercomputer maximal nutzen lassen. Beides zusammen eröffnet neue Perspektiven in der Erforschung der Dynamik von Kumuluswolken und deren Wechselwirkung mit großskaligen Zirkulationen und dem globalen Klima.

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Beobachtungen deuten für die globale Oberflächentemperatur seit 1998 ein Plateau an, wohingegen die meisten Klimamodelle weiterhin eine Erwärmung simulieren. Woher kommt dieser Unterschied? Reagieren die Klimamodelle zu empfindlich auf die Erhöhung von Treibhausgaskonzentrationen wie der von CO2 und überschätzen somit den Klimawandel systematisch? Oder entsteht die Diskrepanz eher zufällig? Eine soeben erschienene Studie aus dem Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) gibt eine klare Antwort: Es gibt keinen Beleg für einen systematischen Modellfehler.

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Wie Nährstoffmangel den Klimawandel beschleunigen kann

2014 Goll, D. S.; Brovkin, V.
Geoforschung Klimaforschung

Erdsystemmodelle berücksichtigen nicht, dass wichtige Pflanzennährstoffe nur in begrenztem Maße zur Verfügung stehen. Das ist problematisch, da etwa ein Drittel der menschlichen Kohlendioxidemissionen von Pflanzen aufgenommen wird, und dies nur geschieht, wenn genügend Nährstoffe vorhanden sind. Die hier vorgestellte Modellstudie berücksichtigt erstmals die Verfügbarkeit von Phosphor und Stickstoff. Sie zeigt, dass eine Vernachlässigung dieser Verfügbarkeit dazu führt, dass Modelle die zukünftige CO2-Aufnahme durch Pflanzen deutlich überschätzen. Dies beschleunigt den Klimawandel.

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Zum Verständnis des Einflusses kleinskaliger Turbulenz auf Stratocumulus-Wolken

2014 Mellado, Juan-Pedro
Geoforschung Klimaforschung
Turbulenz durchmischt die atmosphärische Grenzschicht mit der darüberliegenden freien Troposphäre. Dieser Prozess ist insbesondere wichtig, wenn Stratocumulus-Wolken die atmosphärische Grenzschicht bedecken. Details dieses Mischungsprozesses wurden mittels direkter numerischer Simulation untersucht. Insbesondere die Durchmischung aufgrund von Verdunstungsabkühlung und Scherung sowie durch Strahlungsabkühlung der oberen Wolkenschicht wurden separat quantifiziert, was eine Abschätzung der relativen Stärke dieser Prozesse aufgrund von Eigenschaften innerhalb und oberhalb der Wolke ermöglicht. mehr

Biogeochemie des Ozeans im Rahmen von Klima-Engineering

2013 Ilyina, Tatiana
Geoforschung Klimaforschung

Klima-Engineering verwendet technische Methoden, um den Klimawandel zu begrenzen, ohne die menschengemachten CO2-Emissionen zu senken. Eine dieser Methoden ist die künstliche Erhöhung der Alkalinität, das heißt des Säurebindungsvermögens von Meerwasser, um das vermehrte CO2 aufzunehmen und die Ozeanversauerung zu begrenzen. Berechnungen mit einem globalen Biogeochemie-Modell zeigen, dass ein künstlicher Eintrag von Alkalinität das Zweihundertfache des natürlichen Eintrags betragen müsste, um den Säuregrad des Ozeans nahe dem heutigen Wert zu halten. Die Nebenwirkungen wären erheblich.

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Auswirkungen der Bewässerung auf den südasiatischen Monsun

2012 Hagemann, Stefan; Saeed, Fahad
Klimaforschung
Der indische Subkontinent stellt die am stärksten bewässerte Region der Welt dar. Mit dem regionalen Klimamodell REMO wird gezeigt, dass die Bewässerung einen deutlichen Einfluss auf den Monsun hat. Mit Bewässerung wird nicht nur ein Modelldefizit in Temperatur und Bodendruck über NW-Indien/Pakistan reduziert, sondern es bewirkt auch, dass Tiefdruckgebiete von der bengalischen Bucht tiefer ins Landesinnere bis nach Pakistan vordringen können. Dieser Prozess wird ohne Bewässerung unterdrückt. Daher ist deren Berücksichtigung in Klimamodellen für eine realistische Monsun-Simulation notwendig. mehr

Begrenzter Klimaeinfluss von extrem großen Vulkaneruptionen

2011 Timmreck, Claudia
Klimaforschung
Sehr große Vulkaneruptionen werden mit globalen Klimaveränderungen, biotischen Umwälzungen, und für die Toba-Eruption vor 74.000 Jahren, auch mit einem „Beinahe-Aussterben“ der Menschheit in Verbindung gebracht. Eine der größten Unsicherheiten in der Berechnung des Klimaeffektes ist die zeitliche Entwicklung der Aerosolgrößenverteilung. Mikrophysikalische Prozesse führen bei extrem großen Eruptionen zur Bildung sehr großer Teilchen, die relativ schnell aus der Atmosphäre ausfallen. Berücksichtigt man dies in Modellsimulationen, ist der berechnete Klimaeinfluss geringer als bisher vermutet. mehr

Das große Schmelzen: Meereis im Klimawandel

2010 Notz, Dirk
Geoforschung Klimaforschung
Das arktische Meereis gibt der Wissenschaft zurzeit einige Rätsel auf: Nach einem unerwartet starken Rückgang im Sommer 2007 hat sich die eisbedeckte Fläche 2008 und 2009 wieder etwas erholt. Wissenschaftler am MPI für Meteorologie untersuchen, wie dieses Auf und Ab zu erklären ist – und was die Ergebnisse für die zukünftige Entwicklung des Lebensraums von Eisbären und Robben erwarten lassen. Für ihre Arbeit benutzen die Wissenschaftler ausgefeilte Computermodelle, sind aber auch selbst in der Arktis vor Ort, um die physikalischen Eigenschaften von Meereis besser zu verstehen. mehr

Vorindustrielle Landwirtschaft: Klimawandel ohne Öl und Kohle

2009 Pongratz, Julia; Reick, Christian H.
Geoforschung Klimaforschung
Die Vegetationsbedeckung der Kontinente hat entscheidenden Einfluss auf das Klima. Durch die Aufnahme von CO2 spielen Pflanzen eine zentrale Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Zudem beeinflussen sie den Austausch von Energie, Wasser und Impuls zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche. Durch Landnutzung greift der Mensch in diese Prozesse ein. Die hier vorgestellte Studie untersucht die Ausbreitung der Landwirtschaft im letzten Jahrtausend. Es zeigt sich, dass der Mensch schon vor Beginn der Industrialisierung insbesondere auf regionaler Ebene starken Einfluss auf das Klima genommen hat. mehr
Schwebeteilchen in der Atmosphäre, so genannte Aerosole, reflektieren Sonnenlicht und verändern Eigenschaften von Wolken. Im globalen Mittel wirkt aus Verschmutzung stammendes anthropogenes Aerosol durch diese direkten und indirekten Effekte abkühlend auf das Klima. Die hier vorgestellten Studien, die neue Fernerkundungsdaten verwenden, zeigen, dass sowohl für den direkten als auch für den indirekten Effekt in früheren Abschätzungen der Klimaeinfluss der anthropogenen Aerosole zu hoch angesetzt wurde. mehr

Die Stabilität der atlantischen Umwälzbewegung

2007 Jungclaus, Johann; Baehr, Johanna; Haak, Helmuth; Jacob, Daniela; Koenigk, Torben; Marotzke, Jochem
Geoforschung Klimaforschung
Die Entwicklung und Stabilität der atlantischen Umwälzbewegung unter globaler Erwärmung wird mit dem Klimamodell des Max-Planck-Instituts für Meteorologie untersucht, einschließlich der Mess- bzw. Nachweisbarkeit einer solchen anthropogenen Veränderung. Für realistische Projektionen der Klimaentwicklung im 21. Jahrhundert ergibt sich eine 30-42%-ige Abschwächung, aber kein Zusammenbruch der Umwälzbewegung. Die starke natürliche Variabilität auf Zeitskalen von Tagen bis Jahrzehnten erfordert kontinuierliche Langzeitbeobachtungen im Atlantik, um eine eventuelle Abschwächung entdecken zu können. mehr

Partnerschaft „Erdsystemforschung“

2006 Marotzke, Jochem; Andreae, Meinrat; Heimann, Martin
Geoforschung Klimaforschung
Erdsystemforschung ist die Wissenschaft des Globalen Wandels, ob natürlich erzeugt oder vom Menschen gemacht. Erdsystemforschung erfordert die Verschmelzung früher getrennter wissenschaftlicher Disziplinen sowie das Erkennen der Erde als ein System miteinander wechselwirkender Kompartimente. Messungen vor Ort, Satellitenfernerkundung sowie numerisches Modellieren sind die Grundpfeiler der Erdsystemforschung und haben in den zurückliegenden Jahren dramatische Fortschritte erfahren. Die Partnerschaft „Erdsystemforschung“ ist der Verbund der Max-Planck-Institute, die sich der Erdsystemforschung widmen, mit zusätzlichen Beiträgen von mehreren Max-Planck- sowie anderen Instituten. mehr

Ferntransport von persistenten Chemikalien und Verteilung über verschiedene Umweltmedien – Modelluntersuchungen

2006 Lammel, Gerhard; Semeena, V.S.; Feichter, Johann; Guglielmo, Francesca; Leip, Adrian
Chemie Geoforschung
Viele Schadstoffe zeichnen sich durch eine Kombination aus schwerer Abbaubarkeit (Persistenz) und hoher Mobilität aus. Sie sind mittelflüchtig, d. h. sie verteilen sich über die Umweltmedien Boden, Wasser, Luft und werden über weite Strecken transportiert. Klima und Stoffeigenschaften wirken in komplexer Weise zusammen und bestimmen globale Transportwege und Verteilung dieser Stoffe, zu denen die so genannten persistenten organischen Schadstoffe (persistent organic pollutants, POPs) und weitere Pestizide und Industriechemikalien zählen. Um Informationen über ihr Umweltverhalten, d. h. Transporte und Umwandlungen, zu gewinnen, muss man Böden, Vegetation, Luft, Ozeane und Eis mit in die Untersuchungen einbeziehen. Von der Gruppe Aerosolchemie des Max-Planck-Instituts für Meteorologie wurde Verteilung, Persistenz und Ferntransport-Potenzial (Reichweite) von einigen POPs mithilfe eines globalen Multikompartiment-Modells, das auf einem allgemeinen Zirkulationsmodell der Atmosphäre aufbaut, studiert. mehr

Zur Rolle von Rußpartikeln im Klimasystem

2005 Feichter, Johann
Chemie Klimaforschung
Seit Beginn der industriellen Revolution sind aufgrund der starken Nutzung fossiler Energieträger, intensiven Ackerbaus und des wachsenden Bevölkerungsdrucks die atmosphärischen Konzentrationen der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas dramatisch angestiegen. Die Verbrennung fossiler Energieträger und von Biomasse setzt zusätzlich auch große Mengen an Aerosolen (=in der Atmosphäre dispergierte Kolloid oder Flüssigkeitströpfchen) frei, insbesondere Schwefeldioxid, Ruß und organische Kohlenwasserstoffe. Aerosole streuen Sonnenlicht und wirken daher auf das System Erde-Atmosphäre abkühlend. Ruß hingegen absorbiert Sonnenlicht und übt daher einen erwärmenden Einfluss aus. Durch die Einführung von Umweltschutzmaßnahmen ist die Emission von Schwefeldioxid zurückgegangen während die Emission von Rußpartikeln weiter im Ansteigen begriffen ist. Im Gegensatz zu Kohlendioxid- und Schwefeldioxidemissionen übertrifft der Anteil der Freisetzung von Ruß in den sich entwickelnden den Anteil in den entwickelten Staaten. Zukunftsszenarien für das 21. Jahrhundert zeigen eine Abnahme der Aerosolemissionen in Europa und Nordamerika und eine Zunahme in den Regionen der niederen Breiten. Basierend auf diesem Szenario haben wir mit dem MPI-Erd-System-Modell Klimasimulationen durchgeführt. Die Verschiebung der Hauptemissionsgebiete zu niederen Breiten hin führt zu geringerer Erwärmung und zu höheren Bodenwassergehalten in den stark verschmutzten Regionen und zu stärkerer Erwärmung und größerer Trockenheit in den Gebieten mit abnehmenden Aerosolemissionen. mehr

Die Simulation von Eiszeitzyklen mit einem komplexen Erdsystemmodell

2004 Mikolajewicz, Uwe; Gröger, Matthias; Marotzke, Jochem; Schurgers, Guillaume; Vizcaíno, Miren
Geoforschung Klimaforschung
Warum Eiszeiten und Warmzeiten aufeinander folgen, ist eines der großen ungelösten Rätsel der Erdsystemforschung. Vermutlich tragen Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Eis, sowie ozeanischer und terrestrischer Biosphäre entscheidend bei. Wir beschreiben hier die Grundlagen und erste Ergebnisse des derzeit komplexesten Erdsystemmodells für die Simulation langer Zeitskalen. Interaktive Landvegetation verstärkt die durch Variationen der Erdbahnparameter hervorgerufenen Klimaänderungen und bewirkt somit auch in einem komplexen Erdsystemmodell eine positive Rückkopplung. mehr
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