Institute und Experten

Wie reagieren Biosphäre und biogeochemische Kreisläufe auf Klimaschwankungen? Welches sind die Hauptprozesse in der Vegetation und im Boden, die dabei eine Rolle spielen? Wie können durch globale Beobachtungssysteme bessere diagnostische Fähigkeiten bezüglich des Erdsystems erlangt werden? Mit diesen und verwandten Fragen beschäftigt sich die Arbeitgruppe Biogeochemische Modell-Daten-Integration am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena mit einem integrativen Forschungsansatz.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie haben zwei geochemische Datenbanken, GEOROC und GeoReM, aufgebaut, die von Erd- und Umweltwissenschaftlern weltweit genutzt werden. Die Datenbanken, die über das Internet frei verfügbar sind, enthalten Zehntausende von publizierten chemischen Analysen geologischer und umweltrelevanter Proben sowie nahezu aller (1600) internationaler Referenzmaterialien.

Mit dem Start des Satelliteninstruments „GOME“ im April 1995 wurde es erstmals möglich, die globale Verteilung einer Vielzahl bodennaher Spurenstoffe experimentell zu bestimmen. In den so gewonnenen „Spurenstoff-Weltkarten“ können wichtige Emissionsquellen identifiziert und quantifiziert werden. Der Vergleich mit numerischen Simulationen erlaubt die Überprüfung und Korrektur der Budgets atmosphärischer Schadstoffe und Treibhausgase.

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.

Frost ist einer der wichtigsten Stressfaktoren für Pflanzen, der die Produktivität in der Landwirtschaft erheblich einschränkt. Pflanzen der gemäßigten Klimazonen können sich an niedrige Wachstumstemperaturen anpassen und dabei ihre Frosttoleranz erhöhen. Die Analyse verschiedener Populationen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) aus unterschiedlichen Klimaten zeigt die Komplexität dieser Anpassungen auf physiologischer und molekularer Ebene.