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TRR 172: Arktische Verstärkung: Klimarelevante Atmosphären- und Oberflächenprozesse und Rückkopplungsmechanismen (AC)3
Fachliche Zuordnung
Geowissenschaften
Förderung
Förderung seit 2016
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268020496
Unser Planet Erde hat sich in den letzten 150 Jahren im Mittel um 0.87 K erwärmt. In der Arktis ist diese Erwärmung viel stärker und wurde viel präsenter über die letzten Dekaden. Im Moment übersteigt sogar die Erwärmung in der Arktis die bodennahe Erwärmung von 2 K in den mittleren Breiten. Diesen Phänomän wird allgemein als Arktische Verstärkung bezeichnet. Die exzessive arktische Erwärmung, dessen Prozess für das 21. Jahrhundert vorhergesagt wird, ist sowohl eine Konsequenz, als auch ein Antrieb für Rückkopplungsprozesse, die speziell für die Arktis gelten. Diese untereinander verbundenen Mechanismen führen zu weiteren dramatischen und alarmierenden Veränderungen. Insbesondere der Rückgang des Meereises ist noch stärker als erwartet. Die Rückkopplungsprozesse sind zum einen mit den einzigartigen arktischen Bedingungen wie ausgeprägte Temperaturinversionen in Bodennähe, heterogene Bodenbeschaffenheiten (offener Ozean, Meereis), und langanhaltende tiefe Bewölkung (meist Mischphasenwolken) verbunden. Zusätzliche Rückkopplungsprozesse resultieren von atmosphärischem und ozeanischem Transport und dem Austausch von Wärme, Feuchtigkeit und dem Impuls zwischen ozeanischen Strömen und der troposphärischen /stratophärischen Zirkulation. Zusätzlich zu den physikalischen Prozessen, wirken sich biogeochemische Mechanismen wie atmosphärische Chemie und die ozeanische Biosphäre auf die Oxidireungskapazität der atmsophärischen Grenzschicht und der freien Troposphäre, sowie auf Algen- und Phytoplanktonproduktion in den oberen Schichten des Ozeans aus. Die übergeordnete Zielsetzung der dritten Phase ist es, Schlüsselprozesse zu identifizieren, untersuchen und zu evaluieren, die zur Arktischen Verstärkung beitragen um das Verständnis von diversen Rückkopplungsmechanismen zu verbessern und deren relative Wichtigkeit für Arkitsche Versärkung zu quantifizieren. Vier projektübergreifende Aktivitäten werden implementiert um unsere Forschung qualitativ auf ein neues, höheres integratives Level zu führen.
DFG-Verfahren
Transregios
Laufende Projekte
- A01 - Aerosol-, Wolken- und Strahlungsmerkmale aus Beobachtungen und Big-Data-Analysen (Teilprojektleiter Macke, Andreas ; Neggers, Roel )
- A02 - Ballongestützte Beobachtungen und spezielle Simulationen der Übergänge zwischen typischen Zuständen der arktischen atmosphärischen Grenzschicht (Teilprojektleiter Siebert, Holger ; Wendisch, Manfred )
- A03 - Auswirkungen tiefliegender Wolken und Oberflächenbedingungen auf Turbulenz und Strahlung der arktischen atmosphärischen Grenzschicht (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Handorf, Dörthe ; Herber, Andreas ; Lüpkes, Christof ; Schäfer, Michael ; Wendisch, Manfred )
- B01 - Veränderungen der Reflektivität, der Helligkeitstemperaturen und der Wolkeneigenschaften in der Arktis von 1995 bis heute anhand von Satellitendaten (Teilprojektleiter Burrows, John Philip ; Vountas, Ph.D., Marco )
- B02 - Fernerkundung von Aerosolen und deren Eigenschaften in der Arktis durch Satellitenbeobachtungen (Teilprojektleiter Burrows, John Philip ; Bösch, Hartmut ; Vountas, Ph.D., Marco )
- B03 - Umwandlung von arktischen Mischphasenwolken in Kaltluftausbrüchen, die durch Fernerkundung aus der Luft und per Satellit charakterisiert werden (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Deneke, Hartwig ; Ehrlich, André ; Macke, Andreas )
- B04 - Räumliche Verteilung, Quellen und Wolkenbildung von Aerosolpartikeln (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Herber, Andreas ; Herrmann, Hartmut ; van Pinxteren, Manuela ; Pöhlker, Mira ; Stratmann, Frank )
- B05 - Variabilität und Trends des Wasserdampfs in der Arktis (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Ebell, Kerstin ; Heygster, Georg ; Rinke, Annette ; Spreen, Gunnar )
- C01 - Auswirkungen heterogener Meereiseigenschaften auf die Strahlungsenergieflüsse und ihr Einfluss auf die arktische Verstärkung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Heygster, Georg ; Jäkel, Evelyn ; Nicolaus, Marcel ; Spreen, Gunnar ; Wendisch, Manfred )
- C03 - Atmosphärische Zusammensetzung und Ozeanfarbe als Rückkopplung zur arktischen Verstärkung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Blechschmidt, Anne-Marlene ; Bracher, Astrid ; Burrows, John Philip ; Richter, Andreas )
- C04 - Kopplung zwischen Atmosphäre, gemischter Schicht und Pyknokline unter arktischer Verstärkung: die Rolle von meereisbezogenen Prozessen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kanzow, Ph.D., Torsten ; Rhein, Monika ; Walter, Maren )
- D01 - Großräumige dynamische Mechanismen der Verbindungen zwischen Arktis und mittlerer Breite (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Handorf, Dörthe ; Jacobi, Christoph ; Quaas, Johannes ; Rex, Markus )
- D02 - Trends, Muster und Klimaauswirkungen von Aerosolen in der Arktis (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Heinold, Bernd ; Kretzschmar, Jan ; Quaas, Johannes ; Tegen, Ina )
- D03 - Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Meereis-Ozean in der Arktis (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Rinke, Annette ; Spreen, Gunnar )
- D04 - Wechselwirkung von meridionalem Wärmetransport und regionalen Prozessen im Arktischen Ozean (Teilprojektleiter Gerdes, Rüdiger ; Kanzow, Ph.D., Torsten ; Salzmann, Marc )
- D06 - Kausale Pfade der Wechselwirkungen zwischen Arktis und mittleren Breitengraden (Teilprojektleiterin Kretschmer, Marlene )
- E01 - Die Rolle der atmosphärischen Konvektion bei arktischen Rückkopplungen (Teilprojektleiter Neggers, Roel ; Quaas, Johannes )
- E02 - Thermodynamische Struktur der Ny-Ålesund-Säule, Wolken, Aerosole, Spurengase und Strahlungseffekte (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dahlke, Sandro ; Ebell, Kerstin ; Maturilli, Marion ; Notholt, Justus )
- E03 - Bewertungen der arktischen Mischphasenwolken auf Prozessebene (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kneifel, Stefan ; Löhnert, Ulrich ; Neggers, Roel ; Schemann, Vera ; Schnitt, Sabrina ; Shao, Yaping )
- E04 - Feuchtigkeitseinschübe: Prozesse und klimatologische Auswirkungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Rinke, Annette ; Spreen, Gunnar )
- E05 - Prozessbezogenes Verständnis der Sublimation und Verdunstung von Niederschlag (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kalesse-Los, Heike ; Maahn, Maximilian )
- E06 - Diagnose von Feuchtigkeitsquellen, -transport und -umwandlung mit Hilfe von Wasserdampf-Isotopen von Satelliten und in der Atmosphärenmodellierung (Teilprojektleiter Bösch, Hartmut ; Quaas, Johannes )
- INFZ03 - Verwaltung von Forschungsdaten (Teilprojektleiter Buschmann, Matthias ; Notholt, Justus )
- MGKZ02 - Integriertes Graduiertenkolleg Forschung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Notholt, Justus ; Spreen, Gunnar ; Wendisch, Manfred )
- Z01 - Zentrale Dienste, Verwaltung und Koordination (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Crewell, Susanne ; Notholt, Justus ; Wendisch, Manfred )
- Z04 - Modellierungsinfrastruktur (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Handorf, Dörthe ; Quaas, Johannes ; Schemann, Vera )
Abgeschlossene Projekte
- B06 - Breitenabhängige Variabilität von Wasserdampf, Aerosolen und optisch dünnen Wolken (Teilprojektleiter Neuber, Roland ; Notholt, Justus )
- B07 - Einfluss von Wasserrinnen im Meereis und Polynyas auf arktische Wolkeneigenschaften (Teilprojektleiterin Kalesse-Los, Heike )
- B08 - Charakterisierung der räumlichen Variabilität von Eiswassergehalt in und unter Mischphasenwolken (Teilprojektleiter Maahn, Maximilian )
- C02 - Wechselwirkungen von Schnee auf Meereis mit atmosphärischen Bestandteilen inklusive Ruß (Teilprojektleiter Ehrlich, André ; Gerdes, Rüdiger )
Antragstellende Institution
Universität Leipzig
Mitantragstellende Institution
Universität Bremen; Universität zu Köln
Beteiligte Institution
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung; Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Forschungsstelle Potsdam; Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung; Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Forschungsstelle Potsdam; Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)
Sprecher
Professor Dr. Manfred Wendisch