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Projekt
ICEBAY - Temperaturrekonstruktion durch Kombination von Bohrlochthermometrie und Eiskernen mit Bayes'scher hierarchischer Modellierung; Globale Erwärmung vs. natürliche Variabilität in Dronning Maud Land, Antarktis
Antragsteller
Professor Dr. Thomas Laepple; Professor Dr. Peter Zaspel
Fachliche Zuordnung
Physik und Chemie der Atmosphäre
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562109601
Das antarktische Eisschild stellt die größte potenzielle Quelle für den globalen Meeresspiegelanstieg dar, und seine Reaktion auf den Klimawandel ist eine wichtige Quelle der Unsicherheit für zukünftige Prognosen. Das Verständnis der Ursachen der jüngsten Klimatrends in der Ostantarktis wird durch den kurzen Zeitraum der Wetteraufzeichnungen erschwert. Paläoklimatische Informationen aus Eisbohrkernen könnten diese Informationen im Prinzip liefern. Doch trotz Dutzender von Eiskernen, die in der Antarktis gebohrt wurden, ist die Klimaentwicklung der letzten Jahrhunderte, insbesondere auf dem ostantarktischen Plateau, noch weitgehend unbekannt. Dies liegt an Störfaktoren, die die Klimaaufzeichnungen der Eiskerne beeinträchtigen, an Unsicherheiten bei der Übertragungsfunktion zwischen Klima- und Eiskernaufzeichnungen und an einem Mangel an Methoden für die optimale Integration verschiedener Datensätze und physikalischer Nebenbedingungen in Klimarekonstruktionen. Die Bohrlochthermometrie kann die vergangene Oberflächentemperatur (ST) rekonstruieren, aber es gibt nur sehr wenige Bohrlochtemperaturprofile auf dem ostantarktischen Plateau, und die derzeitigen Feldrekonstruktionsmethoden können zeitintegrierte Bohrlochdaten nicht mit zeitlich gleichen Eiskern-Isotopen oder Wetterstationsdaten integrieren. In diesem Projekt kombinieren wir das Fachwissen aus einem detaillierten Signalverständnis von Eiskernen und eiskernbasierten Klimarekonstruktionen mit dem Fachwissen der Bayes'schen Inferenz, der Unsicherheitsmodellierung und des maschinellen Lernens, um einen systematischen Ansatz für das Problem der Klimarekonstruktion in der Antarktis zu entwickeln. Neue Bohrlochtemperatur- und Isotopendatensätze, die in diesem Projekt erzeugt werden, werden es uns ermöglichen, unsere Methodik auf den Dronning Maud Land (DML) Sektor des ostantarktischen Plateaus anzuwenden. Der neuartige Bayes'sche hierarchische Rekonstruktionsansatz kombiniert Bohrlochthermometrie mit Isotopen-, Instrumental- und Reanalysedaten und führt zu einer Rekonstruktion des Temperaturfeldes der letzten zwei Jahrhunderte. Dies ist ein wichtiger Beitrag zu den SPP-Unterschwerpunkten „Climate History and What to Learn for Predictions of Future Developments“ und „Antarctic Climate Change in the Global Context“. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms bieten wir an, unser Fachwissen in der quantitativen Interpretation von Eiskernaufzeichnungen sowie in der Unsicherheitsmodellierung und Bayes'schen Inferenz, einschließlich effizienter maschineller Lernlösungen für Inferenzprobleme, weiterzugeben. Wir liefern nicht nur eine robuste Temperaturrekonstruktion und damit eine Quantifizierung der Reaktion der DML auf den globalen Wandel, sondern bieten auch einen methodischen Rahmen, der vielversprechend für die Lösung des Problems der Temperaturrekonstruktion in der Antarktis im weiteren Sinne ist.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
