Systemanalyse und Modellierung
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Küste an der Ostsee (Foto: Birgit Hünicke)

Küsteneinflüsse und Paläoklima

Die Forschung der Abteilung Küsteneinflüsse und Paläoklima konzentriert sich auf langfristige historische, rezente und zukünftige Veränderungen des Land-Ozean Systems, welche durch Klimaänderungen und andere Antriebsfaktoren gesteuert werden, und gleichermaßen von großer Bedeutung für das gesellschaftliche Interesse sind. Die Auswirkungen der Veränderungen dieser Faktoren werden in verschiedensten Küstenregionen weltweit untersucht. Dies beinhaltet zum Beispiel Untersuchungen zu mittleren und extremen Schwankungen des Meeresspiegels, welche in direktem Zusammenhang zu Änderungen der Küstenlinie stehen; oder klimatisch angetriebene Veränderungen von küstennahen Auftriebsgebieten mit einem direkten Einfluss auf Primärproduktion und Fischerei.

Ein wesentlicher Aspekt unserer Forschungsvorhaben besteht darin, den in der jüngeren Vergangenheit beobachteten Klimawandel (der Atmosphäre und des Ozeans) in eine Langzeitperspektive zu stellen, um besser die Wirkungszusammenhänge zu verstehen, welche Klimaveränderungen vor der industriellen Periode verursachten. Dies umfasst auch die Analyse von Extremereignissen, welche möglicherweise unabhängig zu menschlich induzierten Eingriffen stehen.

Für eine solche Zeitreise führen wir lange Klimasimulationen mit der jüngsten Generation von Computermodellen durch, welche die letzten tausende von Jahren umspannen. Diese Simulationen werden durch äußere Steuerungsfaktoren, wie z.B. die sich verändernde Sonnenaktivität, vulkanische Ausbrüche sowie Veränderungen der Erdbahnparameter, angetrieben. Die Klimamodelle benutzen diese Steuerungsfaktoren um die Reaktion der Atmosphäre, des Ozeans, des Meereises, sowie der Pflanzendecke etc. zu simulieren. Um die Verlässlichkeit der Modelle zu testen, vergleichen wir unsere Ergebnisse mit aus natürlichen Klimaarchiven abgeleiteten Informationen (sog. Proxies 'Stellvertreterdaten' z.B. aus Korallen, Baumringen, Eisbohrkernen) sowie historischer Dokumente der vergangenen Jahrhunderte.

Dies beinhaltet nicht nur die Untersuchung bereits bestehender Proxyarchive, sondern zusätzlich den Test der Verlässlichkeit neu entwickelter Proxydaten, z.B. der Küstendüne als Proxy für Windinformationen, oder einer speziellen zweischaligen Nordatlantik-Muschel als Proxy für Temperaturänderungen. Unsere Forschungsfragen benötigen demzufolge nicht nur die Anwendung von ausgefeilten statistischen Methoden, sondern auch deren Weiterentwicklung.

Die Abschätzung vergangener natürlicher Klimaschwankungen ermöglicht uns, Informationen über die zu erwartenden zukünftigen Klimavariationen im Kontext der langfristigen Trends der nächsten Dekaden zu gewinnen. Diese Information ist besonders bedeutsam für Interessengruppen, Entscheidungsträger sowie für die allgemeine Öffentlichkeit.