PPP Norwegen

Title

Nichtlineare Charakterisierung spätholozäner Klimavariabilität

Duration

January 2016 until December 2017

Budget

15.900 € funded by DAAD - Deutscher Akademischer Austausch Dienst:

Contact

Reik Donner

PIK number / OEH

Description

Über die wissenschaftliche Debatte zum anthropogen verursachten Klimawandel hinaus beinhaltet die Dynamik des Erdklimas zahlreiche natürliche Variabilitäts- Komponenten, die bislang nur unzureichend verstanden sind. Einen wesentlichen Grund hierfür stellt die Komplexität der relevanten Prozesse dar, die sich in multiplen Vernetzungen verschiedener Subsysteme wie Atmosphäre, Ozean und Cryosphäre sowie der Existenz nichtlinearer Rückkopplungsmechanismen manifestiert. Vor diesem Hintergrund stellen klimatologische Messdaten häufig nur eine unzureichende Grundlage für die Identifikation solcher Prozesse dar, da diese mitunter auf Zeitskalen ablaufen, welche die Länge existierender Messreihen deutlich übersteigen können. Eine Alternative bieten paläoklimatische Proxy-Daten, welche Rückschlüsse auf die Klimavariabilität der vorinstrumentellen Epoche ermöglichen. Allerdings birgt diese Art von Daten ebenfalls zahlreiche methodische Schwierigkeiten (u.a. ein hohes Rauschlevel, unsichere Chronologien, ungleichmäßige Zeitabtastung und unsichere funktionale Zusammenhänge zwischen Proxy und beobachtbaren Klimavariablen), welche die klimatische Interpretation der Variabilität solcher Proxies auf Basis linearer Methoden der Zeitreihenanalyse häufig verhindern. In diesem Projekt sollen verschiedene moderne Methoden der nichtlinearen Zeitreihenanalyse (Rekurrenznetzwerke, Sichtbarkeitsgraphen, funktionale Klimanetzwerke) erstmals systematisch auf Ensembles existierender Klimaarchive sowie parallel Klimarekonstruktionen und Modellläufe angewendet werden. Neben einem besseren Methodenverständnis sollen diese Untersuchungen die Beantwortung ausgewählter aktueller klimatologischer Fragestellungen ermöglichen, welche sich auf die Existenz von Kipppunkten im Klima des Nordatlantiks, die antisynchrone Klimavariabilität von Nord- und Südhemisphäre sowie die Kopplung tropischer und außertropischer Klimavariabilität auf der Südhemisphäre während der letzten 2000 Jahre beziehen.

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