Unter dem Klimawandel sind aufkommende Reaktionen der Ökosysteme derzeit ein weit verbreitetes Phänomen. Zu diesen Reaktionen zählen eine allgemein steigende Pflanzenproduktivität in den nördlichen Breiten (‚greening trend‘), aber auch eine global verbreitete und zunehmende Hitze und Dürre Belastung der Pflanzen.

Desweiteren kann man unter der globalen Erwärmung starke Verschiebungen hin zu einem früheren Beginn und einem späteren Ende der nördliche Vegetationsperiode beobachten, mit Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum auch innerhalb der Wachtumsperiode (manchmal vorteilhaft und manchmal nachteilig).

In dieser Forschung versuchen wir, diese aufkommenden Reaktionen der globalen Ökosysteme besser zu verstehen. Darüber hinaus versuchen wir abzuschätzen, wie diese Reaktionen über Änderungen des Kohlenstoffkreislaufs oder des Energie- und Wasserhaushalts auf das Klima zurückwirken. Die wichtigsten Methoden die wir hier verwenden, sind Satelliten Vegetationsdaten und Biosphären Modelle.

Da anthropogenes CO2 das wichtigste langlebige Treibhausgas ist das den Klimawandel verursacht ist es ein Hauptanliegen der Menschheit, den Transport von Kohlenstoff zwischen den aktiven Land, Ozean und Atmosphärischen Reservoirs besser zu verstehen. In diesem Zusammenhang stellt sich vor allem die Frage, ob die Kohlenstoffsenken in Ozeanen und an Land im Verhältnis zu den CO2-Emissionen weiter zunehmen oder die Kohlenstoffsenkeneffizienz sinken wird, was aus Prognosen hervorgeht die auf Klimamodellsimulationen beruhen. Detaillierte Kenntnisse darüber, wie der Kohlenstoffkreislauf auf den Klimawandel reagieren wird, sind jedoch noch immer sehr begrenzt und stellen derzeit eine wesentliche Unsicherheit bei der Simulation künftiger Klimata dar.

In unserer Forschung versuchen wir die Antriebe, Prozesse und Mechanismen, die zu Veränderungen der Kohlenstoffsenke im Land führen, besser zu verstehen. Hierfür nutzen wir das gesamte Spektrum von Instrumenten in der Kohlenstoffkreislaufforschung, von In-Situ- und Satellitenbeobachtungen über daten-basierte und prozessbasierte Biosphären Modelle bis hin zu atmosphärischen Transport- und Klimamodellen.

Pressemitteilung und Video-Statement zum Thema:

Starker Anstieg der Landkohlenstoffsenke in den späten 1980er Jahren

Im Forschungsfeld der Dynamischen und Synoptischen Klimatologie werden die Prozesse der großräumigen atmosphärischen Zirkulation und deren Wechselwirkung mit regionalen und lokalen klimatischen und anderen Umweltgrößen untersucht.

Unsere Forschungsarbeiten in diesem Bereich beinhalten Projekte zur optimierten Klassifikation charakteristischer Wetterlagen, Abschätzungen möglicher zukünftiger Veränderungen der großräumigen Zirkulationsmuster, Validierungsstudien numerischer Klimamodelle sowie verschiedene Projekte zu den Zusammenhängen zwischen großräumiger atmosphärischer Dynamik und unterschiedlichen Zielgrößen auf der regionalen und lokalen Skala (z.B. Starkniederschläge, Feinstaubbelastung, urbane Temperaturextreme, Gesundheitswirkungen).

Die Stadt- und Geländeklimatologie untersucht klimatische Prozesse und Phänomene, die sich innerhalb der bodennahen atmosphärischen Grenzschicht, aus der Wechselwirkung zwischen natürlicher und künstlicher Landoberfläche und Atmosphäre ergeben.

Die Forschungsarbeiten am Lehrstuhl fokussieren insbesondere auf klimatische und lufthygienische Aspekte in urbanen Räumen. Zur Untersuchung unterschiedlicher Fragestellungen werden stationäre und mobile Klima- und Luftqualitätsmesungen durchgeführt sowie statistische und numerische Modelle eingesetzt.

Klima- und Umweltfaktoren beeinflussen das menschliche Wohlbefinden und können massive gesundheitliche Beeinträchtigungen verursachen, wie es beispielsweise der europäische Hitzesommer 2003 eindrücklich gezeigt hat.

In unseren Forschungsprojekten zu diesem Themenbereich werden gesundheitsrelevante Aspekte klimatischer Variabilität auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen untersucht. Die Bandbreite reicht dabei von der Erfassung der klimatischen und Gesundheitswirkungen urbaner Wälder, über die Analyse der Wirkung von Gewittern auf Asthmaerkrankungen, bis zur Untersuchung der Zusammenhänge zwischen großräumigen Wetterlagen und Schlaganfallerkrankungen.