Saisonale Extreme und Änderungsraten in vergangenen Warmzeiten: Einsichten durch hochentwickelte statistische Schätzverfahren an hochaufgelösten Proxy-Zeitreihen von Korallen (SEARCH)

• Antragsteller: Dr. Manfred Mudelsee
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468589022

Seit dem Erscheinen des Fünften Sachstandberichtes des IPCC im Jahr 2013 verdichten sich die Hinweise, dass die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Gesellschaft und Ökosysteme tatsächlich stärker abhängen von den saisonalen Extremen (z.B. Sommer-Peak-Temperatur) als von Trends im Jahresmittelwert. Das gilt insbesondere für tropische Regionen, wo Extreme zu der größten Bedrohung von Ökosystemen geworden sind. Jedoch weiß man wenig über die gegenwärtigen oder künftigen Änderungsraten in Mittelwert und Extremen. Das Fehlen von hochaufgelösten Daten vergangener Warmzeiten (die als Analogon dienen) sowie das Fehlen hochentwickelter datenanalytischer Methoden erklären dieses Wissensdefizit. Um es zu überwinden, schlagen wir hier vor (1) die Verwendung einer Datenbasis von hochaufgelösten Proxy-Zeitreihen von Korallen und (2) die Anwendung von hochentwickelten Simulationstechniken aus der statistischen Wissenschaft. Wir suchen quantitative Antworten auf folgende Fragen. (A) Was ist die Änderungsrate in der Ozeanoberflächentemperatur (SST)? (B) Wie groß ist die Amplitude des saisonalen SST-Zyklus? (C) Wie groß ist die Änderungsrate im Auftreten saisonaler SST-Extreme? Dies ermöglicht eine bessere Einschätzung der ultimativen Frage (D) nach dem Zusammenhang von längerfristiger Erwärmung und dem Auftreten saisonaler Extreme. SEARCH errichtet eine Datenbasis von existierenden und neuen (zwei-)monatlich aufgelösten Zeitreihen während (a) des Anthropozäns, (b) der mittelalterlichen Wärmeperiode, (c) dem Holozänen thermischen Maximum, (d) dem letzten Interglazial und (e) der Wärmeperiode während des mittleren Pliozäns. SEARCH wird unterstützt durch neue Daten und Modellierexpertise von acht Kooperationspartnern im SPP 2299. SEARCH wird die akademische Klimaforschung, Klimamodellierung und angewandte Klimarisikobewertungen beeinflussen – wie auch die künftige Karrieren von fünf Schülerinnen oder Schülern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2299: Tropische Klimavariabilität und Korallenriffe. Von der Vergangenheit in die Zukunft - Ein Blick auf aktuelle Änderungsraten in ultrahoher Auflösung