Sektion 1.3: Erdsystem-Modellierung

Ocean bathymetry is changed on geological timescales by tectonic and volcanic activity. The modification of ocean basin geometry alters resonance conditions of ocean tides. We study the effect of changing ocean tides on the ocean general circulation and the atmosphere by forcing the coupled atmosphere-ocean model ECHAM5/MPIOM with the complete lunisolar tidal potential. We performed simulations for five tectonic and climatological important time-slices: the Early Albian (ca. 110 million years ago, Ma), the Cenomanian-Turonian Boundary (ca. 93 Ma, CTB), the Early Eocene (ca. 55 Ma), the Early Pliocene (ca. 3.5 Ma), and a pre-industrial period (ca. 1850 CE)... 

We will simulate sediment transport in the North Atlantic over the last 20 million years with the Regional Ocean Modeling System (ROMS). Comparison between simulated and measured sediment transports and deposits will enable us to reconstruct the formation of Eirik Drift and the corresponding ocean dynamics in the North Atlantic. The influence of atmospheric forcing and tectonic and volcanic events on ocean dynamics and sediment transport will be studied. 

The world ocean is good conductor of electricity, due to its high concentration of dissolved salts. As the electrically conducting seawater moves around the Earth, it permanently interacts with the ambient magnetic field generated in the Earth’s core. During this process, the positively and negatively charged salt-ions in the sea-water are deflected by the Lorentz force, which leads to spatial accumulation of electric charge and, in turn, weak electric currents in the entire ocean basin. These oceanic electric currents induce characteristic magnetic signals in the range of a few nanotesla (nT) that are mainly proportional to combined transports of water, heat, and salinity in the ocean.

Basierend auf den aktuellen Daten hochauflösender Wettermodelle von verschiedenen internationalen Modellierungszentren sollen die atmosphärischen Anregungsmechanismen der Rotationsvariationen der Erde auf der täglichen Zeitskala untersucht werden.

Das Hauptziel der Studie ist die Berechnung des Spannungsfeldes in der europäischen Lithosphäre unter Berücksichtigung aller wesentlichen Faktoren. Dies soll mittels eines dreidimensionalen, hochaufgelösten Lithosphärenmodells für Thermomechanik und Dichte erreicht werden, das an ein Modell für globale Mantelkonvektion gekoppelt wird.

Das Projekt GeoClim ist eingebettet im BMBF-Forschungsvorhaben MiKlip (Mittelfristige Klimaprognosen) im Modul E: Validierung.

Geodätische Satellitenverfahren liefern präzise Daten über den aktuellen Zustand des Erdsystems: Schwerefeldmessungen der GRACE-Mission erlauben die Bestimmung von Veränderungen des kontinental gespeicherten Wassers, des Massenbudgets von Eisschilden und Gletschern und der barotropen ozeanischen Dynamik. Gleichzeitig erlauben GPS Radio-Okkultationsmessungen an Bord von verschiedenen niedrig fliegenden Satelliten die Ableitung von Temperatur- und Wasserdampfverteilungen in der Atmosphäre.

MANTIS ist ein Projekt im DFG-Schwerpunktprogramm SPP1788: "Study of Earth system dynamics with a constellation of potential field missions", welches sich an die ESA Magnetfeld-Satelliten-Mission SWARM angliedert.

Das Projekt dient dazu, die Feste-Erde Komponente für Verwendungen in den Erdsystemmodellen zu parametrisieren und zu validieren, die in der nationalen Klimainitiative PalMod Verwendung finden. PalMod wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und hat zum Ziel einen kompletten glazialen interglazialen Zyklus mit komplexen Erdsystemmodellen zu simulieren. 

Ziel des Projektes ist es, das in der Sektion 1.3 entwickelte viskoelastische Lithosphären- und Mantel-Modell VILMA in die Erdsystemmodell-Architektur, welche in der nationalen Paläoklimamodellierungsinitiative PalMod entwickelt wird, zu integrieren. PalMod wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und hat zum Ziel einen kompletten glazialen-interglazialen Zyklus mit komplexen Erdsystemmodellen zu simulieren.

IFMMALPO is a part of the DFG Priority Program SPP 2017 "Mountain Building Processes in Four Dimensions (MB-4D)" which
forms an integral part of the international AlpArray mission to image the structure of the Alps from their surface down to several hundred kilometers depth in the mantle. 

Kontakt

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