Physikalische Antriebe der Kohlenstoffsenke des Südpolarmeeres im sich wandelnden Klima

• Antragstellerin: Dr. Lavinia Patara
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 454049236

Der südliche Ozean, momentan die größte ozeanische Senke von anthropogenem CO2, wird im 21. Jahrhundert eine wichtige Rolle für die Geschwindigkeit der globalen Klimaänderungen spielen. Dabei wird die Antwort der Kohlenstoffsenke des südlichen Ozeans auf die vorhergesagten Änderungen der südhemispherischen Winde und Temperaturen intensiv diskutiert. In diesem Projekt werden die physikalischen Antriebe der Kohlenstoffsenke für die kommenden Dekaden verglichen und beurteilt. Eine Vorhersage auf der Basis des SSP5 Szenarios des IPCC wird dabei mit Hilfe der Methode des "ocean dynamical downscaling" auf eine Hierarchie globaler Ozean-Biogeochemie Modelle angewandt. Die horizontale Auflösung der Modelle rangiert von 1/2° bis zu 1/10°. Vorhersagen mit Erdsystemmodellen sind bisher begrenzt vertrauenswürdig, da sie typischerweise die mesoskalige Dynamik des Ozeans nicht auflösen. Die Reaktion des südlichen Ozeans auf Klimaänderungen wird jedoch signifikant durch mesoskalige Prozesse beeinflusst. Im Unterschied zu den Erdsystemmodellen löst das hier verwendete höchstauflösenden Modell mit seinem 1/10° Gitter im südlichen Ozean die mesoskalige Dynamik auf. Mit einer Reihe von Störungsrechnungen sollen die relativen Rollen verschiedener physikalischer Faktoren für die zukünftige Entwicklung der CO2 Aufnahme untersucht und verglichen werden. Das Projekt wird sich dabei mit den folgenden ungelösten Fragen befassen: 1) Werden steigende CO2 Emissionen und die damit verbundenen Veränderungen der Ozeanzirkulation und der Hydrographie die Kohlenstoffsenke des Südlichen Ozeans in den kommenden Dekaden verringern? 2) Wird eine, von zunehmenden Winden verursachte, verstärkte mesoskalige Wirbelaktivität der von Erdsystemmodellen vorhergesagten schwächer werdenden Kohlenstoffaufnahme des Südlichen Ozeans entgegenwirken? Die Ergebnisse der in diesem Projekt durchzuführenden hochaufgelösten Modellrechnungen werden einen Maßstab für die Zuverlässigkeit nicht wirbelauflösender Erdsystemmodelle liefern. Sie bilden damit einen wichtigen Beitrag für die weitere Entwicklung von Modellierungsstrategien zur Vorhersage der Kohlenstoffsenke des Ozeans im 21. Jahrhundert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen