10./11. Juli 2006 SFB-Meeting Ostseeland 1

Konzept für einen Sonderforschungsbereich des IOW und der Universität Rostock

dokumentiert durch Hans Burchard (hans.burchard@io-warnemuende.de)

Küstenmeere im Wandel

Vom externen Antrieb über die Analyse interner Kausalität

zur Prognose künftiger Zustände

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Unterscheidung zwischen Klimawandel (egal ob natürlich oder anthropogen) und direktem anthropogenem Einfluss.

Auswirkungen des Klimawandels auf die Ostsee in den nächsten 100 Jahren (siehe BACC-Bericht):

Anstieg der Wasseroberflächentemperatur um 3 – 5 °C. Folge: Große Gebiete (Golf von Riga, Finnischer Meerbusen, Bothnische See) werden im Mittel eisfrei sein. Bildung von Winterwasser wird weitgehend ausbleiben. Verschiebung bei planktonischer und benthischer Diversivität und Funktionalität ?

Zunahme von Niederschlägen. Folge: Stärkerer Frischwasserzufluss, geringerer Oberflächensalzgehalt, Verschiebung der Baltischer Front im Kattegatt. Einfluss aus Salzwassereinströme ? Verschiebung bei planktonischer Diversivität und Funktionalität ?

Änderung von Wettermustern. Folge: Änderung von Intensität und Häufigkeit von Baltischen Einströmen.

http://dvsun3.gkss.de/bacc/

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Anthropogene Einflüsse:

Euthrophierung: Nährstoffeinträge (Landwirtschaft, Verkehr, Industrie, Haushalte) in die Ostsee stellen den bei weitem stärksten anthropogenen Einfluss auf das Ökosystem der Ostsee dar.

Bauwerke: Brücken- oder Tunnelbauten, Offshore-Windparks und andere Konstruktionen haben das Potential, die Hydrographie der Ostsee zu verändern.

Weitere menschliche Eingriffe, die sich auf den Zustand der Ostsee auswirken können, sind der Schiffsverkehr, Unfälle, Fischerei, Einleitungen von Schadstoffen, ...

Jedenfalls wird die Ostsee von morgen bedingt durch Klima- und anthropogenen Wandel eine andere sein als die von heute.

Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Gleichzeitig ist die Ostsee-Region stark bevölkert und vollzieht einen drastischen wirtschaftlichen und politischen Wandel.

Es ist daher von großer Bedeutung, künftige Zustände der Ostsee einschätzen zu können. Dazu ist allerdings vertieftes funktionales Prozess-Verständnis des Gesamtsystems Ostsee mit seinen vielen verschiedenen Komponenten erforderlich.

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen WandelNeben der starken Sensitivität ist die Ostsee besonders gut für Systemstudien geeignet, wegen des Monitorings (Existenz von Langzeitdaten), der relativen Abgeschlossenheit (kontrollierbare Randbedingungen, einfache Logistik), und der verschiedenen Subsysteme.

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Ziel des SFB ist es daher …

... durch Analyse und Parameterisierung der Ökosystemprozesse von Küstenmeeren am Beispiel der Ostsee ein robustes Modell-System zu entwickeln, welches die Abschätzung möglicher Zukunftsszenarien in den kommenden Jahrzehnten als Reaktion auf anthropogen bedingten und klimatischen Wandel erlaubt.

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Entscheidend für Prognosen: Bestimmung der für System und Gesellschaft wichtigen Zustandsvariablen (wie z.B. Salzgehalt, Temperatur, Sauerstoff, Nährstoffkonzentration, Algenvorkommen, Artenzusammensetzungen, …) und deren relevanten Zeitskalen.

Notwendig ist dann die Identifizierung der die Zustandsvariablen auf den Zeitskalen steuernden Prozesse.

Es sind weiterhin Verständnislücken zu identifizieren, um prozessorientierte Forschung dort zu konzentrieren.

Auch sind Untersuchungen zu spezifischen Anpassungsprozessen an veränderte Bedingungen von großer Bedeutung.

Letztendlich brauchen wir robuste Prozessparametrisierungen, die auch bei veränderten Bedingungen in einem relevanten Bereich gültig sind.

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Beispiel Biogeochemie: Sind dieses die wichtigsten Zustandsvariablen ? Haben wir die steuernden Prozesse verstanden ?Sind die Parametrisierungen robust ?

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Küstenmeere im klimatischen und anthropogenen Wandel

Wichtigstes Werkzeug zur Einschätzung von Zuständen:Operationelles System zur Rekonstruktion vergangener und Projektion künftiger Systemzustände, bestehend aus Datenbasis und Modellsystem.

Datenbasis (Analyse von Daten verschiedener Zeit- und Raumskalen): Geologische Proxies (>1000 a), Hydrographische Daten (>100 a), Wetterdaten (>100 a), Eisdaten, Hydrologische Daten, Biogeochemische Daten (<50 a), Prozessorientierte Daten (<1 a).

Komponenten des Modellsystems: Hydrographie, Biogeochemie (Pelagial und Benthos), Seeeis, Atmosphäre, Hydrologie

Zusammenfügung von Modellen und Daten !

Langfristziel: Übertragbarkeit auf andere Küstenmeere.

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SFB-Anforderungen durch die DFG

Ein SFB ist eine langfristige Einrichtung (bis 12 Jahre) an einer Hochschule.

Innerhalb des SFB arbeiten verschiedene universitäre und außeruniversitäre Einrichtungen interdisziplinär zusammen.

Ein SFB dient der Untersuchung übergeordneter Fragestellungen.

Alle Teilbereiche eines SFB haben hoher wissenschaftlicher Exzellenz zu genügen.

Internationale Kooperation ist wichtiger Bestandteil eines SFB.

Die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses ist besondere Aufgabe des SFB.

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Unser SFB-Zeitplan

Juni 2006: Festlegung des SFB-Konzeptes.

Juli 2006: Vorstellung der Forschungsvorschläge, Erarbeitung einer Teilprojektstruktur.

September 2006: 1. Vorstellung der Teilprojekte (intern).

Oktober 2006: 2. Vorstellung der Teilprojekte (extern).

November 2006: Konzeptpapier fertiggestellt.

Dezember 2006: Konzeptpapier bei DFG eingereicht.