Lead
Forschung in Klima- und Umweltphysik umfasst Beobachtungen, theoretische Modellbildung, und Modellsimulationen. Mit diesen Mitteln, die in diesem Projekt weiterentwickelt werden, wird das Verständnis der Klimaentwicklung der vergangenen 1'000'000 Jahre vertieft. Damit werden Abschätzungen künftiger Klimaänderungen, verursacht durch den vom Menschen verursachten Anstieg der Treihausgaskonzentrationen verbessert.

Lay summary
Klimaforschung ist von unmittelbarer gesellschaftlicher Bedeutung, da die Reaktionen des Erd-Systems auf die veränderte Zusammensetzung der Atmosphäre, besonders die Treibhausgase, verstanden werden müssen. Umfassende Klimaforschung ruht auf drei Pfeilern: Beobachtungen, theoretisches Verständnis durch Modellbildung, und Modellsimulationen.

In diesem kollaborativen Projekt kombinieren wir die drei Pfeiler, indem vergangene Klimaänderungen der letzten 800'000 Jahre rekonstruiert, Modelle entwickelt, und umfassende Simulationen ausgeführt werden. Im ersten Pfeiler bauen wir hoch-präzise analytische Methoden um Gaskonzentrationen, Isotopenverhältnisse und chemische Stoffe in polaren Eisbohrkernen zu messen. Von besonderem Interesse sind abrupte Klimaschwankungen, die in Messungen hoher zeitliche Auslösung gefunden werden, sowie die Abschätzung ihrer Auswirkungen und räumlichen Verteilung im Klimasystem. Daneben werden in diesem Projekt auch sehr geringe Konzentrationen natürlicher Radionuklide gemessen, um die Speicherung und Erneuerung von verschiedenen Grundwasserträgern weltweit zu quantifizieren.

Wir verwenden eine Hierarchie von Klimamodellen, die von Prozessmodellen, über Modelle reduzierter Komplexität, bis zu vollständigen Erd-System Modellen reicht. Der zweite Pfeiler der Forschung besteht aus der Entwicklung dieser Modelle und Elemente, die einzelne Klimasystemkomponenten darstellen. Schliesslich werden diese im dritten Pfeiler verwendet, um verschiedene Klimagrössen direkt zu simulieren. Mit denselben Modellen werden Auswirkungen von Klimaszenarien berechnet, um wahrscheinlichkeitsbasierte Abschätzungen globaler Veränderungen des Klimasystems zu erreichen.