Theoretical investigation on the role of mineral dust in the climate system of the late quaternary

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Das beantragte Vorhaben soll einen Beitrag dazu liefern, die großskalige Variabilität im Klimasystem im Verlauf glazialerinterglazialer Klimazyklen des späten Quartärs zu verstehen. Im Vordergrund der modelltheoretischen Studie steht die Fragestellung: Welche Rolle spielten zeitliche und räumliche Änderungen der Konzentration mineralischen Staubes in der Atmosphäre und auf der Landoberfläche während eines Glazial-Interglazialzyklus? Aus Paläodaten rekonstruierte Zeitreihen von Klimavariablen geben Hinweise darauf, dass veränderte Staubverteilungen am Boden und in der Atmosphäre einerseits in Folge von Klimaänderungen und andrerseits als Verstärker von Klimaänderungen auftraten. Gründe für die unterschiedlichen Wirkungen liegen in der Vielfalt der beteiligten Prozesse. Die Staubkonzentration an der Grenzfläche Atmosphäre-Erdoberfläche und in der Atmosphäre wird von örtlich und zeitlich veränderlichen Staubquellen, vom Staubeintrag in die Atmosphäre, vom äolischen Transport und von selektiver Deposition bestimmt. Staub in der Atmosphäre beeinflusst den Strahlungstransfer, den hydrologischen Kreislauf, die Albedo von Eis- und Schneeflächen sowie als Nährstoff die terrestrische und marine Biomassenproduktion und damit den globalen Kohlenstoffkreislauf. Um die langfristigen Auswirkungen mineralischen Staubes im Klimasystem zu untersuchen, wird das am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung entwickelte Klimasystemmodell CLIMBER um die Komponente eines Staubtransportmodells erweitert. Mit Hilfe des erweiterten Modells werden Prozess-Studien und Simulationen zunächst - wegen der größeren Fülle empirischer Daten - nur des letzten Glazial-Interglazialzyklus durchgeführt. In einem zweiten Schritt werden die letzten vier Glazial-Interglazialzyklen betrachtet.