Inuvik Tundra

Integration von Oberflächen-Atmosphäre-Austauschprozessen über Skalen hinweg - Modellierung und Überwachung (IPAS)

Skalen spielen eine wichtige Rolle bei der Analyse und Interpretation klimarelevanter Rückkopplungsprozesse zwischen Biosphäre und Atmosphäre. Um großräumige, langfristige Veränderungen der Ökosystemfunktionalität genau vorhersagen zu können, müssen wir insbesondere in hochstrukturierte Domänen, wie arktische Permafrostlandschaften, Prozesse im feinen Maßstab untersuchen, um die Treiber dieser Veränderungen zu verstehen. Außerdem müssen neue Beobachtungserkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Ökosystemeigenschaften und Kohlenstoff- und Energieprozessen in flexible Modellierungsrahmen integriert werden, die die individuellen Vorteile verschiedener Modellierungsphilosophien idealerweise kombinieren.

Unsere Arbeitsgruppe integriert multidisziplinäre Beobachtungs- und Modellierungsansätze, derzeit mit einem regionalen Fokus auf arktischen Permafrostlandschaften. Die Überwachungstechniken decken Skalen von wenigen Zentimetern (z. B. Bodenkerne) bis zu Tausenden von Kilometern (z. B. atmosphärische Spurengas-Mischungsverhältnisse) ab, mit einem starken Fokus auf atmosphärischen Beobachtungen, aber auch unter Einbeziehung von Disziplinen wie Hydrologie und Bodenkunde. Auf Seiten der Modellierung passt die IPAS-Gruppe prozessbasierte biogeochemische Modelle und atmosphärische inverse Modellierungstechniken für die Anwendung in Permafrostumgebungen hoher Breiten an, mit dem übergeordneten Ziel, ihre individuellen Stärken zu kombinieren und die neu generierten Datensätze zu assimilieren.

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Fokusgebiete

UAS-basierte Kartierung von Treibhausgasemissionen im arktischen Permafrost
Abdullah Bolek
Um die Auswirkungen heterogener Landschaftsmerkmale auf den arktischen Kohlenstoffkreislauf besser zu verstehen und die räumliche Variabilität der Kohlenstofflüsse zu charakterisieren, werden wir in diesem Projekt mit einer Drohne (UAS) Treibhausgaskonzentrationen (CO2, CH4, H2O) und meteorologische Größen messen. mehr
Einfluss von kleinskaligen Lebensraumeigenschaften und saisonalen Wetterbedingungen auf N2O-Flüsse in der Arktis
Nathalie Ylenia Triches
Mithilfe dieses Projekts wollen wir folgende Fragen beantworten: Wie groß sind die Flüsse der drei wichtigsten Treibhausgase, Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) im Frühjahr, Sommer, und Herbst? Gibt es saisonale Unterschiede? Spielen N2O-Flüsse in der Arktis eine Rolle und was treibt sie an? mehr
Kohlenstoffdynamik offener Wasserflächen in der Arktis
Judith Vogt
Dieses Projekt zielt darauf ab, eine gesamtarktische Synthese neuer und bestehender Datensätze von Kohlenstoffflüssen über offenen Wasserflächen zu entwickeln. Mit diesen Datensätzen können wir zugrunde liegende Prozesse besser verstehen und hilfreiche Informationen liefern, die zur Weiterentwicklung hochauflösender Prozessmodelle genutzt werden können. mehr
Optimierte Klassifizierung arktischer Feuchtgebiete und ihr Beitrag zum verbesserten Verständnis des arktischen Kohlenstoffhaushalts
Kseniia Ivanova
Das Ziel des Projekts besteht darin, die Repräsentation von Feuchtgebieten in Hochskalierungsstudien im Bezug auf Kohlenstoff in der Arktis zu verbessern. Dafür machen wir Gebrauch von CH4- und CO2-Flussmessungen und erhobenen Daten wie Grundwasserspiegel, Bodentemperatur und -feuchtigkeit, pH-Wert usw. mehr
Bestimmung von arktischen Methanemissionen durch inverse Modellierung
Luana Basso
Das Ziel dieses Projekts ist die Abschätzung der arktischen CH4-Emissionen mittels atmosphärischer inverser Modellierung, um eine neue Version des biogeochemischen Prozessmodells JSBACH zur Simulation von CH4-Emissionen aus Permafrost-Ökosystemen zu evaluieren und zu verbessern. mehr
Hydrologie und Kohlenstoffkreislaufprozesse an einem von einer Dränage beeinflussten Permafroststandort
Sandra Raab
Die globale Erwärmung kann hydrologische und damit einhergehend laterale Kohlenstoffexportpfade in Permafrostgebieten verändern. In diesem Projekt vergleichen wir eine dränierte Fläche mit einem Kontrollbereich, um Mechanismen und Prozesse, die diese Veränderungen erklären, besser verstehen zu können.
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Wechselwirkung zwischen arktischen Landschaften und der atmosphärischen Grenzschicht
Mark Schlutow
Das Projekt untersucht, wie die sich verändernde Heterogenität der arktischen Landschaften die atmosphärische Grenzschicht und mögliche Rückkopplungsmechanismen beeinflusst. Wir verwenden Monte-Carlo-Methoden und Large-Eddy-Simulationen, um in diesem Bereich Fortschritte zu erzielen. mehr
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