Max Planck Gesellschaft
Max Planck Institut für Biogeochemie

Maik Renner
Wissenschaftler


Picture taken by Susanne Hejja

Kontakt

Max-Planck Institut für Biogeochemie
Hans-Knöll Str. 10
07745 Jena, Deutschland
Email: mrenner at bgc-jena.mpg.de
Tel: 03641 57 6223
Raum: A2.023
ORCID: 0000-0002-2992-8414
Gutachten: https://publons.com/a/1184524/


Werdegang

seit 2012: PostDoc
Teil der Forschergruppe Catchments As Organized Systems (CAOS) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Teilprojekt 'Understanding and characterizing land surface-atmosphere exchange and feedbacks'
2008 - 2013 : Promotion, TU Dresden
an der Professur für Meteorologie als Stipendiat des Graduiertenkollegs HIGRADE des Umweltforschungszentrums (UFZ)
Titel der Dissertation: Einfluss von Landnutzung und Klima auf die Gebietsverdunstung und den Wasserhaushalt von Flusseinzugsgebieten (Land use effects and climate impacts on evapotranspiration and catchment water balance) pdf
Doktorvater war Prof. Christian Bernhofer

2007 - 2008 : Berufspraktikum bei Deltares zur Niedrigwasservorhersage und Evaluierung der operationellen hydrologischen Vorhersage am Rhein

2002 - 2008 : TU Dresden, Studium Hydrologie - Abschluss als Diplom Hydrologe



Forschungsschwerpunkte

Die Schwerpunkte meiner Arbeit umfassen die Bereiche der hydro-meteorologischen Vorhersage, der Hydroklimatologie in Theorie und Beobachtung, sowie die prozessorientierte Standortmodellierung zur Beschreibung der Austauschprozesse im System Boden-Pflanze-Atmosphäre.
Meine Expertise im Bereich der 'hydrologischen Vorhersage' umfasst Ensembleprognosen, die Verifikation und das Postprozessing von solchen Vorhersagen1,2,10. Meine bisherigen Untersuchungen zur 'Hydroklimatologie' umfassen die Aufbereitung und Synthese von langen Messreihen 3,8, wie z.B. Abflusszeitreihen, und meteorologischen Zeitreihen des Niederschlags, der Temperatur und weiteren Größen, sowie die Ermittlung von Flächenwerten mit geostatistischen Methoden. Die Zusammenschau der Daten zeigte unter anderem, dass sich der Jahresgang im Abflussregime von Mitteleuropäischen Flüssen verändert3,14' Durch einfache physikalischer Betrachtungen zum Masse- und Energieerhalt erhält man eine wertvolle Synthese von hydrologischen und meteorologischen Beobachtungen. Dadurch kann man unter anderem die Auswirkungen beobachteter Klima- und Landoberflächenänderungen auf den Wasserhaushalt quantifizieren4,5,8,9,15. Weiterhin bieten solche Betrachtungen die Möglichkeit der Abschätzung der Klimasensitivität von Standorten und Flusseinzugsgebieten 4. Eine Schlüsselrolle, neben der Topographie, und der Bodeneigenschaften stellt dabei die Biosphäre dar. Die Ökosysteme sind durchaus in der Lage sich rasch an veränderte Umweltbedingungen anzupassen und so auch den lokalen Wasser- und Energiehaushalt zu beeinflussen. Die Rolle dieser Anpassungsfähigkeit von natürlichen Systemen ist der Fokus meiner weiteren Untersuchungen. Eine bemerkenswerte Erkenntnis ist, dass die Anpassungsfähigkeit von natürlichen Systemen theoretisch fundiert mit der Thermodynamik beschrieben werden kann. Hier hat die Arbeit von Axel Kleidon eine theoretische Grundlage geschaffen um die Grenzen der Leistungsfähigkeit von natürlichen Systemen zu quantifizieren. Unsere Anwendungen auf der lokalen Skala der Verdunstung von heterogenen Waldbeständen 16 als auch im globalen Maßstab zeigen, dass die Austauschflüsse realistisch und mit einfachsten Mitteln beschrieben werden können7,11,17,18. Es ist damit auch ein einfacher, physikalischer Ansatz gelungen, der es erlaubt die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserkreislauf und aktuell diskutierter Gegenmaßnahmen zu quantifizieren9,12,13,17.



Neuigkeiten

Publikation in offener Diskussion:

Renner, M., Brenner, C., Mallick, K., Wizemann, H.-D., Conte, L., Trebs, I., Wei, J., Wulfmeyer, V., Schulz, K., and Kleidon, A.: | Understanding model biases in the diurnal cycle of evapotranspiration: a case study in Luxembourg, Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., https://doi.org/10.5194/hess-2018-310, in review, 2018.

Just published

Kleidon, A., Renner, M. (2018). Diurnal land surface energy balance partitioning estimated from the thermodynamic limit of a cold heat engine, Earth Syst. Dynam., 9, 1127-1140, https://doi.org/10.5194/esd-9-1127-2018 , 2018.

Anstehende Vorträge

2018-10-15: M. Renner Using spatial variations of surface radiation observations to evaluate climate models, Seminar at the Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zurich

2018-10-11: M. Renner et al., Estimating and understanding model bias in simulating the diurnal cycle of evapotranspiration TERENO International Conference 2018, Berlin

2018-10-05: M. Renner: Klima- und Landnutzungseffekte auf den Wasserhaushalt, Symposium 50 Jahre Messungen im Einzugsgebiet Wernersbach, TU Dresden, Tharandt

Publikationen

[20] Renner, M., Brenner, C., Mallick, K., Wizemann, H.-D., Conte, L., Trebs, I., Wei, J., Wulfmeyer, V., Schulz, K., and Kleidon, A.: | Understanding model biases in the diurnal cycle of evapotranspiration: a case study in Luxembourg, Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., https://doi.org/10.5194/hess-2018-310, in review, 2018.

[19] Kleidon, A., Renner, M. (2018). Diurnal land surface energy balance partitioning estimated from the thermodynamic limit of a cold heat engine, Earth Syst. Dynam., 9, 1127-1140, https://doi.org/10.5194/esd-9-1127-2018 , 2018.

[18] Kleidon, A., Renner, M. (2017). An explanation for the different climate sensitivities of land and ocean surfaces based on the diurnal cycle. Earth System Dynamics, 8(3), 849-864. doi:10.5194/esd-8-849-2017.

[17] Dhara, C., Renner, M., Kleidon, A. (2016). Broad climatological variation of surface energy balance partitioning across land and ocean predicted from the maximum power limit. Geophysical Research Letters, 43(14), 7686-7693. doi:10.1002/2016GL070323 epdf.

[16] Renner, M., Hassler, S. K., Blume, T., Weiler, M., Hildebrandt, A., Guderle, M., Schymanski, S. J., and Kleidon, A.: Dominant controls of transpiration along a hillslope transect inferred from ecohydrological measurements and thermodynamic limits, Hydrol. Earth Syst. Sci., 20, 2063-2083, doi:10.5194/hess-20-2063-2016, 2016 pdf.

[15] Renner, M., Forkel, M., Brust, K., Schwärzel, K., Volk, M., Bernhofer, C., 2015. Ein hydrometeorologisches Verfahren zur Unterscheidung der langjährigen Auswirkungen von Landnutzung und Klima auf den Wasserhaushalt, in: Aktuelle Herausforderungen Im Flussgebiets- Und Hochwassermanagement, Forum Für Hydrologie Und Wasserbewirtschaftung. 35-15, pp. 227–234.

[14] C Kormann, T Francke, M Renner, A Bronstert, Attribution of high resolution streamflow trends in Western Austria – an approach based on climate and discharge station data, Hydrol. Earth Syst. Sci., 19, 1225-1245, doi:10.5194/hess-19-1225-2015, 2015.

[13] A Kleidon, M Renner, Geoengineering ist keine Lösung -- Der globale Wasserkreislauf im Klimasystem, Physik in unserer Zeit, 46, 27-31, 2015. (supplementary online material).

[12] A Kleidon, B Kravitz, M Renner, The hydrological sensitivity to global warming and solar geoengineering derived from thermodynamic constraints, Geophys. Res. Lett., 42, 138-144, 2015. DOI: 10.1002/2014GL062589 (supplementary online material).

[11] Kleidon, A., Renner, M., and Porada, P.: Estimates of the climatological land surface energy and water balance derived from maximum convective power, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 2201-2218, doi:10.5194/hess-18-2201-2014, 2014.

[10] Renner, M. and M. Werner. 2013. How to use new information technologies for prediction: Ensemble flow forecasting, verification and post-processing. In: Putting Prediction in Ungauged Basins into Practice. eds. J.W. Pomeroy, P.H. Whitfield, and C. Spence. Canadian Water Resources Association. 101-116.

[9] A Kleidon, M Renner, A simple explanation for the sensitivity of the hydrologic cycle to surface temperature and solar radiation and its implications for global climate change, Earth Syst. Dynam., 4, 455-465, 2013.

[8] Renner, M., Brust, K., Schwärzel, K., Volk, M., and Bernhofer, C.: Separating the effects of changes in land cover and climate: a hydro-meteorological analysis of the past 60 yr in Saxony, Germany, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 389-405, doi:10.5194/hess-18-389-2014, 2014.

[7] A Kleidon, M Renner, Thermodynamic limits of hydrologic cycling within the Earth system: concepts, estimates and implications, Hydrol. Earth Syst. Sci.,17, 2873-2892, 2013.

[6] Spank, U., Schwärzel, K., Renner, M., Moderow, U., and Bernhofer, C.: Effects of measurement uncertainties of meteorological data on estimates of site water balance components, Journal of Hydrology, doi:10.1016/j.jhydrol.2013.03.047, 2013.

[5] Renner, M. and Bernhofer, C.: Applying simple water-energy balance frameworks to predict the climate sensitivity of streamflow over the continental United States, Hydrology and Earth System Sciences, 16, 2531–2546, doi:10.5194/hess-16-2531-2012, 2012.

[4] Renner, M., Seppelt, R., and Bernhofer, C.: Evaluation of water-energy balance frameworks to predict the sensitivity of streamflow to climate change, Hydrology and Earth System Sciences, 16, 1419–1433, doi:10.5194/hess-16-1419-2012, 2012.

[3] Renner, M. and Bernhofer, C.: Long term variability of the annual hydrological regime and sensitivity to temperature phase shifts in Saxony/Germany, Hydrology and Earth System Sciences, 15, 1819–1833, doi:10.5194/hess-15-1819-2011, 2011.

[2] Renner, M., Werner, M., Rademacher, S., and Sprokkereef, E.: Verification of ensemble flow forecasts for the River Rhine, Journal of Hydrology, 376, 463–475, doi:10.1016/j.jhydrol.2009.07.059, 2009.

[1] Reggiani, P., Renner, M., Weerts, A., and van Gelder, P.: Uncertainty assessment via Bayesian revision of ensemble streamflow predictions in the operational river Rhine forecasting system, Water Resources Research, 45, W02428, doi:10.1029/2007WR006758, 2009.

Medienecho

Regionaler Wasserhaushalt, Klima und Waldsterben

Hydrologie und Wasserwirtschaft, 2014/3 pdf
Thüringer Landeszeitung, 19.04.2014 pdf

Klimawandel, Wasserkreislauf und Geoengineering

EGU Pressemitteilung der European Geosciences Union EGU vom 05.12.2013
Beitrag in der Ostthüringer Zeitung OTZ vom 15.12.2013
Rheinlandpfalz am Sonntag vom 02.02.2014 pdf

Lehre

Gastvorlesung "Climate and Water" für Masterstudenten Hydrologie und Internationale Studiengänge im Modul "Klimatologie-Klimasysteme" an der TU Dresden, jährlich seit WS2016/17 Vorlesung als pdf, lecture slides

Gastvorlesung "Klima und Wasser" für Masterstudenten im Modul "Klimatologie-Klimasysteme" an der TU Dresden, 2013, 2014, 2015

Vertretung von Vorlesungseinheiten "Pflanzen im Wasserkreislauf" für Bachelorstudenten an der Friedrich Schiller Universität (FSU) Jena, Vorlesungsthemen: Bodenfeuchte, Luftfeuchte, Klima der bodennahen Grenzschicht

Blockkurs Grundlagen in R für Bachelorstudenten des Studiengangs Biogeowissenschaften der FSU Jena, 2014, 2015

Vorlesung: "Hydrological modeling" für Doktoranden im Rahmen des Kurses "Earth System Modeling" der Graduiertenschule IMPRS-BGC des MPI für Biogeochemie und der FSU Jena

Drittmittel

2017-10 Alexander-von-Humboldt Stiftung, CONNECT Reisemittel für wissenschaftlichen Austausch mit der Chinesischen Akademie der Wissenschaten, Prof. Dr. Fubao Sun, als Folgeprogramm des 10. Sino-German Frontiers of Science Symposium in Potsdam vom 18. bis 21. Mai 2017

2014 Unterstützung bei der Beantragung von Drittmitteln (DFG) für den Folgeantrag der DFG Forschergruppe CAOS

Statistik und Programmierkenntnisse

Statistik: Modellevaluation, Parameteroptimierung, Verifikation probabilistischer Vorhersagen, Postprocessing, Zeitreihenanalyse, Geostatistik, Statistische Tests

Datenmanagement: Datenbankdesign & -aufbereitung, SQL, Homogenisierung

Programmiersprachen R, unix-shell, cdo, GrassGIS, python, Matlab, C++, SQL, Fortran

Vorträge und Presentationen

2018-09-06: M. Renner et al., : Using spatial variations of surface radiation to constrain the global temperature sensitivity European Meteorological Soceity EMS Annual Meeting 2018, Budapest, Hungary (session OSA3.2)

2018-09-04: M. Renner et al.,: Estimation of diurnal turbulent heat exchange by the thermodynamic limit of a cold heat engine over contrasting land-cover types European Meteorological Soceity EMS Annual Meeting 2018, Budapest, Hungary (session UP1.2)

M. Renner Klima und Waldsterben: Veränderung im Wasserhaushalt des Erzgebirges, 11. Annaberger Klimatage 2018, 16-17.05.2018, Annaberg-Buchholz

M. Renner, A. Kleidon, C. Dhara, and H. Ozawa. Using spatial variations of surface radiation to constrain the global temperature sensitivity to surface radiative change. EGU2018-7879 In Session CL2.01 Earth radiation budget, radiative forcing and climate change at EGU General Assembly 2018, 3-13. April 2018, Vienna, Austria.

Alejandra M. Carmona, Maik Renner, Axel Kleidon, and Germán Poveda (2018) Uncertainty of runoff sensitivity to climate change in the Amazon River Basin EGU2018-7908 In Session HS2.4.1 Hydrological change: Regional hydrological behaviour under transient climate and land use conditions at EGU General Assembly 2018, 3-13. April 2018, Vienna, Austria.

M. Renner, A. Kleidon, C. Dhara, and H. Ozawa. Different temperature sensitivity to the type of surface radiative forcing. In Research Seminar at the Beijing Normal University, College of Global Change and Earth System Sciencey of Sciences, Atmospheric Sciences Department, Beijing, China, November 2017a.

M. Renner and A. Kleidon. Hydrological response to global warming and land cover change. In Integrated Risk Assessment group at Beijing Normal University, China, October 2017a. M. Renner, A. Kleidon, C. Dhara, and H. Ozawa. Different temperature sensitivity to the type of surface radiative forcing. In Research Seminar at the Chinese Academy of Sciences, Atmospheric Sciences Department, Beijing, China, October 2017b.

M. Renner and A. Kleidon. Hydrological response to global warming and land cover change: evaluation of past and future trends for China. In Research Seminar at the Chinese Academy of Sciences, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Beijing, China, October 2017b.

M. Renner, C. Dhara, and A. Kleidon. Thermodynamic optimality of surface-atmospheric heat exchange. In Workshop on Thermodynamic Optimality, 8-10. November 2016, VU Amsterdam, The Netherlands, November 2016.

M. Renner and A. Kleidon. A thermodynamic Earth system’s approach to the sensitivity of the water cycle to radiative change. In 8th EGU Leonardo Conference on the hydrological cycle, 25-27. October 2016, Ourense, Spain, October 2016.

M. Renner, M. Forkel, K. Brust, K. Schwärzel, M. Volk, and C. Bernhofer. Einfluss von Landnutzung und Klima auf die Gebietsverdunstung und den Wasserhaushalt von Flusseinzugsgebieten. In Colloquium am Lehrstuhl Hydrologie und Wasserressourcenbewirtschaftung am 12. Mai 2015, BTU Cottbus, May 2015a.

M. Renner, S. Hassler, T. Blume, M. Weiler, A. Hildebrandt, M. Guderle, S. Schymanki, and A. Kleidon. Inferring dominant controls on transpiration across a hillslope transect from ecohydrological measurements and thermodynamic limits. In EGU General Assembly 2015, 12-17. April 2015, Vienna, Austria, volume 17, page 5326, April 2015b.

M. Renner, M. Forkel, K. Brust, K. Schwärzel, M. Volk, and C. Bernhofer. Ein hydrometeorologisches Verfahren zur Unterscheidung der langjährigen Auswirkungen von Landnutzung und Klima auf den Wasserhaushalt. In Tag der Hydrologie, 19. März 2015, Bonn, 2015c.

M. Renner and A. Kleidon. Thermodynamische Grenzen der Energiebilanz. In Colloquium am 4. November 2014, Meteorologisches Observatorium Lindenberg, November 2014.

M. Renner, C. Bernhofer, U. Moderow, U. Spank, and A. Kleidon. Doing micro-meteorology backwards: application of thermodynamic limits to site scale energy partitioning. In TERENO International Conference 2014. September 29th - October 2nd 2014. Rheinische Friedrich-Wilhelms- Universität Bonn, Germany, October 2014a.

M. Renner, C. Bernhofer, U. Moderow, U. Spank, and A. Kleidon. A simple interpretation of energy partitioning at the land surface of three eddy covariance sites in Germany and effects after precipitation. In EGU General Assembly 2014, 27 April – 02 May 2014, Vienna, Austria, 2014b.

M. Renner, K. Brust, K. Schwärzel, M. Volk, and C. Bernhofer. Hydrological impacts of forest decline and regrowth: a retrospective analysis of the past 60 years in Saxony, Germany. In EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 2013.

M. Renner and C. Bernhofer. Two simple concepts to assess the role of climate and land-use changes on streamflow. EGU General Assembly 2012, 22-27 April in Vienna, Austria, EGU2012-982, April 2012.

M. Renner and C. Bernhofer. Shifting seasons in hydrology: Viewing streamflow through the lens of sines and cosines. 7th Higrade Conference 2011, 13-14 April in Leipzig, Germany, 7, April 2011.

M. Renner. How to use new information technologies for prediction: Ensemble flow forecasting, verification and postprocessing. 2011. Published: IAHS PUB 2011 International Workshop: P3 - Putting PUB into Practice, 10-14 May, Canmore, Canada, Invited presentation.

M. Renner and C. Bernhofer. Long term variability of the annual hydrological regime and sensitivity to temperature phase shifts in Saxony/Germany. 2010a. Published: EGU Leonardo Topical Conference Series on the hydrological cycle 2010: Looking at Catchments in Colors, 10-12 November, Luxembourg.

M. Renner and C. Bernhofer. Veränderungen des Jahresgangs der Temperatur und der Einfluss auf das hydrologische Regime von Flusseinzugsgebieten in Sachsen, DACH Meteorologen-Tagung, 20-24 September in Bonn, Germany. September, 2010b.

M. Renner and M. Werner. Verification of ensemble flow forecasts for the River Rhine. HEPEX Workshop: Uncertainty Post-processing for Hydrologic Ensemble Prediction, Delft, The Netherlands, June 23-25, 2008.

M. Renner and P. Reggiani. Uncertainty assessment of ensemble flow forecasts for the River Rhine. HEPEX Workshop: Uncertainty Post-processing for Hydrologic Ensemble Prediction, Delft, The Netherlands, June 23-25, 2008.

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