Großskalige gekoppelte Dynamik

Wir untersuchen, wie die Wechselwirkungen der Atmosphäre mit Ozean und Land die allgemeine Zirkulation formen – die großskalige Luftströmung, die Klima- und Wetterphänomene weltweit antreibt.

Wir erforschen die gekoppelten Dynamiken, die zur Bildung von Mustern der Meeresoberflächentemperatur führen. Der sogenannte „Pattern Effect“ (Mustereffekt) ist ein Paradebeispiel für die enge Kopplung zwischen Atmosphäre und der darunterliegenden Oberfläche: Die ungleichmäßige Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen (das „Temperaturmuster“) löst Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation aus. Diese Zirkulationsänderungen bestimmen, wie die Atmosphäre Wärme umverteilt und das Strahlungsgleichgewicht der Erde reguliert – was wiederum auf die Ozeantemperaturen zurückwirkt.

In der Klimadynamik wird der Ozean oft als die dynamisch dominante Komponente betrachtet, während das Land „nur folgt“. Wir zeigen, dass das Land die großräumige Zirkulation aktiv mitgestalten kann – auf Weisen, die bisher vernachlässigt wurden. Damit hinterfragen wir etablierte Konzepte zu den Grundlagen der gekoppelten Klimadynamik.

Aufgrund ihrer unterschiedlichen typischen Zeitskalen können Land, Ozean und Atmosphäre komplexes und zeitabhängiges Verhalten erzeugen, wenn sie gekoppelt sind. Über langfristige Gleichgewichtszustände hinaus interessieren uns besonders die schnelleren Übergangsprozesse, die das Klima bestimmen, das die Menschheit in den kommenden Jahrzehnten erleben wird.