Modular Observation Solutions for Earth Systems – MOSES

MOSES ist ein gemeinsames Observatoriensystem des Forschungsbereichs „Erde und Umwelt”. Es vereint hochflexible und mobile Observatorien-Module, die erlauben, die Wechselwirkungen kurzfristiger EREIGNISSE und langfristiger TRENDS über Erdkompartimente hinaus zu untersuchen. MOSES zielt dabei hauptsächlich auf vier Ereignisse ab: Hitzewellen, Hydrologische Extreme, Ozeanwirbel und das Tauen von Permafrost.

Hydrologische Extremereignisse

Bis zum Ende dieses Jahrhunderts wird mit einer 10-20 %igen Zunahme der Frequenz und Intensität synoptischskaliger Sturmereignisse, die mit Starkniederschlägen und Überflutungen einhergehen und dadurch große Schäden verursachen, gerechnet. Dabei entstehen sowohl sozioökonomische als auch ökologische Schäden mit langfristigen Auswirkungen auf die betroffenen Ökosysteme. Aufgrund der stochastischen Natur dieser extremen Wetterbedingungen ist es schwer, ihre zeitliche und räumliche Dynamik und die Auswirkungen auf die betroffenen Systeme, einschließlich der Ökosysteme, vollständig zu verstehen. Es fehlt ein Konzept für die genaue Beobachtung solcher Ereignisse, vor allem hinsichtlich ihrer Bedeutung für langfristige Klimatrends. Daher zielt das hier vorgeschlagene Konzept auf ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen kurzfristigen hydrologischen Ereignissen, die Ursache großer Überschwemmungen sind, und deren langfristigen Auswirkungen auf das Ökosystem. Die Erstellung von hochauflösenden ereignisbasierten Daten und Modellen und ihre Zusammenführung mit unseren bereits vorhandenen Daten und Modellen aus Langzeitbeobachtungen wird es uns ermöglichen, die (möglicherweise entscheidende) Bedeutung der immer häufiger und intensiver werdenden meteorologischen und hydrologischen Ereignisse für den Zustand der hydrologischen, ökologischen und sozioökonomischen Systeme der Erde zu entschlüsseln.

Tauender Permafrost

Ungefähr ein Viertel der Landmasse der Nordhemisphäre sowie ein großer Anteil der sibirischen und nordamerikanischen Schelfgebiete gehören der Permafrostzone an. Die Erwärmungsraten infolge des globalen Wandels sind in der Arktis etwa 8-10 Mal höher als in der restlichen Welt. Infolge des Auftauens werden Treibhausgase freigesetzt, die in der Folge zur weiteren Erwärmung des lokalen und globalen Klimas beitragen. Dabei hat sich gezeigt, dass sich schon Hitzewellen von kurzer Dauer auf den Kohlenstoffkreislauf auswirken. Während Permafrostgebiete bislang Kohlenstoffsenken waren, werden sie hierdurch möglicherweise zukünftig zu Kohlenstoffquellen. Im Bereich des sibirischen Schelfs wurden große Methanfreisetzungen beobachtet, die auf ein Auftauen des submarinen Permafrosts hinweisen. Durch das Auftauen des terrestrischen Permafrostbodens können „Explosionskrater“ entstehen, die ein neues Merkmal der Permafrostgebiete darstellen.