Projektbeschreibung
Verfolgung des Baumwachstums verbessert die Rekonstruktion der Klimavariabilität
Baumringe stellen ein wesentliches Archiv für die hochauflösende Rekonstruktion der Klimavariabilität der vergangenen 1 000-2 000 Jahre auf regionaler und globaler Ebene dar. Genaue Rekonstruktionen erfordern eine gleichbleibende Beziehung zwischen Baumwachstum und Klima. Doch während der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts waren die Chronologien der Breite und Dichte von Baumringen nicht in der Lage, den rasant steigenden Temperaturen in den Wäldern der Nordhalbkugel zu folgen. Dieses Phänomen, das als „Divergenz“-Problem bezeichnet wird, stellt die Zuverlässigkeit der auf Baumringen basierenden Temperatur-Rekonstruktion sowie unser Verständnis von der Klimareaktion der Erde auf von Menschen verursachte Treibhausgase in Frage. Das EU-finanzierte Projekt MONOSTAR wird ein Modell entwickeln, das jährliche und langfristige Änderungen sowohl in der Breite als auch der Dichte der Baumringe verschiedener Nadelbaumarten nachstellt, die unter verschiedenen Klimabedingungen wachsen. Das Modell wird mit Daten aus einem neuen Halbkugel-Netzwerk der Chronologie von Breite und Dichte der Baumringe sowie mit Daten der Überwachung vor Ort kombiniert werden.
Ziel
Tree-rings are a key proxy archive for reconstructing high resolution climate variability over the past 1-2ka at regional to global scales. Skillful reconstructions require a stationary relationship between tree growth and climate (Hutton’s principle of uniformitarianism), which is commonly evaluated by statistical calibration/verification trials against instrumental measurements. This association, however, weakened during the second half of the 20th century, when tree-ring width and density chronologies from Northern Hemisphere forests were not able to track the rapidly increasing temperatures. This so-called “divergence” problem was identified in the 1990s to be a large-scale phenomenon, and not only questions the reliability of tree-ring based temperature reconstruction, but also affects our understanding of the Earth’s climate sensitivity to anthropogenic greenhouse gases. A conclusive explanation for this central problem of contemporary paleoclimate research is, however, still missing. Here, I propose to develop a process model that simulates year-to-year and long-term variations in both tree-ring width and density of different conifer species growing under different climate regimes. Evidence from this model will be combined with data from a new, hemispheric scale network of tree-ring width and density chronologies, as well as in-situ monitoring data, to train the model, validate synthetic timeseries, and analyze spatially varying influences of climatological, air chemical and ecological drivers on tree growth. Model-data fusion and inverse modelling techniques will be applied to quantify the non-linear mechanisms underlying divergence, and to deduce methodological recommendations that can be applied by any paleoclimatologist, working with different species and in different regions of the Northern Hemisphere, to mitigate late 20th century divergence and thus improve their climate reconstructions.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
55122 Mainz
Deutschland