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In diesem kollaborativen Projekt kombinieren wir die drei Pfeiler, indem vergangene Klimaänderungen der letzten 800'000 Jahre rekonstruiert, Modelle entwickelt, und umfassende Simulationen ausgeführt werden. Im ersten Pfeiler bauen wir hoch-präzise analytische Methoden um Gaskonzentrationen, Isotopenverhältnisse und chemische Stoffe in polaren Eisbohrkernen zu messen. Von besonderem Interesse sind abrupte Klimaschwankungen, die in Messungen hoher zeitliche Auslösung gefunden werden, sowie die Abschätzung ihrer Auswirkungen und räumlichen Verteilung im Klimasystem. Daneben werden in diesem Projekt auch sehr geringe Konzentrationen natürlicher Radionuklide gemessen, um die Speicherung und Erneuerung von verschiedenen Grundwasserträgern weltweit zu quantifizieren.
Wir verwenden eine Hierarchie von Klimamodellen, die von Prozessmodellen, über Modelle reduzierter Komplexität, bis zu vollständigen Erd-System Modellen reicht. Der zweite Pfeiler der Forschung besteht aus der Entwicklung dieser Modelle und Elemente, die einzelne Klimasystemkomponenten darstellen. Schliesslich werden diese im dritten Pfeiler verwendet, um verschiedene Klimagrössen direkt zu simulieren. Mit denselben Modellen werden Auswirkungen von Klimaszenarien berechnet, um wahrscheinlichkeitsbasierte Abschätzungen globaler Veränderungen des Klimasystems zu erreichen.