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Im ersten Forschungsschwerpunkt wollen wir verstehen, wie das Erdsystem mit den drei Hauptkomponenten Atmosphäre, terrestrische Ökosysteme und Ozeane auf natürliche und anthropogene Störungen reagiert.
Nur dank diesem Prozessverständnis lassen sich quantitative Aussagen für die Zukunft ableiten sowie Ursachen des Klimawandels identifizieren und Unsicherheiten abschätzen. Damit werden gesellschaftsrelevante Aussagen für die Gegenwart und Zukunft erst möglich.
Wir suchen Antworten auf Fragen wie: Geschehen Klimaänderungen heute rascher als in der Vergangenheit? Wie haben sich die grossen Landökosysteme an die Änderungen angepasst, und wie die Tiere und Pflanzen? Wie stabil ist die Zirkulation in den Ozeanen? Verändert sich der Wasserdampfgehalt der globalen Atmosphäre als Folge der Klimaerwärmung?
Mittels natürlicher Klimaarchive aus Eisbohrkernen, Seesedimenten, Stalagmiten und Baumringen, aber auch auf der Grundlage historischer Dokumente blicken wir mehrere Jahrtausende zurück und untersuchen, wie natürliche Antriebsfaktoren (Sonne und Vulkane) und anthropogene Störungen (Treibhausgase, Landnutzung, Aerosole) das Klima verändert haben und wie Ökosysteme auf diese Änderungen reagieren. Die umfassende Rekonstruktion des Klimas der Vergangenheit ist eine der Kernkompetenzen des OCCR. Die langen Proxydaten- und Messreihen in Europa und der Schweiz erlauben Klimarekonstruktionen von weltweit einzigartiger Qualität. Sie vermitteln einen detaillierten Einblick in die langfristige Diagnose der Atmosphärendynamik (Druck, Niederschlag und Temperatur), in die Ursachen von Klimaänderungen und in die Statistik von Extremereignissen.