Institut für Küstenforschung der GKSS ab 1. November: Helmholtzzentrum Geesthacht 25. August 2010.

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1 Institut für Küstenforschung der GKSS ab 1. November: Helmholtzzentrum Geesthacht 25. August 2010

2 Who is this? Hans von Storch Director of Institute for Coastal Research, GKSS Research Center, near Hamburg, Professor at the Meteorological Institute of Hamburg University Works also with social and cultural scientists.

3 Das Institut für Küstenforschung des GKSS Forschungszentrums Die zentralen drei Fragen des Forschungsprogramms des IfK@GKSS sind: Welche Folgen hat der globale Wandel für die Küsten? In welchem Zustand sind Küste heute, und wie ändert sich dieser kurz- und langfristig? Wie können Veränderungen an der Küste zuverlässig und kostengünstig überwacht werden?

4 Institute for Coastal Research@GKSS cooperates with ZMAW (Hamburg) and AWI (Bremerhaven) Mission The GKSS Research program advances fundamental coastal science and provides a scientific basis for rational coastal management. Our approach integrates basic research on climate, ecosystem diversity, and ecological chemistry in the coastal zone with innovative applied perspectives, including regional impacts of Global Change. Coastal Change: long term trends and extreme events Observation and Information for Coastal Management Coastal Diversity: key species and food webs Chemical Interactions: ecological functions and effects Research Topics

5 DKRZ climate, physics coastal applications Climate, ecosystems, monitoring IfK@GKSS als Teil eines Netzwerks der Küstenforschung

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7 Observational systems Stand alone systems: wave rider buoys, wave radar and pole systems Operational measuring systems on board of ships (FerryBox) Measures and systems for remote sensing Research vessels Ludwig Prandtl and Storch Laboratories equipped with: GC-MSD, LC-MS/MS. GC-MS/MS … DKRZ (German Climate Computing Centre) Various environmental system models: regional atmospheric models CLM and REMO hydrodynamic model TRIM wave models HYPA-S, k-model, WAM atmospheric transport and transformation model CMAQ BALTEX Secretariat LOICZ - IPO Infrastructure of Institute for Coastal Research

8 Hauptthemen - Entwicklung von Methoden zur operationellen Überwachung geophysikalischer und ökologischer Parameter im Küstenraum (Fernerkundung, Ferrybox, Radar Hydrographie, COSYNA) - Regionales Klima und Klimawandel im Küstenraum, vor allem Nordeuropa. (Stürme, Wind, Seegang, Sturmfluten, CoastDat)

9 Generate synoptic view of the southern North Sea with new parameters and methods. Provide new methods for regular observing and reporting key environmental parameters. Enhance the exploitation of near real time data in order to improve coastal ocean forecasting. Provide a design for the next generation observing systems, including hardware, software, quality assurance and sampling strategies. COSYNA: Objectives

10 COSYNA Observation Area and Observation Modules

11 Version 0: local data analysed with geostatistical methods Version 1: pre-operational with HFR data assimilation Version 2: pre-operational with FerryBox data assimilation … Version X: pre-operational with sediment Version Y: pre-operational with chemistry Version Z: pre-operational with biology

12 Forecast current fields and HF radar observations over period of 12 hrs Information on background statistics and observation errors Kalman filter analysis Modified current fields over period of 12 hrs Free run Analysis Hrs since Dec 5, 2009, 00 UTC:

13 Globale development (NCEP) Dynamical Downscaling REMO or CLM Simulation with barotropic model of North Sea Empirical Downscaling Tide gauge St. Pauli Cooperation with a variety of governmental agencies and with a number of private companies Regional and local conditions – in the recent past and next century

14 Der CoastDat Datensatz Detaillierte Rekonstruktionen des regionalen Wetters (1948-heute) in Nordeuropa und der marinen Bedingungen in Nord- und Ostsee. Vor allem Wind, aber auch Seegang, Sturmfluten, Strömungen; Transport von Substanzen. Plausible (IPCC) Szenarien möglicher Zukünfte des Klimas in Nordeuropa, insbesondere im Bereich von Nord- und Ostsee. Derzeit Ausbau in Richtung auf ökologische Variablen, andere Gebiete (Ostasien, Laptev See) Kunden: Ämter und Behörden mit Verantwortung im Küstenbereich (z.B. ALR) Firmen, die an Risiken (FSG Flensburg) und Möglichkeiten des Klimas (Windkraft: Butendiek) interessiert sind. Allgemeine Öffentlichkeit, Medien. www.coastdat.de

15 Other issues - Remote sensing of coastal bathymetry - Substances (oil pollution, BaP, nutrients) - Coastal zone management - New ecosystem modelling approaches - Ecological chemistry - Millennial climate variability modelling

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17 Eingerichtet in 2007 für die Kommunikation zwischen Wissenschaft und Stakeholdern im Bereich des regionalen (norddeutschen) Klimawandels. Seit 2008 co-finanziert durch CliSAP. In 2009 wurden ähnliche regionale Büros eingerichtet in einem HGF Netzwerk bei AWI, FZK und UFZ. Aufgabe: Bestimmung der Bedarfe (Fragen, Sorgen) bei den Stakeholdern. Überprüfung, ob die wissenschaftlichen Antworten (und Fragen) verständlich und bedarfsgerecht sind. Aufgabe: Aufbau eines Dialogs Typische Stakeholder: Küstenschutz, Landwirtschaft, off-shore Aktivitäten, Tourismus, Wassermanagement, Fischerei und Stadtplanung Das Norddeutsche Klimabüro bei GKSS

18 Online-Atlas Klimawandel Norddeutschland Darstellung unterschiedlicher Größen zum Klimawandel in Norddeutschland für die Zeiträume 2011-2040, 2041-2070 und 2071-2100. Darstellung der Differenz zu dem Kontrollzeitraum 1961- 1990 Darstellung unterschiedlicher Treibhausgasszenarien (nach dem IPCC) gerechnet mit verschiedenen regionalen Modellen http://www.regionaler-klimaatlas.de/

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20 Stellungnahme: Zukunftige Sturmfluten

21 Zusammenstellung des Wissens über Klima, -wandel und -wirkung Ostseeeinzugsgebiet – BACC #1 in 2008 fertig gestellt, gemeinsam mit HELCOM publiziert. #2 – wird derzeit vorbereitet. Metropolregion Hamburg – mit CliSAP, und Senat HH, MLUR Schleswig Holstein; Erste öffentliche Präsentation Nov. 2009 Buchpublikation November 2010 Nordseeeinzugsgebiet, im Rahmen von PACES gemeinsam mit AWI; Vorbereitungen begonnen.

22 1.Ralf Weisse: Das CoastDat Projekt 2.Ursula Bungert: Das Norddeutschen Klimabüro und der Klimaatlas 3.Volker Matthias: Modellierung von Aerosolen (Aschewolke des Eyjafjallajökull) 4.Maik Grunwald: Das COSYNA Projekt