Unsere Forschung

Ein grundlegendes Verständnis des Klimasystems und des sich verändernden Klimas sind zentrale Aspekte unserer Forschung. Wir überwachen das Klima mit präzisen Satellitendaten und bahnbrechenden bodengestützten Netzen, stellen Klimavariablen bereit und nutzen Beobachtungen und Klimamodellsimulationen, um Klimaschwankungen und -trends von der Oberfläche bis zur Atmosphäre zu analysieren und die Ursachen zu ermitteln. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Veränderungen von Klimaprozessen, Wettermustern (z. B. Konvektion, Jetstream, Blockierung), Hydrologie, Klimaextremen und Folgen. Durch die Diagnose globaler bis regionaler Klimaveränderungen auf diese Weise wollen wir eine Brücke zur regionalen und lokalen Klima- und Umweltveränderungs- und -folgenforschung schlagen.

Ein wichtiger Aspekt unserer Forschung ist die Quantifizierung von Klimagefahren und der daraus resultierenden Risiken für Gesellschaften und Ökosysteme. Beispiele für Gefahren sind Starkniederschläge, Dürren und Hitzewellen, aber auch zusammenwirkende Ereignisse. Die daraus resultierenden Risiken werden jedoch nicht nur durch die Gefahr definiert, sondern auch durch die Anfälligkeit und Belastung des gefährdeten Systems, ihre komplexen Wechselwirkungen und Kaskadeneffekte. Dieser Forschungsschwerpunkt erfordert daher eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen physikalischer Klimawissenschaft und Klimafolgenmodellen. Um die Veränderungen der Risiken in einer sich erwärmenden Welt zu erforschen, nutzen wir Klima- und Auswirkungsmodell-Ensembles; untersuchen aber auch, wie sich reale Extremereignisse und ihre Folgen in zukünftigen Klimata entwickeln könnten.

In unserer Forschung zum Übergang in eine kohlearme Welt analysieren wir physikalische Bedingungen, etwa die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien in einem wärmeren Klima, und entwickeln und nutzen geeignete Rahmenwerke, einschließlich der Modellierung auf mehreren Ebenen (mikro-/makrodynamische und mikrobasierte globale Modellierung), um institutionelle Veränderungen und politische Instrumente zur Unterstützung kohlenstoffarmer Lebensweisen zu untersuchen. Unter Berücksichtigung des Handelns auf mehreren Ebenen ermitteln wir Optionen (Synergien, Kompromisse) über diese Skalen hinweg, aber auch, welche Akteur:innen tatsächlich handeln können. Wir entwickeln potenzielle Kipp-Szenarien für das Emissionsminderungsverhalten (z. B. in den Bereichen Verkehr und Konsum) und zeigen die Grenzen der Entkopplung und Kreislaufwirtschaft im Sozial- und Stoffwechsel auf. Wir entwickeln Lösungen für das Kohlenstoffmanagement und ergänzen das Instrument des öffentlichen Kohlenstoffmanagements durch die Bewertung makroökonomischer Rückkopplungen.

Aufbauend auf der Analyse der sich ändernden Klimarisiken und -auswirkungen ermitteln wir geeignete Optionen zur Erhöhung von Klimaresilienz, wobei wir skalenübergreifende Rückkopplungen (top-down und bottom-up) berücksichtigen. Wir untersuchen sozio-ökonomisch-ökologische Netzwerke, die sowohl systemische Risiken als auch die entsprechende Widerstandsfähigkeit gegenüber solchen Risiken untermauern. Wir analysieren harte und weiche Optionen, die für die Umsetzung im Kontext solcher Netzwerke zur Verfügung stehen. Die Grenzen der Anpassung werden auf der Grundlage der Bewertung aktueller und erwarteter gesellschaftlicher Entwicklungen ermittelt.