Veränderungen im gekoppelten polaren Energie- und Wasserhaushalt
Fakultät
Forschungsgruppe Haimberger
Forschungsthema
Forschungsinteresse
Während jeder die dramatische Erwärmung der Polarregion beobachten kann, halten wir es für wichtig, auch die Veränderungen im Energie- und Wasserhaushalt in dieser Region zu quantifizieren. Die Erwärmung ist das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels zwischen den sich ändernden globalen Transporten in der Atmosphäre und im Ozean sowie den Veränderungen der Oberflächeneigenschaften in der Polarregion. Durch die verringerte Eis- und Schneeausdehnung nehmen sowohl die Oberflächenalbedo als auch die planetare Albedo ab, was zu einer weiteren Erwärmung führt. Die verringerte Meereisausdehnung führt zu einem verstärkten Energieaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre. Das verstärkte Abschmelzen von Eisschilden und Meereis führt zu einem geringeren Salzgehalt des polaren Oberflächenwassers, was sowohl die Gefrieranfälligkeit als auch die großräumigen ozeanischen Transporte beeinflussen kann. Seit kurzem sind stark verbesserte Reanalysen der Atmosphäre, des Ozeans und der Landoberfläche verfügbar, die eine fortschrittlichere Diagnostik des Energiehaushalts ermöglichen, was wiederum zum Verständnis der Physik des polaren Klimawandels sowie zur Validierung von Klimamodellen beitragen kann.

Projects
- 2025-2028: CMEMS onctract ref 24254L03-COP-GLORAN-MER-IP-4000 – work on oceanic transports
- 2025-2028: ESA contract ref 4000147586/I/25-LR (Ocean Surface Heat Flux) – work on global and regional air-sea fluxes
- 2024-2027: ESA contract ref 4000145298/24/I-LR (MOTECUSOMA) – work on Earth’s Energy Imbalance
- 2020–2024 FWF P33177 „A consistent framework for quantifying global energy budgets“
- 2022-2024 Copernicus Marine Service (CMEMS) 21003-COP-GLORAN Lot 7: „Validation and Intercomparison of Global Reanalyses for Ocean Currents and Transports“ (implemented at b.geos
- 2020-2022 A consistent framework for quantifying global energy budgets (FWF P33177)
- 2019-2021 Intercomparison And Ocean Indicators For The High Latitudes (Subcontractor on 114-R&D-GLORAN-CMEMS LOT 8)
- 2018-2021 Copernicus Early Upper Air Data Service (C3S 311c Lot2)
- 2016-2018: Variability and change of arctic energy and fresh water budgets (FWF P28818)
- 2014-2018: Evaluation of Ocean Syntheses (ESSEM COST Action ES1402)
- 2014-2016: EU-FP7 grant ERA-CLIM2
- 2011-2013: EU 7FP grant ERA-CLIM
Ausgewählte Publikationen
- Winkelbauer, S., Mayer, M. & Haimberger, L. Validation of key Arctic energy and water budget components in CMIP6. Clim Dyn (2024). https://doi.org/10.1007/s00382-024-07105-5
- Mayer, M., Tsubouchi, T., Winkelbauer, S., Larsen, K. M. H., Berx, B., Macrander, A., Iovino, D., Jónsson, S., and Renshaw, R.: Recent variations in oceanic transports across the Greenland–Scotland Ridge, in: 7th edition of the Copernicus Ocean State Report (OSR7), edited by: von Schuckmann, K., Moreira, L., Le Traon, P.-Y., Grégoire, M., Marcos, M., Staneva, J., Brasseur, P., Garric, G., Lionello, P., Karstensen, J., and Neukermans, G., Copernicus Publications, State Planet, 1-osr7, 14, https://doi.org/10.5194/sp-1-osr7-14-2023, 2023.
- Mayer, M., Tsubouchi, T., von Schuckmann, K., Seitner, V., Winkelbauer, S., Haimberger, L., (2022). Atmospheric and oceanic contributions to observed Nordic Seas and Arctic Ocean Heat Content variations 1993-2020. In: Copernicus Ocean State Report, Issue 6, Journal of Operational Oceanography, 15:sup1, s119–s126; DOI: 10.1080/1755876X.2022.2095169
Winkelbauer, S., Mayer, M., and Haimberger, L.: StraitFlux – Precise computations of Water Strait fluxes on various Modelling Grids, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2023-2883, 2024. - Winkelbauer, S, Mayer, M, Seitner, V, Zsoter, E, Zuo, H & Haimberger, L 2022, ‚Diagnostic evaluation of river discharge into the Arctic Ocean and its impact on oceanic volume transports‘, Hydrology and Earth System Sciences, Jg. 26, S. 279–304. doi.org/10.5194/hess-26-279-2022
- Polyakov, I. V., M. Mayer, S. Tietsche, and A. Y. Karpechko, 2022: Climate Change Fosters Competing Effects of Dynamics and Thermodynamics in Seasonal Predictability of Arctic Sea Ice. J. Climate, 35, 2849–2865, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0463.1.
- Mayer, M., Tietsche, S., Haimberger, L., Tsubouchi, T., Mayer, J., & Zuo, H. (2019). An improved estimate of the coupled Arctic energy budget. Journal of Climate, 32(22), 7915-7934.
- Mayer, M., L. Haimberger, M. Pietschnig, and A. Storto (2016), Facets of Arctic energy accumulation based on observations and reanalyses 2000-2015, Geophys. Res. Lett., 43, doi:10.1002/2016GL070557.
- Young, P. J., Butler, A. H., Calvo, N., Haimberger, L., Kushner, P. J., Marsh, D. R., … & Rosenlof, K. H. (2013). Agreement in late twentieth century Southern Hemisphere stratospheric temperature trends in observations and CCMVal‐2, CMIP3, and CMIP5 models. Geophys. Res. Atmospheres, 118(2), 605-613.
- Mayer, M. and Haimberger, L., 2012. Poleward Atmospheric Energy Transports and Their Variability as Evaluated from ECMWF Reanalysis Data, J. Climate, 25(2), pp.734–752.
- A. Grant, Brönnimann, S. and Haimberger, L., 2008, Recent Arctic warming structure contested, Nature, doi: 10.1038/nature07257


