Forschungsbereich 1:
Skalen- und systemübergreifende Prozesse
Dieser Forschungsbereich wird hauptsächlich in der englischen Sprache geführt.
Um die Funktionsweise von Meeressystemen wie der Ostsee zu verstehen und deren Ökosysteme zu erhalten, bedarf es sowohl präziser Beobachtungen als auch profunder Kenntnisse der Prozesse auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen. Auf der Grundlage der Ergebnisse jahrzehntelanger Prozessstudien und Beobachtungen haben wir die wichtigsten Herausforderungen für das nächste Jahrzehnt identifiziert. Dabei handelt es sich um Prozesse an Schnittstellen und skalenübergreifende Prozesse, die die Grundlage für Perspektiven für Küstenmeere bilden. Sie erfordern das Fachwissen mehrerer Disziplinen und einen gemeinsamen Forschungsansatz, um die aktuellen Fragestellungen in unserer Forschung zu bewältigen.
Einzelheiten finden Sie in Box 1:
Prozesse an Schnittstellen
Schnittstellen und Grenzschichten wie die Luft-Meer-Schnittstelle, die Redoxkline, die Boden-Grenzschicht, die Eis-Ozean-Schnittstelle und die Land-Meer-Schnittstelle sind für biogeochemische und physikalische Umwandlungen und Transporte von besonderer Bedeutung. Der multidisziplinäre Ansatz des IOW bietet die besten Möglichkeiten, diese Prozesse aufzuklären. In-situ- und Fernerkundungsbeobachtungen sowie Probennahme Geräte ermöglichen zeitlich und räumlich hochauflösende Messungen zur Quantifizierung von Prozessen in diesen intermittierenden Regionen mit hohen Gradienten. Die nächste Generation von Modellierungssystemen wird traditionelle Ozeanmodelle mit Subsystemmodellen kombinieren, die Darstellungen von benthischen Prozessen, atmosphärischer Dynamik, Oberflächenwellen, Meereis, schwimmenden Schelfeisen, Grundwasseraustausch und anderen Faktoren umfassen. Ein ganz besonderer Fall in Bezug auf Grenzflächen ist die hochdynamische Flachwasserregion im Grenzbereich zwischen Land und Meer. Die Untersuchung von Prozessen an und in der Nähe der Schnittstellen, die diese Subsysteme verbinden, wird daher einen wichtigen Schwerpunkt des neuen Forschungsprogramms bilden.
Skalenübergreifende Prozesse
Ein wichtiges Merkmal des bisherigen Forschungsprogramms war die klare Trennung zwischen der Erforschung kleinräumiger Prozesse und der Dynamik auf Beckenebene. Es wird jedoch zunehmend notwendig, das gesamte Kontinuum von kleinräumigen bis zu großräumigen Prozessen direkt und gleichzeitig zu untersuchen. Dies wird durch die jüngsten Fortschritte bei verschachtelten numerischen Modellierungssystemen und multiskaligen Feldbeobachtungen unterstützt. Ein zentrales Thema des neuen Forschungsprogramms wird daher die Untersuchung skalenübergreifender Wechselwirkungen und der damit verbundenen Rückkopplungen zwischen physikalischen, biologischen und biogeochemischen Prozessen sein, die sich über Skalen von Mikrometern bis zu Kilometern erstrecken können. Flachwassergebiete und die Rolle der Küstenzone für das Funktionieren des gesamten Systems werden nun vollständig integriert, um das Land-Meer-Kontinuum besser darzustellen.
Box 1: Der Forschungsbereich (FB) 1 konzentriert sich auf gemeinsame Themen, die konzertierte multidisziplinäre Anstrengungen erfordern.
Im Allgemeinen haben wir Wissenslücken in verschiedenen Grundlagenforschungsthemen identifiziert, die für ein ganzheitliches Verständnis und eine ganzheitliche Projektion mariner Systeme unerlässlich sind, darunter Wassermassenumwandlung und Hydrodynamik, biogeochemische Kreisläufe und die Dynamik biologischer Prozesse. Sie umfassen die Haupttreiber der gesamten Ökosystemdynamik. Fortschritte in jedem dieser Bereiche, basierend auf unserem eigenen Fachwissen und/oder in Zusammenarbeit mit anderen, sind unser Ziel für das nächste Jahrzehnt.