@phdthesis{Robinson2011, author = {Robinson, Alexander}, title = {Modeling the Greenland Ice Sheet response to climate change in the past and future}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-50430}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2011}, abstract = {The Greenland Ice Sheet (GIS) contains enough water volume to raise global sea level by over 7 meters. It is a relic of past glacial climates that could be strongly affected by a warming world. Several studies have been performed to investigate the sensitivity of the ice sheet to changes in climate, but large uncertainties in its long-term response still exist. In this thesis, a new approach has been developed and applied to modeling the GIS response to climate change. The advantages compared to previous approaches are (i) that it can be applied over a wide range of climatic scenarios (both in the deep past and the future), (ii) that it includes the relevant feedback processes between the climate and the ice sheet and (iii) that it is highly computationally efficient, allowing simulations over very long timescales. The new regional energy-moisture balance model (REMBO) has been developed to model the climate and surface mass balance over Greenland and it represents an improvement compared to conventional approaches in modeling present-day conditions. Furthermore, the evolution of the GIS has been simulated over the last glacial cycle using an ensemble of model versions. The model performance has been validated against field observations of the present-day climate and surface mass balance, as well as paleo information from ice cores. The GIS contribution to sea level rise during the last interglacial is estimated to be between 0.5-4.1 m, consistent with previous estimates. The ensemble of model versions has been constrained to those that are consistent with the data, and a range of valid parameter values has been defined, allowing quantification of the uncertainty and sensitivity of the modeling approach. Using the constrained model ensemble, the sensitivity of the GIS to long-term climate change was investigated. It was found that the GIS exhibits hysteresis behavior (i.e., it is multi-stable under certain conditions), and that a temperature threshold exists above which the ice sheet transitions to an essentially ice-free state. The threshold in the global temperature is estimated to be in the range of 1.3-2.3°C above preindustrial conditions, significantly lower than previously believed. The timescale of total melt scales non-linearly with the overshoot above the temperature threshold, such that a 2°C anomaly causes the ice sheet to melt in ca. 50,000 years, but an anomaly of 6°C will melt the ice sheet in less than 4,000 years. The meltback of the ice sheet was found to become irreversible after a fraction of the ice sheet is already lost - but this level of irreversibility also depends on the temperature anomaly.}, language = {en} } @phdthesis{Kaiser2004, author = {Kaiser, Michael}, title = {Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Menge und Zusammensetzung unterschiedlich stabiler Fraktionen der organischen Bodensubstanz}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001886}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2004}, abstract = {Ziel dieser Arbeit ist es, ein sequentielles Extraktionsverfahren zur Erfassung unterschiedlich stabiler Anteile der orgnischen Bodensubstanz (OBS) zu entwickeln und zu kl{\"a}ren, ob ein Zusammenhang zwischen L{\"o}slichkeit und Stabilit{\"a}t besteht. Dar{\"u}ber hinaus sollen der Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Menge und Zusammensetzung dieser OBS-Anteile und Zusammenh{\"a}nge zwischen Fourier Transform Infrarot (FT-IR)-Spektroskopiedaten und der Kationenaustauschkapazit{\"a}t (KAK) der OBS analysiert werden. F{\"u}r die Untersuchungen wurden B{\"o}den der Langzeitfeldexperimente (LFE) in Halle, Bad Lauchst{\"a}dt und Rotthalm{\"u}nster beprobt. Zur Erfassung unterschiedlicher OBS-Fraktionen wurden im ersten Schritt die wasserl{\"o}slichen OBS-Anteile (OBS(W)-Fraktion) aus den B{\"o}den isoliert. Im zweiten Schritt wurden aus den Extraktionsr{\"u}ckst{\"a}nden der Wasserextraktion OBS-Anteile mit einer Natrium (Na)-Pyrophosphatl{\"o}sung extrahiert (OBS(PY)-Fraktion). Die Stabilit{\"a}t der OBS-Fraktionen wurde anhand von \&\#948;13C-Bestimmungen und 14C-Messungen untersucht. Die Charakterisierung der Zusammensetzung der OBS-Fraktionen erfolgte mittels FT-IR Spektroskopie. Generell wird mit der OBS(PY)-Fraktion ein gr{\"o}ßerer Anteil am organischen Kohlenstoffgehalt der B{\"o}den erfasst als mit der OBS(W)-Fraktion. Die \&\#948;13C- und 14C-Daten zeigen, dass die OBS(W)-Fraktion h{\"o}here Anteile jungen organischen Materials als die OBS(PY)-Fraktion enth{\"a}lt. Das entwickelte sequentielle Extraktionsverfahren ist also prinzipiell geeignet unterschiedlich stabile OBS-Anteile anhand ihrer L{\"o}slichkeit zu isolieren. Mittels FT-IR spektroskopischer Untersuchungen wird festgestellt, dass Bewirtschaftungsmaßnahmen, wie die D{\"u}ngung, sowie Standorteigenschaften die Zusammensetzung der OBS-Fraktionen beeinflussen. F{\"u}r die OBS(PY)-Fraktion ist dies st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt als f{\"u}r die OBS(W)-Fraktion. Die KAK der OBS(PY)-Fraktion aus den B{\"o}den der LFE in Halle und Bad Lauchst{\"a}dt ist positiv mit der Absorptionsintensit{\"a}t der C=O-Bande in den FT-IR Spektren dieser OBS-Fraktion korreliert.}, language = {de} }