Ozeane, Atmosphäre und Biosphäre in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Wie funktioniert das Erdsystem und welche biophysikalischen Grenzen definieren einen sicheren Rahmen für die menschliche Entwicklung?

Die Mission von RD1 ist die „Erdsystemanalyse“ – die Wissenschaft einer tolerablen Ko-Evolution von Erde und menschlichen Gesellschaften. In diesem Kontext fördert die Forschung von RD1 unser Verständnis der Dynamik, Interaktionen und systemischen Komplexität der miteinander verbundenen Komponenten, die das gesamte Erdsystem bilden. Die Forschung untersucht, wie sich der physische und ökologische Zustand des Erdsystems und seiner Komponenten im Laufe der Zeit verändert hat und wie es sich in der Zukunft entwickeln könnte.

RD1 besteht aus sechs Arbeitsgruppen "Earth System Science", dem Planetary Boundaries Science Lab und einer Koordinierungsgruppe Erdmodellierung (siehe unten für die Gesamtstruktur der Abteilung). Zusätzlich arbeiten wir eng mit dem Science Unit zur Erdsystem-Resilienz (ERSU) zusammen.

Die Arbeitsgruppen von RD1 führen Forschung unter vier übergeordneten Forschungsthemen durch:

Wissenschaftliche Grundlagen des Planetary Boundaries Framework.
Atmosphäre, Ozeane, Biosphäre und Eisdynamik
Erdsystem-Rückkopplungen, die die planetaren Grenzen miteinander verknüpfen
Historische Referenzwerte als Basis für das Anthropozän

Die Rolle der Biosphäre im Erdsystem.
Genetische, ökologische und funktionelle Integrität der Biosphäre (Land und Ozeane)
Nachhaltige menschliche Nutzung und Pflege der Biosphäre
Theorien der Biosphäre und ihre Rolle im Erdsystem

Klimaextreme und deren Auswirkungen auf das Erdsystem.
Atmosphärische Diagnostik von Klimextremen
Auswirkungen von Klimextremen auf Erdsystemkomponenten
Mechanismen von Klimextremen und Kettenreaktionen

Nichtlinearitäten und Übergänge in Erdsystemtrajektorien.
Langfristige Erdsystemdynamik und -trajektorien
Erdsystemdynamik während entscheidender Phasen der Erdgeschichte
Kipppunkte und interagierende Prozesse schnellen Wandels


Das Planetary Boundaries Science Lab von RD1 und die Arbeitsgruppen sind durch Kooperationen, gemeinsame Personalressourcen und koordinierte Entwicklungen miteinander verbunden. Die Koordinierungsgruppe Erdmodellierung koordiniert und fördert strategisch die Erdsystemmodellierungsaktivitäten von RD1 über die verschiedenen Komponentenmodelle hinweg, leitet die Entwicklung des Potsdamer Erdsystemmodells POEM durch eine eigens eingerichtete POEM-Steuerungsgruppe und stellt Vertreterinnen und Vertreter für die anderen großen Modellierungsprojekte des RD, insbesondere das Biosphärenmodell LPJmL, das schnelle Klimamodell CLIMBER-X und die Kryosphärenmodellierung, zur Verfügung.