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Das Projekt E1.10 ist Teil einer von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschergruppe "UCCC - Understanding Cenozoic Climate Cooling". Die DFG-Forschergruppe UCCC ist eine Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, dem Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, dem Forschungszentrum Jülich und dem Laboratoire de Physique Atmospherique et Planetaire der Universität Lüttich in Belgien. Forschungsgegenstand von E1.10 ist das Klima des Neogens (32 bis 1,8 Mio. J.) und dabei besonders das Späte Miozän (11 bis 7 Mio. J.).

Im Tertiär (65 bis 1,8 Mio. J.) hat sich das globale Klima stetig abgekühlt. Das Späte Miozän (11 bis 7 Mio. J.) ist ein Teil der späten känozoischen Abkühlungsphase, während der das Klima jedoch noch immer wärmer und humider als heute war. Die Alpen begannen sich damals gerade erst zu heben und die Hebung des Tibetischen Plateaus setzte sich fort, doch war die Kontinentverteilung bereits der heutigen sehr ähnlich. Aufgrund dieser Ähnlichkeiten kann man das Miozän als mögliches Analogon zum zukünftigen Klimawandel betrachten. Entsprechend des Klimas erfährt auch die Vegetation vom Beginn des Tertiärs bis heute sehr weitreichende Veränderungen (Abb. 1) und Studien mit Klimamodellen können dabei helfen, die für das Klima relevanten Prozesse zu untersuchen (Abb. 2). Einerseits verwenden wir dabei das hoch-komplexe gekoppelte Atmosphären-Ozean-Zirkulationsmodell COSMOS, welches vom Max-Planck-Institut für Meteorologie entwickelt wurde; andererseits führen wir Sensitivitätsexperimente mit dem Erdsystemmodell intermediärer Komplexität Planet Simulator durch, das von der Abteilung für Theoretische Meteorologie der Universität Hamburg entwickelt wurde.

Was kann man mit Klimamodellen tun? Klimamodelle erlauben es, spezifische Prozesse im Klimasystem zu untersuchen. Vegetationsänderungen und ihr Einfluß auf das spät-tertiäre Klimasystem haben bislang recht wenig Beachtung gefunden und auch andere Faktoren sind noch nicht hinreichend verstanden. Die Paläoklimamodellierungsgruppe E1.10 führt Sensitivitätsexperimente mit Klimamodellen durch, um tieferen Einblick in die klima-relevanten Prozesse zu bekommen. Zum Beispiel wurde die Klimareaktion auf die Entstehung der Sahara während des Übergangs vom Miozän ins Pliozän untersucht (Abb. 3). Das Klimaexperiment zeigt die globalen klimatischen Folgen, die mit einem solchen "Verlust von Biodiversität" verbunden sind.

Kann man Klimamodellen trauen? Um die Verläßlichkeit von Klimamodellen abzuschätzen, kann man heute Beobachtungsdaten verwenden. Für vergangene Zeitscheiben der Erdgeschichte ist dies etwas schwieriger, aber es gibt dennoch verschiedene Möglichkeiten, das Klima der Erdgeschichte über den Fossilbeleg zu rekonstruieren. Quantitative Klimainformationen lassen sich sowohl von paläobotanischen Funden ableiten als auch von fossilen Großsäugern und von weiteren Daten (z.B. Isotopendaten). Die Paläoklimamodellierungsgruppe E1.10 möchte Ergebnisse von Modellexperimenten mit Proxydaten zusammenführen.