Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zufall oder Zusammenhang: Wechselwirkungen im Klimasystem

07.10.2015

Um Klimarisiken abschätzen zu können, muss man verstehen, wie Veränderungen an einem Ort der Erde mit Veränderungen an anderen und weit entfernten Orten zusammenhängen – etwa Temperaturen, Regen oder Wind.

Wissenschaftler haben jetzt eine neue Methode entwickelt um herauszufinden, ob eine Veränderung eine andere verursacht haben kann oder nicht, und welche Regionen Schnittstellen sind für solche Wechselwirkungen. Mit neuen mathematischen Datenanalysetechniken haben sie hierfür eine umfangreiche Studie von Luftdruckdaten vorgenommen.


Verbindungen zwischen ENSO und Indischem Ozean. Vollständige Grafik: Figure 3 im Nature Communications Artikel

Die jetzt in Nature Communications veröffentlichte Methode kann in Zukunft angewendet werden, um etwa globale Effekte lokaler Extremwetter-Ereignisse besser abschätzen zu können – und auch um die Ausbreitung von Störungen in Finanzmärkten oder im menschlichen Gehirn besser zu verstehen.

„Im Chaos des Wetters gibt es eine Menge Wechselbeziehungen – zum Beispiel folgt auf erhöhten Lufthochdruck im Ostpazifik oft ein tieferer Luftdruck im Gebiet des indischen Monsuns“, sagt Leitautor Jakob Runge vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

„Schaut man aber genauer hin, so zeigt sich, dass viele vermeintliche Wechselwirkungen zwischen zwei Regionen einfach von einem anderen, dritten Faktor verursacht werden, etwa vom Sonnenzyklus. Deshalb haben wir neue statistische Verfahren eingesetzt, um solche trügerischen Zusammenhänge aufzudecken und indirekte Verbindungspfade zu suchen. Schritt für Schritt haben wir so ein Netzwerk rekonstruiert, das den zugrundeliegenden kausalen Zusammenhängen näher kommt.“

Die neue Methode deckt auf, wo Störungen im Klimasystem die größten globalen Effekte haben, und auf welchen Pfaden sie verbreitet werden.

Ostpazifik, Indonesien und tropischer Atlantik sind Schlüsselregionen

Der östliche Pazifik, Indonesien und der tropische Atlantik sind die wichtigsten Regionen für die Ausbreitung von Störungen, so haben die Wissenschaftler herausgefunden. Ein Grund hierfür ist, dass in diesen Regionen besonders große Luftmassen hoch hinauf in die Atmosphäre transportiert werden. So kann etwa eine Erwärmung im Ostpazifik den indischen Monsun beeinflussen, obwohl tausende von Kilometern zwischen ihnen liegen. Solche Störungen können Ernten gefährden, von denen Millionen Kleinbauern abhängen.

„Wie man Zufall von Zusammenhang trennt, Koinzidenz von Kausalität, das ist seit langem eines der großen Rätsel der Forschung zu nichtlinearen Systemen“, sagt Jürgen Kurths, Ko-Autor der Studie und Ko-Leiter des PIK-Forschungsbereichs Transdisziplinäre Konzepte und Methoden.

„Die übliche Herangehensweise paarweisen Vergleichens hat in einigen Bereichen gute Ergebnisse gebracht, stößt aber an ihre Grenzen. Man kann das mit multiplem Organversagen im menschlichen Körper vergleichen – Ursache und Wirkung sind hier oft für Ärzte schwer zu durchschauen. Wir freuen uns, jetzt einen neuen Ansatz präsentieren zu können, um die Wechselwirkungen besser zu verstehen. Denn das ist die Grundlage, um Systeme idealerweise dann auch widerstandsfähiger zu machen.“

Artikel: Runge, J., Petoukhov, V., Donges, J.F., Hlinka, J., Jajcay, N. Vejmelka, M., Hartman, D., Marwan, N., Palus, M., Kurths, J. (2015): Identifying causal gateways and mediators in complex spatio-temporal systems. Nature Communications [DOI: 10.1038/NCOMMS9502]

Link zu Nature Communications, wo der Artikel veröffentlicht wird: http://www.nature.com/ncomms/index.html

Kontakt für Medienanfragen:
PIK Pressestelle
Telefon: 0331 288-2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

Weitere Informationen:

https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/zufall-oder-zusammenhang...

Mareike Schodder | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Bisher älteste bekannte Sauerstoffoase entdeckt
18.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Wetteranomalien verstärken Meereisschwund
16.01.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten