(Table 1) Annual gross and new primary production rates obtained for areas centered on the AWI-HAUSGARTEN mooring (2000-2005)

The lack of extended dataset has so far prevented an inclusive understanding of the long-term relationships between primary production (PP) and vertical export in the Arctic Ocean. It is urgent to investigate these connections as Arctic ecosystems are on the verge of climate-related shifts, which could be caused by the combined effects of increase in Pacific and Atlantic inflow, climate warming, and sea ice decline. For a period of 6 years we investigated the degree of coupling between PP and export by making use of modelled PP rates and vertical particle fluxes collected with sediment traps moored at ~300 m depth in the eastern Fram Strait. Our analyses indicate that total and new simulated PP averaged for different areas centered on the mooring location (5-200 km radius) explain at best 20-44% of the observed biogenic particle fluxes at 300 m, when applying extended time-lags (55-90 days) between PP and vertical fluxes. Based on this phasing, we define a conceptual framework that presents the temporal dimension as a prime determinant of the maximum strength of the PP-export coupling at a given depth. Our results support that planktonic food webs in the Fram Strait process heavily biogenic material in the epipelagic zone, but we further suggest that Atlantic-Arctic water interactions induce a particular ecological setting responsible for the extended turn-over. In conclusion, we hypothesize that global warming could promote a transition toward a more retentive ecosystem in the Fram Strait region despite the likely increase of pelagic PP in the Arctic Ocean.

Globale räumlich-zeitliche Klimavariabilität im Holozän (GHOST) [Global Holocene Spatial and Temporal Climate Variability]

Verbindung mariner Paläotemperatur-Kurven mit dreidimensionaler, gekoppelter Atmosphäre-Ozean Modellierung [Integrating marine multiproxy temperature estimates and three-dimensional coupled atmosphere/ocean modelling] Das Projekt war ein Beitrag zur Untersuchung des Klimas des Holozäns. Es basierte auf zwei Standbeinen: Der Heranziehung von weltweit verfügbaren, unbearbeiteten, aktualisierten und neu zusammengestellten marinen multiproxy Temperaturrekonstruktionen einerseits und der Verwendung von gekoppelten Zirkulationsmodellen für Atmosphäre und Ozean andererseits. Das Modell arbeitete mit relativ geringer Auflösung und Rechenzeit und ist für transiente Simulationen des Paläoklimas angepaßt. Für eine möglichst große globale Abdeckung der Zeitserien von Klimaproxies wurden Sedimentdaten herangezogen, die eine geringe aber dennoch höchstmögliche zeitliche Auflösung im Bereich von 50 bis 200 Jahren besitzen. Sowohl Datenrekonstruktion als auch gekoppelte Klimamodellierung erzeugten dreidimensionale Datensätze, zwei räumliche Dimensionen auf der Erdoberfläche, sowie die Zeit als dritte Dimension. Raumzeitliche Muster wurden im Rahmen des Projektes untersucht. Die eingehende Analyse rekonstruierter wie der Modell-Daten sollte einerseits das Verständnis für Klimaänderungen verbessern, die in Proxydaten gefunden werden und andererseits eine Validierung der Klimavariabilität im Modell ermöglichen. Die Musteranalyse ergab Einblicke in die Mechanismen, die zur Heterogenität von Erwärmung und Abkühlung im Holozän beitragen. Die Weiterführung der Klimasimulationen des Holozäns in die Zukunft der nächsten Jahrhunderte diente einer besseren Abschätzung der zukünftigen Klimaänderung.