Arbeitsgruppe Klimamonitoring

Die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe "Klimamonitoring" umfassen die Dynamik der atmosphärischen Grenzschicht im Klimasystem. Für die Analyse der Grenzschicht, der Schicht, die in direktem Kontakt mit der Erdoberfläche steht, nutzen wir moderne in-situ Beobachtungstechniken. Mit diesen untersuchen wir Austauschprozesse zwischen Luft und Wasser (Ozean, Seen und Flüsse) sowie zwischen Luft und Land, z.B. den Austausch von Impuls, Wärme, Feuchtigkeit und Gasen. In enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe "Klimadynamik und Statistik" verfolgen wir eine integrierte Betrachtung des Erdsystems, indem wir Beobachtungen, dynamisches und stochastisches Prozessverständnis und  numerische Modellierung zusammenbringen, um die Prozesse im Energie-, Wasser- und Kohlenstoffkreislauf zu verstehen.

Forschungsschwerpunkte

  • Atmosphärische Grenzschicht
  • Klimadynamik
  • Kohlenstoffkreislauf
  • Atmosphären-Wasser-Austauschprozesse
  • Pflanze-Boden-Atmosphäre Austauschprozesse
  • Analyse von Beobachtungsdaten

Lehrschwerpunkte

  • Klimadynamik (pea732)
  • Grenzschichtmeteorologie (mug610)
  • Physikalische Klimatologie (mug210)
  • Präsentationstechniken
Meteorologische Karte: Beschreibung: rel. Topographir (P500-P1000)[gpdam](farbig), 500hPa Geopotential [gpdam], Bodendruck [hPa]; Rechts Farbskala; sichtbares Tiefdruckgebiet über Großbritannien mit Kerndruck 990hPa.
© Simon Hauser

Projekte

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© Simon Hauser

Diurnal Warming: Tageszeitliche Erwärmung der Meeresoberfläche in der Labradorsee

Tagsüber, wenn ausreichend solare Einstrahlung zur Verfügung steht, kann die Temperatur des Ozeans in Oberflächennähe erheblich ansteigen. Dies wird als tageszeitliche Erwärmung (Diurnal Warming) bezeichnet. Die solare Einstrahlung allein reicht jedoch nicht aus, zusätzlich sind auch niedrige Windgeschwindigkeiten erforderlich, um eine Durchmischung mit tiefer liegenden, kälteren Wasserschichten zu verhindern. Die tageszeitliche Erwärmung beeinflusst den Wärme- und Kohlenstoffaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre, der einen wesentlichen Beitrag zur Klimaregulation leistet.

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© Simon Hauser

Turbulenter Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean

Die Gasaustauschgeschwindigkeit k wird häufig genutzt, um den Austausch von Gasen zwischen der Atmosphäre und dem Ozean zu beschreiben. Typischerweise werden empirische Parametrisierungen für k als Funktion der Windgeschwindigkeit verwendet. Es gibt jedoch auch andere Faktoren, die den Gasaustausch beeinflussen. Wir untersuchen das Zusammenspiel dieser Prozesse auf der Grundlage von Daten aus Eddy-Kovarianz-Messungen (EC) und Messungen mit einem Mikrostruktur-Profiler.

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© Rimba Makmur Utama

Enschlüsseln des Kohlenstoffkreislaufs in tropischen Mooren

Untersuchung der räumlich-zeitlichen Variabilität des Kohlenstoffkreislaufs anhand eines multimethodischen Ansatzes.

Foto: Eine Frau steht vor einem Messgerät knietief im Wasser und hält ein Maßband in der Hand.
© Elena Päffgen

Einmal um die Welt: Meine Forschung in Neuseeland

Für einen Monat führte mich meine Forschung ans andere Ende der Welt: nach Hamilton in Neuseeland. Hier, wo jetzt Herbst statt Frühling ist, habe ich gemeinsam mit Forschenden der Arbeitsgruppe von Julia Mullarney Messungen am Waikato River durchgeführt.

Anfang März begann die Reise mit einem langen Flug erst über den Atlantik und dann über den Pazifik. In Neuseeland angekommen ging es gemeinsam mit den Doktorandinnen und Technikern der Coastal Marine Group direkt ins Labor – die Messinstrumente aufbauen und testen.

H3. Thema 4

Kurzbeschreibung vom Thema. Leser abholen ohne auszuschweifen. Die Anzahl der Wörter ist nicht auf das Beispiel begrenzt. 120 Zeichen.

H3. Thema 5

Kurzbeschreibung vom Thema. Leser abholen ohne auszuschweifen. Die Anzahl der Wörter ist nicht auf das Beispiel begrenzt. 120 Zeichen.

Wissenschaftskommunikation

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© Volker Lannert / Universität Bonn

Familienfreundliche Konferenzen

Dieses Projekt widmet sich der familienfreundlicheren Gestaltung von wissenschaftlichen Konferenzen.

KlimaOER
© Scott Graham

KlimaOER

Entwicklung, Ausweitung und Stärkung der OER-Community in der Meteorologie auf möglichst vielfältige, das Klimasystem betreffende Fachgebiete zur Schaffung einer barrierefreien und niveauangepassten OER-Landschaft.

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© Simon Hauser

Kinder in der Klimakrise

Das Projekt versteht sich als internationaler Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels. Im Fokus steht die Professionalisierung der ökologischen und naturwissenschaftlichen Bildung für ErzieherInnen an Kitas, Schulen und Jugendzentren. Durch die Sensibilisierung von Kindern und Jugendlichen für die Notwendigkeit des Klimaschutzes soll der notwendige, nachhaltige gesellschaftliche Konsens gefördert werden.

News der AG Klimamonitoring
Besichtigung des Forschungsschiff METEOR IV
Die Arbeitsgruppe Klimamonitoring hatte gemeinsam mit Studierenden unter der Leitung von Juniorprofessorin Leonie Esters die besondere Gelegenheit, das neue deutsche Forschungsschiff METEOR IV zu besichtigen, das sich derzeit in der Endphase seiner Fertigstellung befindet.
Einmal um die Welt: Meine Forschung in Neuseeland
Für einen Monat führte mich meine Forschung ans andere Ende der Welt: nach Hamilton in Neuseeland. Hier, wo jetzt Herbst statt Frühling ist, habe ich gemeinsam mit Forschenden der Arbeitsgruppe von Julia Mullarney Messungen am Waikato River durchgeführt.
Vortrag in Bundeskunsthalle am 25.3.2026: Von Wellengang zur Datenflut, Leben und Arbeiten auf See
Kommen Sie mit auf Forschungsreise und erhalten wissenschaftliche Ergebnisse aus erster Hand. Zwei Wissenschaftler*innen aus unserem Institut berichten über ihren ungewöhnlichen Arbeitsplatz zwischen Universität und Weltmeeren! Wie lebt und arbeitet ein wissenschaftliches Team auf einem Forschungsschiff mitten auf dem Ozean? Welche forschungsrelevanten Daten werden gemessen? 
Expedition Weltmeere und die Reise des CO₂: Wie beeinflusst die globale Erwärmung unsere Ozeane?
Diese Fragen standen am ersten Sonntag diesen Jahres in einem Workshop für Kinder und Eltern in der Bundeskunsthalle im Fokus. Mit Hilfe von CO₂ Sensoren und Experimenten aus dem Klimakoffer haben wir gemeinsam den Weg des CO₂ verfolgt und erfahren, wie es im Ozean den pH-Wert verändert und warum dies Korallenriffe gefährdet. 
PROMOS-geförderte Studienreise nach Uppsala: Forschungskooperation in der Klimatologie vertieft
Im Rahmen des PROMOS-Stipendienprogramms unternahmen Masterstudierende unter der Leitung von Jun.-Prof. Leonie Esters eine einwöchige teilgeförderte Studienreise nach Uppsala, um bestehende Forschungskooperationen in der Klimatologie auszubauen. Die Wissenschaftler*innen und Doktorand*innen des Geocentrums der Universität Uppsala hießen die Teilnehmenden herzlich willkommen und ermöglichen den Austausch mit schwedischen Studierenden.
Klimamonitoring der Uni Bonn in der Bundeskunsthalle
Die Klimamonitoring Arbeitsgruppe von Juniorprofessorin Leonie Esters der Abteilung Meteorologie des Instituts für Geowissenschaften der Universität Bonn leistet einen Beitrag zur Ausstellung „Expedition Weltmeere“ der Bundeskunsthalle Bonn. 
Institutsbeteiligung bei DIE EXZELLENZUNIVERSITÄT BONN LÄDT EIN zum Thema Sturm, Hitze, Flut - Extremwetter
Am 19. November vertraten Prof. Dr. Andreas Hense, PD Dr. Petra Friedrichs und Jun.-Prof. Dr. Leonie Esters unser Institut an der Veranstaltung „Die Exzellenzuniversität Bonn lädt ein: Sturm, Hitze, Flut - Extremwetter” und präsentierten einem breitem Publikum ihre Forschung. 
Auszeichnung für herausragende Leistungen: Yohanes Ginting erhält DAAD-Preis bei den International Days 2025
Yohanes Ginting, Doktorand an unserem Institut, wurde während der Internationalen Tage der Universität Bonn mit dem renommierten DAAD-Preis ausgezeichnet. Der DAAD-Preis ist eine Auszeichnung des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) in Anerkennung der herausragenden akademischen Leistungen und des sozialen und gesellschaftlichen Engagements von Yohanes.
Ausgezeichnet: Das Projekt „Kinder in der Klimakrise“ ist Vorbild für Nachhaltigkeit
Am 28. August 2025 verliehen das Bundesministerium für Bildung, Familie, Senioren, Frauen und Jugend und die Deutsche UNESCO-Kommission die „Nationale Auszeichnung – Bildung für nachhaltige Entwicklung“.
Forschungskampagne in einem tropischen Torfmoorwald in Indonesien
Anfang April 2025 führte Yohanes Ginting, Doktorand in der Arbeitsgruppe Klimamonitoring, eine Feldforschungskampagne in einem tropischen Torfmoorwald in Indonesien durch. 
Erfolgreiche Zwischenevaluation von Jun.-Prof. Dr. Leonie Esters
Wir gratulieren Jun.-Prof. Dr. Leonie Esters, Juniorprofessorin für Klimamonitoring, herzlich zur erfolgreich bestandenen Zwischenevaluation ihrer Tenure-Track-Professur.
Planungswettbewerb: Kinder in der Klimakrise
Für das Erasmus+ Projekt Kinder in der Klimakrise läuft noch bis zum 15.03.2025 ein Planungswettbewerb. Alle Infos zur Teilnahme und zu den Preisen findet Ihr hier!
KinderUni der Universität Bonn
Am 27.05. hat Jun.-Prof. Leonie Esters in der KinderUni der Universität Bonn über den Unterschied zwischen Wetter und Klima gesprochen. Die Kinder waren begeistert und haben aktiv mitgemacht. Weitere Informationen zur KinderUni gibt es unter: https://www.uni-bonn.de/de/studium/studienorientierung-und-uni-bonn-entdecken/junge-uni/veranstaltungen-und-wettbewerbe/kinderuni

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Wie beeinflusst der Ozean unser Klima? Welche neuen Erkenntnisse gibt es aus der Forschung zur Meeresdynamik und Luft-Meer-Wechselwirkung? Was passiert an der Universität Bonn und in unserer Arbeitsgruppe zu den Ozeanen? 

In unserem Newsletter teilen wir regelmäßig aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse, spannende Einblicke aus der Forschungspraxis sowie Veranstaltungen und Möglichkeiten zum Mitmachen.

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© Leonie Esters

Aktuelle Publikationen

Bohmann, M., Ertz, P., Atakan, R., Esters, L., & Schielicke, L. (2026). Changes of social contacts due to the COVID-19 pandemic in Germany and the dependence on weather parameters and air quality. Weather, Climate, and Society, e230120. https://doi.org/10.1175/WCAS-D-23-0120.1

Hauser, S. F., ten Doeschate, A., Ward, B., & Esters, L. (2026). In situ observation of a strong diurnal warming event in the Labrador Sea undetected by satellites. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC022918. https://doi.org/10.1029/2025JC022918

Börgel, F., Ruvalcaba Baroni, I., Barghorn, L., Borchert, L., Cahill, B., Dutheil, C., Esters, L., Falarz, M., Filipsson, H. L., Gröger, M., Hänninen, J., Hieronymus, M., Jakobson, E., Karami, M. P., Kuliński, K., Liblik, T., Meier, H. E. M., Messori, G., Naumov, L., Neumann, T., Post, P., Rehder, G., Rutgersson, A., and Voelker, G. S.: Large-scale atmospheric circulation and its impact on the Baltic Sea region: controls, predictability and consequences, Earth Syst. Dynam., 17, 415–450, https://doi.org/10.5194/esd-17-415-2026, 2026. 

Esters, L., Kleint, J., Gentz, T., Rutgersson, A., Wallin, M.B., Iwata, H., Verlet-Banide, A. and Sahlée, E. (2025), Confirming existing parameterizations for methane gas transfer velocity in lakes based on direct and high-frequent methods. Limnol. Oceanogr. Lett, 10: 566-575. https://doi.org/10.1002/lol2.70028

Gassen, L., Esters, L., Ribas-Ribas, M. et al. The impact of rainfall on the sea surface salinity: a mesocosm study. Sci Rep 14, 6353 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-56915-4

Esters, L., Wirtz, P., Brückner, S., Li, Y., & Kracheletz, M. (2023). What is albedo and what does it have to do with global warming??. Front Young Minds, 11, 1113553. https://www.frontiersin.org/journals/frontiers-for-young-minds/articles/10.3389/frym.2023.1113553/pdf

Seminar

Das Arbeitsgruppenseminar findet Dienstags um 14:00 Uhr im Lesesaal (Auf dem Hügel 20, 53121 Bonn) statt. Hier finden die Vorträge der Mitarbeitenden und Studierenden der AG statt. 

Mitarbeitende

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Jun.-Prof. Dr. Leonie Esters

Meteorologie - Juniorprofessor*in

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Yohanes Ginting

Meteorologie - Doktorand*in

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Simon Hauser

Meteorologie - Doktorand*in

Avatar Büchau

Dr. Yann Büchau

Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in

Avatar Päffgen

Elena Päffgen

Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in

Avatar Arimond

Ellen Arimond

Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in

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