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
Projekte
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.
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.
Enschlüsseln des Kohlenstoffkreislaufs in tropischen Mooren
Untersuchung der räumlich-zeitlichen Variabilität des Kohlenstoffkreislaufs anhand eines multimethodischen Ansatzes.
Wissenschaftskommunikation
Familienfreundliche Konferenzen
Dieses Projekt widmet sich der familienfreundlicheren Gestaltung von wissenschaftlichen Konferenzen.
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.
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.
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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
Jun.-Prof. Dr. Leonie Esters
Meteorologie - Juniorprofessor*in
Yohanes Ginting
Meteorologie - Doktorand*in
Simon Hauser
Meteorologie - Doktorand*in
Dr. Yann Büchau
Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Elena Päffgen
Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Ellen Arimond
Meteorologie - Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in