In Deutschland leben mehr als zwei Drittel der Bevölkerung in Städten. Faktoren wie Versiegelung, Bebauung, Industrie und Verkehr können hier die Risiken des Klimawandels verstärken, aber auch verringern (zum Beispiel Windlast). Der Forschungsbereich kombiniert numerische und physikalische Modelle atmosphärischer Vorgänge mit soziologischer Expertise, um die spezifischen Eigenschaften von Städten und das daraus folgende typische Stadtklima zu analysieren und die Einflüsse auf ihre Bewohner einzuschätzen. Ziel der Forscher ist es, herauszufinden, welcher Anteil des Stadtklimas global bzw. regional bestimmt ist und welcher Anteil „hausgemacht“. Ebenso wichtig: Wie kann der Stadtklimaeffekt in Hinblick auf damit verbundene Risiken vermindert werden und wie kann eine an den Klimawandel angepasste Stadt aussehen.

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Kontinuierlich hat sich das Klima an den Küsten in der Vergangenheit verändert - es wird dies auch in Zukunft tun. Menschen, die hier leben oder arbeiten, interessiert: Werden Stürme häufiger? Müssen wir mit höheren Sturmfluten rechnen? Wie entwickeln sich die Wellen einige Kilometer vor der Küste? Für den Küstenschutz, die Schifffahrt oder den Bau von Offshore-Windanlagen sind statistische Daten über Stürme, Wellen und Sturmfluten von zentraler Bedeutung, um Sicherheit zu gewährleisten und effektiv vorauszuplanen. Im Projekt CoastDat rekonstruieren Wissenschaftler in langen Zeitreihen die Vergangenheit und entwerfen mögliche Szenarien künftiger Änderungen. Diese Daten werden beispielsweise für Behörden, Universitäten, Schiffbauer oder Offshorefirmen aufbereitet und zur Verfügung gestellt.

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Ist der Klimawandel ein Sicherheitsrisiko? Was kann getan werden, um mögliche Gewaltkonflikte zu vermeiden? Diese Fragen stehen im Mittelpunkt der Arbeit der Forschungsgruppe Klimawandel und Sicherheit (CLISEC). Gesellschaften sind auf vielfältige Weise vom Klimawandel betroffen, zum Beispiel durch Wassermangel, Verlust von fruchtbarem Land, Überschwemmungen, Stürme und Meeresspiegelanstieg. Diese Faktoren können die Wechselwirkungen zwischen Armut, Hunger, Migration, Unterentwicklung, Umweltzerstörung, politischer Instabilität und Konflikten weiter verschärfen. Die Untersuchungen gelten Verbindungen und Rückkopplungsprozessen zwischen Klimawandel, Ressourcenverteilung und politischer Stabilität. Der geographische Schwerpunkt liegt zunächst auf dem Mittelmeerraum und Nordafrika. Dabei gilt es Konzepte für internationale Zusammenarbeit, Konfliktmanagement und nachhaltigen Frieden aufzuzeigen.

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Wenn es um Strategien geht, den Klimawandel zu mildern oder sich an die Folgen anzupassen, spielen Innovationen eine wichtige Rolle in der gesellschaftlichen Diskussion. Die Erwartungen an technische Neuerungen sind hoch: Es geht darum, Produktions-, Konsum-, Wohn- und Mobilitätsformen zu entwickeln, die den Ausstoß von klimaverändernden Gasen mindern oder ganz darauf verzichten. Doch wie realistisch sind diese Erwartungen? Wie lassen sich die Innovationen unterscheiden und ihre Wirkung bestimmen? Wie sind Innovationen in einer funktional ausdifferenzierten Gesellschaft möglich? Wie müsste eine nachhaltige Innovationspolitik ausgerichtet sein, damit das Recht auf ein würdiges Leben weltweit verwirklicht werden kann?

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Die Landfläche der Erde ist zu etwa einem Drittel mit Wald bedeckt. Wälder beeinflussen das Klima und können globale Änderungen mildern, indem sie die Atmosphäre von Treibhausgasen entlasten: Permanent nehmen sie Kohlendioxid auf, speichern den enthaltenen Kohlenstoff und produzieren Sauerstoff. Durch Waldzerstörung gehen deshalb nicht nur wichtige Ökosysteme verloren, sondern es werden auch große Mengen an klimaschädlichem Kohlendioxid freigesetzt. Etwa ein Fünftel aller globalen Emissionen werden durch Entwaldung verursacht. Die Hamburger Wissenschaftler entwickelten daher ein Kontrollinstrument, um die oft unbemerkte Regenwaldzerstörung im Unterholz aufzudecken. Zudem erforschen sie, wie sich Bäume an ein verändertes Klima anpassen und wie der Wald klimaoptimiert bewirtschaftet werden kann.

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Manches Regenschirmwrack beweist: Luftströme in Städten sind wenig berechenbar. Durch Häuserschluchten können Windböen verstärkt werden. Dies kann Windschäden verursachen aber auch das Wohlbefinden der Menschen beeinträchtigen. Weil die komplexe Bebauung der Städte in Computermodellen nur vereinfacht beschrieben werden kann, sind die Ergebnisse der Experimente im Windkanal eine wichtige Ergänzung. Im größten Grenzschichtwindkanal Europas untersucht die Forschergruppe, wie die Bebauung die lokalen Windverhältnisse, das Stadtklima und den Transport von Luftschadstoffen beeinflusst. Auch Sicherheitsaspekte stehen im Fokus: Experimente zeigen, wie sich zum Beispiel bei Störfällen Gefahrstoffe in der Stadt ausbreiten. Für die Untersuchungen wurde zum Beispiel die Hamburger Innenstadt im Maßstab 1:350 nachgebaut.

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Kaum ein anderes Thema wird derzeit so häufig diskutiert wie der Klimawandel. Medienberichte bestimmen dabei die öffentliche Meinung und das politische Handeln wesentlich mit. In der CliSAP Media Group analysieren Kommunikationswissenschaftler, wie Klimathemen in Printmedien, im Fernsehen und im Internet dargestellt werden: Welchen Raum nimmt Klimawandel dort ein, wie detailliert wird berichtet? Auf welche Weise vermitteln Medien Wissen und wie wirken sie bei der Bildung von Vertrauen in Wissenschaft und Entscheidungsträger mit? Zum Einsatz kommen inhaltsanalytische Methoden ebenso wie Befragungen und Experimente.

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Die Landoberfläche als Teil des Erdsystems beeinflusst das regionale und globale Klima; umgekehrt prägt das Klima die Struktur der Landoberfläche, insbesondere die globale Verteilung der Wälder, Steppen und Trockengebiete. Mittlerweile hat auch der Mensch seinen unmittelbaren Lebensraum - die Landoberfläche - drastisch verändert. Wie sich die Wechselwirkung zwischen Land, Klima und Mensch in der Vergangenheit entwickelt hat und in der Zukunft entwickeln könnte, wird mit Hilfe von Modellen und Beobachtungen vor Ort oder vom Satelliten untersucht werden.

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Eine zentrale Herausforderung in der Klimaforschung ist die Unterscheidung zwischen der natürlichen Klimavariabilität und dem von Menschen beeinflussten Klimawandel. Um diese Faktoren voneinander abzugrenzen, ist es erforderlich, die Rolle von sogenannten externen Antrieben – Änderungen in der Sonneneinstrahlung, Vulkanausbrüche oder Landnutzungsänderungen – sowie die interne Variabilität des Klimas zu verstehen. Dabei kann ein Blick in die Vergangenheit entscheidend helfen. Den historischen Zeitraum der letzten 1200 Jahre hat eine Forschungsgruppe um Dr. Johann Jungclaus am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) im Rahmen des Projekts „Millennium“ untersucht. Erstmalig wurden Ensemble-Klimasimulationen über diesen Zeitraum mit einem vollständig interaktiven Kohlenstoffkreislauf durchgeführt.

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Wie sich die vom Menschen verursachten Klimaänderungen entwickeln, hängt auch wesentlich davon ab, wie die globale Wirtschaft reagiert. Für Unternehmen bedeutet die notwendige CO2-Regulierung, dass der Ausstoß von Treibhausgasen in Zukunft begrenzt beziehungsweise mit immer höheren Kosten verbunden sein wird. Wie orientieren sich Wirtschaftsakteure in diesem Zukunftsszenario? Welche Folgen hat dies für technische und wirtschaftliche Innovationen? Welche staatlichen, öffentlichen und privaten Organisationsformen eignen sich, um Veränderungen einzuleiten? Aktueller Schwerpunkt der Arbeitsgruppe ist die Analyse von regionalen und globalen CO2-Märkten sowie von Innovationsprozessen. Konsumentwicklungen werden untersucht und verschiedene Formen von „Klima-Governance“ ausgewertet und verglichen.

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Erkenntnisse aus der Wissenschaft bilden häufig die Grundlage für klimapolitische Entscheidungen. Sind sich die Forscher einig, ist die Zielsetzung zumindest theoretisch klar. Allerdings nutzen Wissenschaftler oft verschiedene Modelle, die unterschiedliche Prognosen liefern - und entsprechend mehr oder weniger strikte Maßnahmen erfordern. Ökonomen am KlimaCampus entwickeln „robuste“ wirtschaftspolitische Strategien für Entscheidungen unter „Modellunsicherheit“. Wie sollte man agieren, wenn der CO₂-Gehalt in der Atmosphäre nicht über einen bestimmten Grenzwert ansteigen soll? Prognostizieren die Modelle widersprüchliche Szenarien, sollten sich die wirtschaftspolitischen Akteure – verglichen mit der Situation unter Modellsicherheit - erstaunlicherweise nicht vorsichtigere, sondern striktere klimapolitische Ziele setzen.

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Unsere Städte müssen mit Klimaänderungen rechnen. Da die notwendigen Anpassungsmaßnahmen mit hohen Kosten verbunden sind, muss deren Wirksamkeit geprüft werden. Für die Metropolregion Hamburg untersuchen Forscher im Projekt KLIMZUG-NORD, wie das zukünftige Klima in der Region aussehen wird, wie sicher Aussagen zu regionalen und lokalen Klimaänderungen sind und wie Gebäude- oder Stadtstrukturen die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, den Wind oder den Niederschlag beeinflussen. Beispielsweise wird die klimatische Wirkung von Bebauung, Vegetation und Wasserflächen mit numerischen und physikalischen Modellen eingeschätzt. Dazu werden auch einzelne Gebäude und die Effekte architektonischer Maßnahmen untersucht. Die Ergebnisse werden in einen KLIMZUG-NORD Masterplan für Hamburg einfliessen.

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Naturkatastrophen sind häufig die Folge von gebietstypischen Gefahrenpotenzialen – so genannten regionalen Geohazards. Sie können sich daher wiederholen und stellen für die Menschen in der Region eine permanente Gefährdung dar. Um sich auf Extremereignisse einzustellen bzw. deren Folgen zu mildern, müssen die Betroffenen sich der Gefahr bewusst sein. Oft wird dieses Bewusstsein durch ein traumatisches Schlüsselereignis hervorgerufen - und über Erinnerung aktuell gehalten. Im interdisziplinären Projekt „StarG“ wird der öffentliche Diskurs bei der Verarbeitung eines solchen Ereignisses rekonstruiert: Wie wirken Medienberichte und eigene Erfahrung auf das soziale Gedächtnis? Welche Lösungsstrategien werden politisch umgesetzt? Und wie beeinflusst die Diskussion um den Klimawandel die Bewertung der Ereignisse?

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