Verbundprojekt: WTZ Russland - KoPf; Kohlenstoffumsatz und Treibhausgasfreisetzung aus tauendem Permafrost Nordostsibiriens unter sich ändernden Umwelt- und Klimabedingungen; Vorhaben: Projektion von Kohlenstoffflüssen (TP2)

Die Hauptaufgabe des Projekts besteht darin, den Einfluss von Permafrosttauen auf die, sich unter Klimawandel ändernde, Netto-Kohlenstoffbilanz der hohen Breiten abzubilden. Zuerst soll das zu verwendende Landoberflächenmodell JSBACH für die Darstellung von besonders relevanten Prozessen der Permafrost-Kohlenstoff-Dynamik verbessert werden. Danach soll das Modell für verschiedene Szenarienrechnungen zukünftiger Erwärmung angewendet werden, um zu beurteilen, wie deutlich und zu welchem Zeitpunkt die Freisetzung von Kohlenstoff aus auftauendem Permafrost den globalen Temperaturanstieg verstärkt. Im Rahmen der Analysen soll untersucht werden, ob das Ökosystem der sibirischen Arktis von einer gegenwärtigen Kohlenstoffsenke in eine zukünftige Quelle übergehen kann. Zum Einsatz wird das MPI Erdsystemmodell (MPI-ESM) in der CMIP-6 Konfiguration kommen. Zu Projektbeginn sollen Beobachtungsdatensätze zu Kohlenstoffvorkommen und -verteilung in Permafrostböden genutzt und in geeigneter Weise in das Modell implementiert werden, um eine verbesserte Modellinitialisierung zu ermöglichen. Des Weiteren soll auf das im Teilprojekt TP3 erzielte Wissen über die spezifische Zersetzbarkeit organischen Materials in sibirischen Böden angewendet werden, um ein verbessertes Tuning des Bodenkohlenstoffmodells zu ermöglichen. Sensitivitäts-Modellläufe sollen den Einfluss dieser Parameter auf Größe und zeitliche Dynamik der Kohlenstofffreisetzung aus Permafrostböden verdeutlichen. Eine Validierung von MPI-ESM hinsichtlich der Abbildung von Methanflüssen in Sibirien soll auf der Basis von Invers-Modellierungsergebnissen erfolgen. Die zentralen Modellsimulationen zur Quantifizierung des Rückkopplungsmechanismus durch Permafrost-Kohlenstoff werden dann für unterschiedlich starke anthropogene Emissions-Szenarien (SSP2.6 bis SSP8.5) durchgeführt, wobei die Modellsimulationen den Zeitraum bis zum Jahr 2300 abdecken sollen.