• Das Potenzial von corallinen Algen als Indikator des Klimas in der Südlichen Hemisphäre und für die Evaluierung von globalen Klimamodellen: eine Fallstudie zu Neuseeland - Fortsetzungsprojekt

  
  (Third Party Funds Single)
  Project leader: Sebastian Teichert
  Term: 1. October 2024 - 30. September 2026
  Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  
  Abstract

  Coupled atmosphere/ocean general circulation models, or global climate models (GCMs) in short, are our most important tools for projecting climate into the future. In addition, they provide input for regional atmospheric models that translate global climate change to regional and local scales where humans face the impacts. Owing to this importance, GCMs must be evaluated against the observed past climate as thoroughly as possible, where one focus is the so-called historical period from 1850 to present. However, the evaluation task is difficult for the period of World War II and earlier due to a frequent lack of reliable observations. The outlined problem is exacerbated for the Southern Hemisphere, which has been notoriously understudied in comparison to the climate of the Northern Hemisphere. --- The present project proposes to utilize a rather recently discovered proxy archive (crustose coralline algae, CCA) for extending the observational record of the climatic environment of New Zealand back to ~1850, and exploit the new data set for the benefit of GCM evaluation, regional atmospheric modeling, and improved understanding of climate system functioning. CCA has a number of advantages compared to other proxy archives (e.g., easy retrieval, high temporal resolution, worldwide distribution). In the first part we will collect CCA offshore New Zealand and extract geochemical signals that allow us to reconstruct ocean temperatures back to the 19th century (the large-scale signal). Second, this new information will be employed in GCM evaluation to reveal their skill of representing large-scale climate of New Zealand. And third, regional numerical atmospheric modeling will be conducted to test whether the addition of the CCA-based criterion to the GCM evaluation ultimately adds value to regional climate modeling. A focus here will be on highaltitude climate and glacier variability in the Southern Alps (the impact signal). The regional modeling will also allow us to unravel the physical mechanisms that determine the potential of CCA as a climate proxy in New Zealand. --- The proposed project bundles the expertise of three partners across the fields of paleoclimate, Southern Hemisphere climatology and measurements, and climate modeling, which strongly supports the project goals due to the collaboration. The implications of the potential results, however, will go beyond the specific case study. Results will demonstrate how to rigorously combine the GCM and climate proxy worlds in a systematic framework, highlighting the role of CCA, and how the said combination can enhance regional climate modeling down to the local scale. These points are of generic importance for climate modeling and climate impact research.

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• Implementierung von Proxydaten aus corallinen Algen in die Evaluierung von globalen Klimamodellen: eine Fallstudie für die Südliche Hemisphäre und Neuseeland

  
  (Third Party Funds Single)
  Project leader: Sebastian Teichert, Thomas Mölg
  Term: 1. July 2024 - 30. June 2026
  Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  
  Abstract

  Globale Klimamodelle (Abk. GCMs) sind unsere wichtigsten wissenschaftlichen Werkzeuge, um das Klima der Zukunft einzuschätzen. Zudem liefern sie Daten-Input für regionale Atmosphärenmodelle, die uns die Berechnungen erlauben, wie sich der globale Klimawandel in bestimmten Regionen und Orten äußern wird (der sog. Klima-Impakt). Aufgrund dieser Bedeutung müssen GCMs so gut wie möglich mit Beobachtungen des vergangenen Klimas evaluiert werden, wobei ein Fokus auf der sog. "historischen Periode" von 1850 bis zur Gegenwart liegt. Die Evaluierung ist jedoch für den Zeitraum vor 1950 schwierig wegen der deutlich reduzierten Beobachtungsqualität. Für die Südliche Hemisphäre ist das skizzierte Problem besonders groß, da sie im Vergleich zur Nördlichen Hemisphäre schwächer untersucht ist. --- Das hiesige Projekt setzt einen aufstrebenden Klima-Indikator ein, krustenbildende coralline Algen (KCA), um die Beobachtungszeitreihe des Klimas in Neuseeland bis vor 1950 zurück zu verlängern - mit dem Ziel der Verwendung dieses neuen Datensatzes für die Evaluierung von GCMs und der Verbesserung regionaler Klimamodellierung. KCA haben im Vergleich zu anderen Klima-Indikatoren mehrere Vorteile, z.B. ihre weltweite Verbreitung, zeitlich hoch aufgelöste Information und die relativ leichte Gewinnung. Der erste Projektteil sieht die Sammlung von KCA vor der Küste Neuseelands vor sowie die Analyse der gespeicherten geochemischen Signale, mit denen wir die Ozeantemperatur 100 oder mehr Jahre zurückverfolgen können (das großräumige Klimasignal). Zweitens wird die neue Information in ein Schema der GCM-Evaluierung einfließen, das die Fähigkeit der verschiedenen globalen Modelle zeigt, das großräumige Klima Neuseelands abzubilden. Der dritte Teil widmet sich schließlich numerischen Simulationen mit einem regionalen Atmosphärenmodell, um den Wert der Einbeziehung des KCA-basierten Kriteriums für die regionale Klimamodellierung festzustellen. Der Fokus hier liegt auf dem Hochgebirgsklima und den Gletschern in den Südlichen Alpen (das Impakt-Signal). Die regionale Modellierung wird zudem enthüllen, welche physikalischen Prozesse das Potenzial von KCA als Klima-Indikator beeinflussen. --- Das Projekt bündelt die Expertise von drei Schwerpunkten (Paläoklimatologie, Klima der Südlichen Hemisphäre und Klimamodellierung) im Rahmen einer Forschungspartnerschaft, die die Ziele des Projekts maßgeblich stützt. Die Auswirkungen der potenziellen Resultate werden aber deutlich über die Fallstudie hinausreichen. Sie werden zeigen, wie man die zwei verschiedenen Welten der Klimamodellierung und der Klima-Indikatoren in einem systematischen Schema kombiniert, inklusive der Rolle von KCA, zugunsten von Fortschritten in der regionalen Klimamodellierung und Feststellung von Klimafolgen auf regionaler und lokaler Ebene. Diese Aussichten besitzen einen generischen Wert für die aktuelle Klimaforschung.

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• Exploring the potential of coralline algae as climate proxy and for climate model evaluation: a Southern Hemisphere case study of New Zealand

  
  (Third Party Funds Single)
  Project leader: Sebastian Teichert
  Term: 1. February 2021 - 30. September 2024
  Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  
  Abstract

  Coupled atmosphere/ocean general circulation models, or global climate models (GCMs) in short, are our most important tools for projecting climate into the future. In addition, they provide input for regional atmospheric models that translate global climate change to regional and local scales where humans face the impacts. Owing to this importance, GCMs must be evaluated against the observed past climate as thoroughly as possible, where one focus is the so-called historical period from 1850 to present. However, the evaluation task is difficult for the period of World War II and earlier due to a frequent lack of reliable observations. The outlined problem is exacerbated for the Southern Hemisphere, which has been notoriously understudied in comparison to the climate of the Northern Hemisphere. --- The present project proposes to utilize a rather recently discovered proxy archive (crustose coralline algae, CCA) for extending the observational record of the climatic environment of New Zealand back to ~1850, and exploit the new data set for the benefit of GCM evaluation, regional atmospheric modeling, and improved understanding of climate system functioning. CCA has a number of advantages compared to other proxy archives (e.g., easy retrieval, high temporal resolution, worldwide distribution). In the first part we will collect CCA offshore New Zealand and extract geochemical signals that allow us to reconstruct ocean temperatures back to the 19th century (the large-scale signal). Second, this new information will be employed in GCM evaluation to reveal their skill of representing large-scale climate of New Zealand. And third, regional numerical atmospheric modeling will be conducted to test whether the addition of the CCA-based criterion to the GCM evaluation ultimately adds value to regional climate modeling. A focus here will be on high-altitude climate and glacier variability in the Southern Alps (the impact signal). The regional modeling will also allow us to unravel the physical mechanisms that determine the potential of CCA as a climate proxy in New Zealand. --- The proposed project bundles the expertise of three partners across the fields of paleoclimate, Southern Hemisphere climatology and measurements, and climate modeling, which strongly supports the project goals due to the collaboration. The implications of the potential results, however, will go beyond the specific case study. Results will demonstrate how to rigorously combine the GCM and climate proxy worlds in a systematic framework, highlighting the role of CCA, and how the said combination can enhance regional climate modeling down to the local scale. These points are of generic importance for climate modeling and climate impact research.
  
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• Education and key qualifications

18/03/2013 Dr. rer. nat. in Geoscience
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Germany
Forschungsinstitut Senckenberg am Meer Wilhelmshaven, Germany
Name of supervisor: Prof. Dr. André Freiwald
2009 Graduation as Diplom-Geologe Univ.
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Germany
Name of supervisor: Prof. Dr. Alexander Nützel

• Current position

2022 – Assistant Professor
Chair of Palaeobiology, Dept. of Geography and Earth Sciences, FAU, Germany

• Previous positions

2021 – 2022 Managing Director
Research Center for Mathematics of Data, Dept. of Data Science, FAU, Germany
2018 – 2021 Research Associate
Professorship for Palaeontology, Dept. of Geography and Earth Sciences, FAU, Germany
2017 – 2021 Science Communications Expert
Dept. of Communications and Press, FAU, Germany
2016 – 2018 Research Consultant
Dept. of Research Strategy, FAU, Germany
2013 – 2015 Research Associate
Chair of Palaeobiology, Dept. of Geography and Earth Sciences, FAU, Germany
2012 – 2013 Freelance Scientist
Institute of Biology and Environmental Sciences, University of Oldenburg, Germany
2011 – 2012 Doctoral Candidate
Dept. of Marine Research, Forschungsinstitut Senckenberg, Germany
2009 – 2010 Doctoral Candidate
Chair of Palaeontology, Dept. of Geography and Earth Sciences, FAU, Germany

• Institutional Responsibilities

2023 – Elected Member of the Faculty Council
Faculty of Sciences, FAU, Germany
2023 – Elected Member of the Steering Committee
GeoZentrum Nordbayern, Dept. of Geography and Earth Sciences, FAU, Germany  

Bachelor

• Paläobiologie I - Allgemeine Paläontologie
• Geländeübung zur Paläoumwelt I
• Geowissenschaftliche Arbeitsmethoden - Geländeübungen I
• Geowissenschaftliche Arbeitsmethoden II - Geländeübung II
• Geowissenschaftliche Geländeübungen I für Biologen

Master

• Oceanography
• Proxies in Palaeoenvironmental Reconstructions
• Computers in Geosciences

Weitere

• International Course on Carbonate Microfacies (“Flügel-Course”)

• "Crustose Coralline Algae - Unsung Ecosystem Engineers of Global Significance, at BMBF Ageless Workshop, April 2nd, 2025
• "Leben unter dem Eis - Die Riffe der Arktis", at CPS-Retreat in Waischenfeld, October 13th, 2023
• "Popcorn Beach", Rhodoliths at "Frag doch mal die Maus", 1st October 2022
• "Leben unter dem Eis: Die Riffe Spitzbergens", invited talk at "Collegium Alexandrinum", Zentrum für Medizinische Physik und Technik, Erlangen, 9th June 2022
• "Rotalgen bilden den Kleber der Korallenriffe", article by Anna Bolten, Bild der Wissenschaft, 23rd October 2020
• „Riffe in der Arktis? Wenn Algen die Rolle von Korallen einnehmen“, invited talk at ARDalpha Campus TALKS, 26th March 2019
• „Die Riffe der Arktis – Faszinierende Ökosysteme nördlich des Polarkreises“, invited talk at Naturhistorische Gesellschaft, Katharinensaal, Nürnberg, 22nd November 2018
• „Das ist eine Handvoll Sand aus Australien. Schau dir an, was alles darin steckt: Geheime Spuren im Sand“, article by Annika Peißker, Nürnberger Nachrichten and Erlanger Nachrichten, 21st July 2018
• "Die Riffe der Arktis – Faszinierende Ökosysteme nördlich des Polarkreises", invited talk at Naturhistorische Gesellschaft, Katharinensaal, Nürnberg, 22nd November 2018, 19:30
• "Tauchfahrt ins Archiv der Arktis", article by Viola Kiel and Solvin Zankl, GEO magazine, October 2017
• "Science Sets Sail", cruise leader Leg 1 (Kiel - Møn - Malmø - Bornholm - Riga), 15th - 25th July 2017
• "Auf der Suche nach Leben unter dem Eis", article by Christina Merkel, "Hochschule & Wissen", Nürnberger Zeitung, 31st May 2017
• "Die Riffe der Arktis: Wie entsteht Leben in der Ödnis?", invited talk at "Wissenschaft im Schloss", Senatssaal Kollegienhaus, Erlangen, 29th May 2017
• "Rotalgen sind die Baumeister der Arktis", article by Matthias Orgeldinger, "Natur & Wissen", Nürnberger Zeitung, 16th February 2015
• "Rhodolithe, außergewöhnliche Kalkalgen aus der Arktis", invited talk at Naturhistorische Gesellschaft, Katharinensaal, Nürnberg, 27th February 2014

• The potential of coralline algae as an indicator of climate in the Southern Hemisphere and for the evaluation of global climate models: a case study from New Zealand - 27.2.–26.3.2023 – Dunedin – Auckland (New Zealand)

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• Habitat characteristics and carbonate cycling of macrophyte-supported polar carbonate factories (Svalbard) - Cruise No. MSM55 – June 11 – June 29, 2016 – Reykjavik (Iceland) – Longyearbyen (Norway)

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• Aquatic Botany
• Biogeosciences
• Bulletin of Marine Science
• Estuarine, Coastal and Shelf Science
• Facies
• Frontiers in Marine Science
• Geochemistry, Geophysics, Geosystems
• Geochimica et Cosmochimica Acta
• Journal of Phycology
• Marine Biodiversity
• Marine Ecology Progress Series
• Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
• Paleoceanography and Paleoclimatology
• Polar Biology
• Progress in Earth and Planetary Science
• Scientific Reports