Der Forschungsbereich Ozeanzirkulation und Klimadynamik gliedert sich in vier Forschungseinheiten: Maritime Meteorologie, Physikalische Ozeanographie, Paläoozeanographie und Ozeandynamik. 

Gegenstand der Forschungen ist die Untersuchung von Klimavariationen, hervorgerufen durch externe Antriebe oder intern angetrieben durch Prozesse in Atmosphäre und Ozean. Labortechnische Untersuchungen der Sedimentablagerungen am Meeresboden und der darin enthaltenen abgestorbenen Organismen liefern Informationen über diese Klimavariationen und stellen somit ein wichtiges marines Klimaarchiv dar. Mit Hilfe von ozeanographischen, geologischen und meteorologischen Messungen auf See und Computersimulationen mit komplexen Ozeanmodellen können so die Mechanismen für vergangene und zukünftige Klimaänderungen entschlüsselt werden.

Die Arbeiten im Forschungsbereich beinhalten

• Forschungen zur Verbesserung unserer Kenntnisse der physikalischen Prozesse und Erscheinungen im System Ozean und Atmosphäre, welche relevant für dessen großskaliges mittleres Erscheinungsbild und seine Variabilität sind.

• Forschungen zur Identifizierung der vergangenen und aktuellen Änderungen in der Ozeanzirkulation durch eine Quantifizierung der gegenwärtigen Variationen relevanter Prozesse im Ozean-Atmosphäre-System und durch die Nutzung der Informationen mariner Klimaarchive. Ergänzende Untersuchungen der Wassermasseneigenschaften, der marinen Organismen und der ozeanischen Sedimente liefern einzigartige Datensätze für die Untersuchungen des gegenwärtigen und vergangenen Zustands unseres Planeten.

• Die Entwicklung und Anwendung von numerischen Modellen der dynamischen Prozesse zur realistischen Darstellung der ozeanischen Variabilität und deren Wechselwirkung mit Atmosphäre und ozeanischer Biogeochemie. Die Modelle sind eine Voraussetzung um Änderungen in der Vergangenheit auf den unterschiedlichsten Zeitskalen zu erfassen. Die erworbenen Kenntnisse können genutzt werden zur Untersuchung der Vorhersagbarkeit der Klimavariabilität und der zu erwartenden anthropogenen Änderungen.

Die Expertise sowohl in der großskaligen als auch prozess-orientierten Modellierung, der Beobachtungstechnik sowie in der Durchführung von Schiffsexpeditionen zur Erforschung der gegenwärtigen Dynamik des Systems stellt eine besondere Stärke unseres Forschungsbereichs dar. Dieses, gekoppelt mit der Expertise der Paläo-Ozeanographie, ermöglicht unsere Kenntnisse des Verständnisses vergangener Klimaszenarien voranzubringen.

Dementsprechend ist die Strategie des GEOMAR die Untersuchung der Mechanismen, die verantwortlich sind für gegenwärtige und vergangene Änderungen in der großskaligen ozeanischen Zirkulation und ihrer Variabilität. Das beinhaltet die Erforschung der Wechselwirkungsprozesse zwischen Ozean und Atmosphäre. Die Forschungsprogramme der beteiligten Disziplinen sind darüber hinaus hervoragend eingebunden in internationale Programme der Erforschung der zukünftigen und vergangenen globalen Änderungen und ihrer Variabilität.