Prof. Dr. Stephan Juricke
Ozeanzirkulation und Klimadynamik
Ozeandynamik
BÜRO
Raumnr.: 3.311, Gebäude 5 (ENB)
Tel.: 0431 600 4003
Fax: 0431 600 134000
E-Mail: sjuricke(at)geomar.de
ANSCHRIFT
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung
Wischhofstr. 1 - 3
24148 Kiel
VERLINKUNGEN
ORCID – ResearchGate – Google Scholar
Objective
Theoretische Ozeanographie mit Schwerpunkt auf numerischer Ozean- und Klimamodellierung, Data-Science-Anwendungen und der Rolle von Skaleninteraktionen im Ozean- und Klimasystem.
Forschungsschwerpunkte beinhalten
i) die Zirkulation im Atlantik, Pazifik und den Antarktischen Zirkumpolarstrom (ACC),
ii) die globale Relevanz von Ozeanwirbeln, Turbulenz und Upwelling,
iii) die Interaktion verschiedener physikalischer Prozesse und deren Einfluss auf Ozeanvermischung,
iv) Skaleninteraktionen zwischen Ozean und Atmosphäre,
und v) die generelle Funktion des Ozeans im Klimasystem.
Modellentwicklung und Data Science sind essenzielle Mittel, um die Relevanz und Rolle dieser physikalischen Prozesse besser zu verstehen. Zugehörige Schwerpunkte sind die Entwicklung von Parametrisierungen und Diskretisierungsaspekten, die Analyse hochauflösender Daten, das Einbinden von Modellunsicherheiten und deren Bedeutung.
Aktuelle Forschungsinteressen und Projekte
DFG TRR181 “Energy Transfers in Atmosphere and Ocean”
Juli 2016 – Juni 2024
Wir entwickeln neuartige „sub grid-scale“ Parametrisierungen für die Darstellung mesoskaliger Wirbel in globalen Ozeanmodellen. Idealisierte Konfigurationen werden verwendet, um den Energiekreislauf im Ozean besser zu verstehen und somit die Entwicklung unserer Parametrisierungen zu unterstützen. Die Arbeit umfasst auch die Entwicklung neuer Diagnostiken zur Analyse von Skaleninteraktionen im Ozean. Das übergeordnete Ziel ist die verbesserte Darstellung der Dynamik und Variabilität des Ozeans sowie der Wassermasseneigenschaften und eine insgesamt bessere Simulation des globalen Klimas. Obwohl die Ansätze übertragbar sind, liegt der Schwerpunkt auf dem Ozeanmodell FESOM2.
Wir verwenden neuartige Diagnosemethoden, um die Skalenverteilung der Flüsse zwischen Atmosphäre und Ozean in hochauflösenden Klimamodellen zu analysieren. Dies wird Aufschluss darüber geben, auf welchen Skalen der Ozean die Atmosphäre antreibt und umgekehrt. Es wird uns auch dabei helfen, neue stochastische Parametrisierungen für die Atmosphäre-Ozean-Kopplung zu entwickeln. Der Schwerpunkt liegt auf den globalen Klimamodellen AWI-CM3 und ICON.
BMBF WarmWorld-Projekt “Enabling Lagrangian Particle Tracking for High-resolution and unstructurEd meshes (ELPHE)”
Juni 2024 – Mai 2027
Das Projekt ist Teil der BMBF-Förderinitiative WarmWorld und zielt darauf ab, die Anwendbarkeit einer weit verbreiteten Lagrangeschen Partikeltracking-Toolbox, Parcels, auf Ozeanmodelle mit hexagonalen und dreieckigen Gittern wie ICON und FESOM2 zu erweitern. Die drei Modelle, ICON, FESOM2 und NEMO, werden hinsichtlich ihrer simulierten Partikelpfade im Atlantik miteinander vergleichen, wobei eine Reihe von Auflösungen verwendet wird, die es ermöglichen, verschiedene ozeanische Prozesse entweder zu parametrisieren oder aufzulösen. Dadurch können wir untersuchen, welche Rolle diese Prozesse bei der Verteilung der Wassermassen im Atlantik spielen.
MarDATA Helmholtz School for Marine Data Science project “Data based Probabilistic Parameter Estimation for Ocean and Earth System Models”
Juni 2022 – Mai 2025
Das Projekt entwickelt eine verbesserte Parametrisierung für mesoskalige Wirbel bei gröberer Auflösung, bei der diese Prozesse nicht explizit aufgelöst werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, werden Ansätze des maschinellen Lernens, insbesondere neuronale Netze, eingesetzt. Außerdem soll die Unsicherheit bei der Parametrisierung durch den Einsatz probabilistischer Methoden berücksichtigt werden.
Idealisierte Doppelwirbelkonfiguration für die Entwicklung von Parametrisierungen bei verschiedenen Auflösungen. Dargestellt ist die relative Oberflächenwirbelstärke bei (links) 10 km und (rechts) 20 km Auflösung, die die Veränderung der mittleren Strömung und der Variabilität in dieser Konfiguration bei konstantem Wind und konstanter Lufttemperatur, repräsentativ für den Nordatlantik, veranschaulicht.
Publikationen
Wissenschaftlich (Auswahl)
- Juricke, S., S. Danilov, N. Koldunov, M. Oliver, W. Cabos, D. Sidorenko, and Q. Wang, 2020: A Kinematic Kinetic Energy Backscatter Parametrization: From implementation to global ocean simulations, Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12(12), https://doi.org/10.1029/2020ms002175
- Juricke, S., S. Danilov, N. Koldunov, M. Oliver, D. Sidorenko, 2020: Ocean Kinetic Energy Backscatter Parametrization on Unstructured Grids: Impact on Global Eddy‐Permitting simulations, Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12(1), https://doi.org/10.1029/2019ms001855
- Rackow, T., and S. Juricke, 2019: Flow‐dependent stochastic coupling for climate models with high ocean‐to‐atmosphere resolution ratio, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(726), 284–300. https://doi.org/10.1002/qj.3674
- Juricke, S., D. MacLeod, A. Weisheimer, L. Zanna, and T. Palmer, 2018: Seasonal to annual ocean forecasting skill and the role of model and observational uncertainty, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 144(715), 1947–1964, https://doi.org/10.1002/qj.3394
- Juricke, S., P. Lemke, R. Timmermann, and T. Rackow, 2013: Effects of stochastic ice strength perturbation on Arctic finite element sea ice modeling, Journal of Climate, 26(11), 3785–3802, https://doi.org/10.1175/jcli-d-12-00388.1
Nicht-wissenschaftlich (Auswahl)
- Juricke, S., illustrated by T. Rackow, 2021: Endangered. But still there is hope. In Once upon a time... a scientific fairy tale, volume II, sowohl auf Englisch als auch auf Deutsch
- Armin, I., and S. Juricke, 2020: Wie ein Klimamodell entsteht. Spektrum der Wissenschaft, 11/2020 [Spektrum]
- Juricke, S., and B. Suckow, 2020: Die Klimakatastrophe ist kein Parkticket. Makronom, October 2020 [Makronom, frei verfügbar bei Exploring Economics]
Weitere Veröffentlichungen können über OceanRep abgerufen werden. Das Wissenschaftliche Resümee wird zu einem späteren Zeitpunkt verlinkt werden.
Lehre
Öffentlichkeitsarbeit und „Kunst & Wissenschaft“
(Auswahl)
- Mitorganisator „Wissenschaft fürs Wohnzimmer“, wissenschaftliche Präsentationen von über 100 Wissenschaftlern [YouTube-Link zu einer von Stephans Präsentationen]
- Kernteam AWIs4Future [Offizielle Webseite, Twitter (X)]
- Storyboard-Entwicklung und Schreiben von Skripten für Outreach-Kurzfilme in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen explainity [YouTube]
- Storyboard-Entwicklung und Schreiben von Skripten für die Outreach-Webseite „Scrollytelling“ in Zusammenarbeit mit studio ahoi [Offizielle Webseite]
- Storyboard-Unterstützung und Interview für Pen&Paper „Climate Futures - Port of no Return?“ [YouTube]
