Dr. Lavinia Patara

Ozeanzirkulation und Klimadynamik
Ozeandynamik

BÜRO
Raumnr.: 3.304, Gebäude 5 (ENB)
Tel.: 0431 600 1914
Fax: 0431 600 134001
E-Mail: lpatara(at)geomar.de

ANSCHRIFT
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung
Wischhofstr. 1 - 3
24148 Kiel

Forschungsgebiete

Ich interessiere mich für die Frage, wie die Ozeanzirkulation die marine Biogeochemie und ihre Reaktion auf den Klimawandel beeinflusst.

Ein großer Schwerpunkt meiner Forschung ist der Südliche Ozean. In dieser Region reguliert das Zusammenspiel von Wind, Ozeanzirkulation und Meereis, das durch mesoskalige Wirbel moduliert wird, den intensiven Austausch von Wärme und Kohlenstoff mit der Atmosphäre. Die Zirkulation im Südlichen Ozean und die ozeanisch-atmosphärischen Flüsse variieren im Laufe der Zeit aufgrund natürlicher Schwankungen, die sich mit den langfristigen Veränderungen der globalen Erwärmung überlagern. In jüngsten Studien haben wir herausgefunden, dass die jüngsten Klimaveränderungen im Südlichen Ozean eine Zunahme der inneren Ventilation durch Veränderungen der Windspannung und des Auftriebs verursachen und dass die Windvariabilität und -trends das mesoskalige Wirbelfeld im Indopazifik stärker beeinflussen als im Atlantik. Mit Hilfe eines Algorithmus zur Erkennung und Verfolgung von Wirbeln untersuchen wir derzeit die Rolle der sich ändernden Klimabedingungen auf die Eigenschaften der mesoskaligen Wirbel des Südlichen Ozeans. Sich ändernde Eigenschaften des Südlichen Ozeans können Fernwirkungen auf andere Komponenten des Klimasystems haben: Hier haben wir vorgeschlagen, dass die anhaltende Erwärmung um die Antarktis die meridionale Umwälzzirkulation im Nordatlantik verstärken könnte.

Modell der Ozeanströmung — Abb. 1: Snapshot der Ozeanströmungsgeschwindigkeit in ORION10

Die Wechselwirkungen zwischen Physik und Biogeochemie standen schon immer im Mittelpunkt meiner Forschung. Einerseits beeinflusst die Physik die Biogeochemie stark durch natürliche Schwankungen und anthropogene Trends. Andererseits haben wir festgestellt, dass die Strahlungserwärmung des Phytoplanktons das globale Klima durch Verstärkung des Treibhauseffekts beeinflussen kann. Gegenwärtig ist die Kohlenstoffaufnahme im Südlichen Ozean die Motivation für einen Großteil meiner Forschung. In meinem Projekt untersuche ich die physikalischen Triebkräfte der Kohlenstoffsenke im Südlichen Ozean unter gegenwärtigen und zukünftigen Klimabedingungen, indem ich eine Reihe von Modellkonfigurationen der Ozean-Biogeochemie mit vielen Wirbeln verwende. Zu diesem Zweck haben wir globale marine biogeochemische Modellkonfigurationen mit Auflösungen von 0,5º bis 0,25 º bis 0,1º im ACC-Regime entwickelt, um die Rolle der Modellauflösung für die Kohlenstoffaufnahme im Südlichen Ozean zu untersuchen und die Rolle von Windstress und Auftrieb zu isolieren. Eine Teilmenge dieser Simulationen trägt auch zur RECCAP-2-Bewertung der regionalen Kohlenstoffkreislaufprozesse bei. Im Rahmen der MarDATA-Graduiertenschule entwickeln wir derzeit neue Methoden des maschinellen Lernens, um die Zusammenhänge zwischen der regionalen Kohlenstoffaufnahme und ihren physikalischen Triebkräften zu erforschen und um Kohlenstoffaufnahmeregime im globalen Ozean zu erkennen und zu verfolgen.

Modell des CO2-Austauschs — Abb. 2: Snapshot der Kohlenstoffaufnahme im Südlichen Ozean im ORION10-Modell mit 0,1° Auflösung

Anstellungen

2012-jetzt: Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Kiel, Deutschland
2010-2011: Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Kiel, Deutschland
2007-2010: Euro-Mediterranean Center for Climate Change (CMCC), Bologna, Italien
2005-2007: Nationales Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV), Bologna, Italien

Ausbildung

2010: Promotion in Umweltwissenschaften an der Universität Bologna, Italien, mit zusätzlicher Akkreditierung zum "European Doctor"
2005: M. Sc. in Umweltwissenschaften (magna cum laude) an der Universität Mailand-Bicocca, Italien

Projekte

2021-heute: DFG own position project “Physical drivers of the Southern Ocean carbon sink in a changing climate”, wissenschaftliche Mitarbeiterin/PI
2018-2021: GEOMAR Postdoc Research Group "CO2 uptake and export in the subpolar oceans: simulations with high-resolution ocean biogeochemistry models", wissenschaftliche Mitarbeiterin/PI
2013-2017: Cluster of Excellence “Future Ocean” Postdoc Project: Southern Ocean CO2 uptake in high-resolution ocean-biogeochemistry simulations (funded by the German Research Foundation), wissenschaftliche Mitarbeiterin/PI
2010-2012: R’Eddy: Effects of eddy variability on the response of the ACC to global warming (funded by the German Research Foundation), wissenschaftliche Mitarbeiterin
2008-2010: VECTOR: VulnErability of the Italian coastal area and marine Ecosystems to Climatic changes and Their rOle in the Mediterranean caRbon cycles (funded by the Italian Ministry of Research), wissenschaftliche Mitarbeiterin
2005-2007: DYNAMITE: Understanding the Dynamics of the Coupled Climate System (EU FP7), wissenschaftliche Mitarbeiterin

Weitere Aktivitäten

2023-jetzt: Betreuung der Masterarbeit im Fach Biologische Ozeanographie von Helene Hollitzer: "Controls of recent patterns and trends in global oceanic oxygen content"
2022-jetzt: Betreuung des von der MarDATA-Graduiertenschule geförderten Dissertationsprojekts von Sweety Mohanty: "Neural networks reveal evolving patterns of ocean carbon uptake"
2021-2022: Betreuung der Masterarbeit in Klimaphysik von Mariana Pacheco: "Properties of Southern Ocean mesoscale eddies in coupled and uncoupled model simulations"
2019-2020: Betreuung des Postdocs Jan Klaus Rieck
2016-2019: Mitglied des ISOS-Promotionsausschusses von Patricia Handmann
2016: Betreuung des Bachelorarbeitsprojekts von Christina Schmidt
2013-2014: Tutorium zur Vorlesung "Ocean and Atmosphere Dynamics" im Rahmen des B.Sc. "Physik des Erdsystems" an der Universität Kiel. Dauer: 2 Semester
2013: Betreuung des Masterarbeitsprojekts von Eva Nowatzki
2011: Studentische Ausbildung im Rahmen der Capacity Building Fahrt MSM19/a an Bord der R/V Maria S. Merian im Benguela Upwelling

Veröffentlichungen

Jump to: 2023 | 2022 | 2021 | 2018 | 2016 | 2015 | 2014 | 2012 | 2011 | 2009

Number of items: 30.

2023

Hauck, J., Gregor, L., Nissen, C., Patara, L.

, Hague, M., Mongwe, P., Bushinsky, S., Doney, S. C., Gruber, N., Le Quéré, C., Manizza, M., Mazloff, M., Monteiro, P. M. S. and Terhaar, J. (2023) The Southern Ocean Carbon Cycle 1985–2018: Mean, Seasonal Cycle, Trends, and Storage.

Global Biogeochemical Cycles, 37 (11). Art.Nr. e2023GB007848. DOI 10.1029/2023GB007848.

[thumbnail of Global Biogeochemical Cycles - 2023 - DeVries - Magnitude Trends and Variability of the Global Ocean Carbon Sink From.pdf]

[thumbnail of 2023gb007780-sup-0001-supporting information si-s01.docx]

DeVries, T., Yamamoto, K., Wanninkhof, R., Gruber, N., Hauck, J., Müller, J. D., Bopp, L., Carroll, D., Carter, B., Chau, T., Doney, S. C., Gehlen, M., Gloege, L., Gregor, L., Henson, S., Kim, J. H., Iida, Y., Ilyina, T., Landschützer, P., Le Quéré, C., Munro, D., Nissen, C., Patara, L.

, Pérez, F. F., Resplandy, L., Rodgers, K. B., Schwinger, J., Séférian, R., Sicardi, V., Terhaar, J., Triñanes, J., Tsujino, H., Watson, A., Yasunaka, S. and Zeng, J. (2023) Magnitude, Trends, and Variability of the Global Ocean Carbon Sink From 1985 to 2018.

Global Biogeochemical Cycles, 37 (10). Art.Nr. e2023GB007780. DOI 10.1029/2023GB007780.

Mohanty, S., Kazempour, D., Patara, L.

and Kröger, P. (2023) Interactive Detection and Visualization of Ocean Carbon Regimes. [Paper] In: 18th International Symposium on Spatial and Temporal Data, SSTD 2023. , 23.-25.08.2023, Calgary, Canada . Proceedings of the 18th International Symposium on Spatial and Temporal Data. ; pp. 171-174 . DOI 10.1145/3609956.3609973.

Mayot, N., Le Quéré, C., Rödenbeck, C., Bernardello, R., Bopp, L., Djeutchouang, L. M., Gehlen, M., Gregor, L., Gruber, N., Hauck, J., Iida, Y., Ilyina, T., Keeling, R. F., Landschützer, P., Manning, A. C., Patara, L.

, Resplandy, L., Schwinger, J., Séférian, R., Watson, A. J., Wright, R. M. and Zeng, J. (2023) Climate-driven variability of the Southern Ocean CO 2 sink.

Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 381 (2249). Art.Nr. 20220055. DOI 10.1098/rsta.2022.0055.

[thumbnail of Detection_and_Tracking_of_Dynamic_Ocean_Carbon_Uptake_Regimes_Built_Upon_Spatial_Target-Driver_Relationships_via_Adaptive_Hierarchical_Clustering.pdf]

Mohanty, S., Kazempour, D., Patara, L.

and Kröger, P. (2023) Detection and Tracking of Dynamic Ocean Carbon Uptake Regimes Built Upon Spatial Target-Driver Relationships via Adaptive Hierarchical Clustering. [Paper] In: 19. International Conference on e-Science. , 09. - 14.10.2023, Limassol, Cypres . 2023 IEEE 19th International Conference on e-Science (e-Science). ; pp. 1-10 . DOI 10.1109/e-Science58273.2023.10254820.

2022

Chien, C. T.

, Durgadoo, J. V.

, Ehlert, D., Frenger, I.

, Keller, D. P.

, Koeve, W.

, Kriest, I.

, Landolfi, A.

, Patara, L.

, Wahl, S.

and Oschlies, A.

(2022) FOCI-MOPS v1 – Integration of Marine Biogeochemistry within the Flexible Ocean and Climate Infrastructure version 1 (FOCI 1) Earth system model.

Geoscientific Model Development, 15 . pp. 5987-6024. DOI 10.5194/gmd-15-5987-2022.

2021

[thumbnail of [15200442 - Journal of Climate] Multidecadal Changes in Southern Ocean Ventilation since the 1960s Driven by Wind and Buoyancy Forcing.pdf]

[thumbnail of 10.1175_JCLI-D-19-0947.s1.zip]

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Tanhua, T.

(2021) Multidecadal Changes in Southern Ocean Ventilation since the 1960s Driven by Wind and Buoyancy Forcing.

Journal of Climate, 34 (4). pp. 1485-1502. DOI 10.1175/JCLI-D-19-0947.1.

2018

Handmann, P., Fischer, J.

, Visbeck, M.

, Karstensen, J.

, Biastoch, A.

, Böning, C. W.

and Patara, L.

(2018) The Deep Western Boundary Current in the Labrador Sea From Observations and a High-Resolution Model.

Journal of Geophysical Research: Oceans, 123 (4). pp. 2829-2850. DOI 10.1002/2017JC013702.

2016

+2 more...

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2016) Variability and trends in Southern Ocean eddy activity in 1/12° ocean model simulations.

Geophysical Research Letters, 43 . pp. 4517-4523. DOI 10.1002/2016GL069026.

Handmann, P., Fischer, J.

, Visbeck, M.

, Patara, L.

and Biastoch, A.

(2016) North Atlantic Deep Western Boundary Current Dynamics as Simulated by the VIKING20 Model Compared with Labrador Sea Observations. [Talk] In: Open Sciences Meeting 2016. , 21.-26.02.2016, New Orleans, USA .

Nowatzki, E., Patara, L.

, Böning, C. W.

and Karstensen, J.

(2016) Multi-Decadal Decline in the Formation of Antarctic Intermediate Water: A High-Resolution Model Hindcast. [Poster] In: Open Sciences Meeting 2016. , 21.-26.02.2016, New Orleans, USA .

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2016) Multi-decadal trends in Southern Ocean eddy activity simulated by a high-resolution ocean model. [Talk] In: Open Sciences Meeting 2016. , 21.-26.02.2016, New Orleans, USA .

[thumbnail of 1-s2.0-S146350031630052X-main.pdf]

Tseng, Y. h., Lin, H., Chen, H. c., Thompson, K., Bentsen, M., Böning, C. W.

, Bozec, A., Cassou, C., Chassignet, E., Chow, C. H., Danabasoglu, G., Danilov, S., Farneti, R., Fogli, P. G., Fujii, Y., Griffies, S. M., Ilicak, M., Jung, T., Masina, S., Navarra, A., Patara, L.

, Samuels, B. L., Scheinert, M.

, Sidorenko, D., Sui, C. H., Tsujino, H., Valcke, S., Voldoire, A., Wang, Q. and Yeager, S. G. (2016) North and equatorial Pacific Ocean circulation in the CORE-II hindcast simulations. Ocean Modelling, 104 . pp. 143-170. DOI 10.1016/j.ocemod.2016.06.003.

2015

[thumbnail of 1-s2.0-S1463500315001420-main.pdf]

Downes, S. M., Farneti, R., Uotila, P., Griffies, S. M., Marsland, S. J., Bailey, D., Behrens, E., Bentsen, M., Bi, D., Biastoch, A.

, Böning, C. W.

, Bozec, A., Canuto, V. M., Chassignet, E., Danabasoglu, G., Danilov, S., Diansky, N., Drange, H., Fogli, P. G., Gusev, A., Howard, A., Ilicak, M., Jung, T., Kelley, M., Large, W. G., Leboissetier, A., Long, M., Lu, J., Masina, S., Mishra, A., Navarra, A., George Nurser, A. J., Patara, L.

, Samuels, B. L., Sidorenko, D., Spence, P., Tsujino, H., Wang, Q. and Yeager, S. G. (2015) An assessment of Southern Ocean water masses and sea ice during 1988–2007 in a suite of interannual CORE-II simulations. Ocean Modelling, 94 . pp. 67-94. DOI 10.1016/j.ocemod.2015.07.022.

2014

+4 more...

Patara, L.

and Böning, C. W.

(2014) Abyssal ocean warming around Antarctica strengthens the Atlantic overturning circulation.

Geophysical Research Letters, 41 (11). pp. 3972-3978. DOI 10.1002/2014GL059923.

Nowatzki, E., Patara, L.

, Böning, C. W.

and Karstensen, J.

(2014) Multi-decadal decline in the formation of Antarctic Intermediate Water: a high-resolution model hindcast. [Poster] In: EGU General Assembly 2014. , 27.04.-02.05.2014, Vienna, Austria .

2012

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2012) Simulated response of the ACC to decadal wind changes. [Talk] In: DRAKKAR/MYOCEAN 2012 Annual Workshop. , 30.01.-01.02.2012, Grenoble, France .

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2012) Simulated response of the ACC to decadal wind changes. [Talk] In: Ocean Sciences Meeting 2012 . , 20.02.-24.02.2012, Salt Lake City, USA .

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2012) Simulating the response of the ACC to decadal wind changes. [Talk] In: 10. International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography. , 23.-27.04.2012, Noumea, New Caledonia .

Patara, L.

, Vichi, M. and Masina, S. (2012) Impacts of natural and anthropogenic climate variations on North Pacific plankton in an Earth System Model. Ecological Modelling, 244 . pp. 132-147. DOI 10.1016/j.ecolmodel.2012.06.012.

Patara, L.

, Vichi, M., Masina, S., Fogli, P. G. and Manzini, E. (2012) Global response to solar radiation absorbed by phytoplankton in a coupled climate model. Climate Dynamics, 39 (7-8). pp. 1951-1968. DOI 10.1007/s00382-012-1300-9.

2011

Patara, L.

, Visbeck, M.

, Masina, S., Krahmann, G.

and Vichi, M. (2011) Marine biogeochemical responses to the North Atlantic Oscillation in a coupled climate model.

Journal of Geophysical Research: Oceans, 116 (C7). C07023. DOI 10.1029/2010JC006785.

Patara, L.

(2011) Climate-marine biogeochemistry two-way interactions in a coupled climate model. [Talk] In: Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University. , 02.11.2011, Palisades, NY, USA .

Patara, L.

, Böning, C. W.

and Biastoch, A.

(2011) Simulated response of the Antarctic Circumpolar Current to decadal wind changes. [Poster] In: WCRP (World Climate Research Programme). , 24.11.2011, Denver, CO, USA .

Patara, L.

, Böning, C. W.

, Biastoch, A.

and Behrens, E. (2011) Towards the development of a modeling system for the study of the Antarctic Circumpolar Current (ACC) variability. [Talk] In: DRAKKAR Meeting. , 24.01.2011, Grenoble, France .

Patara, L.

, Böning, C. W.

, Biastoch, A.

and Behrens, E. (2011) A modeling framework for the study of Southern Ocean variability. [Poster] In: EGU General Assembly 2011. , 03.-08.04.2011, Vienna, Austria .

Patara, L.

, Visbeck, M.

, Masina, S., Krahmann, G.

and Vichi, M. (2011) Marine biogeochemical responses to the North Atlantic Oscillation in a coupled climate model. [Poster] In: EGU General Assembly 2011. , 03.-08.04.2011, Vienna, Austria .