Ziel des bis 2018 angelegten Forschungsvorhabens ist die Erfassung und das Verständnis der Mechanismen des Klimasystems der Erde, seiner Reaktionsweisen auf externe Antriebe (zunehmende Treibhausgase, Solarvariabilität, Vulkaneruptionen u.a.) und ihre Auswirkungen auf die Anthroposphäre. Die Basis der Forschungsaufgaben, die Diagnostik und eine mögliche Prognose der Klimaänderungen einschließen, sind in erster Linie Wetterbeobachtungsdaten. Mit dem Schwerpunkt auf der Auswertung von Beobachtungsdaten gehört dieses Vorhaben zu den seltenen in Deutschland. Deshalb sind Planung und Fortschritt des Vorhabens im wesentlichen Maße durch die Verfügbarkeit des Datenmaterials determiniert.
Bereits auf der Grundlage von allgemein noch schwer zugänglichen Beobachtungen hat dieses Projekt durch begutachtete Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften und Beiträge zu Berichten des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) wichtige Impulse zum Verständnis der Klimavariabilität gegeben.
Auf der Basis der zunehmend und in wachsender Qualität verfügbaren globalen Daten werden heute mittels moderner statistischer Verfahren räumlich-zeitliche Zusammenhänge sowohl zwischen verschiedenen Klimaelementen als auch zwischen Klimaelementen und Parametern, die weitere Komponenten des Klimasystems charakterisieren (Eigenschaften der Erdoberfläche wie Bodenfeuchte, Vegetation) analysiert. Diese Analysen zielen auf die Aufdeckung von Regionen der Erdoberfläche und deren Telekonnektionen in 4D-Sicht, die im wesentlichen Maße zur Variabilität des globalen Klimas beitragen. Die Untersuchungen gehen schrittweise von der groben zeitlichen Auflösung (Monat, Jahreszeit) auf Tages- und 6-Stundenwerte über, um einerseits die potentiellen Regionen zu erkennen, die für extreme Wetter- und Klimaereignisse anfällig sind und, um andererseits die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen zu untersuchen. Dabei wird versucht globale, zeitlich und räumlich hoch aufgelöste, jedoch nur kurze Zeiträume abdeckende Daten mit den weltweit verstreuten, relativ wenigen langen Messreihen (etwa 100 Jahre) der meteorologischen Parameter zu verknüpfen. Die statistischen Analysen bilden die Grundlagen für die Entwicklung von Hypothesen und konzeptionellen Modellen der Wirkungsmechanismen im Klimasystem, die anhand von unabhängigen Beobachtungsdaten und Ergebnissen von Klimamodellen überprüft werden.