Description: Das Projekt "Turbulence-driven pressure-pumping - from above the canopy into the soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Bodenökologie durchgeführt. Gasaustausch findet in der Atmosphäre primär durch turbulenten und laminaren Fluss statt. Im Boden dagegen spielt advektiver Transport eine untergeordnete Rolle; Diffusion ist hier der dominierende Prozess. Trotz der Unterschiedlichkeit und scheinbaren Unabhängigkeit dieser Prozesse wurden Anstiege der Gastransportraten im Boden um mehrere 10 % während Phasen starken Windes bei Feldstudien beobachtet (Maier et al., 2010). Dieser Effekt ist auf wind-induzierte Druckfluktuationen zurückzuführen, die sich in das luftgefüllte Porensystem des Bodens fortpflanzen, und zu minimal oszillierendem Luftmassenfluss führen (Maier et al., 2012). Durch den oszillierenden Charakter des Luftmassenfluss ist der direkte Beitrag zum Gastransport sehr gering. Die damit einhergehende Dispersion jedoch führt zu einem Anstieg der effektiven Transportrate entgegen des Konzentrationsgradienten. Der 'Pressure-Pumping' (PP) -Effekt kann bei Nichtberücksichtigung zu Unsicherheiten und Fehlern bei der Bestimmung von Gasflüssen mit der Gradientenmethode und Kammermethoden führen. Für langfristiges Monitoring von treibhausrelevanten Gasflüssen stellt diese Unsicherheit ein Problem dar, da auch Perioden mit starkem Wind erfasst werden müssen. Wir stellen die Hypothese auf, dass der PP-Effekt in gut-belüfteten Böden stärker ausgeprägt ist. Wir wollen diese Hypothese in Feldstudien an 4 verschiedenen Standorten (2 x Wald, Weide, Maisfeld) und Wiederholung bei unterschiedlicher Bodenfeuchte überprüfen. Dazu werden wir ein Tracergas kontinuierlich in den Boden einspeisen, um so die effektive Transportrate bestimmen zu können. Der PP-Effekt soll zudem an Bodenproben im Labor unter standardisierten Bedingungen untersucht. Ein weiteres Ziel ist es, die Rolle der Struktur des Pflanzenbestandes für die räumliche Variabilität der Druckfluktuationen zu untersuchen. Dazu werden wir die Windbewegung in und über dem Pflanzenbestand, sowie die hochfrequente Druckfluktuation an der Bodenoberfläche und im Boden erfassen. Dies wird es ermöglichen, die Luftbewegung, die Druckfluktuationen und deren Fortpflanzung in den Boden zu detektieren. So kann die beobachtete 'Beschleunigung' der Transportrate direkt mit den Druckfluktuationen in Beziehung zu gesetzt werden. Die natürlichen Druckfluktuationen werden bei Kammermessungen durch die Kammer zum Teil ausgeschlossen oder geschwächt. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass der Ausschluss der Druckfluktuationen zu einer Unterschätzung des ungestörten Oberflächeneffluxes durch Kammermessungen führt. Wir haben das Ziel, Korrekturfaktoren für Kammermessung entwickeln, um so den methodischen Messfehler zu kompensieren Ein besseres Prozessverständnis für diesen nur unzureichend untersuchten Effekt würde helfen, die Verlässlichkeit und Präzision von Messungen von Bodengasflüssen zu steigern, die die Grundlage für weitergehende Forschung darstellen.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Freiburg ? Fluss ? Bodenökologie ? Klimatologie ? Tracer ? Wind ? Bodenkunde ? Luftbewegung ? Pflanzenbestand ? Atmosphärische Wissenschaften ? Monitoringdaten ? Messdaten ? Dispersion ? Feldstudie ? Fortpflanzung ? Gasaustausch ? Monitoring ? Bodenfeuchte ? Boden ? Weideland ? Treibhauspotenzial ? Bodenprobe ? Bodenuntersuchung ? Messung ? Datenverarbeitung ? Diffusion ? Arbeit ? Atmosphäre ? Stofftransport ? Atmosphärenchemie ? Turbulenz ? Wald ? Belüftung ? Atmosphärische Zirkulation ? Atmosphärischer Prozess ? Datenerhebung ? Kontinuierliches Verfahren ? Transportvorgang ? Fluss [Bewegung] ? Messgenauigkeit ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2014-02-01 - 2017-01-31
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