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Found 22 results.

Sources and reaction pathways of soluble Fe from the Western Antarctic Peninsula to the Southern Ocean

Das Projekt "Sources and reaction pathways of soluble Fe from the Western Antarctic Peninsula to the Southern Ocean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. During two campaigns on King George Island (Antarctica) in 2012 and 2013, numerous sediment and pore water samples were collected in Potter Cove and Maxwell Bay. Especially Potter Cove is strongly affected by glacier retreat, which is assumed to affect the biogeochemical processes in the area. Based on pore water profiles the degradation of sedimentary organic matter in the sediments in proximity to the marine-terminating Fourcade Glacier was found to be dominated by dissimilatory iron reduction (DIR). In contrast, sulfate reduction was apparent at shallow sediment depths in those parts of Potter Cove, where surficial meltwater streams discharge. Sediments in proximity to the glacier fronts contain significantly higher amounts of easily reducible (amorphous) Fe oxyhydroxides than stations in the central part of the bay or in discharge areas of surficial meltwater streams. Stable iron isotopes are considered a proxy for Fe sources, but respective data are scarce and Fe-cycling in complex natural environments is not understood well enough yet to constrain respective delta56Fe 'endmembers' for different types of sediments and environmental conditions. In order to enhance the usability of iron isotopes as proxies for iron sources and reaction pathways, we developed a new method that allows to measure delta56Fe on sequentially extracted sedimentary Fe phases and applied the new protocol to sediment from King George Island. We suggest that easily reducible Fe in proximity to the glacier front is mostly delivered from subglacial sources, where iron liberation from comminuted material beneath the glacier is coupled to biogeochemical weathering processes (pyrite oxidation or DIR). Our strongest argument for a subglacial source of the highly reactive iron pool in sediments close to the glacier front is its overall negative delta56Fe signature that remains constant over the whole ferruginous zone. This pattern implies that the supply with easily reducible Fe exceeds the fraction that afterwards undergoes early diagenetic DIR by far. The light delta56Fe values of easily reducible Fe oxides imply pre-depositional microbial cycling as it occurs in potentially anoxic subglacial environments. Interestingly, the strongest 56Fe-depletion in pore water and of the most reactive Fe oxides was observed in sediments influenced by oxic meltwater discharge. In terms of the potential of delta56Fe as a proxy for benthic Fe fluxes, the study demonstrates limitations due to a large variability of pore water delta56Fe deriving from DIR in the marine sediments at small spatial distances. The controlling factors are multi-fold and include the availability of reducible Fe oxides and organic matter, the isotopic composition of the primary ferric substrate, sedimentation rates, and physical reworking (bioturbation, ice scraping). Whereas delta56Fe may prove a valuable parameter to further investigate biochemical weathering of glacier beds, a quantification of benthic Fe fluxes bas

Geobiology of modern and ancient endolithic microorganisms within ultramafic rocks on the Mid-Atlantic Ridge

Das Projekt "Geobiology of modern and ancient endolithic microorganisms within ultramafic rocks on the Mid-Atlantic Ridge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. The major goal of the project is the geobiological description of active and fossil endolithic organisms of an oceanic crust deep biosphere collected from larger pore spaces and glassy crusts of pillow lavas, and solid portions of basaltic and ultramafic rocks from the Mid-Atlantic Ridge. Crucial is also the recognition of biosignatures of an oceanic deep biosphere. Biosignatures are e.g. organic remains/biomarkers, certain (organo-) mineral precipitates, geochemical, and isotopic anomalies. Results will be compared with samples from different localities (e.g. ODP Leg 200). For this purpose, thin sections from biologically fixed basaltic and ultramafic rock samples will be used for a comprehensive, multiphase experimental approach. The active endolithic deep biosphere will be investigated microscopically using histological and petrographic staining techniques, fluorescent in situ hybridization (FISH), further culture independent molecular biological methods (e.g. DGGE), and culturing of certain microorganisms. Lipid biomarker signatures and macromolecular investigations will provide further knowledge on the distribution of microorganisms, their biodiversity, and generally of organic matter. Isotope and geochemical proxies will be used to describe newly formed minerals within fractures and degassed basaltic, and ultramafic rock types (e.g. ?13C, ?18O, ?34S, 87/86Sr, major and minor elements, REE). We anticipate, that the analyses will demonstrate that the inner pore space of degassed basaltic rocks and fractures and ultramafic rocks is a well developed microbial ecosystem which presumably is found everywhere where oceanic crust forms the seafloor. Therefore, microbial-mediated mineralisation processes within oceanic crust pore spaces may have a significant impact on geochemical element budgets. It is possible to distinguish a fossil oceanic deep biosphere via biosignature analyses back to the Precambrian.

Remote Sensing and Geo informatio n processing in the assessment and monitoring of land degradation and desertification in support of the UNCCD. State of the art and operational perspectives (DESERTSTOP)

Das Projekt "Remote Sensing and Geo informatio n processing in the assessment and monitoring of land degradation and desertification in support of the UNCCD. State of the art and operational perspectives (DESERTSTOP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fach Umweltfernerkundung und Geoinformatik, Abteilung Fernerkundung durchgeführt. In the past years, the persisting threat of desertification and degradation of natural resources has resulted in a large number of initiatives and research efforts on a global scale, including the United Nations Convention to Combat Desertification. Despite significant progress, knowledge still remains fragmented in many fields, especially with respect to the definition of related indicators or early warning systems. The specific support activity 'Remote Sensing and Geoinformation processing in the assessment and monitoring of land degradation and desertification in support of the UNCCD. State of the art and operational perspectives', intends to serve as a platform to bring together leading scientists working in the fields of remote sensing and geoinformatics with a focus on desertification and land degradation with potential users. A dedicated conference striving for attention on a world wide level will be the core around which various other activities are assembled. Commissioned studies in specific target fields will provide an overview on the state of the art, being complemented through methodological and application studies. Besides taking care of a sound scientific management and logistic organisation of the conference, major efforts will be dedicated towards the international visibility of the event and its results by providing for a high-level dissemination following different pathways (abstract book/CDROM, special issues of scientific journals, printed conference proceedings). A web site will provide further dissemination of the project as well as dynamic elements. Following principles set forth by the Commission under the ENRICH initiative and the quest to strengthen the European Research Area, the project will address renowned scientific experts, and support the participation of experts and stakeholders from third world and developing countries, which are often among the regions most affected from desertification and land degradation.

Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre

Das Projekt "Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Geowissenschaften durchgeführt. Der Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der vergangenen Klimazyklen ist durch ein Sägezahnmuster mit Maxima in Warmzeiten und Minima in Kaltzeiten geprägt. Es besteht derzeit Konsens, dass insbesondere der Süd Ozean (SO) eine Schlüsselfunktion bei der Steuerung der CO2-Entwicklung einnimmt. Allerdings sind die dabei wirksamen Mechanismen, die in Zusammenhang mit Änderungen der Windmuster, Ozeanzirkulation, Stratifizierung der Wassersäule, Meereisausdehnung und biologischer Produktion stehen, noch nicht ausreichend bekannt. Daten zur Wirkung dieser Prozesse im Wechsel von Warm- und Kaltzeiten beziehen sich bislang fast ausschließlich auf den atlantischen SO. Um ein umfassendes Bild der Klimasteuerung durch den SO zu erhalten muss geklärt werden, wie weit sich die aus dem atlantischen SO bekannten Prozesswirkungen auf den pazifischen SO übertragen lassen. Dies ist deshalb von Bedeutung, da der pazifische SO den größten Teil des SO einnimmt. Darüber hinaus stellt er das hauptsächliche Abflussgebiet des Westantarktischen Eisschildes (WAIS) in den SO dar. Im Rahmen des Projektes sollen mit einer neu entwickelten Proxy-Methode Paläoumwelt-Zeitreihen an ausgewählten Sedimentkernen von latitudinalen Schnitten über den pazifischen SO hinweg gewonnen werden. Dabei handelt es sich um kombinierte Sauerstoff- und Siliziumisotopenmessungen an gereinigten Diatomeen und Radiolarien. Es sollen erstmalig die physikalischen Eigenschaften und Nährstoffbedingungen in verschiedenen Stockwerken des Oberflächenwassers aus verschiedenen Ablagerungsräumen und während unterschiedlicher Klimabedingungen beschrieben werden. Dies umfasst Bedingungen von kälter als heute (z.B. Letztes Glaziales Maximum) bis zu wärmer als heute (z.B. Marines Isotopen Stadium, MIS 5.5). Die Untersuchungen geben Hinweise zur (1) Sensitivität des antarktischen Ökosystems auf den Eintrag von Mikronährstoffen (Eisendüngung), (2) Oberflächenwasserstratifizierung und (3) 'Silicic-Acid leakage'-Hypothese, und tragen damit zur Überprüfung verschiedener Hypothesen zur Klimawirksamkeit von SO-Prozessen bei. Die neuen Proxies bilden überdies Oberflächen-Salzgehaltsanomalien ab, die Hinweise zur Stabilität des WAIS unter verschiedenen Klimabedingungen geben. Darüber hinaus kann die Hypothese getestet werden, nach der der WAIS während MIS 5.5 vollständig abgebaut war. Die Projektergebnisse sollen mit Simulationen mit einem kombinierten biogeochemischen (Si-Isotope beinhaltenden) Atmosphäre-Ozean-Zirkulations-Modell aus einem laufenden SPP1158-DFG Projekt an der CAU Kiel (PI B. Schneider) verglichen werden. Damit sollen die jeweiligen Beiträge der Ozeanzirkulation und der biologischen Produktion zum CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre getrennt und statistisch analysiert werden. Informationen zu Staubeintrag, biogenen Flussraten, physikalischen Ozeanparametern und zur Erstellung von Altersmodellen stehen durch Zusammenarbeit mit anderen (inter)nationalen Projekten zur Verfügung.

Umrüstung einer Galvanik auf ein umweltfreundliches Beizverfahren

Das Projekt "Umrüstung einer Galvanik auf ein umweltfreundliches Beizverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Metallveredlung Emil Weiss GmbH & Co. KG durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens wurden ausgewählte Produktionslinien der Galvanik auf ein neues, umweltschonendes Beizverfahren umgestellt. Dabei wurde erstmalig der Beizzusatz PRO-pHx großtechnisch eingesetzt, um die den Beizprozess störenden organischen und anorganischen Stoffe aus der Beizlösung zu entfernen und den damit verbundenen ökologischen (Ressourcenschonung und Abfallreduzierung) und ökonomischen Vorteil (Kostenminimierung) zu erschließen. In einer Beize erfolgte die PRO-pHx-Anwendung in jeder Hinsicht unproblematisch und zielkonform, ohne negative Auswirkungen auf Beizbedingungen, Werkstück und Beschichtung. Der Verbrauch an Säure und Beizzusatzmittel konnte erheblich minimiert werden. Der Verbrauch an Salzsäure sank um mehr als 90 Prozent während der Verbrauch an Schwefelsäure auf gleichem Niveau blieb. Auf teure Beizinhibitoren konnte gänzlich verzichtet werden. Der Einsatz von PROpHx bei Werkstücken mit glatten Oberflächen und einfacher Formgebung ist offensichtlich problemlos möglich, bietet ökonomische Einsparpotenziale und trägt zur Umweltentlastung bei. Bei Werkstücken mit komplexer Geometrie, z. B. mit Sacklöchern/Bohrungen, oder Teilen mit Schweißstellen führte der PRO-pHx-Einsatz hingegen zu Störungen (unzureichende Beizwirkung bei Schweißstellen, fehlerhafte Beschichtung bei geometrisch komplexen Teilen wegen Rückständen). Die PRO-pHx-Verwendung in diesen Fertigungslinien musste abgebrochen werden. Eine Untersuchung der Ursachen konnte im Rahmen des Projekts nicht durchgeführt werden. Die Abklärung noch offener Punkte wurde vorgeschlagen. Die Anwendung von PRO-pHx in galvanotechnischen Fertigungslinien ist daher nur eingeschränkt zu empfehlen. Es bleibt ein Risiko, mit dem Badzusatz PRO-pHx in die laufende Produktion zu gehen.

International Action for Sustainability of the Mediterranean and Black Sea EnvirOnmeNt (IASON)

Das Projekt "International Action for Sustainability of the Mediterranean and Black Sea EnvirOnmeNt (IASON)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft, Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg durchgeführt. Under the 2003 EU Greek presidency, cooperation with Balkan countries on environmental issues was identified as a priority of the EU/Balkan Action Plan. Large-scale co-operation is essential for effective action in the vulnerable Mediterranean and Black Sea coastal zones. During the last 50 years both areas suffered major changes; as semi-enclosed basins, both Seas are ultra-sensitive to anthropogenic stress and to climate change. An EU Presidency Conference on Sustainable Development in the Mediterranean/Black Sea (May 2003), revealed major gaps in management structures, scientific strategies and identified a diversity of environmental issues to be resolved through priority-focused RTD cooperation. Yet, while pressure on the resources of the two seas increases and the potential impact of climate change on coastal and deep-sea resources remains unknown, the two seas have never been jointly studied as systems of interacting basins and ecosystems. The proposal outlines collaboration and clustering schemes involving environmental, economic and scientific organisations in Mediterranean, Black Sea and other EU nations, in order to create synergies in networking and exchanges at several levels, addressing for the first time the system of interconnected basins as one, based on the integration of, both horizontally and vertically, natural scientists and economists. These will: 1) Create an international, interdisciplinary platform coordinating the region's scientific potential in order to prepare RTD projects, based on a Science Plan for the region, securing sustainable development; 2) Focus on natural and anthropogenic pressures exerted upon the functioning of the ecosystem; 3) Reinforce RTD capacity by setting up an environment/resource monitoring network in the light of existing observation networks of different scopes. Prime Contractor: Hellenic Centre for Marine Research, Institute of Oceanography, Anavyssos, GR.

Simulierung und Verstehen der wesentlichen Übergänge der quartären Klimadynamik

Das Projekt "Simulierung und Verstehen der wesentlichen Übergänge der quartären Klimadynamik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Ein Verständnis der Klimavariabilität während der letzten drei Millionen Jahre bleibt eine große wissenschaftliche Herausforderung. Paläoklima-Archive liefern vielfältige Information über quartäre Klimazyklen und geben etliche ausgeprägte Regimeänderungen in der Klimavariabilität preis. Die Mechanismen dieser Übergänge sind noch immer nicht voll verstanden. Obwohl eine Anzahl von Hypothesen aufgestellt wurde, wird das Austesten dieser durch das Fehlen geeigneter Modelle erschwert. Wir schlagen vor die Natur dieser Regimeänderungen mit einem neuen Erdsystemmodell intermediärer Komplexität, welches auf dem vorhanden und umfassend getesteten Modell CLIMBER-2 aufbauen wird, zu studieren. Obwohl das neue Modell eine höhere räumliche Auflösung als CLIMBER-2 haben wird, wird es noch immer schnell genug sein, um Rechnungen auf Zeitskalen von Millionen von Jahren zu ermöglichen. Mit einem Ensemble von Modellrealisierungen gewonnen aus der Variation relevanter Modellparameter werden wir eine Reihe von transienten Rechnungen durchführen, um existierenden Hypothesen zum Pliozän-Pleistozän-Übergang (ca. 2,7 Ma vor heute, v.h.), zur Revolution des mittleren Pleistozäns (zwischen 1,2 und 0,8 Ma v.h.) und zum mittleren Brunhes-Ereignis (ca. 430 ka v.h.) auszutesten. Letztendliche Zielsetzung ist es diese Übergänge mit dem orbitalen Forcing als den einzigen vorgegebenen Antrieb wiedergeben, wobei die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Evolution der terrestrischen Sedimentschicht und der äolische Staubtransport sowie dessen Deposition mit dem Modell dargestellt werden. Wir erwarten von diesem Vorhaben einen erheblichen Fortschritt im Verständnis der nicht-linearen Dynamik der wichtigsten Komponenten des Erdsystems, wie den Eisschilden, der ozeanischen Zirkulation und dem Kohlenstoffzyklus sowie der Rolle verschiedener Feedbacks im Klimasystem. Wir werden auch die Möglichkeit einer Verwendung der reichhaltigen Paläoklima-Infomationen über die Klimavariabilität der letzten 3 Millionen Jahre als Mittel zur besseren Eingrenzung der Sensitivität des Erdsystems sowie dessen externe Antriebe und interne Störungen bewerten

Glazial/interglaziale Variabilität der Wassermassenstruktur und der biologischen Produktion im pazifischen Sektor des Südozeans, Erfassung von Mechanismen mit Einfluss auf den Atmosphären-Ozean CO2-Gasaustausch, Synthese von Klima- und biogeochemischer Modellierung mit Paläoproxy-Rekonstruktionen

Das Projekt "Glazial/interglaziale Variabilität der Wassermassenstruktur und der biologischen Produktion im pazifischen Sektor des Südozeans, Erfassung von Mechanismen mit Einfluss auf den Atmosphären-Ozean CO2-Gasaustausch, Synthese von Klima- und biogeochemischer Modellierung mit Paläoproxy-Rekonstruktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Atmospheric CO2 concentrations present a repetitive pattern of gradual decline and rapid increase during the last climate cycles, closely related to temperature and sea level change. During the Last Glacial Maximum (LGM; 23-19 kyr BP), when sea level was ca. 120 m below present, the ocean must have stored additionally about 750 Gt carbon. There is consensus that the Southern Ocean represents a key area governing past and present CO2 change. The latter is not only of high scientific but also of socio-economic and political concern since the Southern Ocean provides the potential for an efficient sink of anthropogenic carbon. However, the sensitivity of this carbon sink to climate-change induced reorganizations in wind patterns, ocean circulation, stratification, sea ice extent and biological production remains under debate. Models were not yet able to reproduce the necessary mechanisms involved, potentially due to a lack of the dynamic representation/resolution of atmospheric and oceanic circulation as well as missing carbon cycling. Data on past Southern Ocean hydrography and productivity are mainly from the Atlantic sector, thus do not adequately document conditions in the Pacific sector. This sector is not only the largest part of the Southern Ocean, but it also represents the main drainage area of the marine-based West Antarctic Ice Sheet (WAIS). In the proposed study we aim to generate paleo-data sets with a newly established proxy method from sediment core transects across the Pacific Southern Ocean. This will enhance the baselines for the understanding and modeling of the Southern Ocean's role in carbon cyling, i.e. ocean/atmosphere CO2 exchange and carbon sequestration. It will also allow insight into the response of the WAIS to past warmer than present conditions. Paired isotope measurements (oxygen, silicon) will be made on purified diatoms and radiolarians to describe glacial/interglacial contrasts in physical and nutrient properties at surface and subsurface water depth. This will be used to test (i) the impact of yet unconsidered dust-borne micronutrient deposition on the glacial South Pacific on shifts of primary productivity, Si-uptake rates and carbon export, (ii) the 'silicic-acid leakage' hypothesis (SALH) and (iii) the formation and extent of surface water stratification. Diatom and radiolarian oxygen isotopes will provide information on the timing of surface ocean salinity anomalies resulting from WAIS melt water. Climate model simulations using a complex coupled atmosphere ocean general circulation model (AOGCM) in combination with a sophisticated ocean biogeochemical model including Si-isotopes will be used for comparison with the paleo records. The analysis will cover spatial as well as temporal variability patterns of Southern Ocean hydrography, nutrient cycling and air-sea CO2-exchange. With the help of the climate model we aim to better separate and statistically analyse the individual impacts of ocean circulation and bio

Die Auswirkung extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Massenbilanz des grönländischen Eisschildes

Das Projekt "Die Auswirkung extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Massenbilanz des grönländischen Eisschildes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Im letzten Jahrzehnt war der grönländische Eisschild mehreren Extremereignissen ausgesetzt, mit teils unerwartet starken Auswirkungen auf die Oberflächenmassebilanz und den Eisfluss, insbesondere in den Jahren 2010, 2012 und 2015. Einige dieser Schmelzereignisse prägten sich eher lokal aus (wie in 2015), während andere fast die gesamte Eisfläche bedeckten (wie in 2010).Mit fortschreitendem Klimawandel ist zu erwarten, dass extreme Schmelzereignisse häufiger auftreten und sich verstärken bzw. länger anhalten. Bisherige Projektionen des Eisverlustes von Grönland basieren jedoch typischerweise auf Szenarien, die nur allmähliche Veränderungen des Klimas berücksichtigen, z.B. in den Representative Concentration Pathways (RCPs), wie sie im letzten IPCC-Bericht genutzt wurden. In aktuellen Projektionen werden extreme Schmelzereignisse im Allgemeinen unterschätzt - und welche Konsequenzen dies für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg hat, bleibt eine offene Forschungsfrage.Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die Auswirkungen extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Entwicklung des grönländischen Eisschildes zu untersuchen. Dabei werden die unmittelbaren und dauerhaften Auswirkungen auf die Oberflächenmassenbilanz und die Eisdynamik bestimmt und somit die Beiträge zum Meeresspiegelanstieg quantifiziert. In dem Forschungsprojekt planen wir zudem, kritische Schwellenwerte in der Häufigkeit, Intensität sowie Dauer von Extremereignissen zu identifizieren, die - sobald sie einmal überschritten sind - eine großräumige Änderung in der Eisdynamik auslösen könnten.Zu diesem Zweck werden wir die dynamische Reaktion des grönländischen Eisschilds in einer Reihe von Klimaszenarien untersuchen, in denen extreme Schmelzereignisse mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit zu bestimmten Zeitpunkten auftreten, und die Dauer und Stärke prognostisch variiert werden. Um indirekte Effekte durch verstärktes submarines Schmelzen hierbei berücksichtigen zu können, werden wir das etablierte Parallel Ice Sheet Model (PISM) mit dem Linearen Plume-Modell (LPM) koppeln. Das LPM berechnet das turbulente submarine Schmelzen aufgrund von Veränderungen der Meerestemperatur und des subglazialen Ausflusses. Es ist numerisch sehr effizient, so dass das gekoppelte PISM-LPM Modell Ensemble-Läufe mit hoher Auflösung ermöglicht. Folglich kann eine breite Palette von Modellparametern und Klimaszenarien in Zukunftsprojektionen in Betracht gezogen werden.Mit dem interaktiv gekoppelten Modell PISM-LPM werden wir den Beitrag Grönlands zum Meeresspiegelanstieg im 21. Jahrhundert bestimmen, unter Berücksichtigung regionaler Veränderungen von Niederschlag, Oberflächen- und Meerestemperaturen, und insbesondere der Auswirkungen von Extremereignissen. Ein Hauptergebnis wird eine Risikokarte sein, die aufzeigt, in welchen kritischen Regionen Grönlands zukünftige extreme Schmelzereignisse den stärksten Eisverlust zur Folge hätten.

Modellensembles zur Vorhersage von hydro-biogeochemischen Flüssen unter Klimawandel

Das Projekt "Modellensembles zur Vorhersage von hydro-biogeochemischen Flüssen unter Klimawandel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt durchgeführt. Uncertainty estimation in hydro-biogeochemical modeling is an ongoing area of research that focuses primarily on the investigation of stochastic model uncertainty. The evaluation of structural model uncertainty remains unusual, however there are various techniques available to quantify structural uncertainty. Ensemble modeling is one such technique that is commonly used in climatology and meteorology; disciplines where the structural uncertainty of predictive models has long been established. Its application in hydrological modeling is, however, much less common. Here we propose to evaluate structural uncertainty through *P ensemble modeling, using a set of four models to predict hydrological and nitrogen fluxes: SWAT, LASCAM, HBV-N and CMF-N. The models were selected to represent the range of complexity found in catchment scale modeling, from conceptual models to physically-based approaches, and from lumped to fully distributed descriptions. The GLUE concept is applied to quantify parameter uncertainty. This approach leads to the formulation of single-model ensembles. These single-model ensembles are then combined to produce different sets of probabilistic and deterministic multi-model ensembles. These multi-model ensembles are used to quantify the contribution of structural errors to overall predictive uncertainty. The development of conditional multi-model ensembles represents a large component of the work plan. In this case, the selection of the multi-model ensemble members is based on the capability of different model structures and parameterizations to capture certain conditions of the investigated catchments such as high-low flow, freeze-thaw cycles, or rewetting after extended droughts. The ensemble model is applied to German, Swedish and Australian catchments, and covers a broad range of different climatic boundary conditions, land uses and levels of anthropogenic disturbances.

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