Das Projekt "JGOFS-Pilotuntersuchung: CO2-Traverse durch den Mittelatlantik zwischen Funchal und Panama vom 30.11.-18.12.1991 mit FS Sonne (SO 76a)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Biogeochemie und Meereschemie durchgeführt. Auf der Forschungsfahrt (SO 76 a) Lissabon-Panama vom 30.11. - 18.12.1991 soll eine CO2-Traverse durch den Mittelatlantik als Pilotstudie zu JGOFS (JOINT GLOBAL OCEAN FLUXES STUDY) gelegt werden. Ziel der Fahrt ist die Charakterisierung des marinen CO2-Systems im Hinblick auf den staendig ansteigenden CO2-Partialdruck (PCO2) der Luft (Treibhausseffekt). Dass ca. 50 Prozent des atmosphaerischen Kohlendioxid (CO2) -Anstiegs durch den Ozean gepuffert werden, ist durch Messungen der Alkalinitaet (TA) des Gesamt-CO2 (TCO2) und des PCO2 bisher kaum belegt. Ergaenzend dazu sollen die organischen Pfade, CO2 im Ozean zu fixieren, durch die Messung des Gehalts des gesamten geloesten organischen Kohlenstoffs (DOC) und an Methan (CH4) untersucht werden. - Das Messprogramm wird von 4 Arbeitsgruppen durchgefuehrt.
Das Projekt "GOME Assimilated and Validated Ozone and NO2 Fields for Scientific Users and for Model Validation GOA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. GOA is a short, two year project with a limited budget and a clear aim: Extend and improve the O3 and NO2 data products of GOME. Generate and distribute a five year data set of assimilated fields of ozone and NO2 based on GOME observations. This data set will be validated with other observations obtained during measurement campaigns and from monitoring networks. Confront this data set of two key chemicals of the atmosphere with output from global chemistry-transport models (CTM's) to improve their modeling capability of current and future changes of tropospheric and stratospheric ozone and chemically active greenhouse gases. The GOA objectives are: -To generate a 5-year data set of ozone fields (level-4 products) based on the measurements (available level-2 data) of the GOME spectrometer on board of the ESA ERS-2 satellite. -To validate these ozone fields with an extensive set of independent ground based and satellite observations. Improve and monitor the quality of the ground based observations. -To provide these fields to the scientific community by means of a web site and CDroms. -To estimate the tropospheric ozone content by using total column ozone data and ozone profile retrievals for GOME in a single assimilation. -To improve the GOME NO2 product by using position and time dependent model-predicted profiles of NO2 for the determination of the air-mass factor in the DOAS retrieval of NO2. -To validate this set of NO2 fields with independent ground based and satellite observations. -To provide assimilated NO2 (NOx) fields (target year 1997) to the scientific community. -To estimate the tropospheric NO2 column based on the assimilation and by exploiting the differences in spatial distribution of stratospheric and tropospheric NOx. Comparison with model results. -To identify NOx emission source strengths, by performing model studies and compare with the GOME NO2 observations. -To use this extensive combined data set of ozone and NO2 to validate the performance of chemistry-transport models concerning the modeling of the oxidation capacity, affecting chemically-active greenhouse gases, and the modeling of the seasonal and year to year variation in stratospheric ozone.
Das Projekt "Sub project: Towards timescales of assimilation and magma mixing in the Large Igneous Province of Snake River Plain-Yellowstone, northwest United States" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Department für Geo- und Umweltwissenschaften - Sektion Mineralogie, Petrologie & Geochemie durchgeführt. The breath of magma diversities in the Snake River Plain and Yellowstone (SRP-Y) volcanic fields presents a unique opportunity to study the interaction of a hot-spot-related thermal anomaly with the continental crust and the subsequent development of magma reservoirs. As a reservoir forms, primitive magma batches induce crustal melting and assimilation, and mixing. Mixing caused by a recharge of a more primitive magma is expected to be accompanied by heating of the reservoir which may obstruct fractionation and thus to precede it. The SRP-Y holds the tale of this chemical process and therefore provides the pieces of the puzzle portraying the evolution of magmas. A series of tests is proposed to systematically characterize the evolution and importance of mixing during the lifetime of reservoirs fed by a hotspot. This work aims to (1) identify end members in the SRP, and (2) to characterize their physical (e.g., density, viscosity) and chemical (e.g., interstitial melt's composition, volatile content) properties. In a second phase, this work will (3) assess the interaction between physical and chemical properties of the magmas involved in the SRP-Y systems; and (4) constrain changes in the timescale of assimilation and mingling in the SRP magma reservoirs.
Das Projekt "HYdrogen, Methane and Nitrous oxide: Trend variability, budgets and interactions with the biosphere - HYMN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Meteorologie und Klimaforschung durchgeführt. The global atmospheric cycles of methane, nitrous oxide and hydrogen, are coupled and include various interactions with the biosphere. Apart from classical surface observations of these gases that are part of the GAW and CMDL networks, new detailed information on the regional scale about methane and nitrous oxide can and will be obtained from recently become available satellite observations by SCIAMACHY and IASI and from remote sensing observations by FTIR. In Hymn these observational data sets will be homogenised and evaluated against each other in order to derive consistent long-term time series. The error statistics of the observations will be carefully determined. By subsequently applying advanced emission inversion and data assimilation techniques to the validated observations in atmospheric chemistry models coupled to a new biosphere model, the sources and sinks of these gases will be quantified on regional scales (up to 1x1 degree). The coupling between the cycles of these gases and OH will be investigated focussing on presently not well understood relations between variations in their trends. The new models will furthermore be applied to investigate the effects of a future transfer to a hydrogen economy and of the associated reduction in fossil fuel burning emissions (NOX, CO, VOCs) on the coupled cycles of H2, CH4 , OH, and O3 taking into account interactions with the biosphere. Prime Contractor: Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut; De Bilt; Netherlands.
Das Projekt "Der Effekt lang anhaltender Trockenheit auf die CO2-Aufnahme durch Pflanzen und die Kohlenstoffdynamik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Bodenbiogeochemie durchgeführt. Dürreereignisse werden im Zuge des Klimawandels zahlreicher und länger anhaltender. Vor allem lang anhaltende Sommertrockenheiten werden für Deutschland prognostiziert, wobei hier die Pflanzen aktiv wachsen und CO2 fixieren, was in der Folge durch Trockenstress beeinflusst sein kann. Da dieser Effekt eng mit der Physiologie von Pflanzen und deren Trockentstresstoleranz zusammenhängt, werden resistente Pflanzen zunehmen. Dies hat wiederum einen starken Einfluss auf die C Sequestrierung durch die Pflanzen und die C-Flüsse im System Pflanze-Boden, die zu einer C Abnahme im Boden führen können. Darüber hinaus ist es fragwürdig, inwiefern sich Pflanzen an Trockenstress anpassen können.Im vorliegenden Antrag soll die CO2 Aufnahme durch Pflanzen, die Verlagerung von C von Pflanzen in den Boden und die dortigen C Flüsse von zwei verschiedenen Pflanzengemeinschaften (Grasland und Heidekraut) untersucht werden, die zuvor eine jährliche einmalig Trockenstress erfahren haben, oder nicht. Diese wurden einer lang anhaltenden Trockenheit ausgesetzt. Die C-Flüsse werden in einem dreifachen 13CO2 Pulsmarkierungsexperiment untersucht, das im Bayreuther EVENT I Experiment unter Foliendächern im Sommer 2011 durchgeführt wurde. Nach jeder 13CO2 Markierung, die jeweils in den Wochen 1, 5 und 9 nach der Dachinstallation durchgeführt wurde, sind Pflanzen- und Bodenproben wöchentlich gesammelt worden, was ermöglicht, den 13C-Tracer in einzelnen Pflanzenbestandteilen und im Boden zu verfolgen, was mit Replikaten verglichen wird, die nicht isotopisch markiert worden sind.Dieses Projekt verfolgt die nachstehenden Ziele: 1. Den Effekt andauernder Trockenheit auf die C Aufnahme von Pflanzen und die Translokation in den Boden zu bestimmen. 2. Pflanzen mit einer geringeren und höheren Trockenstresstoleranz in beiden Pflanzengemeinschaften zu erkennen. 3. Den Effekt lang anhaltender Trockenheit auf die Kohlenstoffspeicherung im Boden zu erfassen. Diese Informationen sind unbedingt notwendig, um die Reaktion von Pflanzengemeinschaften und Kohlenstoffvorräten im System Pflanze-Boden zu verstehen.
Das Projekt "Wirkung von UV-Strahlung auf marine Organismen - Teilprojekt C: Phytoplankton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Botanisches Institut durchgeführt. Die Untersuchung der UV-B-Wirkung auf Zellinhaltsstoffe, den C- und N-Stoffwechsel des marinen Phytoplanktons soll unter Laborbedingungen und im Freiland erfolgen (an Bord der 'Polarstern' in der Antarktis und auf Helgoland). Der Einfluss des UV/PAR-Verhaeltnisses auf die Zellbestandteile (Protein, Biomasse, Pigmentgehalt), auf die 14C-markierten Photosyntheseprodukte und auf die Assimilation anorganischer N-Verbindungen stehen dabei im Vordergrund. Dabei sollen Enzymtests, die Markierung von Aminosaeuren und die Bestimmung der wichtigsten Naehrstoffe einbezogen werden. Die in verschiedenen Wassertiefen der Antarktis vorhandene Artenzusammensetzung wird im Hinblick auf moegliche UV-B-Schaeden bzw. Anpassung an UV-B-Stress untersucht (Schutzmechanismen). Detailuntersuchungen des C- und N-Stoffwechsels sowie ein UV-schuetzendes Pigment werden exemplarisch an ausgewaehlten Arten unter Laborbedingungen eingehend bearbeitet. Besondere Beruecksichtigung findet ein Vergleich der UV-B-Wirkung auf antarktische Arten und auf das Phytoplankton der gemaessigten Zone. Hierbei werden Informationen ueber die Ueberlebensstrategien erwartet.
Das Projekt "Teilprojekt TFZ, Straubing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Technologie- und Förderzentrum durchgeführt. Problemstellung: Die neue Energiepflanze Sorghum (Sorghum bicolor) bietet derzeit das größte Potenzial zur Ergänzung von Mais als Biogassubstrat. Als besonders vorteilhafte Eigenschaften von Sorghum sind neben dem kurzen Vegetationszeitanspruch vor allem die relativ hohe Toleranz gegenüber Trockenstress bzw. die hohe Wassernutzungseffizienz zu nennen. Diese Pflanzenmerkmale könnten vor allem im Hinblick auf mögliche zukünftige klimatische Veränderungen immer wichtiger werden. Allerdings ist die hohe Wärmebedürftigkeit von Sorghum, die ihre Herkunft in den semi-ariden Tropen hat, bisher der limitierende Faktor für eine Kultivierung in Deutschland. Zielsetzung: Die züchterische Optimierung von Sorghum im Hinblick auf Kühletoleranz und Wassernutzungseffizienz steht im Vordergrund dieses Projektes. Angestrebt wird die Züchtung von leistungsfähigen Sorten, die auch bei niedrigen Temperaturen eine schnelle Jugendentwicklung zeigen und hohe Erträge erzielen. dabei sind Genotypen, die auch unter suboptimalen klimatischen Bedingungen diesen Vorteil zeigen, besonders erwünscht und selektionswürdig. In Feldversuchen mit insgesamt 66 Genotypen werden diese hinsichtlich ihrer Variabilität in Bezug auf Kühletoleranz, Trockenheitsresistenz und Wechselwirkungen der beiden Merkmale analysiert sowie der Trockensubstanzgehalt zur Ernte, die Nährstoffzusammensetzung sowie die Methanausbeute bereits etablierter Sorten untersucht. Arbeitsschwerpunkte: Untersuchungen zu Wachstum, Bestandsarchitektur und Ertrag bei Trockenstress im Feldversuch mit 6 (1. Versuchsjahr) bzw. 66 Genotypen (folgende Versuchsjahre) von Sorghum bicolor in einer bewässerten und nicht bewässerten Variante an einem trockenen Standort - Untersuchungen zur Kühletoleranz eines Sortiments bereits etablierter Sorten, insbesondere hinsichtlich des Auflaufverhaltens, der Jugendentwicklung und der Abreife, durch den Vergleich von zwei Saatterminen - Messung des Blattflächenindex (leaf area index, LAI) zur Überwachung der Blattstellung und des Bestandesschluss über die Vegetationszeit als Indikator für Kühle- oder Trockenstress - Einschätzung des Ertragspotentials, des Trockensubstanzgehaltes und der potenziellen Methanausbeute von Sorghum Genotypen im Vergleich zum Mais.
Das Projekt "Die Atmosphaerische Variabilitaet in Abhaengigkeit von Schwankungen des solaren Antriebs auf Zeitskalen bis zu 10000 Jahre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Meteorologisches Institut durchgeführt. Mit der Modellierung und Diagnose der natuerlichen Variabilitaet der Atmosphaere auf Skalen bis zu 10.000 Jahren liefert dieses Vorhaben einen Beitrag zu dem Kernthema des HGF-Projektes. Das PUMA Modell findet hierfuer Verwendung und ergaenzt in idealer Weise Projekte, die mit komplexen Zirkulationsmodellen wie z.B. ECHAM arbeiten, aber wegen des hohen Rechenzeitbedarfs nur Zeitscheiben rechnen oder maximal 10.000 Jahres-Simulation durchfuehren koennen. Mit Hilfe von Assimilationsverfahren koennen mit dem PUMA Modell sowohl die Zeitscheibenexperimente rekonstruiert, als auch die Zeitbereiche zwischen den Zeitscheiben simuliert werden. Mit Hilfe von Extremwertstatistiken, dem Verlauf von Zyklonenzugbahnen und der Bestimmung der atmosphaerischen Variabilitaet auf allen Zeitskalen wird der Einfluss des solaren Antriebs untersucht. Ensemble Simulationen sollen die Ergebnisse statistisch absichern.
Das Projekt "Regulation des S Stoffwechsels auf der Ebene der ganzen Pflanze - Bedeutung von Phytohormonen und kleinen RNA Signalen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Die Schwefelernährung von Bäumen wird bestimmt durch den Schwefelbedarf verschiedener Pflanzenorgane und deren saisonale Veränderungen, die Aufnahme von Schwefel aus Pedosphäre und Atmosphäre, die Assimilation und den Transport von Schwefel in der Pflanze, sowie durch Speicherungs- und Mobilisierungsprozesse. Diese komplexe Natur der Schwefelernährung erfordert Regulation auf der Ebene der ganzen Pflanze, z.B. durch Signaltransduktion zwischen Spross und Wurzel. Ziel des projekts ist es, Phytohormone und kleine RNAs zu identifizieren, die an der Signaltransduktion zwischen Spross und Wurzel beteiligt sind und die Schwefelernährung an den Schwefelbedarf für Wachstum und Entwicklung anpassen.
Das Projekt "Co-estimation of the Earth main magnetic field and the ionospheric variation field" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Mathematik durchgeführt. The aim of this project is to co-estimate models of the core and ionosphere magnetic fields, with the longer-term view of building a 'comprehensive' model of the Earths magnetic field. In this first step we would like to take advantage of the progresses made in the understanding of the ionosphere by global M-I-T modelling to better separate the core and ionospheric signals in satellite data. The magnetic signal generated in the ionosphere is particularly difficult to handle because satellite data provide only information on a very narrow local time window at a time. To get around this difficulty, we would like to apply a technique derived from assimilation methods and that has been already successfully applied in outer-core flow studies. The technique relies on a theoretical model of the ionosphere such as the Upper Atmosphere Model (UAM), where statistics on the deviations from a simple background model are estimated. The derived statistics provided in a covariance matrix format can then be use directly in the magnetic data inversion process to obtain the expected core and ionospheric models. We plan to apply the technique on the German CHAMP satellite data selected for magnetically quiet times. As an output we should obtain a model of the ionospheric magnetic variation field tailored for the selected data and a core-lithosphere field model where possible leakage from ionospheric signals are avoided or at least reduced. The technique can in theory be easily extended to handle the large-scale field generated in the magnetosphere.
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