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Interview about the 35th GRDC anniversary on the BfG website

Question: Dr Mischel, why was GRDC set up, and how long has it been hosted by BfG? Dr Simon Mischel: GRDC has been hosted by BfG since 1988. However, its origins lie in the first Global Atmospheric Research Programme, for which the WMO collected discharge data in the early 1980s. In actual fact, the primary aim of this programme was to collect physical parameters to gain a better understanding of processes in the atmosphere. However, it quickly became clear that discharge data plays a huge role in improving understanding of the climate. To begin with, this initial data set, which forms the core of GRDC, was hosted by LMU Munich. To establish a permanent service provision, the WMO mandated BfG, a departmental research institute of the German Federal Government, to set up GRDC. Finally, on 14 November 1988, the Global Runoff Data Centre was officially established at BfG in Koblenz under the auspices of the WMO. What is the main function of GRDC, and where does the data come from? Ever since it was set up, the core function of GRDC has been to collect and maintain historical river discharge data and make this available for international research projects. The data comes primarily from the national hydrological services in the WMO member states. Data is transmitted on a voluntary basis, but various WMO resolutions encourage the member states to supply data to GRDC. Support from the WMO is therefore hugely important to us. Once we’ve received the data, we check it, convert it into a standardised format and add it to our database. Users anywhere in the world can then download the data via the GRDC data portal. We have been working successfully in this way – as a facilitator between producers and us-ers of hydrological data – for some 35 years. We have also been a key partner in a number of data collection and data management projects. Why is discharge data important, and for which studies is it used? The “discharge” hydrological parameter is an important variable, both in the global water cycle and for water resource management. Moreover, discharge is also a relevant climate variable, since the flow of freshwater into oceans has an impact on temperature distribution, the salt content of the seas and oceanographic circulation systems. According to our statistics, over the last two years, GRDC data was requested by users from more than 130 countries. Around three quarters of all the associated studies are connected to the climate or hydrometeorology, and the data is frequently used to calibrate and validate numerical models, such as in relation to hydrological drought and flood monitoring services. Users range from students who need the data for a thesis or dissertation to international research programmes and organisations conducting global studies. GRDC itself is also involved in some of these studies, such as the WMO “State of Global Water Resources” report and the “Global Climate Observing System (GCOS)” report, the findings of which directly inform UN Climate Change Conferences. How good is the data coverage, and in what resolution is the data available? GRDC hosts the most extensive global database of quality-controlled discharge data – year-book data or historical data. We collect only daily and monthly mean values – no unverified real-time data is collected. We currently have discharge data from approximately 10,700 stations in 160 countries in the database. Most of these stations are in Europe and North America, and the average time-record length is 40 years. The longest time record, which originates from the Dresden station on the Elbe, dates back to 1806. It is important that we map data sets that are as long and complete as possible for climate research and hydrological modelling. We particularly include data from stations that reflect the hydrology of a river or region. Stations located in the estuaries of major rivers are also important for better quantifying the volume of freshwater entering our oceans. Stations where there is minimal human influence are also valuable and attract a great deal of interest in relation to global change and climate change. Discharge is just one of many important hydrological parameters. Are there other global data centres? GRDC works in close collaboration with the International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC), which is based at BfG. ICWRGC also hosts two other global water data centres, namely the GEMS/Water Data Centre (GWDC), which collects water quality data on behalf of the United Nations Environment Programme, and the International Soil Moisture Network ISMN. In Germany, there is also the Global Precipitation Climatology Centre (GPCC), which is operated by Germany’s National Meteorological Service DWD. World-wide, there are also other global water data centres, which are collectively responsible for collecting different parameters relating to the hydrological cycle (e.g. for groundwater, isotopes, lake observations and glacier observations). These are operated by other nations and under the auspices of various organisations. They are important partner data centres for us, and we work in close collaboration with them in the context of the Global Terrestrial Network – Hydrology (GTN-H), which is hosted in the ICWRGC under a mandate from the WMO. The GTN-H is a Global Climate Observing System (GCOS) programme. In this international network, we are a strong partner in the UN-Water “family” and contribute towards United Nations reporting. As the new head of GRDC, which challenges are you looking forward to? As the new head, I am naturally keen to successfully carry forward the GRDC brand – a brand that is held in high esteem all over the world – and to continue looking after and expanding existing collaborations. To give you some examples, these particularly include contact with our users, data suppliers, the WMO as patron, ICWRGC as an international partner at BfG and our partner data centres. However, as a team, we are, of course, also aware of the very fast technical progress that is being made in relation to data and digitalisation. For example, the global call for open and large datasets that comply with the FAIR (findable, accessible, interoperable, reusable) principles is constantly growing. We are therefore already working, step by step, on making GRDC “fair”. This includes use of free software and offering our users access to data via data repositories and programming interfaces. A recent milestone in this respect is the publication of the Caravan dataset. With this, we can offer researchers a partial dataset of free GRDC stations, including meteorological data and river basin attributes. Our aim is to develop GRDC as a digital service provider for global discharge data and operate it at BfG on the basis of reliable data infrastructure.

Horizontal-to-Vertical Spectral Ratios (HVSR) of NW Italy seismic stations elaborated during the "FOCUS-HVNEA" NOA-ILGE project

This data set consists of Horizontal-to-Vertical Spectral Ratios (HVSR) resulting from the application of the software package HVNEA (HV Noise and Earthquake Automatic Analysis) with the aim of comparing them with those resulting from the application of another method, namely STATION (Seismic sTATion and sIte amplificatiON). The results, relative to more than 24,000 HVSR, derive from the processing of 700,000 seismograms recorded over different time periods by 8 stations of the networks IV (Italian Seismic Network), GU (Regional Seismic Network of North Western Italy) and GV (Mobile RSNI). To compare the results of the two methods as accurately as possible, the waveforms were subjected to the same preprocessing already used to elaborate the results stored in the STATION database. To this end, the methodological workflow applied with HVNEA for station IV.MURB involved the selection of segments from continuous recordings for each event reported in the INGV catalogue located within a radius of 120 kilometres from the station. Starting from the automatically picked S-wave onsets, 12-second windows were then extracted and used for the analysis of earthquake recordings. Regarding the noise analysis, it should be noted that STATION again considers 12-second windows selected before the P-wave onset, while HVNEA requires the use of a signal window of at least 60 seconds. A window of 3,600 seconds was used for the analysis. The comparison of the HVSR was performed in the frequency band 0.1–15 Hz. All analysed curves, for both earthquake and noise recordings, show generally similar shapes and identify significant peaks in correspondence of the same frequency ranges, although the amplitudes obtained with STATION are systematically higher than those obtained with HVNEA. To obtain a quantitative comparison, various statistical metrics commonly used to measure the discrepancy between data sets were applied, namely the Mean Squared Error, the Mean Absolute Error and the Pearson Correlation Coefficient. This publication results from work conducted under the transnational access/national open access action at the Site effects Laboratory – INGV L’Aquila supported by WP3 ILGE–MEET project, PNRR–EU Next Generation Europe program, MUR grant number D53C22001400005.

Pflegenetz Sachsen

Der Dienst bietet die Möglichkeit, Daten des sachsenweiten Pflegenetzes zu nutzen. Darin enthalten sind Informationen zu Ansprechpartnern und Unterstützungsangeboten vor Ort. Die Nutzung dieses WFS in der Version 2.0.0 entspricht nicht in jedem Fall dem OGC-Standard und hat folgende Einschränkungen: Der Service-Title wird stets mit "WFS" ausgegeben und enthält keinen Bezug zum thematischen Inhalt. Es wird die Operation "GetGmlObject" angeboten, obwohl diese in der Version 2.0.0 nicht mehr unterstützt wird. Das laut OGC-Standard vorgesehene Stored Query "GetFeatureById" fehlt. Folgende GetFeature-Output-Formate haben Einschränkungen: Um eine heruntergeladenen Datei im KML- bzw. KMZ-Format öffnen zu können, muss die fehlende Extension (".kml" bzw. "kmz") ergänzt werden. Die genannten Einschränkungen können durch den Herausgeber nicht korrigiert werden, da diese in die Software fest einprogrammiert wurden und durch den Anwender nicht konfigurierbar sind.

Neuartige Schadstoffe, Umweltmonitoring - Überwachung der Gewässerverschmutzung durch Non-Target-Screening im Rheineinzugsgebiet

Das "Non-Target Screening im Rheineinzugsgebiet" ist eine Initiative, deren Ziel es ist, die Non-Target Screening (NTS) Methodik zwischen den Umweltüberwachungsbehörden im Rheineinzugsgebiet zu harmonisieren. Das Ziel dieser Harmonisierung ist es, eine hohe Vergleichbarkeit der NTS-Daten aus verschiedenen Laboren zu erreichen, um neu auftretende Schadstoffe über die Überwachungsstationen entlang des Rheins und seiner Nebenflüsse hinweg zu detektieren und zu verfolgen. Das Projekt wird von der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins koordiniert und umfasst derzeit Institutionen aus fünf europäischen Ländern. Ein Vorgängerprojekt, genannt "Rhein-Projekt NTS", lief von 2021 bis 2024 und wurde von der Europäischen Union über das LIFE-Programm finanziert. Während dieser frühen Phase wurde eine Plattform für die schnelle, automatisierte, zentralisierte Auswertung und Speicherung von NTS-Daten entwickelt. Diese Plattform wird als NTS-Tool bezeichnet und wird von der deutschen Landesbehörde IT Baden-Württemberg gehostet. Das NTS-Tool umfasst derzeit eine harmonisierte Analysemethode auf Basis der Flüssigchromatographie gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS), IT-Infrastruktur (Cloud, Terminalserver), die Software enviMass zur Auswertung von NTS-Daten, Qualitätskontrollmaßnahmen basierend auf isotopenmarkierten Standardverbindungen sowie das Datenaggregierungs- und Visualisierungstool (DAV-Tool). Das DAV-Tool ermöglicht es Laborpersonal, nach neuartigen Schadstoffen in allen beteiligten Überwachungsstationen zu suchen. Das NTS-Tool wird im Rahmen des Internationalen Warn- und Alarmplans Rhein (IWAP Rhein) für Warnzwecke genutzt, da die zentrale Datenauswertung es ermöglicht, Schadstoffe schnell zu identifizieren, sodass geeignete Maßnahmen ergriffen werden können, um die öffentliche Gesundheit und die Umwelt zu schützen. Ein weiteres Ziel des Projekts ist der Wissenstransfer über bekannte und unbekannte neuartige Schadstoffe an Expertengruppen und Trinkwasserversorger im Rheineinzugsgebiet. Die Ergebnisse, die mit dem NTS-Tool gewonnen werden, sollen zur Überwachung der im "Rhein 2040"-Programm formulierten Ziele beitragen, einschließlich des 30%-Reduktionsziels für Mikroverunreinigungen, den Zielen des "Null-Schadstoff-Aktionsplans" der EU sowie den individuellen Strategien der Staaten im Rheineinzugsgebiet. Das Rheinüberwachungsprogramm und das Programm „Rhein 2040“ stützen sich auf die NTS-Methode, um neu auftretende chemische Substanzen zu identifizieren.

Performante Open Source Software Suite für die Forschung zur Dynamik von Stromnetzen

Angesichts der Herausforderungen der Energiewende und insbesondere dem anstehenden Wechsel von Synchronmaschinen zu netzbildenden Wechselrichtern, ist methodische Forschung zur kollektiven Dynamik von Stromnetzen hochaktuell. Existierende Simulationsumgebungen entsprechen oft nicht dem Stand der Technik, was numerische Methoden sowie die Nutzung von High-Performance Computern (HPC) und GPUs angeht. Dies verhindert ihren Einsatz in großen Sampling Studien, die zum Beispiel für den Einsatz von Machine Learning (ML) notwendig sind. Des Weiteren lassen sich methodische und mathematische Fortschritte häufig nur schwer oder gar nicht in existierender Software implementieren, wodurch sie nicht an realistischen Modellen validiert werden können und letzten Endes nicht in der Praxis ankommen. Für die methodische Forschung ist die Flexibilität der Implementierung der Modelle, als auch die Performance von Simulationen von entscheidender Bedeutung. Für den Einsatz von KI und ML sind große Mengen an Simulationsdaten als Input erforderlich. Um überhaupt in die Forschung zu hybriden KI Methoden, die physikalischen Simulationen und ML direkt verbinden, einsteigen zu können, ist es notwendig, die Modelle in dafür konzeptionierten Programmiersprachen zu implementieren. Existierende Softwaretools stoßen auch in der Praxis an Performance-Grenzen. Durch die eingeschränkte Leistungsfähigkeit heutiger Simulationssoftware können so in zeitkritischen Situationen nicht alle potenziell relevanten Störfälle betrachtet werden. In diesem Projekt soll diese Lücke geschlossen werden, indem eine Software Suite entwickelt wird, die darauf ausgelegt ist, methodische Neuerungen schnell und effektiv zu integrieren und gleichzeitig realistische dynamische Modelle des Stromnetzes simulieren kann. Die Aufgaben des PIK umfassen Koordination des Projekts, Community-Building und Workshops, Trainingsmaterialien und Tutorials, Backend- und Frontend-Entwicklung sowie erste Forschungsvorhaben als Modellstudien.

Verbesserung des Nährstoffmanagements in der Landwirtschaft durch den Einsatz neuartiger Technologien in Form von Bodensensoren und KI-gestützter Software

kommunaler Metadatenkatalog Sachsen-Anhalt

Der kommunale Metadatenkatalog Sachsen-Anhalt ist eine Datenbank mit Metainformationen. Die Datenerfassung erfolgt dezentral, in der Metadatenerfassungskomponente der Software InGrid, über den Web-Browser. Folgende Informationen können, unterteilt nach 7 Objektklassen, erfasst werden: * Anwendung * Datenbank * Geodatensatz * Geodatendienst * Dokument * Organisationseinheit * Projekt Erfasst werden weiterhin Adressdaten von Einrichtungen, die Auskunft über die erfassten Umweltinformationen geben können. Strukturiert werden die Adressdaten nach: * Institutionen * Einheiten * Personen Die Daten können im Metadatenportal MetaVer.de, im Umweltinformationsnetz Sachsen-Anhalt (UINST), im Geoportal Sachsen-Anhalt, im Geoportal.de und im INSPIRE-Geoportal recherchiert werden.

Kaufpreissammlung Hamburg

Datensammlung über sämtliche Verkäufe von bebauten und unbebauten Grundstücken sowie Eigentumswohnungen in Hamburg, seit 1960 in Form von Karteikarten, ab 1991 in digitaler Form als Datenbank Nutzt die Software "Automatisierte Kaufpreissammlung (AKS)" der Niedersächsischen Vermessungs- und Katasterverwaltung. Bei vorliegendem berechtigten Interesse werden, unter Hinweis auf Wahrung des Datenschutzes bei der Weitergabe an Dritte, Auskünfte aus der Kaufpreissammlung erteilt.

Educatis: Modul 'Ökologische Unternehmensführung'. Lehrmodule zu 'Ökologische Unternehmensführung' im Rahmen verschiedener MBA-Fernstudiengänge der Educatis AG (Schweiz)

Das Lehrmodul 'Ökologische Unternehmensführung' wird MBA-Studierenden in sehr komprimierter sowie praxisorientierter Form mit den wesentlichen Handlungs- und Entscheidungsfeldern des Umweltmanagements vertraut machen. Es ist von allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern der MBA-Studiengänge im Educatis-Programm als Pflichtfach zu bearbeiten. Die Darstellungsform ist internetbasiert und wird multimedial ausgebaut. Es wird ein Lernmodul in Deutsch und in Englisch (mit Roger Burritt, Australian National University, Canberra) angeboten. Weitere Sprachen werden folgen. Weitere Hinweise: Die Educatis AG, Menzingen (http://www.educatis.com/) bietet in Zusammenarbeit im Hochschulpartnern Management-Lehrgänge über das Internet. Ihre Kernkompetenz sieht Educatis im Erfassen, Strukturieren, Auswählen und Verteilen von Informationen sowie in der globalen Vernetzung und didaktischen Aufbereitung von Wissen. Kooperationspartner: Australian National University Canberra, ACT 0200, Australia (http://www.anu.edu.au/).

Pilotumweltprobenbank

Aufbau einer Pilotprobenbank fuer Milch, Muscheln, Gras, Weizen, Klaerschlamm sowie einige weitere leicht zugaengliche biologische Probentypen einschliesslich technischer Detail-Sicherheits- und Probenbehaelterstudie im Institut fuer Chemie. Laufende Ueberpruefung des Gehaltes und/oder der chemischen Verbindungsform toxischer Elemente, metallorganischer Verbindungen, natuerlicher sowie synthetischer anaboler Steroide und polycyclischer Kohlenwasserstoffe in den genannten Probentypen; methodische Weiterentwicklung der entsprechenden Bestimmungsverfahren. Entwicklung standardisierter Probenahme- und Probenvorbereitungsverfahren fuer ein mobiles Labor, Langzeit-Konservierungsstudie mit verschiedenen Modellsubstanzen, Erstellung einer Datenbank zur Statusbeschreibung der eingelagerten Proben. Entwicklung der erforderlichen Rechenprogramme. Studie zur Realisierbarkeit einer Probenbank auf der Basis der erzielten Ergebnisse.

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