Das Projekt "Was bestimmt die Konzentration von Aerosolpartikeln in der marinen Grenzschicht über dem atlantischen Ozean?" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. Weltweit gibt es deshalb zahlreiche Messstationen, von denen allerdings nur ein kleiner Teil die marine Grenzschicht (MBL) erfasst, obwohl etwa 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, das Wissen über Quellen und Austauschprozesse von Aerosolpartikeln in der MBL mithilfe einer Messkampagne über den Azoren im Nordostatlantik, welche nahezu unbeeinflusst von lokalen Quellen sind, zu verbessern.Die zentrale Hypothese ist, dass sowohl Ferntransport aus Nordamerika, als auch Partikelneubildung in der freien Troposphäre (FT) und an Wolkenrändern mit anschließendem Vertikaltransport wesentlich zur Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel in der MBL beitragen. Das Verständnis der Partikelquellen und Senken zusammen mit dem vertikalen Partikelaustausch zwischen MBL und FT ist daher eine Grundvoraussetzung für die Vorhersagbarkeit der Partikelanzahlkonzentration in den unteren Schichten der MBL wo sie z.B. für die Wolkenbildung von großer Bedeutung ist. Diese Prozesse sind bisher über dem offenen Ozean nur unzureichend quantifiziert. Zur Verifizierung der Hypothese sollen vertikale Austauschprozesse und Partikelquellen über den Azoren mit hoher räumlicher Auflösung untersucht werden. Dazu werden mit einer am TROPOS entwickelten hubschraubergetragenen Messplattform Partikelanzahlkonzentration und Vertikalwind mit einer zeitlichen Auflösung gemessen, die erstmalig eine direkte Bestimmung des vertikalen turbulenten Partikelflusses in verschiedenen Höhen ermöglicht. Die hierfür notwendigen schnellen Partikelmessungen von mind. 10 Hz werden durch den Einsatz eines schnellen Partikelzählers ermöglicht, welcher am TROPOS im Rahmen eines abgeschlossenen DFG-Projektes entwickelt und erfolgreich eingesetzt wurde. Durch dieses Gerät ist es ebenfalls möglich zu prüfen, ob auch in dieser Region regelmäßig die Neubildung von Aerosolpartikeln an Wolkenrändern stattfindet, wie es an Passatwolken auf Skalen von wenigen Dekametern beobachtet wurde. Weiterhin werden Anzahlgrößenverteilungen von Aerosolpartikeln sowie Absorptionskoeffizienten bei drei Wellenlängen bestimmt. Damit sind Rückschlüsse auf die Herkunft der untersuchten Aerosolpartikel möglich.Da die Hubschrauberflüge zeitlich begrenzt sind und damit nur Momentaufnahmen darstellen, werden zusätzlich kontinuierliche Messungen der Partikelanzahlgrößenverteilung an zwei bodengebundenen Stationen installiert. Eine dieser Stationen ist wenige Meter über Meeresniveau gelegen, die andere auf 2200 m und somit in der FT. Damit wird auf der Basis kontinuierlicher Messungen über einen Zeitraum von einem Monat die Untersuchung der Austauschprozesse zwischen MBL und FT ermöglicht. Mit Hilfe der gewonnen Datensätze können Einflüsse globaler Klimaänderungen auf das lokale Klima und mögliche Rückkopplungseffekte über den Einfluss von Aerosol auf Wolken in dieser Region besser eingeordnet werden.
Das Projekt "Globaler Ozonhaushalt" wird/wurde gefördert durch: Universität Köln. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie.Die globale Ozonschicht ist von zentraler Bedeutung fuer alle Lebensvorgaenge auf der Erde, da sie die lebensfeindliche Ultraviolettstrahlung der Sonne abschirmt (Sonnenbrand). In neuester Zeit kann eine Gefaehrdung dieser irdischen Ozonschicht eintreten durch den Ueberschallverkehr in der Stratosphaere und anthropogene Spurenstoffe. Es wird die Dicke der Ozonschicht gemessen und die vertikale Verteilung der Ozonschicht, diese Messparameter werden zusammen mit den Daten des Ozons und Stratosphaeretemperaturen der US-Satelliten Nimbus analysiert. Die Rolle des Ozons bei den Aenderungen des globalen Strahlungsenergiehaushaltes wird untersucht. Dies ist fuer Klimastudien von Bedeutung.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich Transregio 172 (SFB TRR): Arktische Verstärkung: Klimarelevante Atmosphären- und Oberflächenprozesse und Rückkopplungsmechanismen (AC)3, Teilprojekt B03: Charakterisierung von arktischen Mischphasenwolken durch flugzeuggetragene in-situ Messungen und Fernerkundung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie, Bereich Meteorologie, Arbeitsgruppe Integrierte Fernerkundung.Dieses Teilprojekt schlägt neuartige Beobachtungsstrategien für arktische Wolken vor durch Kombination von flugzeuggetragenen Fernerkundungsmethoden mit in-situ mikrophysikalischen Messungen von Wolken- und Aerosoleigenschaften. Unter der Verwendung von zwei nebeneinanderfliegenden Flugzeugen (Polar 5 & 6) wird es möglich sein die mikrophysikalischen Partikeleigenschaften innerhalb von Wolken gleichzeitig durch in-situ Sensoren zu messen. Ebenfalls wird die vertikale Säule und deren Strahlungseinfluss mittels Fernerkundungsmessungen oberhalb von Wolken gemessen. Beide Kampagnen werden im Sommer 2017 (ACLOUD, Svalbard) und Frühling 2019 (AFLUX, Svalbard und Grönland) durchgeführt um typische arktische Grenzschichtwolken als Teil der hauptsächlichen experimentellen Aktivitäten innerhalb des TR 172 zu untersuchen.
Das Projekt "Prozessbasierte hydrologische Modellierung durch Integration von Pedologie, Geophysik und Bodenhydrologie" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik.Die Quantifizierung von Boden-Wasser Interaktionen ist von großer Bedeutung für eine Reihe praktischer Anwendungen wie z.B. im Bewässerungsmanagement, bei der Nahrungsmittelproduktion oder im Hochwasserschutz. Trotzdem ist die genaue räumliche und zeitliche Schätzung der hydrologischen Zustände und Wasserflüsse nach wir vor eine große Herausforderung in der Hydrologie. Dies liegt daran, dass die meisten hydrologischen Prozesse stark nichtlinear und zudem durch zeitlich variable Randbedingungen kontrolliert sind. Daher werden numerische Modelle für ihre umfangreiche Beschreibung benötigt. Eine weitere Herausforderung ist die räumliche Heterogenität der Böden, deren Identifikation und Charakterisierung nach wie vor ein Gebiet intensiver Forschung im Gebiet der Hydrogeophysik ist. Bis heute gibt es nur sehr wenige Studien, die vorhandene Informationen aus der traditionellen bodenkundlichen Beschreibung, hydrologischem Monitoring, geophysikalischer Charakterisierung des Untergrundes und moderner hydrologischer Modellierung kombinieren, um zu einer umfangreichen Beschreibung der hydrologischen Prozesse zu kommen. Hauptziel dieses Projektes ist es, einen integrativen Ansatz für eine verbesserte prozessbasierte hydrologische Modellierung der ungesättigten Wasserflüsse auf der Hangskala anzuwenden. Der Ansatz basiert auf der Integration von klassischem pedologischem Wissen zur Bodenbeschreibung, präzisem Monitoring des Bodenwassergehalts, sowie auf Zeitreihen moderner geophysikalischer Messungen zur Erfassung der räumlichen Heterogenität des Untergrundes. Letztendlich sollen die gesamten gesammelten Informationen in einem physikalisch-basierten numerischen Modell integriert werden, welches in der Lage ist, die Bodenwasserflüsse inklusive der gesättigten und ungesättigten Wasserflüsse, Oberflächenabfluß, Evaporation, Wasseraufnahme durch Pflanzen, sowie Schneeakkumulation und -schmelze in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu simulieren. Das Projekt wird die derzeit vorhandenen Ansätze zur Schätzung der Bodenwasserflüsse um eine neue Dimension erweitern, da es die Möglichkeit bietet, durch Kombination die Potenziale der verfügbaren Mess- und Modellierungstechniken zu maximieren und die Quellen der Unsicherhheiten in den geschätzten hydrologischen Zuständen und Flüssen zu minimieren. Es wird wichtiges Wissen liefern, um diesen Ansatz auch auf größere Skalen zu übertragen, wo eine präzise Quantifizierung der Bodenwasserflüsse auf Betriebs- oder Einzugsgebietsskala für ein effizienteres Wasser- und Nährstoffmanagement im Zusammenhang mit einer nachhaltigen Nahrungsmittelproduktion in Zeiten Klimawandels benötigt wird.
Das Projekt "Aquifer-Sedimentologie" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Institut und Museum für Geologie und Paläontologie.Zur Loesung zunehmender Umweltprobleme, sowie zur Sicherung unserer Trinkwasserreserven kann die Sedimentologie wichtige Beitraege liefern, insbesondere durch die Uebertragung von Methoden und Erfahrungen aus der Erdoelindustrie (Reservoir-Geologie) auf Grundwasserleiter. Im Zuge der staerkeren Orientierung der Grundwasserforschung in Richtung Hydrochemie und Hydraulik zeigt sich immer mehr die Notwendigkeit, auch die Geometrie, Struktur und Genese von Aquiferen besser zu verstehen. Ausgangspunkt fuer eine staerkere Einbeziehung sedimentologischer Daten ist die Erkenntnis, dass weder Oel-Reservoire noch Aquifere, wie vielfach geschehen, als homogene und isotrope Medien betrachtet werden koennen. Vielmehr zeigen Aquifere wie Reservoire ein grosses Spektrum von komplexen Fazies- und diagenetischen Variabilitaeten, welche die hydraulischen Eigenschaften bestimmen. Diese Heterogenitaeten lassen sich systematisch, z.T. prognostizierbar, durch ein hierarchisches System charakterisieren und quantitizieren. Innerhalb einer solchen Hierarchie von Heterogenitaeten sind die einzelnen Untergliederungen sowohl als genetische, sedimentologische und gleichzeitig auch als hydraulische Einheiten anzusehen. In der Reservoir-Sedimentologie werden zur Charakterisierung dieser Heterogenitaeten mit grossem Erfolg Analogstudien an Oberflaechen-Aufschluessen durchgefuehrt, um Subsurface-Flow-Systeme zu verstehen. In aehnlicher Weise werden, innerhalb der Forschungsrichtung Aquifer-Sedimentologie, Analog-Aufschluesse wichtiger Grundwasserleiter mit sedimentologischen, geophysikalischen und hydraulischen insitu Methoden untersucht. Insgesamt bietet die Aquifer-Sedimentologie ein neues Anwendungs- und Arbeitsfeld innerhalb der Umweltgeologie, z.B. bei der Ausweisung von Wasserschutzgebieten, Beurteilung und Sanierung von Altlasten und anderen Kontaminationen, Fragen der Bioremediation, Standortauswahl und Risikoabschaetzung fuer Deponien, sowie als Datenlieferant fuer quantitative Grundwassermodellierungen.
Das Projekt "Umweltgeophysik" wird/wurde gefördert durch: Bayerische Staatsregierung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität München, Institut für Allgemeine und Angewandte Geophysik, Geophysikalisches Observatorium.Grundlagenforschung zur Geophysik im Umweltbereich.
Das Projekt "Geomorphologisch-paläopedologische Untersuchungen im Glazial- und Periglazialraum des ehemaligen Salzachgletschergebietes" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Geographisches Institut.Im ehemaligen Periglazialraum des Salzachgebietes sollen Relief-, Boden-, Sediment- und Vegetationsentwicklung in einen geoökologisch-stratigraphischen Rahmen gestellt werden. Es ist geplant, die Ergebnisse mit den neuen Erkenntnissen aus dem Rheingletschergebiet und anderen Glazialgebieten des Alpenvorlandes zu vergleichen und an die mitteleuropäische Quartärstraphie anzuschließen. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt im Mittel- und Jungpleistozän. Die Vereisungsgeschichte soll chronostratigraphisch und paläogeographisch differenzierter als die bisher im Untersuchungsraum übliche Viergliederung nach PENCK & BRÜCKNER (1909) aufgelöst werden. Zu dieser Fragestellung besteht im Gebiet des ehemaligen Salzachgletschers ein großer Forschungsbedarf. Neben paläopedologischen Standardmethoden kommen auch Spezialanalysen, wie z.B. Schwermineralanalysen, mikromorphologische Analysen und moderne Arbeitsmethoden (Gesteinsmagnetik, Bohrlochgeophysik, Röntgenanalysen) in einer interdisziplinären Zusammenarbeit zum Einsatz.
Das Projekt "Mesoskalige Alpine Klimatologie mit VERA (VERACLIM)" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik.Dieses Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, eine Klimatologie für den Alpenraum zu erstellen, deren räumliche und zeitliche Auflösung bisherige klimatologische Untersuchungen im Alpenraum übertrifft. Im Vordergrund stand die Erforschung von Phänomenen wie z.B. Hitzetiefs und Kältehochs, starke Druckunterschiede über den Alpen während Föhnwetterlagen, Um- bzw. Überströmung der Alpen, die mittlere Verteilung der Temperatur zu jeder beliebigen Tages- und Jahreszeit, aber auch die mittleren Windverhältnisse im Bereich der Alpen. Die klimatologischen Untersuchungen basieren auf Temperatur-, Druck- und Windanalysen bei einer zeitlichen Auflösung von 3 Stunden, die für einen Zeitraum von 22 Jahren berechnet wurden. Das dabei verwendete Analysesystem wurde in den letzten Jahren am Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien entwickelt. Die Eingangsdaten stammen vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (EZMW). Im Laufe dieses Projekts konnte die typische Druckverteilung über den Alpen bei ausgeprägten Hitzetiefs bzw. Kältehochs bestimmt werden. Es zeigte sich auch, dass Nordstau-Situationen in den Alpen etwa zwei- bis dreimal häufiger vorkommen als Südstau-Situationen. Die mittlere Verteilung der Temperatur der Niederungen wurde für jeweils 10 Tage im Jahr berechnet und als Temperaturkarte dargestellt. Der so entstandene Kartensatz wurde als Klimaatlas veröffentlicht und eignet sich gut für Vergleiche der aktuellen Temperaturverteilung mit der mittleren Temperaturverteilung der Periode 1980-2001. Im Rahmen der Untersuchung von thermisch ausgelösten Luftströmungen im unmittelbaren Bereich der Alpen ('Alpine Pumping') konnte Intensität und der zeitliche Verlauf dargestellt werden. Es wurde auch für jeden der 2752 Gitterpunkte des untersuchten Gebietes eine klimatologische Untersuchung der Windstärken und Windrichtungen erstellt. Die Ergebnisse dieses Projekts sind nicht nur ein wertvoller Beitrag zur Erforschung des alpinen Klimas, sondern finden auch Anwendungsmöglichkeiten in Tourismus und Wirtschaft.
Das Projekt "NWP-Modellverifikation über komplexem Gelände mit VERA" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik.Seit 2003 wird am Institut für Meteorologie und Geophysik in Verbindung mit dem Analysesystem VERA (Vienna Enhanced Resolution Analysis) ein operationelles Modellvergleichssystem mit mehreren namhaften Wettervorhersagemodellen betrieben (ALADIN, ECMWF, LME). Im Rahmen des internationalen Projekts MAP D-PHASE (2007) wurde das System an eine Neuversion von VERA, VERAXX, angepasst, und um einige Modelle (COSMO, MM5, GEM-LAM) erweitert. Diese Erneuerung erlaubt, die räumliche Auflösung (bis zu 2km) und den geographischen Ausschnitt flexibel zu wählen, und so auf skalenabhängige Phänomene besser einzugehen. Im Rahmen von VERITA soll eine Reihe von hochauflösenden Modellen mit Hilfe der aktuellsten Verifikationsmethoden ausgewertet und verglichen werden. Besonders Methoden, die sich mit der spektralen Dekomposition von Modellfeldern, der getrennten Behandlung einzelner Skalen und der Bestimmung und Fortpflanzung (in Modellketten) von Phasenfehlen befassen, sollen entwickelt, getestet und eingesetzt werden. Im Zuge dieser Arbeiten, sollen aber auch Fragen bezüglich der Anwendbarkeit von VERA für Verifikationszwecke, einerseits im Vergleich mit alternativen Analysemethoden, und andererseits im Vergleich mit Beobachtungsdaten meteorologischer Stationen, beantwortet werden. Festzustellen ist z.B., ob, und ab welcher räumlichen Skala, bei welcher Stationsdichte und bei welcher Modellauflösung Analyse und (räumlich unregelmäßige) Beobachtungsdaten äquivalent einsetzbar wären. Die Datengrundlage des Projekts, hochauflösende Prognosemodelle und ein dichtes Netz an Beobachtungen, stammt von zwei internationalen Projekten, and denen das IMGW beteiligt ist: Im Rahmen von COPS (Convective and Orographically-induced Precipitation Study) wurde von Juni bis August 2007 eine Messkampagne im Gebiet Vogesen, Rheintal, Schwarzwald und Schwäbischer Alb durchgeführt. Ziel des Projekts ist ein erweitertes Verständnis von Konvektionsprozessen in der Atmosphäre. Dieses ist nötig, um die Niederschlagsvorhersagen der gängigen, feinmaschigen Lokalmodelle zu verbessern, sowie deren Fehler und Schwachstellen ausfindig zu machen. In zeitlicher Übereinstimmung mit COPS fand die Demonstrationsphase des Forecast Demonstration Projects (FDP) MAP D-PHASE (Demonstration of Probabilistic Hydrological and Atmospheric Simulation of flood Events in the Alpine region) von Juni bis November 2007 statt. In der Demonstrationsphase wurde eine durchgehende Vorhersagekette, vom Modellentwickler bis zum Anwender, für Starkniederschlags- und Überflutungsereignisse betrieben. Die Modellprognosen, die von verschiedensten Institutionen für diesen Zeitraum und für den Alpenraum gerechnet wurden, stehen den Projektpartnern ebenso für weitere wissenschaftliche Anwendungen zur Verfügung, wie die Messergebnisse aus der COPS-Region. Um die Datendichte im gesamten Alpenraum zu erhöhen, wurden zudem bei sämtlichen nationalen Wetterdiensten im Einflussbereich der Alpen zusätzliche Daten angefordert.
Das Projekt "Gewitteraktivität im alpinen Raum" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik.Innerhalb des letzten Jahrzehnts gewannen Daten von Blitzortungssystemen (kurz: Blitzdaten) zunehmend an Bedeutung in der Meteorologie. Die Gründe sind: a) Es besteht eine hohe Korrelation zwischen Blitzraten und anderen physikalischen Eigenschaften des konvektiven Systems, b) Blitze sind die einzige Datenquelle, welche kontinuierlich erfassbar ist. Damit eignen sie sich ausgezeichnet zur Verwendung in Nowcasting - Bereich, c) bevorzugte Gebiete der Entstehung, der Zugbahn und der Auflösung von Gewittern können aus einem klimatologischen Satz von Blitzdaten abgeleitet werden. Die Untersuchung von orographisch induzierten Niederschlag unter Einbeziehung hochreichender Konvektion ist eines der primären wissenschaftlichen Ziele vom Mesoscale Alpine Programme (MAP). Dieser Projektantrag bezieht sich auf diese Fragestellung. Die Blitzdaten werden herangezogen a) zur Untersuchung der Korrelation zwischen Blitzdaten und anderen mikrophysikalischen Eigenschaften einer Gewitterwolke, b) zur Überprüfung der Verwendbarkeit von Blitzdaten für den Nowcasting-Bereich solcher Ereignisse und c) um einen möglichen Zusammenhang zwischen Blitzdaten und Orographie, orographisch beeinflussten Niederschlag und Föhn zu finden. Die Ziele a) - c) wurden bereits über flachen Terrain und den tropischen Ozeanen untersucht. Die gemeinsame internationale Bemühung die mikrophysikalischen, dynamischen und thermodynamischen Eigenschaften von konvektiven Systemen mit hochentwickelten Messsystemen zu untersuchen, wird zu einem tiefergehenden Verständnis der Prozesse auch im alpinen Gelände führen. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die meisten Studien dieser Art in Mitteleuropa unter der Tatsache litten, dass die Blitzortungssysteme für nationale Zwecke entwickelt wurden. Es kann als weiteres Projektziel angeführt werden, daß für eine sogenannte Special Observing Period (SOP) im Rahmen des MAP Projektes, die in den einzelnen Ländern des Alpenraumes bereits vorhandenen Ortungssensoren zu einem großräumigen Ortungssystem, das den gesamten Alpenraum abdeckt, zusammengeschlossen werden. Eine direkte Zusammenführung der einzelnen nationalen Daten ist nicht möglich, da einerseits verschiedene Technologien bei den Sensoren verwendet werden und andererseits gerade der Alpenraum von den keinem der existierenden Systeme annähernd überdeckt wird.
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