Das aktuelle Klima der Erde verändert sich schneller, als von den meisten wissenschaftlichen Prognosen vorhergesagt wurde. Dabei erwärmen sich die Polargebiete schnellsten von allen Regionen der Erde. Die Polargebiete haben auch starke globale Auswirkungen auf das Erdklima und beeinflussen daher das Leben und die Lebensgrundlagen auf der ganzen Welt. Trotz der großen Fortschritte der Polarforschung der letzten Jahre gibt es nach wie vor schlecht verstandene Prozesse; einer davon ist die Aerosol-Wolke-Klima-Wechselwirkung, die daher auch nicht zufriedenstellend modelliert werden können. Wolken und deren Wechselwirkungen im Klimasystem sind eine der schwierigsten Komponenten bei der Modellierung, insbesondere in den Polarregionen, da es dort besonders schwierig ist, qualitativ hochwertige Messungen zu erhalten. Die Verfügbarkeit hochwertiger Messungen ist daher von entscheidender Bedeutung, um die zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen und in Modelle integrieren zu können. Im ersten Teil des hier vorgeschlagenen Projekts schlagen wir, d.h. TROPOS, vor, die bestehenden Aerosolmessungen an der Neumayer III-Station um in-situ Wolkenkondensationskern- (CCN) und Eiskeim- (INP) Messungen zu erweitern für einen Zeitraum von fast zwei Jahren. Die erfassten Daten wie Anzahl der Konzentrationen, Hygroskopizität, INP-Gefrierspektren usw. werden mit meteorologischen Informationen (z.B. Rückwärtstrajektorien) und Informationen über die chemische Zusammensetzung der vorherrschenden Aerosolpartikel verknüpft, um Quellen für INP und CCN über den gesamten Jahreszyklus zu identifizieren. In einem optionalen dritten Jahr wollen wir die Ergebnisse der südlichen Hemisphäre mit den TROPOS-Langzeitmessungen des CCN und INP aus der Arktis (Villum Research Station) vergleichen, welche uns im Rahmen dieses Projekts von DFG-finanzierten TR 172, AC3, Projekt B04 zur Verfügung stehen werden. Ein Ergebnis des beantragten Projekts wird ein tieferes Verständnis dafür sein, welche Prozesse die CCN- und INP-Population in hohen Breiten dominieren. Die im Rahmen des vorliegenden Projekts gesammelten quantitativen Informationen über CCN und INP in hohen Breiten werden öffentlich zugänglich veröffentlicht, z.B. für die Evaluierung globaler Modelle und Satellitenretrievals.
Das Zusammenspiel von atmosphärischem Wasser und Zirkulation über Beeinflussung des Strahlungshaushalts, den Transport latenter Wärme und Rückkopplungsmechanismen von Wolken ist eines der bedeutendsten Hindernisse für das Verständnis des Klimasystems. Ein Vergleich zwischen Modellen verschiedener Auflösungen und Parameterisierungen kann wertvolle Einblicke in die Problematik geben. Jedoch werden für aussagekräftige Modelltests Messdaten benötigt. In diesem Zusammenhang können Isotopologen des troposphärischen Wasserdampfs eine wichtige Rolle spielen. Das Isotopologenverhältnis reflektiert die Bedingungen am Ort des Feuchteeintrags sowie verschiedene Umwandlungsprozesse (z.B. in Wolken). Während der letzten Jahre gab es großen Fortschritt beim Modellieren und Messen der Isotopologenverhältnisse, so dass kombinierte Untersuchungen nun global zeitlich und räumlich hochaufgelöst durchführbar sind. Das Ziel dieses Projektes ist es, Wasserdampfisotopologe als neue Methode zu etablieren, um modellierte atmosphärische Feuchteprozesse zu testen und damit einige der größten Herausforderungen der aktuellen Klimaforschung anzugehen. Um statistisch robuste Untersuchungen zu ermöglichen, werden wir eine große Anzahl von (H2O, deltaD)-Paaren messen (deltaD ist das standardisierte Verhältnis zwischen den Isotopologen HD16O und H216O). Zum ersten Mal wird dann ein validierter Beobachtungsdatensatz zur Verfügung stehen, der große Gebiete, lange Zeiträume und verschiedene Tageszeiten abdeckt. Gleichzeitig wird ein hochauflösendes meteorologisches Modell, welches die Isotopologe simuliert, benutzt, um zu untersuchen inwiefern sich Eintrag und Transport von Feuchte in den Isotopologen wiederspiegeln. Diese Kombination von Messung und Modell ist einzigartig zum Testen der Modellierung von Feuchteprozessen. Das Potential der Isotopologen wird anhand von drei klimatisch interessanten Regionen aufgezeigt. Für Europa wird unser Ansatz einen wertvollen Einblick in den Zusammenhang zwischen Feuchteeintrag und den Isotopologen im Falle hochvariablen Wettergeschehens geben. Über dem subtropischen Nordatlantik werden wir Mischprozessen zwischen der marinen Grenzschicht und der freien Troposphäre untersuchen. Die verschiedenartige Einbindung dieser Prozesse in Modelle ist sehr wahrscheinlich ein Grund für die große Unsicherheit bei Rückkopplungsmechanismen von Wolken. Über Westafrika wird die Modellierung des Monsuns getestet (horizontaler Feuchtetransport, Feuchterückfluss von Land in die Troposphäre, und Tagesgänge in Zusammenhang mit vertikalen Mischprozessen). Die Frage, wie organisierte Konvektion die Monsunzirkulation und die Feuchtetransportwege beeinflusst, wird dabei von besonderem Interesse sein. In Kombination werden die Ergebnisse helfen, Defizite in aktuellen Wetter- und Klimamodellen aufzuspüren und besser zu verstehen, und dadurch einen wichtigen Beitrag für zukünftige Modellverbesserungen liefern.
Der Ozean im Westpazifik ist mit Temperaturen von ganzjährig 30°C der wärmste Ozean der Welt. Im tropischen Westpazifik ist die Lufttemperatur der Grenzschicht weltweit am höchsten und die Ozonkonzentration am niedrigsten. Aufgrund der allgemeinen Advektion der Luftmassen in der unteren und mittleren Troposphäre aus dem Osten durch die Walker-Zirkulation über den Pazifik befindet sich die Luft über dem tropischen Westpazifik für längere Zeit in einer sauberen, warmen und feuchten Umgebung. Der Abbau von reaktiven Sauerstoff- und Ozonvorläufern wie NOx findet daher länger als anderswo in den Tropen, was zu sehr niedrigen Ozonkonzentrationen führte. Dies erhöht die Lebensdauer von kurzlebigen biogenen und anthropogenen Spurengasen. Darüber hinaus begünstigen hohe Meeresoberflächentemperaturen eine starke Konvektion im tropischen Westpazifik, was zu niedrigen Ozonmischungsverhältnissen in den konvektiven Ausflussgebieten in der oberen Troposphäre führen kann. Der Warmpool im Westpazifik ist auch eine wichtige Quellregion für stratosphärische Luft. Daher fallen die Region, in der die Lebensdauer kurzlebiger Spurengase erhöht ist, und die Quellregion der stratosphärischen Luft zusammen. Somit bestimmt die Zusammensetzung der troposphärischen Atmosphäre in dieser Region in hohem Maße auch die globale stratosphärische Zusammensetzung.Ozon ist aufgrund von Rückkopplungsprozessen zwischen Temperatur, Dynamik und Ozon ein wichtiges Spurengas in der Klimaforschung. Da der Warmpool im Westpazifik die Hauptquellenregion für stratosphärische Luft ist, ist die Kenntnis von Ozon und anderen kurzlebigen Spurengasen auch wichtig, um den Transport von Spurengasen in die Stratosphäre zu verstehen.Ziel unseres Projektes ist die Messung des Tagesgangs von Ozon und anderen Spurengasen mit Hilfe der hochauflösenden solaren Absorptions-FTIR-Spektroskopie. Die Messungen liefern die Gesamtsäulendichten von bis zu 20 Spurengasen. Für einige Spurengase erlaubt die Analyse der Spektrallinienform die Ableitung der Konzentrationsprofile in bis zu etwa vier atmosphärischen Höhenschichten. Ergänzt werden die Beobachtungen durch Ozonballonsondierungen, kontinuierliche Messungen der UV-Strahlung, und Modellrechnungen mit einem Chemie-Transport-Modell. Die Messungen sind für den Zeitraum August bis Oktober 2022 geplant, die Auswertung und Interpretation von November 2022 bis Januar 2023.
Along ship track bulk turbulent heat and momentum fluxes derived using one-minute interval data collected by the Shipboard Automated Meteorological and Oceanographic System (SAMOS) initiative. The fluxes are provided as three products derived using three widely accepted air-sea flux algorithms (Smith 1988, COARE 3.5, and a 2013 update of Bourassa 2006). Datasets are organized by ship and flux algorithm. The dataset uses SAMOS data from 19 research vessels with observations spanning 2005-2015. Data include heat and momentum fluxes, state variables adjusted to 10 meters, and multiple inputs and outputs from the flux algorithms. These data have wide use for satellite product and model evaluation; air-sea interaction, marine biology, chemistry and geoscience research activities; climate science, and marine geoinformatics. The data are concentrated in the oceans around North America, but select data are available from most ocean basins. Fluxes are derived from along cruise track navigational, meteorological, and oceanographic observations from 19 research vessels. Fluxes are derived at one-minute intervals (the same as the source observations) and take advantage of extensive quality control flags on the source SAMOS data. Additional QC flags are applied to the derived fluxes, height adjusted state variables, and other outputs of the flux algorithms. All data are provided in CF and ACDD compliant netCDF files, with extensive metadata. The uncompressed data volume is ca. 5 GB.
Along ship track bulk turbulent heat and momentum fluxes derived using one-minute interval data collected by the Shipboard Automated Meteorological and Oceanographic System (SAMOS) initiative. The fluxes are provided as three products derived using three widely accepted air-sea flux algorithms (Smith 1988, COARE 3.6, and a 2023 update of Bourassa 2006). Datasets are organized by ship and flux algorithm. The dataset uses SAMOS data from 47 research vessels with observations spanning 2005-2024. Data include heat and momentum fluxes, state variables adjusted to 10 meters, and multiple inputs and outputs from the flux algorithms. These data have wide use for satellite product and model evaluation; air-sea interaction, marine biology, chemistry and geoscience research activities; climate science, and marine geoinformatics. Data coverage is the global oceans, but is concentrated around North America. Fluxes are derived from along cruise track navigational, meteorological, and oceanographic observations from 47 research vessels. Fluxes are derived at one-minute intervals (the same as the source observations) and take advantage of extensive quality control flags on the source SAMOS data. Additional QC flags are applied to the derived fluxes, height adjusted state variables, and other outputs of the flux algorithms. All data are provided in CF and ACDD compliant netCDF files, with extensive metadata. The uncompressed data volume is ca. 180 GB per algorithm.
Abstract. This work presents a comprehensive global GNSS climate data record derived from 5085 stations, spanning a 22-year time period 2000–2021. Generated through the GPAC-Repro campaign, the dataset utilises state-of-the-art processing methodologies and precise products from the International GNSS Service (IGS) Repro-3 initiative. The dataset includes high-quality hourly estimates of Zenith Total Delay (ZTD) and Precipitable Water Vapour (PWV), offering improved accuracy and spatiotemporal coverage. A rigorous data screening and quality assessment framework was implemented, including formal error detection, offset identification, and extensive cross-validation with ERA5 reanalysis dataset, radiosonde profiles, and Very Long Baseline Interferometry (VLBI) measurements. Collectively, these efforts ensured the consistency, accuracy, and homogeneity of the dataset. The insights provided by the dataset address critical data gaps in global climate observing systems and provide a robust foundation for advancing climate research and applications.
Seed-based restoration is a promising approach to accelerate the slow natural recolonization of Zostera marina meadows. In this study, seed-based restoration was investigated through the injection of seeds into the sediment using syringes. Parallel laboratory and field experiments were conducted to examine the germination success over time under both simulated and natural field conditions. A laboratory experiment was conducted in the climate chambers of GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel. Twelve replicate aquaria, each containing 6 boxes of 18 cm*13 cm*18 cm, were set up in a climate chamber. Each plastic box in the aquaria was filled with 6 cm of sandy sediment collected from sandbanks next to seagrass meadows in Falckenstein near Kiel (54°23'39.4N 10°11'23.6E). For sterilization, the sediment was autoclaved at 121°C for 20 minutes before use. Water was changed weekly, with approximately 30% replaced by filtered (50 μm and 5 μm filter cascade) Baltic Sea water with an ambient salinity ranging from 14-16 PSU. The chamber simulated field conditions typical for the season, with 12 hours of light per day and a temperature of 10°C. In each box, a seed amount equivalent to the weight of 100 Zostera marina seeds was sown, based on the average seed weight determined prior to the experiment. Seeds were collected at two sites in Laboe and Falckenstein (Kiel Fjord) in July 2023 by snorkelers and scientific divers (Laboe: 54° 24' 48.53 N, 10° 13' 29.91 E; Falckenstein: 54° 23' 31.36 N, 10° 11' 31.15 E). They were overwintered in climate cabinets in darkness at 4°C and a salinity of 32 PSU, where they rotated every 6 hours for 1 minute. Different treatment combinations were tested, involving the factors Sowing Method (syringe (100 ml) with agar medium or Hand-Sown), Sowing Depth (2 cm or 4 cm), Origin of Seeds (Falckenstein or Laboe), and Fertilization of the Sediment (from the beginning, after germination, or none at all). The Hand-Sown method served as a control. To this end, the box was filled with about 4cm autoclaved sandy sediment. Then the seeds were evenly distributed on the surface and covered with either 2 cm or 4 cm of sediment before being gently lowered into the aquarium. For the syringe treatment, seeds were injected into the sediment embedded in an agar medium prepared by cooking Baltic Sea water with 1.8% agar (Agar-Agar, BioScience Grade, pulv., Carl Roth). Each syringe contained 90 ml crumbly agar, 10 g autoclaved sediment, 100 seeds and depending on the treatment, either 1g charcoal powder, nutrients (P and N) or no further additions. For the nutrients, according to the Redfield ratio N:P = 16:1, 100 μL of nitrogen and 10 μL of phosphorus were used per 90 mL of agar. There were three timing treatments for "Timing of Nutrients in the Sediment". "Nutrients from Beginning", "Nutrients after Germination" and "no Nutrients". The treatment was the same for all boxes within one aquarium to avoid potential influence on the surrounding water. As fertilizer "osmocote Langzeitdünger 6 Monate" (N P 19+9) was used. In the boxes with "Nutrients from Beginning", two pellets were inserted with tweezers into the sediment directly after sowing. In the boxes with "Nutrients after Germination", the same treatment started on April 29, 2024, after many of the seedlings had already developed some green leaves. The seeds were sown on March 4, 2024, and from March 21 to May 25, 2024, emerging seedlings were counted three times per week. Seedlings with only cotyledons and seedlings with developed green leaves were counted together in the beginning and separately from April 24, 2024, onwards.
Since 2006, the Institute for Meteorology and Climate Research (IMK-TRO) is involved in intensive field measurements at the Dead Sea. Long term measurements of meteorological parameters, particle concentrations and ozone mixing ratios were initiated - accompanied by short term activities like vertical profiling and determination of radiation and the surface energy balance. Objective and Results: The objective is to study the mesoscale wind systems and their role in the distribution of pollutants near the Dead Sea. Preliminary data evaluation shows that a complexe superposition of various wind systems is abundant. The existence of the widespread lake plays a mayor role in the development of atmospheric layering during the course of the day. However, synoptic influence can disturb the regional system. Since September 2006 an permanent meteorological station is working at Massada National Monument approx. at elevation sea level. Measurements of the actual week are shown here . The whole data set is available on request.
The Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) has been established in 1989 on request of the World Meteorological Organization (WMO). It is operated by Deutscher Wetterdienst (DWD, National Meteorological Service of Germany) as a German contribution to the World Climate Research Programme (WCRP). Mandate of the GPCC is the global analysis of precipitation on earth’s land surface based on in situ rain gauge data. These gridded analyses provide long-term means, monthly and daily totals, quantiles and a drought index.
Das Klima ist ein angetriebenes, dissipatives Nichtgleichgewichtssystem, wobei unsere Fähigkeiten die beteiligten Prozesse zu verstehen und simulieren begrenzt sind. Meteorologie und Klimaforschung verfügen noch nicht über eine Theorie zur Beschreibung von Instabilitäten, Gleichgewichtsrelaxation, Vorhersagbarkeit, Variabilität, und der Antwort auf Störungen. Trotz großer Fortschritte stoßen Klima- und Wettervorhersagemodelle nach wie vor auf Barrieren aufgrund der komplexen Randbedingungen und der Multiskaleneffekte. Diese Effekte erfordern die Parametrisierung der nicht aufgelösten Prozesse mit der Folge großer systematischer Fehler. Wir nutzen drei erfolgreiche Ansätze aus der statistischen Mechanik und der Theorie dynamischer Systeme: Covariante Lyapunov Vektoren (CLV), instabile periodische Orbits (UPO) und die Response-Theorie (RT). Dies wird uns erlauben, relevante Probleme der geophysikalischen Strömungsdynamik (GFD) im turbulenten Bereich anzugehen. Wir werden diese Ideen auf komplexere numerische Modelle als frühere Studien ausdehnen.1) Instabilitäten: Wir werden Instabilitäten in turbulenten geophysikalischen Strömungen durch CLVs beschreiben. Im Gegensatz zu klassischen Lyapunov-Vektoren bieten CLVs eine kovariante Aufspaltung der Strömung und physikalisch interpretierbare Muster und erlauben damit eine neue Interpretation von Instabilitäten. Dies wird es uns ermöglichen, eine Verbindung zwischen der Energetik und der dynamischen Eigenschaften herzustellen und damit die mesoskopischen mit den makroskopischen Eigenschaften der Strömung zu verknüpfen.2) Vorhersagbarkeit: Wir werden CLVs und UPOs nutzen, um die Vorhersagbarkeit zu analysieren und Zustände hoher und niedriger Vorhersagbarkeit besser zu verstehen. Wir werden untersuchen auf welche Weise Schwankungen der Lyapunov Exponenten (LE) mit bestimmten Eigenschaften der entsprechenden CLVs zusammenhängen. Wir werden den sogenannten Return-of-Skill in Vorhersagen von Strömungen in einen Zusammenhang mit vorübergehenden Abweichungen in der Summe der positive LEs der Strömung bringen und damit die in der Wettervorhersage beobachteten Schwankungen der Vorhersagbarkeit erklären. Wir werden die Hypothese prüfen inwieweit UPOs die niederfrequente atmosphärische Variabilität erklären können.3) Antworttheorie: Auf der Basis der RT werden wir berechnen wie eine Strömung auf Störungen reagiert, indem nur die Gleichgewichtseigenschaften verwendet werden. Wir werden aus kleinen Ensembles von gestörten Simulationen den Responseoperator empirisch für Klimamodelle ableiten. Dies wird uns eine neue Methode zur Projektion auf verschiedene räumliche und zeitliche Skalen liefern. Wir werden die Antwort von baroklinen Strömungen auf Störungen (z.B. Erwärmung und CO2-Konzentration) analysieren. Wir werden die CLVs nutzen, um die Responseoperatoren in die stabilen, instabilen und neutralen Richtungen zu zerlegen und die Hypothese prüfen inwieweit UPOs mit Resonanzen verbunden sind.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 403 |
| Europa | 8 |
| Global | 4 |
| Kommune | 2 |
| Land | 42 |
| Weitere | 9 |
| Wissenschaft | 163 |
| Zivilgesellschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 16 |
| Ereignis | 16 |
| Förderprogramm | 340 |
| Mitmachportal | 1 |
| Repositorium | 1 |
| Text | 65 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 19 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 70 |
| Offen | 381 |
| Unbekannt | 8 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 294 |
| Englisch | 206 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 5 |
| Bild | 13 |
| Datei | 27 |
| Dokument | 33 |
| Keine | 276 |
| Webseite | 146 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 311 |
| Lebewesen und Lebensräume | 407 |
| Luft | 397 |
| Mensch und Umwelt | 459 |
| Wasser | 324 |
| Weitere | 444 |