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Waterbase - Biology, 2024

Waterbase serves as the EEA’s central database for managing and disseminating data regarding the status and quality of Europe's rivers, lakes, groundwater bodies, transitional, coastal, and marine waters. It also includes information on the quantity of Europe’s water resources and the emissions from point and diffuse sources of pollution into surface waters. Specifically, Waterbase - Biology focuses on biology data from rivers, lakes, transitional and coastal waters collected annually through the Water Information System for Europe (WISE) – State of Environment (SoE) reporting framework. The data are expected to be collected within monitoring programs defined under the Water Framework Directive (WFD) and used in the classification of the ecological status or potential of rivers, lakes, transitional and coastal water bodies. These datasets provide harmonised, quality-assured biological monitoring data reported by EEA member and cooperating countries, as Ecological Quality Ratios (EQRs) from all surface water categories (rivers, lakes, transitional and coastal waters).

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz (Datensatz)

Das Messnetz für die regelmäßige Berichterstattung an die Europäische Umwelt Agentur (EUA-Messnetz) beschreibt den Grundwasserzustand in Deutschland und ist hinsichtlich der Nutzungseinflüsse und der Bundeslandfläche repräsentativ. Basis sind die Monitoringdaten der Bundesländer, die im Rahmen der "Verwaltungsvereinbarung zwischen Bund und Ländern über den Datenaustausch im Umweltbereich – Austausch von Grundwasserdaten" erhoben werden.

SAPOS NW Geodätischer Postprocessing Positionierungs-Service (GPPS)

Der Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung SAPOS bietet den flächendeckenden Zugang zum amtlichen Raumbezug durch zentimetergenaue Positionierung über GNSS (Globale Navigationssatelliten-Systeme) im Bezugssystem ETRS89. SAPOS basiert auf einem Netz von Referenzstationen, die permanent Satellitensignale des amerikanischen GPS, des russischen GLONASS, des europäischen Galileo und des chinesischen Navigationssystems Beidou auswerten. Der Geodätische Postprocessing Positionierungsservice GPPS stellt die Beobachtungsdaten der Referenzstationen für nachträgliche Auswertungen zur Verfügung. Die Daten liegen im herstellerunabhängigen Receiver Independent Exchange Format (RINEX) zum Abruf bereit. Durch die Nutzung von SAPOS-GPPS werden Lagegenauigkeiten von 1 cm und besser und Höhengenauigkeiten von 1 bis 2 cm erreicht. Anwendungsbereiche sind z.B. die Grundlagen- und Ingenieurvermessung.

Der Wald aus Vogelperspektive – fernerkundungsbasierte Waldstrukturdaten erklären Vorkommen und Diversität von Vogelarten

Wälder stellen aufgrund ihrer vielfältigen Strukturmerkmale einen wichtigen Lebensraum für eine Vielzahl von Vogelarten dar. In dieser Studie wurde die Bedeutung von Waldstrukturen für die heimische Avifauna durch die Verknüpfung fernerkundungsbasierter Daten zu Waldstrukturparametern mit Vogelmonitoringdaten untersucht. Beobachtungsdaten des Monitorings häufiger Brutvögel (MhB) und flächendeckende Datensätze des Projekts „Monitoring von Biodiversität mit Tools der Fernerkundung“ (MoBiTools) wurden verwendet, um mögliche Treiber für die Vogeldiversität und das Vorkommen von zehn ausgewählten bundesweiten Trigger- und Waldindikatorarten in den Wäldern Baden-Württembergs zu identifizieren. Neben Maßen zu Überschirmung, Baumhöhe und Randliniendichte dienten der Anteil und die Diversität von Waldtypen als erklärende Variablen. Bei den ausgewählten Trigger- und Waldindikatorarten zeigten sich starke artspezifische Unterschiede: Ein Großteil der stärker waldgebundenen Arten reagierte positiv auf die Gesamtwalddeckung, während Baumpieper (Anthus trivialis), Wendehals (Jynx torquilla) und Neuntöter (Lanius collurio) eine erhöhte Vorkommenswahrscheinlichkeit bei mittlerer Walddeckung zeigten. Gleichzeitig hatte bei diesen Arten die Randliniendichte außerhalb geschlossener Wälder einen positiven Effekt. Eine hohe Buchendeckung wirkte sich insbesondere auf das Vorkommen von Kleiber (Sitta europaea), Schwarzspecht (Dryocopus martius) und Sumpfmeise (Poecile palustris) positiv aus. Die Fichtendeckung zeigte bei keiner der untersuchten Arten einen positiven Effekt. Die Diversität der Vogelgemeinschaften wurde v. a. durch die Verfügbarkeit überproportional hoher Buchenbestände gefördert. Die analysierten Zusammenhänge zwischen den Daten zur Waldstruktur aus der Fernerkundung und hochaufgelösten Vogelbeobachtungsdaten zeigen einerseits ein großes Potenzial, aber auch die bestehenden Herausforderungen für eine großflächige Untersuchung aktueller und zukünftiger Veränderungen der Waldökosysteme.

Wie wirken sich natürliche Variabilität und anthropogen bedingte Änderungen auf die stratosphärische Brewer-Dobson Zirkulation und den Ozonfluss in die Troposphäre aus?

Die Brewer-Dobson Zirkulation (BDC) spielt eine Schlüsselrolle für das globale Klima, da sie die Konzentrationen von Ozon, Wasserdampf und Aerosol in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) beeinflusst. Diese Spurengase wiederum wirken sich über Strahlungsprozesse auf das Klima aus. Insbesondere bewirken Änderungen in der BDC Änderungen im Ozonfluss aus der Stratosphäre in die Troposphäre und haben darüber einen Einfluss auf Klima und Gesundheit. Das Verständnis der Variabilität der BDC auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen ist Voraussetzung für eine verläßliche Detektion von anthropogen bedingten Langzeit-Änderungen (Trends). Allerdings ist die Variabilität der BDC in den Klimamodellen nur unzureichend repräsentiert, und nicht in Übereinstimmung mit Spurengas-Messungen.Der Projektantrag zielt auf eine Abschätzung der Einflüsse von natürlicher Variabilität und Trends der BDC auf die Spurengaskonzentrationen in der UTLS ab. Insbesondere sollen diejenigen dynamischen Mechanismen untersucht werden, die die Unterschiede zwischen Modellen und Beobachtungen bewirken. Das Projekt verbindet etablierte diagnostische Methoden, neuartige Modell-Simulationen mit einem Lagrangeschen Transportmodell (CLaMS) und mit einem gekoppelten Chemie-Klimamodell (EMAC) mit Beobachtungsdaten, um die BDC Änderungen und dadurch bedingte Klimaeinflüsse zu untersuchen. Der Arbeitsplan gliedert sich in drei Arbeitpakete: (1) Untersuchung von natürlicher Variabilität und anthropogen bedingter Trends der BDC, (2) Untersuchung der involvierten dynamischen Mechanismen, (3) Abschätzung der Einflüsse von BDC Änderungen auf den Ozonfluß aus der Stratosphäre in die Troposphäre.Dazu werden erstens Zeitreihen von Luftalter und Ozon aus Beobachtungen auf Variabilitäten und Trends der BDC untersucht und mit Simulationen des CLaMS und des EMAC Modells verglichen, zur Validierung der Modelle. Mithilfe von Regressions-Methodiken werden dann Variabilitäten und Trends in der BDC und in den UTLS Spurengasverteilungen verschiedenen Variabilitäts-Moden im Klimasystem zugeschrieben. Zweitens, werden die involvierten dynamischen Prozesse anhand von drei Arten von Sensitivitäts-Experimenten mit dem EMAC Modell untersucht. Insbesondere können mit diesen vorgeschlagenen Sensitivitäts-Experimenten die dynamischen Mechanismen der BDC Änderungen durch ENSO und Vulkanaerosol aufgedeckt werden, sowie die Gründe für diesbezügliche Differenzen zwischen Modell und Beobachtung. Schließlich sollen der Effekt von BDC Änderungen auf den Ozonfluß in die Troposphäre und die dadurch bedingten Klimaeffekte angeschätzt werden. Dabei wird der Ozonfluß im Modell anhand eines Budget-Ansatzes für die untere Stratosphäre bestimmt. Regressions-Analyse ermöglicht eine Zuschreibung der Variabilität im Ozonfluß zu den verschiedenen Variabilitäts-Moden im Klimasystem, und somit eine Abschätzung der entsprechenden Effekte auf Klima und Luftqualität.

Ursachen und Auswirkungen genetischer, taxonomischer und funktioneller Diversität in marinen Ökosystemen

Ich möchte prüfen, ob und unter welchen Bedingungen marine Ökosysteme alternative stabile Zustände hoher und niedriger Diversität und Produktivität ausbilden ('multiple stable states hypothesis', MSS). Modellstudien aus Seen und eigene Experimente an Felsküsten zeigen, dass durch Veränderungen der Konsumentenfauna und der Nährstoffzufuhr drastische Produktivitäts- und Diversitätsveränderungen hervorgerufen werden können. Für marine Systeme ist jedoch völlig unklar, ob es sich dabei um durch Rückkopplungen stabilisierte Zustände handelt. Diese Frage ist von großer theoretischer sowie angewandter Bedeutung, da eine Bestätigung der MSS bedeuten würde, dass die unerwünschten Veränderungen, die z. B. durch Eutrophierung oder Überfischung entstehen, nicht einfach durch Reduktion der Nährstofffracht oder des Fischereidrucks rückgängig zu machen wären. Ich möchte in diesem Projekt drei wichtige Teilsysteme bearbeiten: (1) benthische Hartbodengemeinschaften, (2) Planktongemeinschaften, (3) Fischbestände. Dazu werde ich kontrollierte Freilandexperimente durchführen sowie auf großer räumlicher und zeitlicher Skala erhobene Monitoringdaten analysieren. In Zusammenarbeit mit Modellierern in Kanada und Deutschland werde ich diese Datensätze auf das Vorkommen multipler stabiler Zustände Puffermechanismen und nichtlinearer Rückkopplungen untersuchen. Ziel ist dabei ein Modell zur Regulation der Produktivität und Artendiversität durch Nährstoffe und Konsumenten zu erarbeiten. Hauptauftragnehmer im Ausland: Dalhousie University, Department of Biology, Halifax, Canada.

Entwicklung und Einsatz von GNSS-Fernerkundungsverfahren für die Erdbeobachtung

Die Radiookkultations-(RO)-Technik verwendet auf niedrigfliegenden (Low Earth Orbiter, LEO) Satelliten installierte Empfänger, um GPS/GNSS-Signale zu empfangen und Bogenmessungen der Erdatmosphäre und Ionosphäre durchzuführen. Aufgrund des Erfolgs der FormoSat-3/COSMIC- (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate, FS3/COSMIC) -Mission, bestehend aus sechs Mikro-LEO-Satelliten, hat das gemeinsame US- und taiwanesische RO-Team beschlossen, eine COSMIC-Folgemission (sog. FS7/COSMIC2) voranzubringen. Die GNSS-RO-Nutzlast mit Namen Tri-G GNSS Radio-occultation System (TGRS) wird mehrkanalige GPS-, GLONASS- und Galileo-Satellitensignale empfangen und in der Lage sein, mehr als 10.000 RO-Beobachtungen täglich zu verfolgen, nachdem sowohl schwache als auch starke Bahnneigungs-Konstellationen vollständig abgedeckt worden sind. Man geht davon aus, die dichteren RO-Szintillationsbeobachtungen zu nutzen, um die Struktur der Erdatmosphäre und -ionosphäre genau zu analysieren und zu modellieren.Zusätzlich könnte die spezielle Art von GNSS-Multipfadverzögerungen, die von der Erdoberfläche reflektiert werden, verwendet werden, um Erdoberflächenumgebungsdaten, wie Ozeanhöhen und Seegang, zu erfassen. Die Empfindlichkeit dieser Signalcharakteristika gegenüber Ausbreitungseffekten ist für verschiedene Arten der Umweltfernerkundung geeignet. Dies hat einen Bedarf deutlich gemacht, geeignete Empfänger zu entwerfen und zu entwickeln, die reflektierte und gestreute GPS/GNSS-Signale in Echtzeit erfassen und verarbeiten können, um die Speicherung riesiger Mengen an Rohdaten zu vermeiden. Wir schlagen auch vor, das feldprogrammierbare Gatterfeld (Field Programmable Gate Array, FPGA) auf die GPS/GNSS-Reflektometrieinstrumente anzuwenden, wobei eine hohe Synchronität und ein größtmöglicher Nutzen aus den verfügbaren Hardware-Ressourcen zu erzielen wäre. Mittels Simulink/Matlab kann das FPGA auch komplexe Delay-Doppler-Map- (DDM) -Daten in Echtzeit durch Korrelation der phasengleichen und Quadraturkomponenten der Basisbandsignale berechnen. Diese Studie wird neue Ziele und Ergebnisse der GNSS-Fernerkundung der Atmosphäre, Ionosphäre, und der Ozeane sowie neue Möglichkeiten für die zukünftige FS7/COSMIC2-Mission aufzeigen.Das Projekt wird am Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik TU Berlin in enger Kooperation mit Wissenschaftlern des GFZ, Potsdam und des GPS Science and Application Research Center (GPSARC) der NCU, Taiwan durchgeführt.Die Ziele des Projekts lassen sich wie folgt zusammenfassen:(1) Nutzung von GPS/GNSS-RO-Atmosphärendaten und Entwicklung hochentwickelter Algorithmen für die untere Troposphäre und klimatologische Untersuchungen,(2) Erfassung und Überwachung der sporadischen E(Es)-Schicht, Szintillationen und damit zusammenhängender Effekte einschließlich vertikaler Kopplungen und(3) Entwicklung eines Echtzeit-FPGA-basierten GPS/GNSS-Reflektometers für Anwendungen im Bereich von Meereshöhen- und Seegangsmessungen.

Biologische Monitoringdaten der Oberflächenwasserkörper des Landes Brandenburg

Im Auftrag des Landesamtes für Umwelt (LfU) werden die Oberflächengewässer Brandenburgs biologisch untersucht. Diese Untersuchungen erfolgen alle drei bis sechs Jahre an festgelegten Messstellen. Die für Brandenburg wichtigsten untersuchten biologischen Qualitätskomponenten sind: Phytoplankton (im Wasser freischwebende Algen, zum Beispiel Blaualgen) Diatomeen (schwebende oder am Boden siedelnde Kieselalgen) Makrophyten (zum Beispiel Seerosen, Armleuchteralgen und Wassermoose) Makrozoobenthos (substratgebundene wirbellose Tiere, zum Beispiel Muscheln, Köcherfliegenlarven) Fische Die Datenpakete mit den biologischen Monitoringdaten für die brandenburgischen Oberflächenwasserkörper (für Seen auch physikalisch-chemische Parameter) können aus zusammengestellten Listen (pro Oberflächenwasserkörper ) heruntergeladen werden. Des weiteren werden die Links zu den Datenpaketen auch als csv-Dateien angeboten. Im Auftrag des Landesamtes für Umwelt (LfU) werden die Oberflächengewässer Brandenburgs biologisch untersucht. Diese Untersuchungen erfolgen alle drei bis sechs Jahre an festgelegten Messstellen. Die für Brandenburg wichtigsten untersuchten biologischen Qualitätskomponenten sind: Phytoplankton (im Wasser freischwebende Algen, zum Beispiel Blaualgen) Diatomeen (schwebende oder am Boden siedelnde Kieselalgen) Makrophyten (zum Beispiel Seerosen, Armleuchteralgen und Wassermoose) Makrozoobenthos (substratgebundene wirbellose Tiere, zum Beispiel Muscheln, Köcherfliegenlarven) Fische Die Datenpakete mit den biologischen Monitoringdaten für die brandenburgischen Oberflächenwasserkörper (für Seen auch physikalisch-chemische Parameter) können aus zusammengestellten Listen (pro Oberflächenwasserkörper ) heruntergeladen werden. Des weiteren werden die Links zu den Datenpaketen auch als csv-Dateien angeboten.

Historische Wetterdaten

<p>Dieser Datensatz beinhaltet historische Wetterdaten der Station des DWD (Station-Nummer: 02712) im Konstanzer Silvanerweg 6 über einen längeren Zeitraum.</p> <p>Am 25.07.2017 ist eine Änderung des Gesetzes über den Deutschen Wetterdienst ("DWD-Gesetz") in Kraft getreten. Der DWD wird gesetzlich beauftragt, seine Wetter- und Klimainformationen weitgehend entgeltfrei zur Verfügung zu stellen. Zurzeit stehen viele Geodaten wie Modellvorhersagen, Radardaten, aktuelle Mess- und Beobachtungsdaten sowie eine große Zahl von Klimadaten auf dem Open Data Server <a href="https://opendata.dwd.de/"><strong>https://opendata.dwd.de</strong> </a>zur Verfügung. Die Klimadaten werden unter <strong><a href="https://opendata.dwd.de/climate_environment/">https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC</a></strong> bereitgestellt.</p> <p>Die frei zugänglichen Daten dürfen entsprechend der "Verordnung zur Festlegung der Nutzungsbestimmungen für die Bereitstellung von Geodaten des Bundes (GeoNutzV)" unter Beigabe eines Quellenvermerks ohne Einschränkungen weiterverwendet werden (<a href="https://gdz.bkg.bund.de">https://gdz.bkg.bund.de</a>). Im Hinblick auf die Gestaltung der Quellenvermerke fordert der Deutsche Wetterdienst (DWD) (gemäß § 7 DWD-Gesetz, § 3 GeoNutzV) zur Beachtung nachfolgender Hinweise auf:</p> <ul> <li>Die Pflicht zur Einbindung beigegebener Quellenvermerke gilt für die unveränderte Verwendung von Geodaten und anderer Leistungen des DWD. Auch bei Bildung von Auszügen oder Änderung des Datenformats sind Quellenvermerke einzubinden. Eine Abbildung des DWD-Logos ist als Quellenvermerk im Sinne der GeoNutzV ausreichend.</li> <li>Bei weitergehenden Veränderungen, Bearbeitungen, neuen Gestaltungen oder sonstigen Abwandlungen erwartet der DWD mindestens eine Nennung des DWD in zentralen Quellenverzeichnissen oder im Impressum.</li> <li>Veränderungshinweise gemäß GeoNutzV können z.B. lauten: "Datenbasis: Deutscher Wetterdienst, Rasterdaten bildlich wiedergegeben", "Datenbasis: Deutscher Wetterdienst, Einzelwerte gemittelt" oder "Datenbasis:Deutscher Wetterdienst, eigene Elemente ergänzt".</li> </ul> <p>Bei einer Verwendung, die nicht der Zweckbestimmung der Leistung des DWD gerecht wird, sind beigegebene Quellenvermerke zu löschen. Das gilt insbesondere für Wetterwarnungen, wenn nicht sichergestellt ist, dass diese jederzeit vollständig und unverzüglich allen Nutzern zur Verfügung gestellt werden.</p> <p><strong>Quelle: </strong>Deutscher Wetterdienst (DWD)</p>

Regionales Klimainformationssystem ReKIS

ReKIS ist eine interaktive Online-Plattform zum Abrufen und Visualisieren von mitteldeutschen (Sachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen) Klimadaten. Diese ermöglicht neben der Visualisierung auch die grafische Analyse sowie das Herunterladen von vorproduzierten Karten, Grafiken, Zeitreihen und GIS-lesbaren georeferenzierten Daten (Rasterdaten). Dabei besteht die Möglichkeit, eine räumliche Gebietsauswahl nach verschiedenen vorgegebenen Kategorien (z.B.: Gemeinden, Landkreise, forstliche Klimaräume, Agrarstrukturgebiete, Planungsregionen und weitere) oder eines selbst definierten Gebietes zu treffen. Zeitreihen lassen sich sowohl für eine wie auch mehrere Messstationen abrufen und nach Zeitraum und/oder Klimaelement selektieren. Zusätzlich zu den vorproduzierten REKIS-Elementen lassen sich Zeitreihen und flächenbezogene Daten eigenständig herunterladen. Im ReKIS werden beobachtete Klimadaten (ab 1961 als Tages-, Monats- und Stundenwerte) und verschiedene Klimaprojektionsdaten (1961 bis 2100 als Tageswerte) bereitgestellt. Der größte beobachtete Datensatz stammt vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Weitere Beobachtungsdaten wurden aus den Landesmessnetzen der drei mitteldeutschen Bundesländer sowie von tschechischen und polnischen meteorologischen Diensten integriert und daraus zusätzlich ein mitteldeutscher Klima-Referenzdatensatz abgeleitet. Alle beobachteten Datensätze unterliegen einer Qualitätskontrolle, welche unter anderem die Prüfung von Konsistenz, Homogenität und Plausibilität umfasst. Die Nachführung der gemessenen DWD-Klimadaten erfolgt jährlich zum April. Das Spektrum der zur Verfügung stehenden gemessenen Klimaelemente ist um abgeleitete Klimagrößen erweitert. Für regionale (mitteldeutsche) Analysen hinsichtlich Klimaentwicklung, wird die Verwendung des Klima-Referenzdatensatzes empfohlen. Mit dem Klima-Referenzdatensatz wird im ReKIS ein langjähriger (60 Jahre), konsistenter, lückenloser, qualitätsgeprüfter und gut dokumentierter Datensatz zur Verfügung gestellt. Insbesondere bei der Verwendung von Wirkmodellen zur regionalen Klimafolgenabschätzung, wird die Verwendung der Klimaprojektionen des mitteldeutschen Kernensembles empfohlen. Dieses repräsentiert eine objektive Selektion von Klimaprojektionen aus dem DWD-Referenzensemble, welche speziell für die klimatische Situation im mitteldeutschen Raum gut geeignet sind. Mit Hilfe eines Rasterinterpolationsdienstes ist eine räumliche Interpolation auf der Grundlage der beobachteten bzw. projizierten Klimadaten möglich. Der Nutzer hat die Möglichkeit Interpolationsaufträge zu stellen, welche dann automatisch bearbeitet werden bzw. es stehen bereits vorgerechnete Rasterdaten bereit.

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