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Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Statische Analyse der Bedingungen für Eisnukleation in Mischphasenwolken

Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Statische Analyse der Bedingungen für Eisnukleation in Mischphasenwolken" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Die temperatur- und feuchteabhängige Eisnukleationseffizlenz von verschiedenen Aerosolen kann in Laborexperimenten genau charakterisiert und für die Beschreibung von primärer Eisbildung in numerischen Modellen auf verschiedensten Skalen parametrisiert werden. Wenn diese Effizienten als bekannt vorausgesetzt werden, unter welchen Bedingungen und wie oft tritt heterogene Eisnukleation in den verschiedenen Nukleationsmoden tatsächlich in typischen Mischphasenwolken auf? Dieser Frage wird in diesem Projekt mit dem Modell ICON-LES (der Large Eddy Version des neuen icosahedrischen nichthydrostatischen Modells, welches zurzeit am Deutschen Wetterdienst und dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg entwickelt wird) nachgegangen. Dieses Modell enthält ein Zwei-Momenten-Wolkenphysikschema und wird durch aerosolspezifische Eisnukleationsparameterisierungen ergänzt werden. Zusätzlich wird eine einfache Diagnostik von Aerosolen in Wolkentropfen eingeführt, um zwischen potentiellen Immersionseiskeimen und interstitiellen eisnukleierenden Partikeln, die als Kontakt- oder Depositionseiskeime dienen können, zu unterscheiden. In idealisierten Simulationen von verschiedenen Mischphasenwolkentypen, die in Europa häufig auftreten (Winternebel, Altostratus, orographische Wolken, hochreichende Konvektion) und unter Benutzung von klimatologischen Aerosolfeldern wird das Auftreten von Immersions-, Depositions- und Kontaktgefrieren und die Werte der Eiskeimkonzentrationen statistisch ausgewertet und mit den Sensitivitätsbereichen der INUIT Labor- und Feldmessgeräten verglichen. Zusätzlich wird das bevorzugte räumliche Auftreten dieser Prozesse (z. B. Kontaktgefrieren in den Einmischbereichen an den Wolkenrändern) analysiert und quantifiziert werden. Das Modellsetup für die Fallstudie der konvektiven Wolke wird mit RP3 abgestimmt, so dass ein Vergleich zwischen dem spektralen und dem Zwei-Momenten- Mikrophysikschema möglich ist. Außerdem wird in diesem Projekt zusammen mit WP-F und WP-L eine Schließungsstudie für die Messungen in der Mittelmeerkampagne durchgeführt. Dabei wird untersucht, welche Parameter zu den größten Unsicherheiten in der Vorwärtsberechnung von potentiellen Eiskeimen führen.

Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung

Nährstoffeinträge (vor allem Stickstoff) aus der Luft belasten Land-Ökosysteme und gefährden die biologische Vielfalt. Zur Bewertung dieser Belastung stellt man ökosystemspezifische Belastungsgrenzen (Critical Loads) den aktuellen Stoffeinträgen aus der Luft gegenüber. Trotz rückläufiger Stickstoffbelastungen in Deutschland besteht weiterhin Handlungsbedarf – vor allem bei den Ammoniak-Emissionen. Situation in Deutschland Im Jahr 2019 (letzte verfügbare Daten) wurden die ökologischen Belastungsgrenzen für ⁠ Eutrophierung ⁠ durch Stickstoff in Deutschland auf 69 % der Flächen empfindlicher Ökosysteme überschritten (siehe Karte „Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch die Stickstoffeinträge im Jahr 2019“). Die zur Flächenstatistik dieser Überschreitung herangezogenen Ökosystemtypen stammen aus dem CORINE-Landbedeckungsdatensatz von 2012 und bilden vor allem Waldökosysteme ab (ca. 96 %). Besonders drastisch sind die Überschreitungen in Teilen Nordwestdeutschlands. Aufgrund der dort ansässigen Landwirtschaft und intensiv betriebenen Tierhaltung ist der Stickstoffeintrag dort besonders hoch. So sind etwa zwei Drittel der Stickstoffeinträge auf Ammoniakemissionen zurückzuführen. Im Rahmen eines ⁠ UBA ⁠-Vorhabens zur Modellierung der Stickstoffdeposition (PINETI-4, Abschlussbericht in prep.) konnte die Entwicklung der Belastung methodisch konsistent für eine lange Zeitreihe (2000 bis 2019) rückgerechnet werden. Die nationalen Zeitreihendaten zeigen, dass der Anteil der Flächen in Deutschland, auf denen die ökologischen Belastungsgrenzen überschritten wurden, von 84 % im Jahr 2000 auf 69 % im Jahr 2019 zurückging (siehe Abb. „Anteil der Fläche empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung“). Die Abnahme der Belastungen spiegelt größtenteils den Rückgang der Emissionen durch Luftreinhaltemaßnahmen wider. Karte: Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch Stickstoffeinträge im Jahr 2019 Quelle: Kranenburg et al. (2024) Flächenanteil empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen Eutrophierung Quelle: Kranenburg et al. (2024) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Handlungsbedarf trotz sinkender Stickstoffeinträge Auch in den nächsten Jahren ist wegen der bisher nur unwesentlich abnehmenden Ammoniak-Emissionen – vornehmlich aus der Tierhaltung – mit einer weiträumigen ⁠ Eutrophierung ⁠ naturnaher Ökosysteme zu rechnen. Bei der Minderung von diffusen Stickstoffemissionen in die Luft besteht daher erheblicher Handlungsbedarf. Was sind ökologische Belastungsgrenzen für Eutrophierung? Zur Bewertung der Stoffeinträge werden ökologische Belastungsgrenzen (⁠ Critical Loads ⁠) ermittelt. Nach heutigem Stand des Wissens ist bei deren Einhaltung nicht mit schädlichen Wirkungen auf Struktur und Funktion eines Ökosystems zu rechnen. ⁠ Ökologische Belastungsgrenzen ⁠ sind somit ein Maß für die Empfindlichkeit eines Ökosystems und erlauben eine räumlich differenzierte Gegenüberstellung der Belastbarkeit eines Ökosystems mit aktuellen atmosphärischen Stoffeinträgen. Das dadurch angezeigte Risiko bedeutet nicht, dass in dem betrachteten Jahr tatsächlich schädliche chemische Kennwerte erreicht oder biologische Wirkungen sichtbar sind. Es kann Jahrzehnte dauern, bis Ökosysteme auf Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen reagieren. Im Rückschluss ist auch die Erholung des Ökosystems auf vorindustrielles Niveau sehr langwierig, wenn nicht sogar eine irreversible Schädigung des Ökosystems vorliegt. Beide Prozesse sind abhängig von Stoffeintragsraten, meteorologischen und anderen Randbedingungen sowie von chemischen Ökosystemeigenschaften. Daher sind absolute Schadprognosen mittels der Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen prinzipiell nicht möglich. Stickstoffdepositionen – ein Treiber des Biodiversitätsverlusts Ein übermäßiger atmosphärischer Eintrag (⁠ Deposition ⁠) von Nährstoffen (vor allem Stickstoff) und deren Anreicherung in Land-Ökosystemen kann auf lange Sicht Ökosysteme stark beeinträchtigen. So kann es zu chronischen Schäden der Ökosystemfunktionen (wie der Primärproduktivität und des Stickstoffkreislaufs) kommen. Auch Veränderungen des Pflanzenwachstums und der Artenzusammensetzung zugunsten stickstoffliebender Arten (⁠ Eutrophierung ⁠) können hervorrufen werden. Außerdem wird die Anfälligkeit vieler Pflanzen gegenüber Frost, ⁠ Dürre ⁠ und Schädlingsbefall erhöht. Atmosphärische Einträge führen zu einer weiträumigen Angleichung der Stickstoffkonzentrationen im Boden auf einem nährstoffreichen Niveau. Die derzeit hohen Stickstoffeinträge in natürliche und naturnahe Land-Ökosysteme sind eine Folge menschlicher Aktivitäten, wie Landwirtschaft oder Verbrennungsprozesse. Diese sind mit hohen Emissionen von chemisch und biologisch wirksamen (reaktiven) Stickstoffverbindungen in die Luft verbunden. Aus der ⁠ Atmosphäre ⁠ werden diese Stickstoffverbindungen über Regen, Schnee, Nebel, Raureif, Gase und trockene Partikel wieder in Land-Ökosysteme eingetragen. Die resultierende Überdüngung ist eine der Hauptursachen für den Rückgang der ⁠ Biodiversität ⁠. Fast die Hälfte der in der Roten Liste für Deutschland aufgeführten Farn- und Blütenpflanzen sind durch Stickstoffeinträge gefährdet. Ziele und Maßnahmen zur Verringerung der Stickstoffeinträge Ein langfristiges Ziel der Europäischen Union (EU) und der Genfer Luftreinhaltekonvention (⁠ UNECE ⁠ Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) ist die dauerhafte und vollständige Unterschreitung der ökologischen Belastungsgrenzen für ⁠ Eutrophierung ⁠. International wurden deshalb in der sog. neuen ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ ( Richtlinie (EU) 2016/2284 vom 14.12.2016) für alle Mitgliedstaaten weitere Minderungen der ⁠ Emission ⁠ von reaktiven Stickstoffverbindungen (NH x , Stickstoffoxide (NO x )) vereinbart, die bis 2030 erreicht werden müssen. Für Deutschland ergeben sich folgende nationale Emissionsminderungsverpflichtungen für Stickstoff für das Jahr 2030 und darüber hinaus im Vergleich zum Basisjahr 2005: Ammoniak (NH 3 ): minus 29 % Stickstoffoxide (NO x ): minus 65 % (siehe auch „Emissionen von Luftschadstoffen“ ). Konkrete nationale Maßnahmen, die zum Erreichen der oben genannten Minderungsverpflichtungen geeignet sind, werden derzeit in einem Nationalen Luftreinhalteprogramm zusammengestellt. Maßnahmen zur Begrenzung der negativen Auswirkungen des reaktiven Stickstoffs, zu denen auch die Eutrophierung von Ökosystemen zählt, sind in der Veröffentlichung des Umweltbundesamtes "Reaktiver Stickstoff in Deutschland" enthalten. Auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (⁠ BMU ⁠) verfolgt den Ansatz einer nationalen Stickstoffminderungsstrategie . Weitere Informationen bietet auch das Sondergutachten des SRU „Stickstoff: Lösungen für ein drängendes Umweltproblem“ . Hintergrundwissen zur Modellierung von atmosphärischen Stoffeinträgen bietet der Bericht zum Forschungsvorhaben „PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems“.

Ortsdosisleistung (ODL): 25946 Nebel / Amrum (in Betrieb)

Dieser Inhalt von ODL-INFO zeigt und beschreibt Stundenmesswerte und Tagesmittelwerte der Gamma-Ortsdosisleistung an der Messstelle Nebel / Amrum.

Flussmessungen auf dem Rhein am Standort des Kernkraftwerkes Biblis

Das Projekt "Flussmessungen auf dem Rhein am Standort des Kernkraftwerkes Biblis" wird/wurde gefördert durch: Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutscher Wetterdienst.Fuer den Nebelwarndienst und zur Beweissicherung eines vom Deutschen Wetterdienst erstellten Dampfnebelgutachtens.

Graduiertenkolleg (GRK) 1565: Complex Terrain and Ecological Heterogeneity - Evaluating ecosystem services in production versus water yield and water quality in mountainous landscapes (TERRECO), Evaluation of WRF 3.2 with observed climate data in Haean (WP 1-01)

Das Projekt "Graduiertenkolleg (GRK) 1565: Complex Terrain and Ecological Heterogeneity - Evaluating ecosystem services in production versus water yield and water quality in mountainous landscapes (TERRECO), Evaluation of WRF 3.2 with observed climate data in Haean (WP 1-01)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Abteilung Mikrometeorologie.In this research we analyzed nocturnal temperature inversions in Haean Basin. Inversions are important phenomena for understanding meteorological and hydrological character of the basin region. Three automatic weather station data and tethered balloon soundings were used to analyze inversion strength, depth, and occurrence of inversions. Stronger and deep inversion was found during early summer while weaker but frequent inversions occurred during late September and early October. A significant influence of fog layer was found. The fog layer acts as a break during a cooling process. The fog appears usually in early mornings. During our experiment, average potential temperature change at the surface was -1.08 K/h without fog presence. When the fog appeared six hours average decreased to -0.23K/h. The most deep and strongest inversion of the studied period was 0.19 °C/m temperature gradient.

Untersuchungen von Luftschadstoffen im Hinblick auf eine Klaerung der Ursachen der neuartigen Waldschaeden unter kontrollierten Bedingungen

Das Projekt "Untersuchungen von Luftschadstoffen im Hinblick auf eine Klaerung der Ursachen der neuartigen Waldschaeden unter kontrollierten Bedingungen" wird/wurde ausgeführt durch: Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen.Untersucht werden in erster Linie Wirkungen von Ozon allein oder in Kombination mit saurem Nebel unter kontrollierten Bedingungen. Als Arbeitshypothese liegt das Wirkungsschema der LIS zur Entstehung der neuartigen Waldschaeden zugrunde (siehe LIS-Bericht Nr. 28). Zur experimentellen Untersuchung der O3-Wirkung werden Waldbaeume in Plexiglaskammern mit gefilterter Luft unter Zusatz von Ozon begast und die verschiedenen physiologischen Parameter verfolgt. Dabei konnte festgestellt werden, dass unter O3-Einfluss a) die Photosyntheserate reduziert wird, b) die Atmungsrate ansteigt, c) der Chlorophyllgehalt abnimmt. Es laesst sich eine vorlaeufige Rangfolge der Sensitivitaet wie folgt aufstellen 1) Buchen 2) Ahorn 3) Fichte 4) Tanne. Zur Wirkung der kombinierten Behandlung von Fichten mit Ozon und saurem Nebel werden vor allem die aus den Baeumen ausgewaschenen Naehrstoffe analysiert. In Abhaengigkeit von der Ozonkonzentration werden Ca++, Mg++, K+, Mn+, NO3- und SO4-- verstaerkt ausgewaschen, Cl- dagegen nicht. Mit sinkendem pH-Wert in der Nebelloesung nimmt die Menge ausgewaschener Ionen ebenfalls zu.

Ablagerung von Radionukliden bei Schneefall sowie Nebel und Vergleich mit der Ablagerung bei Regen und trockenem Wetter

Das Projekt "Ablagerung von Radionukliden bei Schneefall sowie Nebel und Vergleich mit der Ablagerung bei Regen und trockenem Wetter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Hochschule Aachen, Lehrgebiet Strahlenschutz in der Kerntechnik.Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung der Ablagerung von an Aerosolteilchen gebundenen Radionukliden bei Schneefall und Nebel und Vergleich mit den Ablagerungen bei Regen und trockenem Wetter.

Model Output Statistics for Newel (K509)

DWD’s fully automatic MOSMIX product optimizes and interprets the forecast calculations of the NWP models ICON (DWD) and IFS (ECMWF), combines these and calculates statistically optimized weather forecasts in terms of point forecasts (PFCs). Thus, statistically corrected, updated forecasts for the next ten days are calculated for about 5400 locations around the world. Most forecasting locations are spread over Germany and Europe. MOSMIX forecasts (PFCs) include nearly all common meteorological parameters measured by weather stations. For further information please refer to: [in German: https://www.dwd.de/DE/leistungen/met_verfahren_mosmix/met_verfahren_mosmix.html ] [in English: https://www.dwd.de/EN/ourservices/met_application_mosmix/met_application_mosmix.html ]

Pflanzengeographie und Pflanzenoekologie der Nebeloasen Namibias

Das Projekt "Pflanzengeographie und Pflanzenoekologie der Nebeloasen Namibias" wird/wurde gefördert durch: Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Botanik und Botanischer Garten, Fachgebiet Allgemeine Botanik. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Botanik und Botanischer Garten, Fachgebiet Allgemeine Botanik.In tropischen und subtropischen Kuestenwuesten treten wiederholt Nebeloasen auf. Die Nebeloasen Namibias werden vor allem von verschiedenen Flechtenarten besiedelt, zu denen sich nur wenige Spezialisten unter den Hoeheren Pflanzen gesellen. Die Arbeiten zeigen, dass die namibischen Nebeloasen zum Teil durch die feuchte Luft des benachbarten Meeres und zum Teil durch Kaltluftstroeme aus dem Inland verursacht werden. Je nach Intensitaet und Dauer der Nebel-Wetterlagen ergeben sich unterschiedliche Flechten-Gesellschaften, deren mittlere Bio- Produktion ebenso bestimmt wird wie die CO2-Assimilation in Abhaengigkeit von Anfeuchtung und Salzeintrag. Ausserdem werden der Transport und die Erosion der Flechten durch den Wind untersucht. Hieraus ergeben sich Empfehlungen fuer Nutzung und Naturschutz. Die hier lebenden Hoeheren Pflanzen sind auch Gegenstand der Untersuchungen. Von Interesse ist ihre Anatomie, Cuticula-Struktur, Wasseraufnahme und -leitung sowie ihre Bioproduktion in Abhaengigkeit vom zeitlichen Verlauf der Wasseraufnahme.

Vorausschauende Instandhaltung für Pumpensysteme auf Basis von Federated Learning und Synthese von multiplen Sensordaten, Teilvorhaben: Sensorintegration und Evaluation der Zielumgebung

Das Projekt "Vorausschauende Instandhaltung für Pumpensysteme auf Basis von Federated Learning und Synthese von multiplen Sensordaten, Teilvorhaben: Sensorintegration und Evaluation der Zielumgebung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Herborner Pumpentechnik GmbH & Co KG.

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