Die stratosphärische Ozonschicht bietet der Erde einen wirkungsvollen Schutzschild gegen den ultravioletten, schädigenden Anteil der solaren Strahlung. Der anthropogene Ozonabbau, verursacht durch Emissionen von langlebigen Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), war eines der größten Umweltprobleme der letzten Jahrzehnte. Emissionen von FCKWs wurden infolge des Montrealer Abkommens von 1987 stark reduziert und eine langsame Erholung der Ozonschicht wird im Laufe der nächsten Jahrzehnte erwartet. Im Gegensatz dazu werden die Emissionen von sehr kurzlebigen Halogenverbindungen (Very Short-Lived Halocarbons, VSLH), welche auch stratosphärisches Ozon zerstören, aufgrund von neuen Technologien ansteigen. Chemische Oxidationsprozesse in der marinen Umwelt, insbesondere die neuartigen Behandlungsverfahren von Ballastwasser, und anwachsende tropische Makroalgenkulturen beeinflussen biogeochemische Kreisläufe und können zu einem starken Anstieg der VSLH Produktion und Emission führen. Zusätzlich zu ihrem schädlichen Effekt auf die Ozonschicht, beeinflussen VSLH den atmosphärischen Strahlungsantrieb und das Vermögen der Atmosphäre viele natürliche und anthropogene Spurenstoffe zu entfernen (atmosphärische Oxidationspotential). Momentan ist nur sehr wenig über die zukünftig zu erwartenden anthropogenen VSLH Emissionen aus dem Ozean sowie ihre bedrohliche Wirkung auf die atmosphärische Chemie bekannt und fundierte wissenschaftliche Untersuchungen sind dringend erforderlich. Das Ziel dieses Antrages ist es, momentane und zukünftige Emissionen anthropogener VSLH und ihren Einfluss auf atmosphärische Zusammensetzung und Chemie zu quantifizieren. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung einer möglichen neuen Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht. In einem ersten Schritt werden globale Karten der ozeanischen Emissionen von anthropogenen VSLH erstellt. Im zweiten Schritt wird, basierend auf atmosphärischer Chemie-Transport Modellierung, die Entwicklung der anthropogenen VSLH in der Atmosphäre quantifiziert. Zu diesem Zweck werden Küsten-auflösende Modellsysteme entwickelt, welche später dazu beitragen Parametrisierungen anthropogener VSLH Prozesse für globale Klima-Chemie Modelle zu erstellen. In einem dritten Schritt wird der globale Einfluss der anthropogenen VSLH auf Ozonabbau, Strahlungsantrieb und atmosphärisches Oxidationspotential bestimmt und mögliche Rückkopplungsmechanismen werden identifiziert. Der interdisziplinäre Forschungsplan umfasst die Synthese existierender Daten, Messungen, sowie Ozean-Zirkulation-, Biogeochemie- und atmosphärische Klima-Chemie Modellierung. Das Forschungsvorhaben wird die Frage beantworten, ob anthropogene Aktivitäten in der marinen Umwelt eine Bedrohung für die stratosphärische Ozonschicht darstellen. Solch eine Risikoabschätzung ist von großer gesellschaftlicher Bedeutung und liefert entscheidende Information für politische Entscheidungsträger bezüglich der Planung zukünftiger menschlicher Aktivitäten.
Within phase 2 of the CAOS research unit we will work towards a holistic framework to explore how spatial organization alongside with spatial heterogeneity controls terrestrial water and energy cycles in intermediate scale catchments. 'Holistic' means for us to link the 'how' to the 'why' by drawing from generic understanding of landscape formation and biotic controls on processes and structures as well as to rely on exemplary experimental learning in a hypothesis and theory based manner. This also implies treatment of soil, vegetation and atmosphere as coupled system rather than a linear combination of different compartments. To jointly work towards this goal we propose 7 projects which will closely cooperate within two overarching work packages:WP1: Linking hydrological similarity with landscape structure across scalesWP2: Searching for appropriate catchment models and organizing principles. Within WP1 we will further refine the existing stratified multi-method and multi-sensor setup to search for functional entities in the Attert and, if they exist, to learn in an exemplary manner which structural features control functional characteristics. This essentially includes identification of suitable metrics to discriminate functional and structural similarity from data as well as identification of useful quantitative descriptors for the rather fuzzy term 'hydrological function'. Overall we aim to synthesize a protocol to decide 'where to assess which data for what reasons' for characterizing hydrological functioning across a scale range of four orders of magnitude.Within WP2 we will foster our distillery of parsimonious and nevertheless physically consistent model structures which rely on observable quantities and make use of symmetries in the landscape to simplify the governing model equations in a hypothesis based manner. To this end we will compare concurring model structures (among those the CAOS model) and work towards a framework for an objective model inter comparison with special emphasis on a) the added value of different data/information sources and b) on consistency of predictions with respect to distributed dynamics and integral flows. Additionally, we aim in WP2 at linking the 'how' to the 'why' by synthesizing testable hypotheses that could explain whether spatial organization has evolved in accordance with candidate organizing principles. Ecology, fluvial geomorphology and thermodynamics offer a large set of candidate organizing principles for this issue. Based on our recent work we will focus especially on thermodynamic limits and optimality principles like maximum entropy production, explore their value for uncalibrated hydrological predictions and work out the necessary requirements on data and models for testing these principles. We put special emphasis on a possible experimental falsification of these candidate principles; also in close collaboration with the B2-Landscape Evolution Observatory in Tucson, Arizona.
Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung https://odlinfo.bfs.de informiert über Radioaktivitätsmesswerte in Deutschland Das BfS betreibt ein bundesweites Messnetz zur großräumigen Ermittlung der äußeren Strahlenbelastung durch kontinuierliche Messung der Gamma-Ortsdosisleistung ( ODL ). Das ODL -Messnetz besteht aus 1.700 ortsfesten, automatisch arbeitenden Messstellen, die flächendeckend über Deutschland verteilt sind. Das ODL -Messnetz besitzt eine wichtige Frühwarnfunktion, um erhöhte radioaktive Kontaminationen in der Luft in Deutschland schnell zu erkennen. Auf https://odlinfo.bfs.de zeigt eine Karte aktuelle Radioaktivitäts-Messdaten des ODL -Messnetzes. Als eine der wichtigsten Messeinrichtungen betreibt das BfS auf Grundlage des Strahlenschutzgesetzes ( StrlSchG ) ein bundesweites Messnetz zur großräumigen Ermittlung der äußeren Strahlenbelastung durch kontinuierliche Messung der Gamma-Ortsdosisleistung ( ODL ). Bundesweit 1.700 Sonden umfasst das ODL-Messnetz Das ODL -Messnetz besteht aus 1.700 ortsfesten, automatisch arbeitenden Messstellen, die flächendeckend in einem Grundraster von rund 20 x 20 Kilometern über Deutschland verteilt sind. In einem Radius von 25 Kilometern beziehungsweise 100 Kilometern um kerntechnische Anlagen ist das Netz dichter angelegt. Messung der natürlichen Strahlenbelastung Im Routinebetrieb wird mit dem Messnetz die natürliche Strahlenbelastung gemessen, der der Mensch ständig ausgesetzt ist. Die Ortsdosisleistung erfasst die terristrische Komponente, die durch die überall im Boden vorkommenden natürlichen radioaktiven Stoffe ( Radionuklide ) verursacht wird. Ursache sind Spuren von Uran , Thorium und Kalium, die überall in Gesteinen, Böden und Baumaterialien vorkommen. In Gegenden mit alten Gesteinsarten (zum Beispiel Granit) sind diese Spuren ausgeprägter; deshalb ist in älteren Mittelgebirgen wie dem Schwarzwald und dem Erzgebirge die Bodenstrahlung höher als in Norddeutschland oder in den Kalkalpen. Ein Element in der natürlichen Zerfallskette des Uran -238 ist das Radon . Als Gas diffundiert es aus Böden und gelangt als natürlicher Strahler in die Atmosphäre. Daneben ist der Mensch einer natürlichen Strahlung ausgesetzt, die ihren Ursprung im Weltraum hat und abgeschwächt durch die Atmosphäre die Erdoberfläche erreicht (Höhenstrahlung, kosmische Strahlung). Die ODL wird in der Messgröße Umgebungs-Äquivalentdosisleistung bestimmt und in der Einheit Mikrosievert pro Stunde angegeben. Die natürliche ODL bewegt sich in Deutschland je nach örtlichen Gegebenheiten zwischen 0,05 und 0,2 Mikrosievert pro Stunde. Einfluss natürlicher Prozesse auf ODL -Werte Die äußere Strahlenbelastung ist an einem Ort weitgehend konstant. Allerdings spiegeln sich zwei natürliche Prozesse sehr deutlich in den Messdaten wider. Kurzzeitige Erhöhungen bis auf etwa das Dreifache des natürlichen Pegels treten auf, wenn radioaktive Folgeprodukte des natürlich vorkommenden radioaktiven Gases Radon durch Niederschläge aus der Atmosphäre ausgewaschen und am Boden abgelagert werden. Durch eine geschlossene Schneedecke kann es dagegen zu einer deutlichen Absenkung der zuvor gemessenen ODL kommen, weil die Bodenstrahlung teilweise durch den Schnee abgeschirmt wird. Messdaten Sonde zur Messung der Ortsdosisleistung (ODL) Die ODL -Messsonde, die in der Regel in ein Meter Höhe über Grasboden aufgebaut ist, erfasst die Umgebungsstrahlung im Zehnminuten-Takt. Die Messdaten werden in der Regel im Stundentakt automatisch an die Messnetzknoten übertragen. Sie werden durch ein automatisches Prüfverfahren analysiert. Bei Auffälligkeiten wird arbeitstäglich manuell geprüft, ob eine Störung vorliegt. Defekte Messgeräte können auf diese Weise frühzeitig identifiziert und ausgetauscht werden. Wichtige Frühwarnfunktion Das ODL -Messnetz ist wichtig für die Notfallvorsorge. Die Sonden befinden sich rund um die Uhr im Messbetrieb. Zusätzlich zu der regelmäßigen Datenübertragung sind die Sonden mit einer Benachrichtigungsfunktion ausgestattet: Sie übertragen die Messdaten an die Datenzentralen des BfS , sobald die gemessene ODL an einer Stelle den festgelegten Schwellenwert überschreitet. Falls ein internes Frühwarnkriterium ausgelöst wird, prüfen Fachleute des BfS umgehend die eingegangenen Messdaten. So wird sichergestellt, dass eine Erhöhung der Strahlung unverzüglich bemerkt wird. Die Schwellenwerte berücksichtigen dabei den natürlichen örtlichen Untergrund, die statistischen Schwankungen des Messsignals sowie Veränderungen durch natürliche Umwelteinflüsse auf die Messdaten (zum Beispiel bei einer Schneebedeckung des Bodens). Vorsorge für den Notfallschutz - betroffene Gebiete schnell erkennen Im Notfall ermöglicht das ODL -Messnetz, eine erhöhte Radioaktivität in der Luft schnell zu erkennen. Betroffene Gebiete, in denen die ODL angestiegen ist, werden rasch erkannt. Bei Bedarf können die Sonden alle 10 Minuten abgefragt werden. Dadurch sind Fachleute des BfS in der Lage, die Ausbreitung einer radioaktiven Schadstoffwolke nahezu in Echtzeit verfolgen. Die Messdaten ermöglichen eine erste grobe Dosisabschätzung in den betroffenen Gebieten. Um auf alle Szenarien vorbereitet zu sein, gibt das installierte System die Höhe der ODL in einem extrem weiten Messwerte-Bereich von 0,05 Mikrosievert pro Stunde bis 5 Sievert pro Stunde an. Erweiterung des Messnetzes durch spektroskopierende Sonden ODL-Doppelsonde im deutschen Grenzgebiet vor den Kühltürmen des Schweizer Kernkraftwerks Leibstadt (links: spektroskopierende Sonde mit eingebautem Lanthanbromid-Detektor) Ungefähr 20 Messstellen wurden in der Umgebung kerntechnischer Anlagen mit zusätzlichen spektroskopierenden Sonden ausgestattet. Diese Sonden verwenden Lanthanbromid-Detektoren, die im 10-Minuten-Takt ein Spektrum der Gammastrahlung aufnehmen. Selbst bei einer geringfügig erhöhten Gamma-Ortsdosisleistung kann zeitnah die Art der erhöhten Strahlung ermittelt werden. Damit lässt sich die Frühwarnfunktion des Messnetzes verbessern. Im Notfall können diese Messstellen frühzeitig Erkenntnisse zum Nuklidgemisch einer Freisetzung liefern. Prognosemodelle Im Falle eines nuklearen Notfalls in Deutschland könnte das BfS mit Hilfe von Prognosemodellen auf der Basis von Wettervorhersagen und Freisetzungsprognosen ermitteln, wie sich eine radioaktive Wolke in den kommenden drei Tagen ausbreiten wird und welche Strahlenbelastung für Menschen und Umwelt in betroffenen Gebieten daraus resultieren kann. Im Einzelnen sind folgende Informationen wichtig: Welche Gebiete sind betroffen? Welche Radionuklide spielen eine Rolle und wie hoch sind die Aktivitäten in der Umwelt? Wie hoch sind in den betroffenen Gebieten die aktuelle und die zu erwartende Strahlenbelastung der Menschen? Die zuständigen Behörden von Bund und Ländern könnten dann schnell entscheiden, welche Maßnahmen notwendig sind, um die Bevölkerung vor den schädlichen Auswirkungen der Radioaktivität zu schützen. Daten des ODL -Messnetzes können in derartigen Situationen schnell mit den Ergebnissen dieser Prognoserechnungen verknüpft werden. Damit lässt sich in einer Notfallsituation erkennen, ob bereits empfohlene Schutz- und Vorsorgemaßnahmen ausreichen. Aktuelle Messwerte online ansehen https://odlinfo.bfs.de informiert über Radioaktivitätsmesswerte in Deutschland Auf der BfS -Internetseite ODL -Info werden Daten des Messnetzes regelmäßig veröffentlicht. Verfügbar ist eine interaktive Kartendarstellung mit den aktuellen Messdaten sowie Zeitreihendarstellungen für die Gamma-Ortsdosisleistung : Für jeweils eine Woche werden die aktuellsten, teilweise noch ungeprüften Einstunden-Mittelwerte der ODL dargestellt. Zusammen mit der Information des Niederschlagradar-Systems des Deutschen Wetterdienstes lassen sich niederschlagsbedingt erhöhte ODL -Werte erkennen. Für einen Jahreszeitraum werden Tagesmittelwerte dargestellt. Zeitreihen von Messstellen, die in höheren Lagen aufgebaut sind, zeigen im Winter oft durch Schnee reduzierte ODL -Werte. Weitere Messnetze in Deutschland Neben dem bundesweiten ODL -Messnetz des BfS bestehen weitere Messnetze zur Überwachung der Umweltradioaktivität: Rund um ihre kerntechnischen Anlagen betreiben die betroffenen Bundesländer Messnetze, die von den Betreibern der kerntechnischen Anlagen bezahlt werden. Die Kernkraftwerksfernüberwachungen (KFÜ) veröffentlichen Ihre Messwerte auf eigenen Internet Seiten. Die Messwerte der ODL -Sonden des BfS -Messnetzes, die sich im Nahbereich der kerntechnischen Anlagen befinden, gehen ebenfalls in die Datenbanken der Kernkraftwerksfernüberwachung ein. Andererseits gehen auch die Daten der Kernkraftwerksfernüberwachung in die ODL -Datenbank des BfS ein. Europäische Informationsplattform Alle Europäischen Staaten betreiben eigene Messnetze zur Überwachung der Umweltradioaktivität. In Artikel 35 des EURATOM -Vertrags der Europäischen Atomgemeinschaft werden Einrichtungen zur ständigen Überwachung des Bodens, der Luft und des Wassers auf ihre Radioaktivität vorgeschrieben. In allen Mitgliedsstaaten sind entsprechende Messnetze installiert, die ihre erhobenen Daten in die zentrale Datenbank der EU ( EURDEP , EUropean Radiological Data Exchange Platform ) schicken. Auf der Webseite des EURDEP -Servers werden diese Daten veröffentlicht. Das BfS betreibt den Sicherungsserver der EURDEP -Datenbank. Im Fall eines Unfalls im Ausland würden auch diese Messnetze wichtige Informationen über das Notfallereignis liefern. Stand: 13.04.2026
Zahlreiche Prozesse sind an der Entwicklung von Wolkensystemen unter leicht unterkühlten Bedingungen bis zu -10°C beteiligt. Das Zusammenspiel von Thermodynamik, Wasserdampf und Aerosolpartikeln steuert die Verteilung von Flüssigwasser und Eis, die Niederschlagsbildung und die Strahlungseigenschaften. Das Projekt PolarCAP zielt darauf ab, die komplexen Zusammenhänge aufzulösen, indem die Entwicklung der Eisphase unter leicht unterkühlten Bedingungen in einer thermodynamisch und aerosol-kontrollierten natürlichen Umgebung mittels Radarpolarimetrie und Spectral-Bin Modellierung untersucht wird. Zielobjekt der Studie sind flüssigwasserdominierte, unterkühlte stratiforme Wolken, die sich im Winter häufig im Temperaturbereich von -10 bis 0°C über dem Schweizer Plateau bilden. Im Rahmen des externen ERC-Forschungsprojekts CLOUDLAB werden Drohnen eingesetzt, um diese Wolken mit definierten Mengen verschiedener Arten von eisnukleierenden Partikeln, wie Silberjodid oder Snowmax, zu impfen. Die anschließend gebildete Eisphase und die Auflösung der Flüssigphase werden im Rahmen von CLOUDLAB mit Hilfe von In-situ-Messungen und einem Standardsatz von Fernerkundungsinstrumenten wie Lidar und LDR-Wolkenradar charakterisiert. Konkretes Ziel von CLOUDLAB ist, die 1- und 2-Momenten-Parametrisierungen der Eisphase des Wettervorhersagemodells ICON zu verbessern. PolarCAP wird mit dem CLOUDLAB-Projekt zusammenarbeiten, um diesen einzigartigen Datensatz durch die Anwendung modernster polarimetrischer Radar- und Lidar-basierter Fernerkundungstechniken zur Bestimmung der mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken sowie durch die Anwendung wolkenauflösender Spektral-Bin Modellierung zu verbessern und zu nutzen. Synergistische, mehrwellenlängen- und polarimetrische bodengebundene Fernerkundung mit scannendem Radar und Lidar wird eingesetzt, um den Übergang von unterkühlten flüssigen stratiformen Wolken in Mischphasenwolken zu beobachten. Begleitet von wolkenauflösenden Modellsimulationen und Radar-Forward-Operatoren wird PolarCAP die Entwicklung und die beteiligten mikrophysikalischen Prozesse zwischen -10 und 0°C erfassen. Die kombinierten Beobachtungen werden neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Kontakt- und Immersionsgefrieren, sekundärer Eisbildung und Eisvervielfachung liefern, indem Wolken in verschiedenen Temperaturregimen untersucht werden, von denen angenommen wird, dass sie entweder von spezifischen Eisphasenprozessen beeinflusst bzw. unbeeinflusst sind. PolarCAP wird das derzeitige Verständnis wolkenmikrophysikalischer Prozesse und deren Darstellung in atmosphärischen Modellen herausfordern und die wolkenauflösende Modellierung und deren Kopplung an Radarvorwärtsoperatoren vorantreiben. Insgesamt wird PolarCAP Fortschritte in unseren Fähigkeiten erzielen, die Effizienz verschiedener eisbildender Substanzen besser einschätzen zu können und die Zeitskalen von mikrophysikalischen Prozessen und dem Lebenszyklus von Stratusbewölkung zu verknüpfen.
Die Dynamik von Planktongemeinschaften wird durch Einflussfaktoren, die von unten nach oben (Wasserphysik und Chemie) und von oben nach unten (natürliche Feine) wirken, kontrolliert. Die relative Bedeutung und Richtung dieser Effekte auf die Zusammensetzung der Taxa sowie die relative Abundanz sind in natürlichen Gemeinschaften jedoch nicht hinreichend belegt: Sie variieren in Zeit und Raum und hängen auch von physiologischen und ökologischen Wechselwirkungen ab, die durch verschiedene Merkmale beeinflusst werden. Ziel dieses Projektes ist es, die Auswirkungen interagierender Kontrollen (z.B. Temperatur, Verwirbelung, Nährstoffversorgung, Identität von Weidegängern, Dichte und Beuteauswahl) auf Phytoplankton in Seen innerhalb taxonomischer und größenbasierter Kategorien zu quantifizieren, um merkmalbasierte theoretische und datenbasierte Modelle (neu) zu entwickeln, die eine genaue Prognose zu Veränderungen in Plankton-Nahrungsnetzen und somit von Ökosystemprozessen und -dienstleistungen über Umweltgradienten in Raum und Zeit ermöglichen. Dieses Projekt beinhaltet drei miteinander verbundene Arbeitspakete: 1) Anwendung neuer Methoden für In-situ-Monitoring, 2) Datenanalyse (Erforschung von Mustern, Hypothesenüberprüfung und Analyse von Einflussfaktoren), und 3) merkmalbasierte Modellierung (Entwicklung und Überprüfung von Theorien, Prognosen über Raum und Zeit). Dieses Projekt wird Unterwasseraufnahmen als neues Werkzeug für Forschung und routinemäßiges Monitoring evaluieren. Durch die gewonnenen Daten werden wir mittels merkmalbasierter Rahmenbedingungen in der Lage sein, Konzepte und Theorien in der Gemeinschaftsökologie zu präzisieren, insbesondere darüber, wie Chemie und Physik sowie die Wechselbeziehungen zwischen den Arten die Dynamik von Phytoplanktongemeinschaften über Zeit und Raum beeinflussen können. Das quantitative Verständnis von Einflussfaktoren und Mechanismen, die in der Gemeinschaft die Struktur und Abundanz steuern, wird uns Prognosen über Veränderungen in der Biodiversität von Plankton über Umweltgradienten und Algenblüten ermöglichen.
Die Beobachtungsflaechen des Bodenanalyseprogramms sollen fuer eine biologische Umweltkontrolle ergaenzt und fortgefuehrt werden. Zur Erfassung der Schadstoffbilanz sind auf 4 Versuchsflaechen Vitalitaetsrueckgang, Wachstumsverlust und Kohlendioxidaustausch zu messen. Durch regelmaessige Untersuchungen sind Entwicklungstrends der Bodenfauna und Krautflora hinsichtlich Struktur und floristischer Zusammensetzung zu erfassen. Durch die Langzeitaufnahme soll der Schritt zur Vorhersage kuenftiger Entwicklungen getan werden. Es werden Aussagen erwartet ueber die Reaktion der Waldbestaende auf geaenderte Luftschadstoffgehalte.
Die Reaktion von Böden auf erosionsbedingte Störungen ist eine der großen Unsicherheiten bei der Vorhersage von zukünftigen Treibhausgasflüssen von Böden zur Atmosphäre in Erdsystemmodellen. Das tropische Afrika ist dabei ein wichtiger globaler Hotspot von Klima- und Landnutzungswandel. Schnell wachsende Bevölkerung, Abholzung der Primärwälder zur Schaffung von Ackerflächen sowie die damit einhergehende Bodendegradation stellen die Region vor große Herausforderungen. Es wird erwartet, dass dort noch in diesem Jahrhundert bedeutende Änderungen sowohl in Bezug auf biogeochemische Kreisläufe in Böden, als auch den Fluss von Kohlenstoff (C) zwischen Boden, Vegetation und der Atmosphäre auftreten werden. Da sich der Großteil unseres Prozessverständnisses des Kohlenstoffzyklus aus den Klimazonen der mittleren Breiten ableitet, ist unklar wie sich die Kohlenstoffdynamik in den Tropen entwickeln wird. Es ist wichtig, diese Wissenslücke zu füllen, da tropische Ökosysteme Dienstleistungen von globaler Bedeutung übernehmen, wie zum Beispiel der Kohlenstoffspeicherung in Pflanzen und Böden, Biomasseproduktion und letztlich Lebensmittelversorgung der Region. Ziel des vorgeschlagenen Projektes TROPSOC ist es daher ein mechanistisches Verständnis der Kohlenstoffsequestrierung und -mineralisierung in Böden des tropischen Afrikas zu entwickeln. Die Studienflächen im östlichen Bereich des Kongo-Einzugsgebietes bieten eine einzigartige Kombination aus geologisch unterschiedlichem Ausgangsmaterial für die Bodenbildung und verschiedenen Ebenen der Störung durch den Menschen, welche unter tropisch-feuchtem Klima stattfindet. TROPSOC wird wesentlich dazu beitragen, die folgenden Fragen zu beantworten: 1. Wie werden sich Kohlenstoffflüsse und -speicherung in tropischen Systemen zwischen Böden, Pflanzen und der Atmosphäre entwickeln und unterscheiden mit Bezug auf die Steuerungsfaktoren: Geologie, Boden, Störungen durch den Menschen und Topographie? 2. Wie beeinflusst die Biogeochemie von tropischen Böden die Schwere der erosiven Störung des tropischen Kohlenstoffzyklus? 3. Wie kann man die Kontrollmechanismen der Bodenkohlenstoffdynamik in einer räumlich expliziten Weise modellieren? TROPSOC wird maßgeblich zum besseren Verständnis der Faktoren beitragen, welche die räumliche Verteilung und zeitliche Dynamik von organischen Kohlenstoff in tropischen Böden steuern. TROPSOC wird Daten und Modelle erzeugen welche die Lücke zwischen lokalem Prozessverständnis und großräumlicher Modellierung des Kohlenstoffzyklus in tropischen Böden schließt. Dies wird letztlich dazu beitragen, die Unsicherheit im Zusammenhang mit terrestrischen Kohlenstoffflüssen und der Reaktion von Böden auf Störungen zu reduzieren, was eines der größten Probleme in aktuellen Erdsystemmodellen und bei der Beurteilung von Ökosystemdienstleistungen darstellt.
Die Atmosphäre und die Vegetation der Erdoberfläche beeinflussen sich gegenseitig durch bidirektionale Austauschprozesse. Modelle zur Wetter- und Klimavorhersage basieren auf einem mechanistischen Verständnis dieser Interaktionen. Die Vorhersagen und die grundlegenden Theorien funktionieren allerdings nur im Falle einer gut durchmischten (turbulenten) atmosphärischen Grenzschicht. Wenn jedoch stabile atmosphärische Bedingungen vorherrschen, wie typischerweise nachts der Fall, dann sind die bisherigen Theorien nicht ausreichend, um zuverlässige Vorhersagen zu treffen. Um oberflächennahe turbulente Austauschprozesse während stabiler atmosphärischer Schichtung mechanistisch zu verstehen und neue Theorien zu entwickeln, sind zunächst neuartige Mess- und Analyse-Methoden notwendig. Ziel dieses Projekts ist die Beobachtung und Charakterisierung von oberflächennahen Prozessen in der stabilen atmosphärischen Grenzschicht durch eine neuartige Kombination von Mess- und Analysemethoden. Mit einem hochauflösenden in-situ Messkubus (20x20x5m), der sich innerhalb eines größeren mittels Fernerkundung überwachten Raumes (500x500x1000m) befindet, können Bewegung und Strukturen von Temperatur gleichzeitig in Raum und Zeit erfasst werden. Dieser skalenübergreifende Ansatz erlaubt es, nicht-periodische, nicht gut gemischte und räumlich heterogene Bewegungen der Luft nahe der Erdoberfläche zu erfassen. Die gewonnenen Daten werden mittels neuester stochastischer Auswerteverfahren analysiert, um die (nicht-)turbulenten Bedingungen und deren Durchmischung zu charakterisieren. Der wissenschaftliche Gewinn des Projektes liegt in einem wegweisenden innovativen Ansatz, um Modelle in den Bereichen Strömungsmechanik und Erd-System Wissenschaften zu validieren, und so zu einem verbesserten Verständnis unseres Lebensraums, der Schnittstelle zwischen Land und Atmosphäre, zu führen.
Enhanced Geothermal Systems (EGS) zielen darauf ab, die in der Erdkruste gespeicherte Wärme durch zirkulierende Flüssigkeiten zwischen Injektions- und Produktionsbohrlöchern zu extrahieren. Ideale Bedingungen finden sich typischerweise in Formationen in einer Tiefe von 2 bis 5 km, in denen die Durchflussrate für kommerzielle geothermische Anlagen nicht ausreicht und in denen die Temperaturen hoch sind (d. H. >> 100 ° C). Daher ist die Hochdruck-Flüssigkeitsinjektion, die als hydraulische Stimulation bekannt ist, eine allgemein angewandte Technik, um ein verbundenes Bruchnetzwerk zu erzeugen, das die Flüssigkeitszirkulation erleichtert. Die hydraulische Stimulation geht typischerweise mit einer induzierten Seismizität einher, die von der Öffentlichkeit wahrgenommen werden kann und sogar Schäden verursacht. Das Ziel dieses Projekts ist es, ein grundlegendes Verständnis der induzierten Seismizität in gebrochenen Gesteinen zu vermitteln, das die Fähigkeit verbessert, das seismische Risiko vorherzusagen und zu kontrollieren. Dieses Projekt geht von der Hypothese aus, dass die Seismizität gemeinsam durch die Bruchnetzgeometrie und die aktivierten thermo-hydromechanischen (THM) Prozesse in geologischen Systemen gesteuert wird. Wir werden Discrete Fracture Networks (DFN) anwenden, um die strukturellen Diskontinuitäten darzustellen und die THM-Prozesse mit hoher Auflösung zu modellieren. Dieses Projekt verwendet die Datensätze aus kleinen (Dekameter-) Stimulationsexperimenten am Grimsel-Teststandort in der Schweiz und modernste numerische Modelle, um Folgendes zu erreichen: 1) Testen Sie die Wirksamkeit hochauflösender Modelle zur Erfassung der seismische, hydraulische und mechanische Prozesse, die mit kleinen Experimenten beobachtet wurden; 2) Verknüpfung der geometrischen Attribute eines Bruchnetzwerks (wie Intensität, Konnektivität, Länge und räumliche Verteilung) mit der räumlichen, zeitlichen und Größenverteilung der induzierten Seismizität; 3) ein neuartiges Prognosemodell für die maximal mögliche Größe vorschlagen und testen, das die gemeinsamen Auswirkungen von Multiphysikprozessen berücksichtigt, die unter standortspezifischen geologischen Bedingungen und Betriebsbedingungen dominieren; 4) Bewertung der Hochskalierung der hochauflösenden DFN-Modelle im kleinen Maßstab (Dekameter), um die Experimente im Reservoir-Maßstab (Kilometer) zu simulieren. Dieses Forschungsprojekt ist neu in der Behandlung der durch Injektion induzierten Seismizität durch hochauflösende physikbasierte Modelle und hochwertige Datensätze, die aus einzigartigen In-situ-Experimenten abgeleitet wurden. Die vorgeschlagene Forschung hat erhebliche Auswirkungen auf die Förderung der Übergangspolitik hin zu einer Versorgung mit erneuerbaren Energien und trägt dazu bei, unser Wissen über die Auslösemechanismen induzierter Erdbeben zu erweitern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 3435 |
| Europa | 35 |
| Global | 1 |
| Kommune | 33 |
| Land | 278 |
| Weitere | 19 |
| Wirtschaft | 52 |
| Wissenschaft | 1720 |
| Zivilgesellschaft | 58 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 3412 |
| Mitmachportal | 1 |
| Text | 48 |
| unbekannt | 21 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 60 |
| Offen | 3424 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 3166 |
| Englisch | 704 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Bild | 12 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 56 |
| Keine | 1985 |
| Multimedia | 1 |
| Webseite | 1467 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2415 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2846 |
| Luft | 2318 |
| Mensch und Umwelt | 3485 |
| Wasser | 2023 |
| Weitere | 3453 |