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Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung

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

Emmy Noether-Nachwuchsgruppen, Tropische Bodenkohlenstoffdynamik im Bezug zur Variabilität von Bodengeochemie und Landnutzung entlang erosiver Störungsgradienten (TropSOC)

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.

Effekt des Klimawandels auf die Bodenatmung

Die Vorhersage der Kohlenstoff(C)bilanz von Wäldern bei geänderten Klimabedingungen ist eine komplexe Aufgabe. Es bedarf des Verständnisses des Abbaus der organischen Substanz (SOM) im Boden wie etwa der Temperatur- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit und der Substratqualität für Bodenmikroorganismen. Für eine Abschätzung der künftigen C-Speicherung in Waldökosystemen ist die Kenntnis der langfristigen Entwicklung des organischen Boden-Kohlenstoffvorrats entscheidend. Erhöhte Bodentemperaturen ermöglichen den Bodenmikroorganismen die organische Substanz schneller abzubauen. Das führt zu einer erhöhten Freisetzung von Bodenkohlenstoff in Form von CO2 (Bodenatmung). Sobald der leicht abbaubare Bodenkohlenstoff verbraucht ist, kann sich der temperaturbedingte Anstieg der Bodenatmung längerfristig wieder abschwächen. Die Rolle der Bodenmikroorganismen in diesem Zusammenhang ist noch nicht geklärt. So würde eine Verschiebung von einer bakterien-dominierten Gemeinschaft zu einer pilz-dominierten Gemeinschaft den Umsatz schwer abbaubaren organischen Materials fördern und den Effekt einer Erwärmung auf die CO2-Emission verstärken. Andererseits kann die physiologische Anpassung von Mikroorganismen an geänderte Umweltbedingungen den Temperatureffekt abschwächen. Eine weitere Unsicherheit ist die mikrobielle Aktivität im Winter und die damit verbundene CO2-Ausgasung aus dem Boden. Gerade in wenig produktiven Bergwäldern stellt die winterliche CO2-Emission einen beträchtlichen Teil des C-Flusses des ganzen Jahres dar. Neben der Bodentemperatur wirken sich auch Veränderungen der Niederschlagsmenge bzw. der zeitlichen Verteilung des Niederschlags unmittelbar auf den Bodenkohlenstoff-Umsatz aus. Klimasimulationen sagen für das Untersuchungsgebiet trockenere Sommer, mehr Niederschlag im Winter und eine Verlängerung der Schneedeckendauer vorher. Diese Effekte könnten den stimulierenden Effekt des Temperaturanstieges auf die Bodenatmung abschwächen. In unserer Studie soll ein bereits bestehendes Bodenerwärmungsexperiment adaptiert werden um die CO2-Emissionen aus dem Boden unter verschiedenen Niederschlagsszenarien auf Kontrollflächen und Erwärmungsflächen zu messen. Während der Vegetationsperiode beträgt die Temperaturerhöhung auf den Erwärmungsflächen konstante 3 C. Mit einer Dachkonstruktion soll im Sommer temporär eine Dürreperiode erzeugt werden. Erhöhter Niederschlag im Spätwinter wird durch Schneezugabe auf die Versuchsflächen simuliert. Die bestehende Versuchsanordnung ermöglicht die Unterscheidung zwischen autotropher und heterotropher Bodenatmung. Die Organismen, die für die heterotrophe Atmung zuständig sind, werden mit molekularen Methoden der Mikrobiologie untersucht. Die Ergebnisse des Experiments werden zeigen, ob die Böden von Bergwäldern in einer wärmeren Umwelt eine potentielle Quelle oder doch eine Senke von C sind. usw.

Experimentelle Anwendung und Erweiterung von Werkzeugen zur prädiktiven Züchtung in Kartoffel, Teilvorhaben 4: Materialentwicklung, Feldversuchsdurchführung und Implementierung sensorgestützter Phänotypisierungsmethoden (BNA)

Kartoffelstärke kann sehr vielseitig eingesetzt werden und ist ein wichtiger Baustein der Nationalen Bioökonomie-Strategie Deutschlands. Im Vergleich zu überwiegend monogen vererbten Merkmalen wie manchen Krankheitsresistenzen sind quantitative Merkmale wie der Knollen- oder Stärkeertrag züchterisch schwieriger zu bearbeiten. Autotetraploidie, geringer Vermehrungskoeffizient und eine Vielzahl relevanter Selektionsmerkmale mindern den Zuchtfortschritt in quantitativen Merkmalen bei Kartoffeln zusätzlich. Verfahren der prädiktiven Züchtung wie genomische Selektion versprechen daher einen großen Nutzen in der Kartoffelzüchtung. In der vorausgegangenen Projektphase (PotatoTools) wurden genomische und statistische Werkzeuge zur prädiktiven Stärkekartoffelzüchtung aber auch erste Vorhersagemodelle entwickelt. Das Hauptziel des vorliegenden Vorhabens ist es nun, unter Nutzung der bereits entwickelten genomischen Ressourcen wesentliche Fragen zum Einsatz prädiktiver Verfahren in der Kartoffelzüchtung zu beantworten. Im Detail planen wir die (i) Erhöhung der Repräsentativität des Sets an strukturellen Genomvarianten durch Erweiterung des Resequenzierungspanels, (ii) Abschätzung der Genauigkeit der Leistungsvorhersage über Materialgruppen unterschiedlichen Verwandtschaftsgrads hinweg sowie der Genauigkeit der Vorhersage von Populationsmittel und Spaltungsvarianz, (iii) Evaluation der Vorhersagegenauigkeit von spektroskopisch erfassten Prädiktoren vgl. zu molekulargenetischen Prädiktoren und (iv) Optimierung von Kartoffelzüchtungsprogrammen hinsichtlich des genutzten Züchtungsschemas und der idealen Balance zwischen kurz- und langfristigem Selektionsgewinn. Mit dem in diesem Projekt gewonnen Wissen wird die prädiktive Züchtung für quantitativ vererbte Merkmale der Kartoffel weiter verbessert sowie für den routinemäßigen Einsatz vorbereitet werden.

GWO: GwGleichen [mNN]

Die Kenntnis über die Lage der Grundwasseroberfläche (GWO) ist für viele Fragestellungen im Rahmen von Standortbewertungen hilfreich. Ihr Nachweis ist nur punktuell an Grundwassermessstellen oder anderen geeigneten Grundwasseraufschlüssen möglich. In der Fläche, vor allem landesweit, sind prognostische Abschätzungen möglich. $Absatz$ Für Rheinland-Pfalz wurde durch Einsatz eines stationären Grundwasserströmungsmodells landesweit eine Abschätzung zur mittleren Höhenlage der Grundwasseroberfläche rechnerisch vorgenommen. Gleichzeitig ist damit die Darstellung von Grundwassergleichen möglich. In Verbindung mit dem topografischen Höhenmodell liegt somit auch ein Prognosemodell mittlerer Flurabstände, d.h. einer gemittelten Tiefenlage der Grundwasseroberfläche unterhalb der Geländeoberfläche, vor. Aufgrund der sehr unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Auflösung der verwendeten Eingangsdaten, ihrer unterschiedlichen Skalierung sowie nicht kongruenter Zeitfenster der Datensätze haben die Modellergebnisse lediglich einen stark vereinfachenden, prognostischen Charakter. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass saisonal bedingte Grundwasserschwankungen – vor allem in den Festgesteinen – mehrere Meter betragen können. Darüber hinaus sind seit etwa 2003 in vielen Regionen sinkende Grundwasserstände zu beobachten. Trotz dieser Einschränkungen geben die Modellergebnisse jedoch wichtige orientierende Hinweise im Gebietsmaßstab.$Absatz$ Weiterführende Erläuterungen zur Vorgehensweise und Methodik bei der Abschätzung der Grundwasseroberfläche in Rheinland-Pfalz finden sich in der <a href='https://www.lgb-rlp.de/landesamt/organisation/abteilunggeologie/referat-hydrogeologie/hydrogeologische-projekte.html' target='_blank'>Projektbeschreibung</a>.$Absatz$ Die dargestellten Einschätzungen zu Grundwasseroberfläche, Flurabstand und Grundwassergleichen ersetzen nicht standortbezogene Vor-Ort-Untersuchungen.

GWO: GwOberfläche [mNN]

Die Kenntnis über die Lage der Grundwasseroberfläche (GWO) ist für viele Fragestellungen im Rahmen von Standortbewertungen hilfreich. Ihr Nachweis ist nur punktuell an Grundwassermessstellen oder anderen geeigneten Grundwasseraufschlüssen möglich. In der Fläche, vor allem landesweit, sind prognostische Abschätzungen möglich.$Absatz$ Für Rheinland-Pfalz wurde durch Einsatz eines stationären Grundwasserströmungsmodells landesweit eine Abschätzung zur mittleren Höhenlage der Grundwasseroberfläche rechnerisch vorgenommen. Gleichzeitig ist damit die Darstellung von Grundwassergleichen möglich. In Verbindung mit dem topografischen Höhenmodell liegt somit auch ein Prognosemodell mittlerer Flurabstände, d.h. einer gemittelten Tiefenlage der Grundwasseroberfläche unterhalb der Geländeoberfläche, vor.$Absatz$ Aufgrund der sehr unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Auflösung der verwendeten Eingangsdaten, ihrer unterschiedlichen Skalierung sowie nicht kongruenter Zeitfenster der Datensätze haben die Modellergebnisse lediglich einen stark vereinfachenden, prognostischen Charakter. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass saisonal bedingte Grundwasserschwankungen – vor allem in den Festgesteinen – mehrere Meter betragen können. Darüber hinaus sind seit etwa 2003 in vielen Regionen sinkende Grundwasserstände zu beobachten. Trotz dieser Einschränkungen geben die Modellergebnisse jedoch wichtige orientierende Hinweise im Gebietsmaßstab.$Absatz$ Weiterführende Erläuterungen zur Vorgehensweise und Methodik bei der Abschätzung der Grundwasseroberfläche in Rheinland-Pfalz finden sich in der <a href='https://www.lgb-rlp.de/landesamt/organisation/abteilunggeologie/referat-hydrogeologie/hydrogeologische-projekte.html' target='_blank'>Projektbeschreibung</a>.$Absatz$ Die dargestellten Einschätzungen zu Grundwasseroberfläche, Flurabstand und Grundwassergleichen ersetzen nicht standortbezogene Vor-Ort-Untersuchungen.

GWO: GwFlurabstand [m]

Die Kenntnis über die Lage der Grundwasseroberfläche (GWO) ist für viele Fragestellungen im Rahmen von Standortbewertungen hilfreich. Ihr Nachweis ist nur punktuell an Grundwassermessstellen oder anderen geeigneten Grundwasseraufschlüssen möglich. In der Fläche, vor allem landesweit, sind prognostische Abschätzungen möglich.$Absatz$ Für Rheinland-Pfalz wurde durch Einsatz eines stationären Grundwasserströmungsmodells landesweit eine Abschätzung zur mittleren Höhenlage der Grundwasseroberfläche rechnerisch vorgenommen. Gleichzeitig ist damit die Darstellung von Grundwassergleichen möglich. In Verbindung mit dem topografischen Höhenmodell liegt somit auch ein Prognosemodell mittlerer Flurabstände, d.h. einer gemittelten Tiefenlage der Grundwasseroberfläche unterhalb der Geländeoberfläche, vor. $Absatz$ Aufgrund der sehr unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Auflösung der verwendeten Eingangsdaten, ihrer unterschiedlichen Skalierung sowie nicht kongruenter Zeitfenster der Datensätze haben die Modellergebnisse lediglich einen stark vereinfachenden, prognostischen Charakter. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass saisonal bedingte Grundwasserschwankungen – vor allem in den Festgesteinen – mehrere Meter betragen können. Darüber hinaus sind seit etwa 2003 in vielen Regionen sinkende Grundwasserstände zu beobachten. Trotz dieser Einschränkungen geben die Modellergebnisse jedoch wichtige orientierende Hinweise im Gebietsmaßstab.$Absatz$ Weiterführende Erläuterungen zur Vorgehensweise und Methodik bei der Abschätzung der Grundwasseroberfläche in Rheinland-Pfalz finden sich in der <a href='https://www.lgb-rlp.de/landesamt/organisation/abteilunggeologie/referat-hydrogeologie/hydrogeologische-projekte.html' target='_blank'>Projektbeschreibung</a>.$Absatz$ Die dargestellten Einschätzungen zu Grundwasseroberfläche, Flurabstand und Grundwassergleichen ersetzen nicht standortbezogene Vor-Ort-Untersuchungen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Einwanderungswahrscheinlichkeit invasiver Großalgen in die Antarktis: Invasivität vs. Invasibilität

Durch stetig zunehmende globalisierte Verkehrsströme und den Klimawandel steigt auch weltweit die Problematik von Bio-Invasionen. Nicht jede Art, welche in eine neue Umgebung gelangt, verhält sich zwangsläufig als Invasor, zumindest nicht solange die natürlichen Mechanismen der Ausbreitungskontrolle noch wirksam sind. Die Invasivität einer Art wird durch ihre biologischen Charakteristika bestimmt (z.B. physiologische Toleranz, Reproduktionsstrategien). Die Invasibilität einer Region ist hingegen durch ihre physiko-chemischen (z.B. Klima und Beschaffenheit von Siedlungssubstrat) und biologischen (z.B. Anwesenheit von Fraßfeinden oder Konkurrenten) Rahmenbedingungen definiert. Invasive Großalgen haben das Potential, die Struktur und Funktion von Küstensystemen nachhaltig zu schädigen, oftmals verbunden mit einem dramatischen Rückgang der lokalen Biodiversität. Zur Einschleppung invasiver Großalgen in antarktische Küstengewässer liegen derzeit noch keine Berichte vor. Unterstützt durch den Klimawandel (verbunden mit Temperaturanstieg, aber auch mit einer Abschwächung des antarktischen Zirkumpolarstroms) und durch fortwährend ansteigenden touristischen wie wissenschaftlichen Schiffsverkehr in der Antarktis, nimmt die Wahrscheinlichkeit einer Invasion jedoch stetig zu. Drei Arten von Großalgen etablierten sich kürzlich in der Region von Patagonien bis Feuerland und sind mögliche Kandidaten für eine weitere Ausbreitung bis in die Antarktis. Durch einen experimentellen ökophysiologischen Ansatz (um die Invasivität zu bestimmen) kombiniert mit Habitatkartierungen und Klimadaten (zur Charakterisierung der Invasibilität) werden wir Vorhersagemodelle zur zukünftigen geographischen Verbreitung dieser drei Arten erstellen. Damit wird dieses Projekt die Wahrscheinlichkeit der weiteren Ausbreitung von Großalgen, welche sich kürzlich in Patagonien und Feuerland etabliert haben, bis zu den Südshetland-Inseln und der westlichen antarktischen Halbinsel bestimmen. Als finales Produkt werden wir eine Vorhersage-Karte zur Etablierung neuer Arten von Großalgen an der westlichen antarktischen Halbinsel erstellen. Das Projekt leistet somit bedeutsame Beiträge zu zwei der übergreifenden inter-disziplinären Themenkomplexe innerhalb des Schwerpunktprogramms 1158 Antarktisforschung: Verknüpfung mit niederen Breiten (Gateway to lower latitudes) und Reaktionen auf den Umweltwandel (Response to environmental change).

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), Einfluss von Jet-Front Systemen in der oberen Troposphäre auf die mesoskalige Struktur der Tropopauseninversionsschicht und Stratosphären-Troposphären Austausch (MESO-TIL)

Der vorliegende Antrag ist der HALO Mission WISE zuzuordnen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Bildung der Tropopauseninversionsschicht (TIL) und deren Einfluss auf Stratosphären-Troposphären Austausch (STE) auf der Mesoskala. Diesem Projekt dienen idealisierte Studien der TIL in baroklinen Lebenszyklen als Grundlage. Die Hauptziele sind dabei die Überprüfung der Ergebnisse der idealisierten Studien zur TIL Bildung genauso wie ein erweitertes Verständnis der Prozesse, die zum STE auf der Mesoskala beitragen. Dabei soll auf drei wissenschaftliche Fragestellungen genauer eingegangen werden: (1) Wie stark schwankt die TIL in ihrem Auftreten über dem Nordatlantik, vor allem im Bereich barokliner Lebenszyklen und im Bereich von STE? (2) Welche Prozesse liefern den größten Beitrag zur TIL auf der Mesoskala und welchen Einfluss hat dies auf STE? (3) Wie groß ist der Beitrag von klein-skaligen Wellen in der unteren Stratosphäre auf die TIL Bildung und die Ausdehnung der extratropischen Mischungsschicht? Eine Kombination von Methoden wird verwendet werden um diese Fragen zu beantworten. Analysedaten des EZMW werden zusammen mit Lagrangeschen Methoden benutzt, um die TIL und STE über dem Nordatlantik zu untersuchen. Der Nordatlantik ist das Gebiet, das auch während WISE untersucht werden soll. Darüber hinaus sollen für WISE hoch aufgelöste Modellsimulationen mit dem neuen numerischen Wettervorhersagemodell ICON durchgeführt werden. Dabei sollen zum einen die Beiträge diverser Prozesse auf die Bildung der TIL am Beispiel von realen Zyklonen und Antizyklonen untersucht werden. Des Weiteren sollen die Modelldaten zusammen mit Beobachtungsdaten verwendet werden um den Einfluss der TIL und von klein-skaligen Wellen auf die vertikale Ausdehnung der extratropischen Mischungsschicht zu bestimmen.

Stratosphärische Wasserdampf Simulationen: Von den Polarregionen zur Tropischen Tropopause

Wasserdampf ist das wichtigste natürliche Treibhausgas. Änderungen in der stratosphärischen Wasserdampfkonzentration und dessen Verteilung können den Strahlungshaushalt und die Oberflächentemperaturen der Erde beeinflussen und sich auf die Chemie der Stratosphäre auswirken. Wasser ist außerdem ein zentraler Bestandteil polarer Stratosphärenwolken (PSCs), die eine Schlüsselrolle beim Ozonabbau über den Polarregionen spielen. In der untersten Stratosphäre (LMS) können Zirrus Wolken wichtige Effekte in Bezug auf Chemie und Strahlung hervorrufen und dennoch sind deren Bildungsmechanismen noch weitgehend unbekannt. Dabei reagiert gerade die Region um die Tropopause besonders empfindlich auf kleinste Veränderungen in der Wasserdampfkonzentration und ein detailliertes Verständnis mikrophysikalischer Wolkenprozesse ist daher eine wichtige Voraussetzung für zuverlässige Klimaprognosen. Im Rahmen des Projektes 'Stratosphärische Wasserdampf Simulationen: Von den Polarregionen zur Tropischen Tropopause' werden vor dem Hintergrund einer verbesserten Repräsentation in globalen Simulationen (i) Ausfrierprozesse im tropischen Tropopausenbereich (TTL), (ii) Zirren in der LMS über den mittleren Breiten sowie (iii) PSCs und deren Auswirkungen auf den polaren Ozonverlust untersucht. Eine Vielzahl neuer Messungen und Studien zu PSCs hat das konventionelle Verständnis einzelner Bildungsmechanismen hinterfragt. Die verschiedenen Wege der Nukleation sollen im Hinblick auf ihr Potential zur Chloraktivierung quantifiziert werden, um so verfeinerte Vorhersagen zur Erholung der Ozonschicht zu erreichen. Ein Hauptziel des vorliegenden Projektes soll außerdem die Erforschung stratosphärischer Zirren, sowohl in den mittleren Breiten, als auch in der TTL bilden. Der Beitrag von Zirrus Wolken zum Strahlungshaushalt hängt stark von der Größenverteilung und damit von der Nukleationsrate der Eispartikel ab und bleibt weiterhin ein hoher Unsicherheitsfaktor in Klimavorhersagen. Darüber hinaus gilt es die Dehydrierung aufsteigender Luftmassen durch die TTL besser zu verstehen. Das Chemisch Langrangesche Modell der Stratosphäre (CLaMS), das am Forschungszentrum Jülich entwickelt wurde, ermöglicht eine präzise Modellierung von Dehydrierung und Denitrifizierung, Prozesse die sowohl die Ozonzerstörung beeinflussen als auch die Zusammensetzung der Stratosphäre kontrollieren. In Kombination mit hochaufgelösten in-situ Messungen und globalen Satellitendaten soll die Mikrophysik stratosphärischer Eiswolken in einzigartiger Weise untersucht werden. Eine Kopplung des Lagrangeschen Transportschemas in CLaMS mit dem Klimamodell EMAC ermöglicht es, die Auswirkungen von Veränderungen im stratosphärischen Wasserdampf auf Temperaturen an der Erdoberfläche zu untersuchen. Damit trägt dieses Projekt entscheidend zu einem verbesserten Verständnis der Schlüsselprozesse bei, die Schwankungen und Trends im stratosphärischen Wasserdampf und die dekadische Variabilität im Klimaantrieb bestimmen.

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