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Wissensbasierte Maßnahmen für den nachhaltigen Pflanzenschutz zur langfristigen Erhaltung der Peronospora-Resistenz in pilzwiderstandsfähigen Rebsorten, Teilprojekt B

GIS-Datensatz zur primären Mächtigkeit des z2Na im Norddeutschen Becken

Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) wurde von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) im Rahmen einer bestehenden Zusammenarbeitsvereinbarung (BGE & BGR 2018. Vereinbarung über die Zusammenarbeit zwischen der BGE und der BGR. Peine, Hannover: Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE), Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 22. August 2018) mit dem Arbeitspaket „Datenbasis zu Salzstrukturen, Variabilitätsstudie und Entwicklung einer Prognosemethode zum Internbau von Salzstrukturen“ (AP-Nr.: 9S 2022020000) beauftragt, methodische Ansätze für die Prognose des Internbaus von Salzstrukturen zu entwickeln. Im Rahmen dieser Arbeiten wurden gut erkundete Salzstrukturen hinsichtlich ihres Internbaus eingehend untersucht und geologischen Faktoren, die zur Entstehung des Internbaus geführt haben, wurden daraus abgeleitet. Mit der entwickelten Methode können die nach Standortauswahlgesetz (StandAG) durch BGE ermittelten 60 Teilgebiete in Steinsalz in steiler Lagerung systematisch hinsichtlich ihrer geologischen Voraussetzungen für das Auffinden hinreichend großer Wirtsgesteinsbereiche mit Barrierewirkung (WbB) bewertet werden. Ein geologischer Faktor, der zur Bewertung der Komplexität des Internbaus von Salzstrukturen herangezogen werden kann, ist die primäre Steinsalzmächtigkeit. Die Datenlage für eine belastbare Prognose der räumlichen und anteiligen Verteilung des Steinsalzes innerhalb von Salzstrukturen des Norddeutschen Beckens (NDB) ist derzeit noch unzureichend. Um diesen geologischen Faktor für alle 60 Teilgebiete in Steinsalz in steiler Lagerung bewerten zu können, bedurfte es daher einer Kartengrundlage zum NDB mit regional spezifischen Angaben zur Primärmächtigkeit des Steinsalzes der Staßfurt-Formation (z2Na). Der Datensatz enthält die im Rahmen des genannten Arbeitspaketes erstellten Raster-Daten zum Norddeutschen Becken (NDB) mit regional spezifischen Angaben zur Primärmächtigkeit des Steinsalzes der Staßfurt-Formation (z2Na) sowie ergänzenden Berechnungszwischenschritten in drei File-Geodatebases (.gdb). Auf Basis eines aufgearbeiteten kompilierten Basisdatensatzes wurden durch vier unabhängige Bearbeitende unterschiedliche Modelle entwickelt, aus denen ein präferiertes Modell sowie Spannweite, Median, Minimal-, Maximal- und Mittelwert aller Modelle definiert wurden. Weitere Informationen sind dem Bericht (Jähne-Klingberg, F. et al. 2026. Erstellung einer Übersichtsdarstellung zur primären Mächtigkeitsverteilung des Staßfurt-Steinsalzes (z2Na) im Norddeutschen Becken. Kurzstudie. Hannover: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 16. März 2026 und der Readme des Datensatzes zu entnehmen.

Mikroprozessorgesteuertes Prognosesystem zum Wachstum von Pilzen in Kulturpflanzen zur gezielten Einschraenkung von Fungizidspritzungen

Aus modernsten Mikroprozessorbausteinen wurde ein preiswertes, kompaktes Geraet zur Datenerfassung und Datenspeicherung im Freiland entwickelt, das batteriebetrieben unter mitteleuropaeischen Witterungsbedingungen sehr stoerungsarm mit einer bisherigen Ausfallquote von nur 2 Prozent arbeitet. An das Geraet sind maximal 18 Messfuehler anschliessbar. Die Messwerte werden in waehlbaren Abstaenden in einem Speicherbaustein (Eprom) abgelegt, der am Einsatzort des Geraetes leicht auszuwechseln ist. Die Messdaten koennen mit Hilfe eines einfachen Lesegeraetes in jeden Rechner uebertragen werden. Der frei programmierbare Mikroprozessor des Geraetes kann seinerseits bereits im Feld weitere Aufgaben ausfuehren. Im vorliegenden Fall berechnet er aus den gemessenen Daten fuer die Lufttemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und die Blattbenetzung mit Hilfe von mathematischen Modellen die Entwickung von Schadpilzen in Weizen-, Kartoffel- und Apfelkulturen. So erhaelt der Landwirt ein Warngeraet, das ihm anzeigt, ob eine chemische Bekaempfungsmassnahme gegen den betreffenden Schadpilz erforderlich ist, um wirtschaftlichen Schaden abzuwenden.

Entwicklung biologisch biotechnischer Verfahren zur Prognose und Bekaempfung von forstschaedlichen Borkenkaefern

Ziel der Untersuchungen ist die Verbesserung der bestehenden Prognoseverfahren und evtl deren spaetere Ueberfuehrung zu einer moeglichen Bekaempfungsstrategie. Zu diesem Zweck werden sowohl Primaer- und Sekundaerlockstoffe sowie Fallensysteme getestet als auch Repellentien bzw Phagoteterrentien in die Versuche einbezogen.

Reaktion von Küstenbarrieren und Süßwasseraquiferen auf extreme Sturmfluten und Überschwemmungen

Dieses Projekt zielt darauf ab, eine Wissensbasis für ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse zu schaffen, die mit der Überwindung von Küstenbarrieren wie Dünen bei extremen Sturmfluten verbunden sind, sowie mit der Reaktion auf die nachfolgende Überflutung und Erholung von Süßwasseraquiferen nach der vertikales Eindringen des sich fortpflanzenden Meerwassers. Das neue Wissen und die vorausschauenden Vorhersagemethoden werden in modernen numerischen Codes für Oberflächen und Untergründe und insbesondere für die korrekte Verknüpfung dieser Codes implementiert. Auf diese Weise werden mögliche Szenarien des Klimawandels durch die Entwicklung eines vollständig gekoppelten Oberflächen-Suboberflächen-Modellsystems, das bisher vernachlässigte Prozesse und Wechselwirkungen einschließt, möglich.

Vorhersagen und Verständnis der Diversitätsvorteile von Sortenmischungen

Die Landwirtschaft steht vor enormen Herausforderungen: Die Erträge müssen gesteigert werden, während der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden reduziert werden muss, und das in einer Zeit zunehmender klimatischer Unsicherheit. Diversifizierung im landwirtschaftlichen Anbau ist eine der wenigen bekannten Möglichkeiten, alle diese Herausforderungen gleichzeitig zu bewältigen. Traditionell wird die Diversifizierung "zeitlich" in Form von Fruchtfolgen erreicht. Dagegen wird die "räumliche" Diversifizierung auf dem Feld, z. B. in Form von Mischkulturen, seltener angewandt, weil sie selten mit den gängigen mechanisierten Verfahren kompatibel ist. Sortenmischungen stellen einen interessanten Mittelweg zwischen Rein- und Mischkulturen dar, da sie es ermöglichen, die genetische Vielfalt und die Merkmalsvielfalt innerhalb des Feldes zu erhöhen, während sie in Bezug auf die Verarbeitung mit Reinkulturen vergleichbar sind. Derzeit ist jedoch noch nicht genau bekannt, wie Mischungen zusammengesetzt sein müssen, um den Ertrag und die ökologische Funktion zu optimieren. In diesem Projekt wollen wir die positiven Auswirkungen der Sortenvielfalt in Weizenmischungen untersuchen und einfache, aber wirksame Vorhersagemethoden für eine optimale Mischungszusammenstellung entwickeln. Wir werden das Fachwissen, die Ideen und die technologischen Ressourcen von fünf Forschungsteams aus den Bereichen molekulare Züchtung, Ökologie, Computerwissenschaften, Genetik und Phänomik zusammenführen. Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit werden wir die Mechanismen untersuchen, die den Vorteilen von Sortenmischungen zugrunde liegen - insbesondere Ertrag und Krankheitsunterdrückung -, und zwar auf verschiedenen Ebenen: (1) mit nischenbasierten Ansätzen, die von der Koexistenztheorie inspiriert sind, (2) unter Verwendung von Hochdurchsatz-phänotypisierung und so-genannten "trait-based" methods, (3) mit Schwerpunkt auf der Pflanzenproduktivität durch Mischung von Komponenten mit unterschiedlichen Umweltoptima (d.h. Reaktions-Normen) und (4) auf der Ebene von Genen und Gen-Umwelt-Interaktionen. Die Prüfung von Hypothesen und die Entwicklung von Modellen werden sowohl durch große historische Felddatensätze als auch durch neue, systematisch angelegte Feldexperimente unterstützt. Das Projekt besteht aus mehreren Arbeitspaketen (WP), die sich auf eine gemeinsame Plattform von Daten und Experimenten sowie auf fortschrittliche Methoden zur Phänotypisierung im Feld stützen. Die Kombination von Ressourcen, Analysemethoden und synergetischem Fachwissen wird es uns ermöglichen, die wissenschaftlichen und logistischen Herausforderungen dieses Projekts zu meistern und wichtige ungelöste ökologische und agronomische Fragen anzugehen. Es ist zu hoffen, dass dieses ehrgeizige Projekt den Grundstein für die Förderung leistungsfähiger Sortenmischungen als Schlüsselkomponente des agrarökologischen Anbaus legt.

Flussmündung Mischung: Hydrodynamische Nahfeldkontrolle des intermodalen Verhaltens und deren Auswirkungen auf die Fischökologie

Flussmündungen sind wichtige Knotenpunkte fluvialer Netzwerke und Hotspots der Biodiversität in Süßwasserökosystemen. Die Strömungsmuster an Flussmündungen sind sehr heterogen und produzieren komplexe Muster innerhalb der Durchmischungsbereiche, die durch intermodales Verhalten gekennzeichnet sind. Die Gesamtdurchmischungsrate, die den Grenzbereich bestimmt, hat erheblichen Einfluss auf die Ausbreitung potentiell schädlicher Stoffe, Wassertemperatur, Sedimente und Biota. Die vorgeschlagenen Forschungsarbeiten zielen darauf ab, das Wissen zur Durchmischung an Einmündungen zu verbessern, indem sie einen grundlegenden, theoriegestützten Einblick in die Auswirkungen von Strahlbildung, Rückströmung und Fließgewässerregulierung auf das intermodale Verhalten an Grenzzonen und deren Auswirkungen auf die Fischökologie geben. In diesem Projekt werden komplexe Durchmischungszonen flacher, grobsubstratiger Flussabschnitte in einem breiten Gradienten hydrologischer Bedingungen direkt im Feld mittels Fernerkundung und Messtechnik bestimmt. Der Vergleich von Feldbeobachtungen mit der Theorie des intermodalen Verhaltens ermöglicht das Verständnis komplexer Durchmischungs-Dynamiken, welches anhand der Ergebnisse der Feldexperimente und numerischer Simulationen erweitert und validiert wird. Diese Experimente werden auch Informationen zum Schwimmweg von Fischen und deren Verhalten in Durchmischungszonen liefern. Diese Informationen dienen zusammen mit der Theorie der Durchmischungsprozesse der Entwicklung eines agentenbasierten Modells zur Simulation der Überlebensmöglichkeit von Fischen während einer Schadstoffpassage. Die Simulationen werden anhand der Ergebnisse einer Fischuntersuchung in einem regulierten Fluss validiert, dessen Ökosystem kürzlich einem Massenfischsterben ausgesetzt war. Die theoretischen und empirischen Ergebnisse unserer Studie werden zur Weiterentwicklung von Vorhersagemethoden verwendet basierend auf der Fernerkundung der Durchmischung in Flüssen.

Sonderforschungsbereich Transregio 165 (SFB TRR): Wellen, Wolken, Wetter; Waves to Weather - A Transregional Collaborative Research Center

Die Fähigkeit, das Wetter bis über eine Woche hinaus vorhersagen zu können, erspart unserer Gesellschaft jährlich Kosten in Milliardenhöhe und trägt entscheidend zum Schutz von Leben und Eigentum bei. Die zunehmende Leistungsfähigkeit unserer Computersysteme und neuartige Beobachtungen haben über die Jahre hinweg zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Wettervorhersagequalität geführt. Dennoch kommt es immer noch gelegentlich zu erheblichen Fehlvorhersagen. Dies ist nicht allein auf Defizite in den Vorhersagemethoden zurückzuführen - in einem chaotischen System wie der Atmosphäre gibt es Wettersituationen, die per se schwer vorherzusagen sind. Die gegenwärtige Herausforderung ist daher die Vorhersagbarkeit und insbesondere deren Grenzen, abhängig von der jeweiligen Wettersituation, zu identifizieren um eine bestmögliche Vorhersage bereitstellen zu können. Der TRR 165 wird sich dieser Herausforderung stellen und hat sich zum Ziel gesetzt, durch die Beantwortung der zugrunde liegenden wissenschaftlichen Fragestellungen einer neuen Generation von Wettervorhersagesystemen den Weg zu ebnen. Die wichtigsten Ursachen für verbleibende Unsicherheiten in der derzeitigen numerischen Wettervorhersage sind: A das schnelle Wachstum von Fehlern, die durch nicht oder unzureichend dargestellte physikalische Prozesse wie Konvektion oder Mischung in der Grenzschicht entstehen und letztlich zu Veränderungen der Wellen auf synoptischer Skala führen können, B unser begrenztes Verständnis der physikalischen Prozesse in Wolken und C der relative Einfluss lokaler Faktoren und synoptisch-skaliger Wellen auf das Wetter und dessen Vorhersagbarkeit. Im Rahmen von 'Wellen, Wolken, Wetter' werden diese drei Fragestellungen gemeinsam von Experten der Disziplinen Atmosphärendynamik, Wolkenphysik, Statistik, Inverse Methoden und Visualisierung bearbeitet. Dabei wird TRR 165 eine Vielzahl von Methoden anwenden und neu entwickeln, wie etwa numerische Modelle mit detaillierter Darstellung von Wolkenprozessen und Aerosolen, aber auch Ensemblevorhersagen mit hochentwickelten statistischen Nachbearbeitungsverfahren zur mathematischen Beschreibung der Unsicherheit nutzen. Die zusätzliche Entwicklung neuer, interaktiver Visualisierungsmethoden erlaubt eine rasche und intuitive Erfassung komplexer Informationen, die in Ensemblevorhersagen sowohl zu den Ursachen als auch zur Entwicklung der Unsicherheit meteorologischer Strukturen enthalten sind. Die Gesamtziele von 'Wellen, Wolken, Wetter' sind nur durch die Zusammenführung der Expertise von drei renommierten Forschungsstandorten zu erreichen: München mit der LMU, der TUM, dem DLR; Mainz mit der JGU; und Karlsruhe mit dem KIT. Zudem wird im Rahmen dieses Konsortiums ein innovatives Programm geschaffen, das die Entwicklung von Nachwuchswissenschaftlern im Rahmen eines etablierten Netzwerks erfahrener Wissenschaftler fördern und die Chancengleichheit auf allen Karriereniveaus in den beteiligten Disziplinen verbessern soll.

Prognose der Ringwanderneigung von Wälzlagern in Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung einer Vorhersagemethode für das Ringwanderverhalten von Hauptlagern in Windenergieanlagen

Experimentelle und numerische Untersuchungen zur instationären aerodynamischen Belastung von Schiffen und Offshore-Strukturen, Vorhaben: Nicht-konventionelle Optimierung des Windkanals zur Untersuchung turbulenter Nachläufe von Schiffen und Offshore-Strukturen

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