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See-Atmosphäre Wechselwirkungen und Energieflusspfade in kleinen Seen

Windgetriebene Wasserbewegungen sind eine wichtige physikalische Charakteristik von Seen und haben einen großen Einfluss auf deren Ökologie und Biogeochemie. Windschub an der Wasseroberfläche erzeugt eine turbulent durchmischte Oberflächenschicht, Oberflächenwellen, grossskalige Strömungen, sowie interne Wellen, die Energie in größere Tiefen transportieren können. Die oberflächliche Impulsübertragung vom Wind auf Wasser und die daraus resultierende Intensität der Grenzschichtturbulenz beeinflusst auch den Austausch von Wärme und gelösten Gasen zwischen der Seeoberfläche und der Atmosphäre sowie die Verdunstungsrate. Die Prozesse welche den Austausch zwischen See und Atmosphäre kontrollieren wurden vor allem im Ozean und bei hohen Windgeschwindigkeiten untersucht. Wenig ist über den Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Impulsübertragung, sowie über die Wechselbeziehungen zu anderen Transferkoeffizienten in kleinen Seen bekannt, wo die Einwirklänge und Geschwindigkeit des Windes typischerweise gering sind. In diesem Projekt stellen wir kürzlich durchgeführte atmosphärische Eddy-Covariance (EC) Messungen von Impuls, Wärme, Wasserdampf und Gasflüssen über 10 verschiedenen kleinen Seen zusammen. Dieser einzigartige Datensatz wird dazu verwendet, um die Abhängigkeit der Impulsübertragung vom Wind auf Wasser von der Windgeschwindigkeit und Einwirklänge in kleinen Seen zu analysieren und mechanistische Beziehungen zwischen den verschiedenen Übertragungskoeffizienten abzuleiten. Die Energieflusspfade innerhalb von Seen werden durch die Ergänzung laufender atmosphärischer EC-Messungen mit umfangreichen Messungen von Wellen, Strömungen und Turbulenz in drei Seen untersucht werden. Wir werden die Aufteilung der kinetischen Energie in verschiedene Arten von Strömungen und ihren Flusspfad von Erzeugung zu Dissipation als Funktion der Windgeschwindigkeit, Seegröße und vertikale Dichteschichtung analysieren. Als Ergebnis bieten wir ein umfassendes mechanistisches Verständnis der Energieflusspfade in kleinen Seen in Anhängigkeit des atmosphärischen Antriebs. Die Projektergebnisse werden die aktuellen Möglichkeiten zur Modellierung und Vorhersage von See-Atmosphäre Wechselwirkungen verbessern und zu einer Reihe von aktuellen Forschungsfragestellungen in Biogeochemie und Gewässerökologie beitragen.

TrilaWatt: Hydrodynamik (2015-2022)

<strong>Definitionen:</strong> Hydrodynamik beschreibt die Bewegung von Fluiden und die dabei wirkenden Kräfte. <strong>Datenerzeugung:</strong> Die veröffentlichten Daten basieren auf validierten, hydronumerischen Modellsimulationen und werden von unstrukturierten Modellergebnissen auf regelmäßige Raster inter- und extrapoliert. <strong>Produkte:</strong> Für jedes Jahr stehen für die Deutsche Bucht, das niederländische und dänische Wattenmeer 4 netCDF-Dateien im Download-Bereich zur Verfügung. Die Dateien haben folgenden Inhalt: - Tidedynamik (tides): Wasserstand und tiefengemittelte Strömungsgeschwindigkeit - Transport (transport): Salzgehalt, Temperatur und Schwebstoffgehalt (alle tiefengemittelt, an der Gewässersohle und an der Wasseroberfläche) - Seegang (waves): signifikante Wellenhöhe, mittlere Wellenperiode, Peak Wellenperiode, Wellenperiode 1. und 2. Moment, mittlere Wellenrichtung und die Richtungsaufweitung - Bodenschubspannung (shear_stress) <strong>Literatur:</strong> Lepper, R., Reinert, M., Gundlach, J., Weber, J., Kösters, F. (2025): A hydrographic dataset of the Wadden Sea as a foundation for a digital twin of the coastal ocean. https://doi.org/10.1038/s41597-025-06211-1 <strong>English:</strong> The map service TrilaWatt: Hydrodynamic (WMS) contains tidal dynamics, sea water salinity, sea water temperature, suspended sediment concentration, bed shear stress and waves on a 500m regular grid in 20-minute intervals. <strong>Download:</strong> A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

Bodenversiegelung und Bodenbedeckung Hamburg

Versiegelungskarte und Bodenbedeckung: Mit der Beschreibung des Ausmaßes der Bodenversiegelung kann sowohl ein quantitativer Überblick über die Ausdehnung städtischer Siedlungsräume gegeben als auch qualitative Einflüsse z.B. auf das Stadtklima und die Grundwasserneubildung abgebildet werden. Bodenversiegelung hat viele negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Versiegelte Flächen sind nicht in der Lage, Starkregenereignisse durch Versickerung abzumildern, sie tragen stark zur Entstehung von Hitzeinseln im städtischen Bereich bei und beeinträchtigen durch die gestörten Austauschvorgänge zwischen Erdreich und Atmosphäre die natürlichen Bodenfunktionen.   Seit 1984 wird die Entwicklung der Bodenversiegelung in Hamburg verfolgt. Bisher wurde dafür die Biotopkartierung genutzt. Anhand der dort für ganz Hamburg erfassten Biotoptypen konnte der Versiegelungsgrad geschätzt werden und wurde im 5-Jahresrythmus fortgeschrieben (letzter Bearbeitungsstand 2021). Mit Beginn des Jahres 2020 wird für Hamburg die Bodenbedeckung anhand eines trainierten KI-Modells vorhergesagt. Die erfassten Bodenbedeckungsklassen sind "niedrige Vegetation", "hohe Vegetation", "Gewässer" und "offener Boden" als unversiegelte Flächen, sowie "versiegelte Oberflächen" und "Gebäude" als versiegelte Flächen. Für die Versiegelungskarte wurden Raster mit einer Auflösung von 10, 25 und 50 m über Hamburg gelegt und für jede Rasterzelle der Anteil der versiegelten Flächen in Prozent bestimmt. Um eine bessere Übersicht zu gewährleisten wurde die Darstellung auf 10 Klassen beschränkt. Flächen mit Versiegelungsanteilen von 0 bis 10 % sind in die Versiegelungsklasse "1" und entsprechend fortlaufend bis Klasse "10" eingeteilt. Gewässer als unversiegelte Flächen sind gesondert dargestellt. Dieser Datensatz aus Versiegelungskarte in drei verschiedenen Auflösungen und der Bodenbedeckungskarte steht derzeit für die Jahre 2020 und 2022 zur Verfügung und soll stetig aktualisiert werden, wenn die erforderlichen Eingangsdaten vorliegen. Von 2020 auf 2022 stieg die Versiegelung in Hamburg von 31,0 % auf 31,2 %.

Scheitelbereichsindex BB

Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über den Scheiteilbereichsindex Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Der Scheiteilbereichsindex wird zur Ermittlung der Scheitelbereiche genutzt. Hohe Werte weisen dabei auf Verflachungen in relativer Höhenlage und niedrige Werte auf Talböden oder Gewässeroberflächen mit geringer Hangneigung hin. Mittlere Werte deuten auf verflachte Bereiche in Hang- oder Zwischenpositionen.

Gewässer mGROWA

Rasterzellen denen freie Wasseroberflächen im mGROWA Modell zugeordnet wurden. Für die als freie Wasseroberflächen ausgewiesenen Rasterzellen wird in mGROWA keine Modellierung der Grundwasserneubildung durchgeführt.

Digitales Geländemodell - DGM

Das Digitale Geländemodell (DGM) ist die höhenmäßige Beschreibung des Geländes. Das Gelände ist hier die Grenzfläche zwischen der Erdoberfläche und der Luft bzw. der Wasseroberfläche und der Luft. Das Digitale Geländemodell besteht aus regelmäßig verteilten Geländepunkten, deren Position in einem Lagebezugssystem und deren Höhe in einem Höhenbezugssystem bekannt und in einer Datenbank gespeichert sind. Der Abstand der Geländepunkte, die sogenannte Gitter- oder Maschenweite, beträgt beim DGM 1, 2, 5, 10, 25 oder 50 Meter. Die Quelldaten des DGM bestehen aus Laserscandaten (LIDAR-Daten) und Ergebnissen von photogrammetrischen Auswertungen auf Basis der aktuellen Luftbilder. Das DGM ist in den Formaten ASCII-Text mit Ostwert, Nordwert und Höhe (x,y,z) je Punkt, als ArcInfo-GRID ASCII Datei, als interpolierte Höhenlinien im SHAPE Format, als LAZ Format, als TERRAINTIFF und als Schummerungsbild im TIF-Format (32Bit) erhältlich. Die Daten werden über automatisierte Verfahren oder durch Selbstentnahme kostenfrei bereitgestellt. Bei Nutzung der Daten sind die Lizenzbedingungen zu beachten. Wichtige Änderung: Seit Februar 2023 wird das DGM mit einer geänderten Rasterelementposition aus dem Grunddatenbestand abgeleitet und abgegeben. In der Vergangenheit lagen die einzelnen Vektorpunkte des Modells auf der linken unteren Ecke der Rasterelemente. Nun liegt die Rasterelementposition in der Mitte des Pixels. Die historischen DGMe werden nicht mehr aktualisiert.

Zimmermann Sonderabfallentsorgung und Verwertung (SuV) GmbH & Co. KG – Werk I, Errichtung Flotationsanlage

Die Zimmermann Sonderabfallentsorgung und Verwertung GmbH & Co. KG (SuV, Werk I) betreibt am Standort der Gottlieb-Daimler-Straße 3-7 (33334 Gütersloh) eine chemisch-physikalische Abfallbehandlungsanlage (kurz: CP-Anlage) zur Behandlung und Reinigung industrieller, flüssiger Abfälle. Mit diesem Genehmigungsantrag beabsichtigt das Werk I der Zimmermann SuV die Zulassung einer (erneuerten) Indirekteinleitung auf der Grundlage des BImSchG. Neben der Zulassung der Genehmigung zur Indirekteinleitung von Abwasser aus der Abfallbehandlung, sind Änderungen innerhalb der CP-Anlage Bestandteil dieses Antrages. Infolgedessen wird ein Antrag nach dem BImSchG gestellt, da eine Änderung der Anlagen- und Verfahrenstechniken inklusive der Indirekteinleitung umgesetzt werden soll. In Zukunft sollen die Verfahrenstechnik Flotation zur Abfallbehandlung eingesetzt werden, sodass die Abfallbehandlung optimiert und die Qualität des entstehenden Abwassers verbessert wird. Die Druckentspannungsflotation soll dabei als Verfahren zur Abfallnachbehandlung dienen und bei der Behandlung flüssiger Abfälle zum Einsatz kommen, welche im Reaktionsbereich I vorbehandelt wurden. Die Druckentspannungsflotation stellt eine geeignete Alternative zur klassischen Abfallbehandlung mittels Neutralisationsfällung dar, so dass ggf. chloridhaltige Behandlungschemikalien eingespart werden können. Das wesentliche Grundprinzip dieses physikalisch-chemischen Trennverfahrens besteht in der Anlagerung von Gasblasen an dispergierte oder suspendierte Partikel, welche durch den verursachten Auftrieb an die Wasseroberfläche transportiert und dort abgetrennt werden.

Pegelstand Flüte am Sandweg

Mittels eines Sensors wird der Pegelstand der Flüte am Sandweg in Göttingen in cm gemessen. Dazu wird der Abstand zwischen Sensor und dem Wasseroberfläche erfasst. Die zeitliche Auflösung beträgt 10 Minuten. Die Aktualisierung des Datensatzes erfolgt monatlich. Die Daten werden im csv-Format bereitgestellt und enthalten folgende Informationen: Datum (dd-MM-yyyy, HH:mm:ss) und Pegelstand in cm.

Pegelstand Weende

Mittels eines Sensors wird der Pegelstand der Weende im Göttinger Ortsteil Weende erfasst. Dazu wird der Abstand zwischen Sensor und Wasseroberfläche in cm erfasst, ausgegeben wird allerdings der eigentliche Pegelstand. Die Zeitliche Auflösung beträgt 10 Minuten. Die Aktualisierung des Datensatzes erfolgt monatlich. Die Daten werden im csv-Format bereitgestellt und enthalten folgende Informationen: Datum (dd-MM-yyyy, HH:mm:ss) und Pegelstand in cm.

Evolutionsökologie und Biogeographie der Gastropoden des Kaspischen Meeres

Das Kaspische Meer repräsentiert ein Relikt der östlichen Paratethys und das, sowohl nach Oberfläche als auch nach Volumen, weltweit größte lakustrine Gewässer. Die Einzigartigkeit des Sees für evolutionsökologische und biogeographische Forschung ist insbesondere auch im Kontext starker hydrologischer Differenzierungen und einer wechselhaften neogenen und quartären Paläogeographie zu sehen. Die Kaspis scheint biogeographisch zwischen den europäischen und den zentralasiatischen Faunen zu vermitteln. Die Organismen des Sees sind jedoch größtenteils nicht modern, d.h. nicht falsifizierbar systematisch bearbeitet, so dass über stammesgeschichtliche und (paläo-) biogeographische Zusammenhänge weitgehend nur spekuliert werden kann. Im Zuge einer detaillierten, analytischen Bearbeitung der rezenten kaspischen Gastropoden, unter Einbeziehung ausgewählter Begleitfauna, soll deren evolutionsökologischer Kontext aufgeklärt und damit Bezüge zu den fossilen Faunen der westlichen Paratethys einerseits und zu den (Paläo-) Seen Zentralasiens andererseits, abgeklärt werden.

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