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Occurrence and coupling of heat and ozone events and their relation to mortality rates in Berlin, Germany, between 2000 and 2014

Episodes of hot weather and poor air quality pose significant consequences for public health. In this study, these episodes are addressed by applying the observational data of daily air temperature and ozone concentrations in an event-based risk assessment approach in order to detect individual heat and ozone events, as well as events of their co-occurrence in Berlin, Germany, in the years 2000 to 2014. Various threshold values are explored so as to identify these events and to search for the appropriate regressions between the threshold exceedances and mortality rates. The events are further analyzed in terms of their event-specific mortality rates and their temporal occurrences. The results reveal that at least 40% of all heat events during the study period are accompanied by increased ozone concentrations in Berlin, particularly the most intense and longest heat events. While ozone events alone are only weakly associated with increased mortality rates, elevated ozone concentrations during heat events are found to amplify mortality rates. We conclude that elevated air temperatures during heat events are one major driver for increased mortality rates in Berlin, but simultaneously occurring elevated ozone concentrations act as an additional stressor, leading to an increased risk for the regional population. Quelle: https://www.mdpi.com

Voruntersuchung: Vorlandflächen als Senke von Sedimenten und Schadstoffen

Watt-, Röhricht- und Grünlandflächen sind wertvolle Elemente des Naturhaushaltes. Die durchgeführten Untersuchungen stellen Zusammenhänge zwischen abiotischen Standortbedingungen und Röhrichtvorkommen her. In dieser Studie wird folgenden Fragen nachgegangen: 1. Bestehen qualitative Zusammenhänge zwischen Röhrichten, Sedimenten und Schadstoffen? 2. Sind Korngrößenzusammensetzung, Nährstoffe und Salzgehalt in den Vorländern mit den Vegetationstypen korreliert? Mit Hilfe einer interdisziplinären Analyse in 6 Transekten mit den Straten Watt, Röhricht, Grünland und einer Bodenbeprobung in unterschiedlichen Tiefenstufen sollen Trends vom Watt ins Grünland, von der Oberfläche in die Tiefe sowie im Längsverlauf der Tideweser identifiziert werden. Festgehaltene Ergebnisse: - Die Schadstoffgehalte in den Rhizomen der Röhrichte liegen oftmals unter der Nachweisgrenze. - Die Schadstoffanalyse der Sedimente bestätigt eine steigende Tendenz der Schadstoffgehalte vom Watt zum Grünland. - Im longitudinalen Gradient ist die bekannte seewärts gerichtete Abnahme der Schadstoffgehalte durch den höheren Anteil wenig belasteter mariner Sedimente in den jungen Bodenbildungen zu erkennen. - Zwischen Vegetationstypen und den untersuchten abiotischen Standortparametern lassen sich keine signifikanten Zusammenhänge detektieren. - Die Nährstoffgehalte sind für Phosphor und Stickstoff im Allgemeinen an allen Standorten als hoch einzustufen. - Die Ergebnisse liegen in den lokal unterschiedlichen Sedimentationsbedingungen und Nutzungen begründet. - Die Leitfähigkeit in den Sedimentproben weist einen Trend im Längs- und lateralen Verlauf auf. Diese Trends werden auch von der Artenzusammensetzung der Pflanzenwidergespiegelt. Belastbare Aussagen zu den aufgestellten Thesen sind auf Grund der geringen Stichprobenanzahl in Zusammenschau mit der räumlichen und zeitlichen Momentaufnahme nicht ableitbar. Erst eine Untersuchung in größerem Rahmen kann hierzu präzisere Ergebnisse liefern.

KLIWAS 3.09 Voruntersuchung: Vorlandflächen als Senke von Sedimenten und Schadstoffen

Watt-, Röhricht- und Grünlandflächen sind wertvolle Elemente des Naturhaushaltes. Die für diese Arbeit durchgeführten Untersuchungen sollen Zusammenhänge zwischen abiotischen Standortbedingungen (Sediment, Boden, Schadstoff) und Röhrichtvorkommen herstellen. Dabei wird in dieser Studie folgenden Fragen nachgegangen: 1. Bestehen qualitative Zusammenhänge zwischen Röhrichten, Sedimenten und Schadstoffen? 2. Sind Korngrößenzusammensetzung, Nährstoffe und Salzgehalt in den Vorländern mit den Vegetationstypen korreliert? Mit Hilfe einer interdisziplinären Analyse in 6 Transekten mit den Straten Watt, Röhricht, Grünland und einer Bodenbeprobung in unterschiedlichen Tiefenstufen sollen Trends vom Watt ins Grünland, von der Oberfläche in die Tiefe, aber auch im Längsverlauf der Tideweser identifiziert werden.

Noise annoyance - A modifier of the association between noise level and cardiovascular health?

Objectives<BR>The effect modifying impact of annoyance due to aircraft noise and road traffic noise on the relationships between the aircraft noise level and road traffic noise level on the prevalence of hypertension was investigated in 4861 subjects of the HYENA study (HYpertension and Exposure to Noise near Airports).<BR>Methods<BR>Different models were investigated either including the noise level and noise annoyance variables separately, or simultaneously, or together with an interaction term referring to the same noise source for the noise level and the noise annoyance.<BR>Results<BR>Significant effect modification was found with respect to the association between aircraft noise and hypertension. The association was stronger in more annoyed subjects. No clear interaction was found with respect to road traffic noise. The comparison of the magnitude of the main effects (per standard deviation or inter-quartile range) of noise level and noise annoyance variables revealed stronger associations with hypertension for the noise levels.<BR>Conclusion<BR>There is some indication that the noise level has a stronger predictive meaning for the relationship between noise exposure and hypertension than the reported noise annoyance (main effects). The results from the Hyena study support the hypothesis that noise annoyance acts as an effect modifier of the relationship between the noise level and hypertension.<BR>Quelle: http://www.sciencedirect.com/

Quantifizierung der Auswirkungen verschiedener Umweltbelastungen auf die Gesundheit der Menschen in Deutschland unter Berücksichtigung der bevölkerungebezogenen Expositionsermittlung

Im VegAS-Vorhaben (Verteilungsbasierte Analyse gesundheitlicher Auswirkungen von Umwelt-Stressoren) wurde für die Umwelt-Stressoren Benzol, Cadmium, Feinstaub, Lärm, Ozon, Passivrauch und Perfluorierte Chemikalien die Vorgehensweise zur Bestimmung der umweltbedingten Krankheitslast (EBD) beispielhaft und detailliert dargestellt. Im Fokus standen die Nutzbarkeit der für Deutschland verfügbaren Daten, die Schätzung der umweltbedingten Krankheitslasten innerhalb der Bevölkerung in Deutschland sowie die methodische Weiterentwicklung des EBD-Konzeptes als ein Werkzeug zur Unterstützung in umweltpolitischen Entscheidungsfindungsprozessen.

Sub project: Core Project 9 'Soil' Linking biodiversity and land use to soil functions

Das Projekt "Sub project: Core Project 9 'Soil' Linking biodiversity and land use to soil functions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt. Böden sind als Standort für Pflanzen und Lebensraum für eine Vielzahl von Mikroorganismen ein integraler Bestandteil von Ökosystemen. Das Kernprojekt Boden stellt grundlegende Daten über Bodeneigenschaften und Bodenfunktionen bereit. Wir organisieren zudem koordinierte Bodenprobenahmen auf den Experimentier-Flächen (EP) und beteiligen uns an der Synthese in den Biodiversitäts Exploratorien (BE). Im Vordergrund steht dabei die Fragestellung, wie sich Landnutzung und Biodiversität auf den Eintrag, die Speicherung und die Stabilität von Kohlenstoff und Nährstoffen im Boden auswirken. In der vergangenen Projektphase der BE haben wir 2017 die koordinierte Bodenprobenahme auf allen EP wiederholt und grundlegende Bodenparameter für weitere Projekte zur Verfügung gestellt. Wir haben zudem das Monitoring des Streufalls auf allen Waldflächen fortgesetzt. Wir konnten zeigen, dass der Streufall in den ungenutzten Wäldern größer als in genutzten Wäldern war, wozu insbesondere die größere Menge an Zweigen, Ästen und Früchten im ungenutzten Wald beitrug. Die Umsatzzeiten von Kohlenstoff in der organischen Auflage zeigen, dass diese sowohl durch den Standort (z.B. pH Wert, Nährstoffverfügbarkeit) als auch durch die Qualität der Streu beeinflusst werden. Der Abbau von organischer Substanz wurde auf allen Experimentier-Flächen in situ durch Messung der Bodenatmung bestimmt. Durch die Trockenheit im Sommer 2018 waren die gemessenen Bodenatmungsraten gering. Trotzdem konnten im Wald Effekte der Untersuchungsregion, der Landnutzung und der Hauptbaumart nachgewiesen werden. Die Nährstoffauswaschung wurde mit Austauscherharzen im Jahr 2018/19 kumulativ bestimmt, so dass die Analyse noch nicht abgeschlossen ist. In der kommenden Projektphase werden wir das Bodenmonitoring auf allen EP fortsetzen. In enger Kooperation mit anderen Projekten werden wir eine weitere Bodenprobenahme auf allen 300 EP organisieren. Diese Probenahme wird dann auch die neu etablierten Wald- und Grünlandexperimente einschließen. Auf allen Flächen werden wir grundlegende Bodeneigenschaften und Indikatoren für die Bodenqualität bestimmen, auch um die Vergleichbarkeit der neuen Versuchsflächen mit den bisherigen Untersuchungsflächen (den Kontrollflächen) sicherzustellen. Wir werden das Bodenprobenarchiv sowie das Streufall-Monitoring in den BE fortführen. Da die zentrale Frage des Waldexperiments ist, inwiefern ein Lückenschlag durch geänderte Resourcenverfügbarkeit die Biodiversität beeinflusst, werden wir in den neu etablierten Lücken sowohl den Streueintrag, als auch die Nährstoffverfügbarkeit im Boden bestimmen. Wir werden überprüfen, ob diese Änderungen in der Nährstoffverfügbarkeit durch den Abbau von organischer Bodensubstanz bedingt werden. Dazu werden wir die Bodenatmung, Enzymaktivitäten, den Streuabbau und die Aktivität der Bodenfauna bestimmen. Zusätzlich zu unseren bisherigen Synthese-Aktivitäten werden wir dann zur gemeinsamen Bewertung des Waldexperimentes beitragen.

Einflüsse von Schnee auf antarktisches Meereis (SCASI)

Das Projekt "Einflüsse von Schnee auf antarktisches Meereis (SCASI)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Die Ausdehnung des antarktischen Meereises nahm im Laufe der letzten Jahre zu und steht damit im Gegensatz zur Abnahme in der Arktis. Die Gründe hierfür sind Gegenstand aktueller Forschungsprojekte. Wechselwirkungen mit der Atmosphäre und dem Ozean spielen sicherlich eine wesentliche Rolle, aber auch die dicke und heterogene Schneeauflage des Meereises hat einen große Einfluss auf das Meereis und seine Rolle im globalen Klima und Wettergeschehen. Zugleich erschwert die Schneeauflage flugzeug- und satellitenbasierte Messungen über Meereis, da sie die Oberflächeneigenschaften bestimmt und zu großen Unsicherheiten beiträgt. Entsprechend ist eine bessere Kenntnis der Schneeverteilung auf Meereis dringend erforderlich, um Veränderungen besser verstehen und simulieren zu können. Ziel des Projektes ist es die Menge und Verteilung von Schnee auf antarktischem Meereis sowie dessen physikalische Eigenschaften und deren zeitliche Variabilität zu quantifizieren. Die Entwicklung eines neuen und konsistenten Datenprodukts für Schnee auf antarktischem Meereis steht im Vordergrund des Projektes. Dieses soll die hohe Variabilität über unterschiedliche Größenskalen und Jahreszeiten abbilden. Mithilfe dieses Produktes sind wir dann in der Lage Fernerkundungsalgorithmen und Modellsimulationen zu verbessern und zu validieren. Schließlich wird unser Projekt das Gesamtverständnis der Massenbilanz und Dynamik antarktischen Meereises verbessern, und leistet so einen wichtigen Beitrag für die biologische und geochemische Erforschung des eisbedeckten Südozeans. Um diese Ziele zu erreichen, werden hochaufgelöste Modelle betrieben, die durch Feld- und Fernerkundungsdaten von antarktischem Schnee auf Meereis gestützt und geleitet werden. Im Rahmen einer neuen deutsch-schweizer Zusammenarbeit (D-A-CH Programm) werden die Meereisexpertisen aus Feldmessungen und Fernerkundung der deutschen Partner mit der Schneeexpertise aus Feldmessungen und Modellierung der Schweizer Partner kombiniert. Die Projektpartner verfügen über detaillierte Schneemessungen mehrerer erfolgreicher Feldkampagnen auf antarktischem Meereis, die durch autonome Messungen ergänzt werden. Daten der Satelliten AMSR-2, SMOS und CryoSat-2 sind verfügbar und werden genutzt, um neue Algorithmen für die Bestimmung von Schneeeigenschaften auf Meereis zu entwickeln. Diese Algorithmen und daraus resultierende Datensätze werden durch Beobachtungen validiert und verbessert. Durch die Kopplung der numerischen Schneemodelle SNOWPACK und MEMLS werden Schneedicke, -temperatur, -dichte und Mikrowellenemissivität simuliert. Das Projekt ist darauf ausgelegt drei junge Wissenschaftler für Ihre Arbeit in der Meereisforschung zu finanzieren. Zwei erfahrene Post-Doktoranden sind vorgesehen. Beide haben bereits ähnliche Methoden und Datensätze im Rahmen ihren Doktorarbeiten bearbeitet. Ein Doktorand wird dieses Projekt zur Promotion nutzen.

Research group (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE)

Das Projekt "Research group (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Hydrologie, Wasserwirtschaft und Umwelttechnik durchgeführt. River floods are extremely important to society because of their potential damage and fatalities. Floods are also very interesting research subjects because of the intriguing non-linear interactions and feedbacks involved, interesting issues of generalisation and the need for investigating them in an interdisciplinary way. Extreme floods are not very well understood to date but new, high resolution data and new concepts for quantifying interactions promise a major breakthrough of a body of research carried out in a coordinated way. The objective of this Research Unit is to understand in a coherent way the atmospheric, catchment and river system processes and their interactions leading to extreme river floods and how these evolve in space and time. An innovative and coherent concept has been adopted in order to maximise the potential of the cooperation between the research partners which consists of three layers of integration: research themes focusing on the science questions, subprojects revolving around specific research tasks, and a joint study object of extreme floods in Germany and Austria. Using scales as a binding element, the research plan is organised into the research themes of event processes, spatial (regional) variability, temporal (decadal) variability, and uncertainty and predictability. The members of the Research Unit have been selected to obtain a team of leading experts with expertise that is complementary in terms of processes, methods and regional knowledge. The cooperation and communication strategy will be implemented through themed cluster groups, combining several subprojects, regular meetings of the cluster groups, an annual project symposium and a private cloud facilitating data exchange on the joint study object. Equal opportunity policies will be adopted and female and early career scientists will be promoted in a major way. Overall, the outcomes of the Research Unit will constitute a step change in the understanding of the coupled system of flood processes in the atmosphere, catchments and rivers which will have major implications for a range of sciences and the society.

Dynamics of soil structure and physical soil functions and their importance for the acquisition of nutrients from the subsoil

Das Projekt "Dynamics of soil structure and physical soil functions and their importance for the acquisition of nutrients from the subsoil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Professur für Bodenkunde durchgeführt. Subsoils are an often neglected nutrient source for crops. The mobilisation and use of this potential nutrient source is an important factor in sustainable land use. Nutrient accessibility, release, and transport are strongly dependent on soil structure and its dynamics controlled by spatiotemporally variable physical functions of the pore network. A well structured soil, for example, with numerous interconnected continuous biopores will enhance root growth and oxygen availability and hence nutrient acquisition. In contrast to soils with a poorly developed structure nutrient acquisition is limited by restricted root growth and reduced aeration. The goal of this research project is to investigate different preceding crops and crop sequences in developing characteristic biopore systems in the subsoil and to elaborate their effect on the functional performance of pore networks with respect to nutrient acquisition. The main research question in this context is how soil structure evolves during cultivation of different plant species and how structure formation influences the interaction of physical (water and oxygen transport, shrinking-swelling) biological (microbial activity, root growth) and geochemical processes (e.g. by creating new accessible reaction interfaces). In order to study and quantify pore network architectures non-invasively and in three dimensions X-ray computed microtomography and 3D image analysis algorithms will be employed. The results will be correlated with small- and mesoscale physical/chemical properties obtained from in situ microsensor (oxygen partial pressure, redox potential, oxygen diffusion rate) and bulk soil measurements (transport functions, stress-strain relationships) of the same samples. This will further our process understanding regarding the ability of various crop sequences to form biopore systems which enhance nutrient acquisition from the subsoil by generating pore network architectures with an efficient interaction of physical, biological and geochemical processes.

Sea-Ice and Stratospheric Ozone-Links and Impact in the Arctic and Antarctic (ISOLAA)

Das Projekt "Sea-Ice and Stratospheric Ozone-Links and Impact in the Arctic and Antarctic (ISOLAA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03, Fachrichtung Dynamik der Atmosphäre, Arbeitsgruppe Atmosphärendynamik durchgeführt.

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