Das Projekt "ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.
Das Projekt "Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit (APUG) NRW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Fakultät für Gesundheitswissenschaften, Arbeitsgruppe: Prävention und Gesundheitsförderung durchgeführt. Das Thema 'Environmental health' erfordert die enge Zusammenarbeit zwischen Verantwortlichen des Gesundheits- und des Umweltsektors. Um diesen Querschnittsbereich auch mit begrenzten Ressourcen erfolgreich zu bearbeiten, besteht - wie inzwischen weithin anerkannt - ein hoher Bedarf an neuen Formen des Informationsaustausches, der Abstimmung und Kooperation. Die sich entwickelnden Strukturen und Abläufe müssen evaluiert und optimiert werden. Vor diesem Hintergrund entstand auf europäischer Ebene eine Serie ministerieller Konferenzen 'Umwelt und Gesundheit'. Zur zweiten Europäischen Ministerkonferenz in Helsinki (1994) legte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) den europäischen Aktionsplan Umwelt und Gesundheit (EHAPE) vor. Auf der Konferenz verpflichteten sich die teilnehmenden Mitgliedsstaaten, bis 1997 sogenannte Nationale Aktionspläne Umwelt und Gesundheit (National Environmental Health Action Plans, NEHAPs) zu erarbeiten. Im Jahre 1999 waren 40 der 51 Staaten dieser Verpflichtung nachgekommen. Das deutsche Aktionsprogramm - zu dem auch eine umfangreiche Dokumentation gehört - wurde unmittelbar vor der dritten Europakonferenz in London (1999) vom Bundesministerium für Umwelt und vom Bundesministerium für Gesundheit veröffentlicht. Gemäß NRW-Koalitionsvereinbarung 'Eine Allianz für Nordrhein-Westfalen' (Abschnitt I.3.11) vom Sommer 2000 wird nunmehr auch für NRW ein Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit entwickelt. Zur Unterstützung bei der Entwicklung und Umsetzung des Programms auf Landesebene fördert das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (MUNLV) des Landes Nordrhein-Westfalen seit dem 1.10.2000 das Kooperationsprojekt 'Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit NRW', an dem die Universität Bielefeld und das Landesinstitut für den Öffentlichen Gesundheitsdienst beteiligt sind. Projektaufgabe ist es, bei der Vorbereitung und Betreuung des Aktionsprogramms mitzuwirken und als wissenschaftliche Geschäftsstelle für das Aktionsprogramm zu fungieren. Das 'Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit NRW' soll sich an den WHO-Vorgaben, an bereits vorliegenden NEHAPs und am bundesdeutschen Aktionsprogramm orientieren. In Anlehnung an Modalitäten der Gesundheitsberichterstattung ist geplant, Teilaufträge vergeben werden, die der Erstellung schriftlicher Beiträge für das Aktionsprogramm dienen oder auf andere Weise die Erarbeitung der Aktionsprogrammes unterstützen. Es ist vorgesehen, daß das 'Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit NRW' in einem breit angelegten Informations- und Diskussionsprozeß - z.B. in einem zu schaffenden Forum - erarbeitet und unter den Beteiligten mit dem Ziel weitgehender Konsensbildung abgestimmt wird. Eine Evaluation des Vorhabens ist ebenfalls geplant.
Das Projekt "Teilprojekt: Reaktion von Insekten auf Lücken im Wald - von der Gemeinschaft zu zellulären Prozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie (Zoologie III), Ökologische Station Fabrikschleichach durchgeführt. Das Kronendach beeinflusst massive die mikroklimatischen Bedingungen eines Waldes und bestimmt damit die lokalen Habitat-Bedingungen für ektotherme Arten, die auf kleiner Skala agieren. In Mitteleuropa sind Waldarten mit Bindung an lichte Wälder aktuell stärker gefährdet als Arten der dichten Wälder. Dies spiegelt den Vorratsanstieg in den letzten hundert Jahren wider. Heutzutage wird das Kronendach durch natürliche Störungen aber auch durch Holznutzung beeinflusst. Die Differenzen im Mikroklima zwischen geschlossenen und offenen Waldbeständen können dabei größer sein als der aktuell beobachtete Anstieg der Temperatur durch die globale Erwärmung. Daher ist ein besseres Verständnis der Mechanismen hinter der Reaktion von Arten auf das Mikroklima sowohl für forstliches als auch naturschutzorientiertes Management von Bedeutung. In der Makroökologie hat die Reaktion von Arten auf Klimagradienten eine lange Tradition. Einige konsistente Muster haben zu ökogeographischen Regeln geführt. Diese sagen z.B. vorher wie die Antwort innerhalb und zwischen Arten auf sinkende Temperaturen, Feuchte oder generell auf harsche Umweltbedingungen aussieht. Wir beabsichtigen hier die Antwort dreier Insektengruppen, Totholzkäfer, Nachtschmetterlinge und Wanzen auf die Variation im Mikroklima unter Kontrolle der Ressourcenverfügbarkeit (Pflanzen, Totholz) zu untersuchen. Dazu werden wir zunächst einen bestehenden Datensatz aus 5 Waldgebieten (inklusive der Exploratorien) auswerten. Dabei werden wir auf drei Eigenschaften fokussieren, die sich in der Makroökologie als sensitiv erwiesen haben: Körpergröße, Flügel-Morphologie und Farbe. Im zweiten Schritt werden wir die Vorhersagen aus den Modellen in Schritt 1 mit neuen Daten aus dem Wald-Experiment der Exploratorien validieren. Im dritten Schritt werden wir anhand der Individuen im Experiment innerartliche Eigenschaft-Reaktionen ausgewählter Arten untersuchen. Im vierten Schritt werden wir Transkriptom-Sequenzierung an vier ausgewählten Arten durchführen, die experimentell in den Lücken und unter dem Kronendach exponiert werden. Damit versuchen wir transkriptionale Signaturen als Reaktion auf das Mikroklima zu identifizieren. Unsere Analysen zielen darauf ab die Mechanismen hinter den Reaktionen von Arten und Artengemeinschaften auf lichte und dichte Wälder besser zu verstehen.
Das Projekt "Analyse langfristiger Änderungen in der Tidedynamik der Nordsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Forschungsinstitut Wasser und Umwelt, Abteilung Wasserbau und Hydromechanik durchgeführt. Langjährige Pegelaufzeichnungen aus dem Gebiet der südöstlichen Nordsee zeigen seit Mitte des 20. Jahrhunderts signifikante Veränderungen im lokalen Tideregime. Während der mittlere Meeresspiegel (englisch: Mean Sea Level, MSL) über die vergangenen 150 Jahre generell dem globalen Mittel gefolgt ist, deuten Auswertungen der mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser auf signifikant abweichende Trends hin. So sind die Tidehochwasser signifikant schneller als der MSL angestiegen, während die Tideniedrigwasser deutlich geringere oder teils negative Trends aufzeigen. Daraus resultierte eine gleichzeitige Zunahme des Tidehubs (die Differenz aus Tidehoch- und Tideniedrigwasser) von ca. 10 % seit 1955. Derartige Veränderungen haben direkte Auswirkungen auf den Küstenschutz. So ergeben sich bei einem Anstieg der mittleren Tidehochwasser größere Wassertiefen, wodurch das Wellenklima insbesondere im Bereich der Wattflächen und Außensände in der Deutschen Bucht beeinflusst wird. Größere Wellenhöhen und damit höhere Orbitalgeschwindigkeiten und Brandungsenergien sind die unmittelbare Folge, die zu großflächigen Erosionen führen kann. Gleichzeitig beeinflussen geringere Tideniedrigwasser die Schiffbarkeit der flachen Küstengewässer. Durch den vergrößerten Tidehub treten größere Tidestromgeschwindigkeiten auf, die z.B. Ausräumungen der Tiderinnen, verstärkte Erosionen an Inselsockeln, Strandräumungen und im Zusammenhang mit Sturmfluten Dünen- und Kliffabbrüchen verursachen können. Dies verdeutlicht, dass neben den global wirkenden übergeordneten Veränderungen im MSL (Massenänderungen, thermale Expansion) auch regionale Phänomene und Prozesse eine wichtige Rolle für die Ausprägung der Wasserstände spielen. Eine Berücksichtigung solcher Faktoren in den Projektionen zukünftiger Wasserstände setzt voraus, dass vergangene Entwicklungen und zugrunde liegende Prozesse ausreichend verstanden sind. Das übergeordnete Ziel von TIDEDYN besteht daher in der Analyse der in der Vergangenheit bereits aufgetreten Veränderungen im lokalen Tideregime der Nordsee. Die beobachtete Zunahme des Tidehubs ist in ihrer starken Ausprägung ein weltweit einzigartiges Phänomen, welches bis heute nicht erklärt werden kann. Als mögliche (aber bisher unerforschte) Ursachen kommen z.B. langfristige Änderungen im MSL, morphologische Änderungen im Küstenvorfeld (natürlich oder anthropogen, z.B. Ausbaggerungen oder Baumaßnahmen wie Eindeichungen) oder saisonale Änderungen in der thermohalinen Schichtung des Ozeans in Frage. Durch die integrierte Analyse von hochauflösenden numerischen Modellen (barotrop und baroklin) und Beobachtungsdaten mit robusten Methoden der Zeitreihenanalyse, sollen die Änderungen im Tideregime der Nordsee über die vergangen 60-70 Jahre beschrieben, modelliert und systematisch erforscht werden sowie einzelne Prozesse mittels Sensitivitätsstudien voneinander abgegrenzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt: SPIDERFUN - Die Auswirkung von Landnutzungseffekten auf die funktionelle Rolle von Spinnen in Grünland Nahrungsnetzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Umweltwissenschaften, Fachgebiet Ökologie durchgeführt. Dauergrünlandflächen besitzen eine hohe Räuberdiversität und verschiedene Spinnenarten fungieren als Top-Prädatoren in diesen Habitaten. Bewirtschaftungsverfahren wie Beweidung, Mahd und Düngung können sowohl den Artenreichtum als auch die taxonomische Zusammensetzung der Spinnenfauna auf Grünlandflächen beeinflussen. Die Auswirkung verschiedener Nutzungsformen und Nutzungsintensitäten auf taxonomische Eigenschaften ist bereits gut erforscht. Über die Auswirkung von Landnutzungsintensität und Habitat-Diversität auf funktionelle Eigenschaften, wie beispielsweise die Interaktion von Spinnen mit Beute ist jedoch sehr wenig bekannt. Das SPIDERFUN Projekt wird diese Lücke schließen und zum ersten Mal gezielt die Rolle von Landnutzungseffekten und Habitat-Diversität auf funktionelle Eigenschaften der Spinnen-Gemeinschaften, die Zusammensetzung des Beutespektrums und die Verfügbarkeit von Beute und Abundanz von Fressfeinden der Spinnen untersuchen. SPIDERFUN wird zeigen, welchen Einfluss die Größen Landnutzung und Habitat-Diversität auf die taxonomische Zusammensetzung und funktionellen Eigenschaften ('Traits') der Spinnen-Gemeinschaft haben. Zudem wird untersucht wie sich diese Größen auf die Häufigkeit von einzelnen Spinnenarten und die Zusammensetzung ihrer Nahrung auswirken. Das übergreifende Ziel ist dabei die funktionelle Rolle von Spinnen in Nahrungsnetzen auf Grünlandflächen besser zu verstehen. SPIDERFUN kombiniert zu diesem Zweck die Expertise von drei Arachnologen (H. Krehenwinkel: Evolutionäre und Ökologische Genomik; D. Harms: Taxonomie und Biodiversität, K. Birkhofer: Ökologie und Trait-Analysen) und untersucht diese Interaktionen in Grünlandflächen, die sich sowohl in Bewirtschaftung als auch in den vorhandenen Umwelteigenschaften deutlich voneinander unterscheiden. Um diese Ziele zu erreichen werden neue Sequenzierungsmethoden und innovative molekulare Analysemethoden sowie Trait-Analysen (morphologisch, literatur-basiert) in Verbindung mit bereits vorhandenen Spinnensammlungen aus 150 Grünlandflächen der Biodiversitäts Exploratorien verwendet. Darüber hinaus bereits vorhandene Daten und Datenbanken für andere räuberische Arthropoden (Laufkäfer, Carabidae) und potentielle Beutegruppen verwendet, um Wechselwirkungen zwischen Spinnen und anderen Arthropoden in Abhängigkeit von den hier untersuchten Umwelteigenschaften und Landnutzungsintensitäten zu erkennen. Auf diese Weise schafft das SpiderFun Projekt die Grundlage für angewandte Verfahren der naturschutzbasierten Schädlingskontrolle in Dauergrünländern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Isotherme Beanspruchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes ist eine mechanistische Analyse der rauchgasseitigen Korrosion von ferritisch-martensitischen Stählen, Austeniten, sowie von relevanten Beschichtungen und Schweißverbindungen unter verstärkt korrosiven Bedingungen. Dabei soll insbesondere die Auswirkung von erhöhten Phosphoranteilen in der Aschezusammensetzung und der Einfluss thermozyklischer Beanspruchung untersucht werden, wie sie durch die Erweiterung der eingesetzten CO2-neutralen Brennstoffe (z.B. Rückstände aus der Tierzucht oder Klärschlamm) bzw. durch eine flexiblere Fahrweise der Anlagen zu erwarten sind. Auf Basis der Erkenntnisse soll eine Richtlinie für eine reproduzierbare Bewertung des Korrosionsangriffs erarbeitet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Atmosphärische Ursachen extremer Hochwasserereignisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt durchgeführt. Die Ziele dieses Teilprojektes sind das bessere Verständnis der Ursachen extremere Hochwasserereignisse, die Einschätzung möglicher zukünftiger Hochwasserextremereignisse und die Untersuchung der Vorhersagbarkeit dieser Ereignisse. Dies soll aus der Perspektive der Vielzahl beteiligter atmosphärischer Prozesse und ihrer Skalenvielfalt durchgeführt werden. Daher wird dieses Teilprojekt wichtige Beiträge in der Forschergruppe SPATE liefern. Unter diesen generellen Zielen wollen wir folgende Forschungsfragen adressieren: 1. Was sind die großskaligen atmosphärischen Vorbedingungen für extreme Hochwasserereignisse? 2. Welche Prozesse verstärken den Niederschlag und die Niederschlagswirkung regional/lokal und verursachen dadurch extreme Hochwasserereignisse? 3. Was sind die raumzeitliche Variabilität und die Klimazukunft dieser atmosphärischen Faktoren und was sind ihre Antriebsfaktoren im Klimasystem? Die beiden ersten Fragen sollen in der ersten Phase (PH1, Monate 1 bis 36) der Forschergruppe SPATE bearbeitet werden. Die dritte Frage soll in Phase 2 bearbeitet werden. Zusätzlich sollen atmosphärische Felder, wie beispielsweise Niederschlag, und abgeleitete Indikatorzeitserien für andere Teilprojekte auf Basis einer über 100jährigen Reanalyse, meteorologischer Beobachtungen und Klimasimulation bereitgestellt werden. Der Forschungsplan der ersten Phase besteht aus drei Arbeitspaketen. Bevor die meteorologischen Ursachen extremer Hochwasserereignisse systematisch untersucht werden können, ist die Erstellung einer langzeitlichen (hier über 100-jährigen) vier-dimensionalen meteorologischen Referenz notwendig (Arbeitspaket 0). Die Referenz basiert auf aufbereiteten Niederschlagsdaten, raumzeitlich (mit dem Modell COSMO-CLM) verfeinerten (auf 12 km Gitterdistanz) Reanalysen (ERA-20C ab 1901, NOAA/NCEP 20 CR für den Zeitraum 1851 bis 1900). Diese Referenz erlaubt eine robuste Statistik der Hochwasser-Wetterlagen-Beziehungen und des Verfolgens der Feuchte im atmosphärischen System (Arbeitspaket 1). Regionale und lokale den Niederschlag verstärkende Faktoren (wie Bodenfeuchte-Niederschlagswechselwirkung, frontale/orographische Hebung mit/ohne konvektive Aktivität) werden in Arbeitspaket 2 mit konvektionserlaubenden Simulationen (Gitterdistanzen kleiner als 2 km) mit COSMO-CLM untersucht. In der zweiten Projektphase planen wir zwei Arbeitspakete. Ein Paket wird die klimatologischen Antriebsfaktoren und die multi-skalige Vorhersagbarkeit bearbeiten. In einem weiteren Arbeitspaket wird die Entwicklung von Hochwasserereignissen aus meteorologischer Perspektive bis in das Jahr 2100 betrachtet. Dieses Teilprojekt wird extreme Hochwasserereignisse und deren Eigenschaften den multiskaligen atmosphärischen Prozessen zuordnen und wird außerdem die Zuordnung hydrologischer Prozesse in der Forschergruppe SPATE unterstützen.
Das Projekt "Teilvorhaben A02: Modellkonzepte für gekoppelte freie Strömungen mit Strömungen in porösen Medien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. Austauschprozesse an der Grenzfläche zwischen freien Strömungen und Strömungen in porösen Medien treten in vielfältiger Weise bei umweltrelevanten, technischen und biomechanischen Systemen auf. Die primären Ziele dieses Projekts sind (i) eine umfangreiche Analyse zur Verbesserung des theoretischen Verständnisses, (ii) die Entwicklung von Lösungsansätzen, die Mehrphasen-strömungs- und Transportvorgänge einschließen, und (iii) die Untersuchung des Einflusses der grenzflächenbedingten Vorgänge sowohl auf die Strömungen im porösen Medium als auch auf die freie Strömung für unterschiedliche Applikationen.
Das Projekt "Teilprojekt 2 (KIT-NF): Implementierung der nationalen Einrichtungen des KIT (Observatorium Zugspitze; Wolkensimulationskammer AIDA; mobile Plattform KIT-Cube)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) durchgeführt. Das KIT wird in ACTRIS drei 'National Facilities' einbringen (1. Atmospheric Observatory Garmisch/Zugspitze, 2. Cloud Simulation Chamber AIDA, 3. Karlsruhe Low Cloud Exploratory Unit (KLOCX)) , die wichtige Beiträge für die Fernerkundung reaktiver Spurengase und Aerosole (Garmisch-Partenkirchen, Zugspitze) sowie Wolken/Nebel (KlOCX, Oberrheingraben) im europäischen Kontext leisten. Ergänzend ist in Karlsruhe der Betrieb einer ACTRIS Explorationsplattform als internationales Zentrum für Aerosol- und Wolkensimulationsexperimente geplant. Im Detail ist eine Ausstattung der NF im Alpenraum (Garmisch/Zugspitze) mit in ACTRIS standardisierten FTIR-Geräten inklusive eines erweiterten Spektralbereich für die zukünftige Aufnahme relevanter Zusatz-Parameter geplant. Des Weiteren ist die Installation (Drei-Wellenlängen-Raman-Lidar) bzw. Aufrüstung von bestehenden NDACC-Lidarsystemen (u.a. Depolarisationsdiskriminierungs-Technologie, Hochleistungslasersystem, Fernsteuerung, automatisierter Betrieb) beantragt. Die Fertigstellung der ACTRIS-Instrumentierung auf der Zugspitze wird in der zweiten Förderperiode (2026-2028) erfolgen. Die beantragte Wolkensimulationskammer (AIDA) wird mit einem Temperaturbereich von +30 Grad Celsius bis unter 90 Grad Celsius, einem Druckbereich von 1000 hPa bis unter 1 hPa, ultrareinen Bedingungen, leistungsstarken Kühl- und Pumpsystemen sowie innovativer Beleuchtung weltweit einzigartige technische Voraussetzungen bieten. Damit sind Experimente unter fast allen thermodynamischen Bedingungen (Tropos-, Stratos- und Mesosphäre) mit extrem niedrigen Konzentrationen von Spurengasen und Aerosolen, schneller Wolken-Induktion sowie photochemischen Prozess-Studien möglich. Die Explorationsplattform KLOCX kombiniert Fernerkundungsinstrumente mit einer umfassenden Reihe von Wolken-In-situ-Messungen mit dem Ziel der Analyse niedriger Wolken und Nebel und deren Rolle im Klimasystem.
Das Projekt "Skalenübergreifende Analyse von Dürreeffekten auf ökohydrologische Prozessdynamiken im Grünland durch stabile Isotopenanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstwissenschaften, Professur für Ökosystemphysiologie durchgeführt. Hydrologische Extremereignisse wie von Klimawandelprognosen vorhergesagte Dürreperioden beeinflussen ökologische Prozesse, Struktur und Resistenz terrestrischer Pflanzengemeinschaften. Davon sind insbesondere flachwurzelnde Gemeinschaften wie Grünland betroffen. Die Interaktionen zwischen strukturellen Änderungen dieser Pflanzengemeinschaften und zugrundeliegenden mechanistischen ökohydrologischen Reaktionen hinsichtlich Wassernutzung oder Kohlenstoffaufnahme auf solche Dürreereignisse sind jedoch lückenhaft und schwer quantifizierbar. Eine Vielzahl von stark dynamischen Prozessen spielt hierbei eine Rolle, welche sich auf den verschiedenen Ebenen, von der Einzelpflanze bis zu ganzen Pflanzengemeinschaften, auswirken. Die Pflanzentranspiration, beispielsweise, wird durch Bodenwasserverfügbarkeit und der stomatären Regulation des Transpirationsverlustes kontrolliert; dabei sind beide Prozesse, die Nutzung verschiedener Bodenwasserquellen und die stomatäre Empfindlichkeit gegenüber Dürre, stark Art abhängig. Stabile H2O und CO2 Isotope sind dabei aufschlussreiche Indikatoren für die Prozesse des Boden-Vegetation-Atmosphäre-Kontinuums, insbesondere durch neuartige technische Entwicklungen, welche nahezu kontinuierliche Beobachtungen ermöglichen. Das Ziel dieses Projektes ist die ganzheitliche mechanistische Analyse ökohydrologischer Reaktionen auf ausgedehnte Dürreperioden anhand H2O und CO2 Fluss- und Isotopenmessungen. Dabei wird eine Verknüpfung dieser Prozesse mit Reaktionen der Artengemeinschaften hinsichtlich Struktur und Biomasseproduktion angestrebt. In drei zusammengreifenden Arbeitspaketen (AP) werden diese Aspekte skalenübergreifend von der Einzelpflanzen- bis zur Bestandes-Ebene untersucht. Der Fokus von AP1 liegt dabei auf plastischen Reaktionen der Einzelpflanze hinsichtlich Wurzelwasseraufnahme (WWA) sowie Verschiebungen des Pflanzen-Pflanzen-Interaktionsgleichgewichts unter Laborbedingungen. In AP2 werden die Rückkopplungen struktureller Veränderungen auf Gemeinschaftsebene und WWA Profilen und Nettoökosystemflüssen von H2O und CO2 (aufgeteilt in Transpiration und Bodenverdunstung und Kohlenstoffaufnahme und Atmung) untersucht. Dies erfolgt innerhalb eines 2-jährigen Niederschlagsmanipulations-experimentes im Freiland. AP3 fokussiert sich auf die Integration der in AP1 und 2 gewonnenen Informationen mittels Modellierung. Die in AP1 gewonnenen Informationen werden zur Validierung des dreidimensionalen Boden-Wurzel-Models (R-SWMS) genutzt, welches neue Module für Wurzelwachstum, WWA, und Transpiration für das Boden-Vegetations-Atmosphären-Transfer Model SiSPAT-Isotope generieren wird. Simulationen mit SiSPAT-Isotope basierend auf den in AP2 gewonnenen Daten dienen zur quantitativen Abschätzung der hydrologischen Antwort auf Dürreperioden, welches bei der Entwicklung von Nachhaltigkeitsvorhersagen für die Einflüsse des Klimawandels auf Grünlandgemeinschaften helfen wird.
| Origin | Count |
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| Bund | 437 |
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| Förderprogramm | 437 |
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| offen | 437 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 306 |
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