Der Sommer 2021, war mit einer Durchschnittstemperatur von 18,8 °C wieder um 1,9 K zu warm, bezogen auf das 30-jährige Mittel von 1961 bis 1990. Gleichzeitig brachte der Sommer deutlich mehr Niederschlag als üblich und die Sonnenscheindauer verpasste das 30-jährige Mittel denkbar knapp. Im Folgenden wird zunächst ein Überblick über die einzelnen Monate gegeben, am Ende wird der gesamte Sommer 2021 zusammenfassend bewertet. Die angegeben Monatsmittelwerte beziehen sich dabei auf das Mittel der Fläche des Landes Sachsen-Anhalt (Datenquelle: Deutscher Wetterdienst). Der August hatte eine Monatsmitteltemperatur von 17,0 °C, welche 0,1 K unter dem -30-jährigen Mittel von 1961 bis 1990 lag und 1,6 K unter dem Klimamittel von 1991 bis 2020. Damit ist der August 2021 der kühlste seit 2014. Im Flächenmittel Sachsen-Anhalts fielen im August 107,3 mm Niederschlag, das entspricht 181,9 % des Solls des 30-jährigen Mittels von 1961-1990 und 185,7 % gegenüber des Klimawertes 1991 bis 2020. Kein August seit 2010 war nasser als der diesjährige. Maßgeblich für den Niederschlagsreichtum, waren wiederholt auftretende Starkregenfälle vor allem im Süden des Landes. So fielen am 22.08.2021 im Süden Sachsen-Anhalts punktuell bis zu 116 mm (DWD-Station Wettin-Löbejün-Neutz) Niederschlag binnen 24 Stunden. Wenige Tage später, am 29.08.2021 kam es erneut zu kräftigen Regenfällen, vor allem im Westen des Landes. So fielen in 24 Stunden im Harz und östlichen Harzvorland verbreitet zwischen 40 und 50 mm Niederschlag. Dies führte in der Folge zu leichtem Hochwasser an Bächen und Flüssen im Lande. Der August brachte 151,5 Sonnenstunden in Sachsen-Anhalt, das entspricht 76,4 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 und 71,6 % des Mittels von 1991 bis 2020. Weniger Sonnenschein in einem August gab es zuletzt 2010. Im Juli erreichte die Durchschnittstemperatur (das Flächenmittel) in Sachsen-Anhalts 19,5 °C und lag damit um 2,0 K über dem 30-jährigen Mittelwert von 1961 bis 1990 und 0,5 K über dem Klimawert von 1991 bis 2020. Die größten Abweichungen oberhalb des 30-jährigen Klimamittels traten im Norden und Osten des Landes auf. Insgesamt fielen im Juli 2021 im Flächenmittel 61,9 mm Niederschlag. Das entspricht 118,6 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990. Da der Juli im späteren 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020 feuchter geworden ist, entspricht die Juliniederschlagsumme nur 86,7 % dieses 30-jährigen Mittels. Gegenüber der Klimaperiode von 1991 bis 2020 war der Juli der vierte zu trockene in Folge. Die Sonnenscheindauer verfehlte mit 200,2 Stunden ihr Soll der 30-jährigen Periode von 1961 bis 1990 mit 96,8 % nur knapp, gegenüber dem Klimawert von 1991 bis 2020 mit 88,9 % hingegen deutlich. Der Juni lag mit 20,0 °C um 3,9 Kelvin (K) über dem Klimawert der Periode von 1961 bis 1990 und um 3,1 K über der Periode von 1991 bis 2020. Der Juni 2021 ist der drittwärmste seit Aufzeichnungsbeginn im Jahre 1881. Damit gehören zu den drei wärmsten Junimonaten (2019, 1917 und 2021) gleich zwei der letzten drei Jahre. Der Monat präsentierte sich dauerhaft sommerlich, so wurden verbreitet mehr als 20 Sommertage (Tageshöchstwert von mindestens 25,0 °C) registriert, so beispielsweise jeweils 22 in Köthen und Wittenberg. In der zweiten Monatshälfte konnten verbreitet fünf Hitzetage registriert werden (Tageshöchstwert von Mindestens 30,0 °C), in Bernburg und Holzdorf sogar 6 Hitzetage. In Wittenberg und Seehausen konnten außerdem zwei Tropennächte (Tagestiefstwert von mindestens 20,0 °C) gemessen werden. In Abbildung 1 ist der historische Verlauf der Anzahl der Sommertage (rot), Hitzetage (grün) und Tropennächten (blau) im Juni in Wittenberg dargestellt. Man sieht, dass vor allem bei den Sommertagen die letzten drei Jahre deutlich mehr Sommertage hervorbrachten, als es die langjährigen Messungen erwarten ließen. In Wittenberg ist auch eine Häufung der Tropennächte zu beobachten. War eine solche Nacht vor 2010 im Juni noch ein absolutes Ausnahmeereignis, sind diese warmen Nächte seitdem fast jedes Jahr zu beobachten. Im Juni fielen 60,1 mm Niederschlag, das entspricht gegenüber des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 95,7 % und gegenüber der Periode 1991 bis 2020 108,3 % des Solls. Die Sonnenscheindauer erreicht 253,7 Stunden. Das entspricht 123,9 % des Soll der Klimaperiode 1961 bis 1990 und 113,8 % zur Periode 1991 bis 2020. Über den gesamten Sommer betrachtet, hatte Sachsen-Anhalt eine Mitteltemperatur von 18,8 °C. Damit lag der Sommer um 1,9 K über dem langjährigen Mittel von 1961 bis 1990 und 0,7 K über dem Klimamittel von 1991 bis 2020. Der drittwärmste Juni seit Aufzeichnungsbeginn konnte den etwas zu kühlen August mehr als ausgleichen. Im gesamten Sommer fielen 229,3 mm Niederschlag, dies entspricht 131,8 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 bzw. 124,2 % des Mittels von 1991 bis 2020. Damit konnte der Sommer einen guten Beitrag zum Abbau des Niederschlagsdefizits und der Dürre der Jahre 2018 bis 2020 leisten. Siehe dazu die beiden Grafiken des Dürremonitors für Deutschland für den Januar und September 2021 in Abbildung 2. Die Gebiete mit extremer und außergewöhnlicher Dürre (rot und braun) sind deutlich zurückgegangen. Bei der Sonnenscheindauer erreichte der Sommer insgesamt 605,5 Stunden, was 99,3 % des Solls der Klimaperiode von 1961 bis 1990 entspricht. Gegenüber der Klimaperiode von 1991 bis 2020 sind es hingegen 91,8 % der Sonnenscheindauer und damit war dies der sonnenscheinärmste Sommer seit 2012.
Außergewöhnlich heftige oder langanhaltende Regenfälle sowie Schneeschmelze können zu Hochwasser führen. Hochwasser sind natürliche Ereignisse, die sich nicht verhindern lassen. Die nachteiligen Auswirkungen von Hochwasserereignissen werden durch die Zunahme von Siedlungsflächen und Vermögenswerten in gefährdeten Bereichen und die Verringerung der natürlichen Wasserrückhaltefähigkeit der Landschaft, insbesondere des Bodens infolge einer intensiveren Flächennutzung, verstärkt. Einen absoluten Schutz vor Hochwasser gibt es nicht. Um Hochwasserschäden nachhaltig zu reduzieren oder verhindern zu können, ist ein umfassendes Management des Hochwasserrisikos notwendig. Das Hochwasserrisikomanagement ist eine gesellschaftliche Gemeinschaftsaufgabe und umfasst verschiedene Aspekte, wie Vermeidung, Schutz, Vorsorge und Wiederherstellung/Regeneration. Der Schlüssel zur Begrenzung von Hochwasserschäden liegt im Zusammenwirken von staatlicher Vorsorge und eigenverantwortlichem Handeln des Einzelnen. Jede Person, die durch Hochwasser betroffen sein kann, ist im Rahmen des ihr Möglichen und Zumutbaren verpflichtet, geeignete Vorsorgemaßnahmen zum Schutz vor nachteiligen Hochwasserfolgen und zur Schadensminderung zu treffen, insbesondere die Nutzung von Grundstücken den möglichen nachteiligen Folgen für Mensch, Umwelt oder Sachwerte durch Hochwasser anzupassen (§5 (2) Wasserhaushaltsgesetz (WHG)). Nach § 72 WHG ist Hochwasser „(…) eine zeitlich beschränkte Überschwemmung von normalerweise nicht mit Wasser bedecktem Land, insbesondere durch oberirdische Gewässer (…). Davon ausgenommen sind Überschwemmungen aus Abwasseranlagen.“ Hochwasser kann jedoch auch durch Starkregen verursacht werden. Fachlich wird daher zwischen Überflutungen (pluvialen Hochwassern) und Überschwemmungen (fluvialen Ereignissen) unterschieden. Überflutungen treten auf, wenn Starkregen in urbanen Gebieten zu einer schnellen Ansammlung von Wasser führt, die das Kanalsystem und die Entwässerungsinfrastruktur überfordert. Diese Art der Überflutung betrifft vor allem städtische Gebiete, in denen ein hoher Versiegelungsgrad (vgl. Umweltatlaskarte 01.02 ) eine natürliche Versickerung des Wassers behindert. Überschwemmungen entstehen, wenn Flüsse aufgrund anhaltender Niederschläge, Starkregenereignisse oder Schneeschmelze überlastet sind und über die Ufer treten. Die Gefahren von pluvialen Hochwassern werden flächendeckend in der Starkregenhinweiskarte dargestellt. Diese bieten eine erste Orientierungshilfe für die Gefahrenabschätzung. Zusätzlich existiert eine detaillierte Starkregengefahrenkarte für bestimmte Gebiete. In dieser werden Überflutungstiefen und Fließgeschwindigkeiten bei verschiedenen Starkregenszenarien genau dargestellt. Eine detaillierte Beschreibung der Starkregen- und Überflutungsgefahren findet sich im Umweltatlas . Die am 23.10.2007 verabschiedete Richtlinie 2007/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken ( HWRM-RL ) ist seit dem 26.11.2007 in Kraft und gibt den Prozess des Hochwasserrisikomanagement. Der 2. Zyklus zur Umsetzung der HWRM-RL wurde Ende 2021 mit Veröffentlichung des Hochwasserrisikomanagementplans abgeschlossen (HWRM-Plan 2021). Der 3. Zyklus ist bis 2027 umzusetzen. Im ersten Schritt des zyklischen Prozesses erfolgt die Überprüfung der Bewertung des Hochwasserrisikos und der Risikogebiete in Berlin gemäß § 73 WHG und wird mit der Veröffentlichung bis zum 22.12.2024 abgeschlossen (SenMVKU 2024). Die Erstellung der Hochwassergefahrenkarten (HWGK) und Hochwasserrisikokarten (HWRK) stellt den zweiten Umsetzungsschritt der HWRM-RL dar und bildet die Grundlage für die anschließenden Aktualisierung des Hochwasserrisikomanagementplans bis Ende 2027. Der Hochwasserrisikomanagementplan enthält Maßnahmen, die nicht nur zu einer Verbesserung des Hochwasserschutzes, sondern auch zu einer verbesserten Hochwasservorsorge und zur Vermeidung von Hochwasserrisiken an der Elbe beitragen (HWRM-Plan 2021). HWGK beschreiben die räumliche Ausbreitung von Überschwemmungen sowie die Wassertiefe eines fluvialen Hochwassers bei drei verschiedenen Hochwasserszenarien. In den Gefahrenkarten werden Überschwemmungen dargestellt, die durch ein Hochwasser eines Gewässers selbst entstehen. Überschwemmungen, die durch kapazitative Überforderung der Abwasseranlagen, zu Tage tretendes Grundwasser, Versagen wasserwirtschaftlicher Stauanlagen oder Überflutungen die durch Starkregen entstehen, werden in den HWGK nicht dargestellt. HWRK geben Auskunft über die möglichen hochwasserbedingten nachteiligen Folgen dieser Hochwasserereignisse bezogen auf die in der europäischen HWRM-RL festgelegten Schutzgüter (LAWA 2018). Nach § 74 Absatz 1 WHG erstellt die zuständige Behörde des Landes Berlin HWGK und HWRK. Die Inhalte der Karten müssen gemäß § 74 Absätze 2 bis 4 WHG den Anforderungen nach Artikel 6 Absatz 5 HWRM-RL entsprechen. Um weitgehend inhaltlich und gestalterisch einheitliche Kartenwerke zu erstellen, hat die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) entsprechende „Empfehlungen zur Aufstellung von Hochwassergefahrenkarten und Hochwasserrisikokarten“ veröffentlicht (LAWA 2018). Sie enthalten Standards für Mindestanforderungen der HWRM-RL an die HWGK und HWRK. Die Überprüfung und ggf. Aktualisierung der HWGK und HWRK in Berlin folgt den LAWA Empfehlungen für die Kartenerstellung und den Signifikanzkriterien (LAWA 2017, 2018) sowie dem Umsetzungskonzept der Flussgebietsgemeinschaft (FGG) Elbe (FGG 2018). Für eine detailliertere Darstellung der methodischen Ausgestaltung und Arbeitsschritte wird auf diese beiden Dokumente (LAWA 2018, FGG 2018) verwiesen. Aufgrund der Landesgrenze zu Brandenburg erfolgte zudem eine enge bilaterale Abstimmung mit dem Land Brandenburg. Die Bewertung des Hochwasserrisikos entsprechend der HWRM-RL ergab, dass für die Gebiete Tegeler Fließ, Panke, Erpe, Wuhle, Untere Havel/Untere Spree und Müggelspree inklusive Gosener Gewässer mit Seddinsee ein potentielles signifikantes Hochwasserrisiko besteht. Diese wurden als Risikogebiete entsprechend § 73 WHG bestimmt (siehe Abbildung 1). Für diese Gebiete werden HWGK und HWRK erarbeitet bzw. aktualisiert und bis zum 22. Dezember 2025 veröffentlicht. Überschwemmungsgebiete werden in Risikogebieten ausgewiesen, in denen eine bedeutende Hochwassergefahr besteht. Überschwemmungsgebiete (ÜSG) gemäß § 76 Abs. 1 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) sind Gebiete, die bei einem Hochwasser eines oberirdischen Gewässers überschwemmt oder für die Hochwasserrückhaltung genutzt werden. Im jursitischen Sinn ist das ÜSG eine Fläche, die statistisch gesehen einmal in 100 Jahren überschwemmt wird. In Berlin basieren die Überschwemmungsgebiete auf den Hochwassergefahrenkarten für Hochwasser mit mittlerer Wahrscheinlichkeit. Die Überschwemmungsgebiete entlang hochwassergefährdeter Gewässer werden durch behördliche Verordnung rechtsverbindlich festgelegt oder vorläufig gesichert. Hier gilt ein weitreichender Pflichtenkatalog. Er beinhaltet Maßnahmen wie den Erhalt und die Wiederherstellung von Rückhalteflächen, das Verbot der Umwandlung von Grünland zu Ackerland sowie Einschränkungen für Bauvorhaben. In festgesetzten Überschwemmungsgebieten ist die Ausweisung neuer Baugebiete im Außenbereich durch Bauleitpläne oder sonstige Satzungen nach dem Baugesetzbuch untersagt. Um die Schadenspotenziale nicht zu erhöhen, sind zusätzlich die Errichtung oder Erweiterung von Bauwerken gemäß den §§ 30, 33, 34 und 35 des Baugesetzbuches verboten. Das Einbringen oder Ablagern von wassergefährdenden Stoffen auf dem Boden sowie die längerfristige Lagerung von Gegenständen, die den Wasserabfluss behindern oder fortgeschwemmt werden können, ist ebenfalls untersagt. Im ÜSG und in Gebieten mit Hochwassergefahren ist somit die Nutzung anzupassen, um Schäden durch Hochwasser zu minimieren sowie dem Verlust der Wasserrückhaltefähigkeit entgegen zu wirken. Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten (WHG §78b) sind die Flächenkulisse der Hochwassergefahrenkarte für Hochwasser mit niedriger Wahrscheinlichkeit bzw. das Extremszenario abzüglich der Fläche, die als festgesetztes oder vorläufig gesichertes Überschwemmungsgebiet ausgewiesen ist. Dies sind somit Gebiete, die von Hochwasser betroffen werden, mit denen seltener als einmal in 100 Jahren zu rechnen ist. Mit den HWGK, HWRK und ÜSG liegen für Berlin Instrumente für den vorbeugenden Hochwasserschutz vor, mit welchem die Ausdehnung von Überschwemmungen und deren Auswirkungen bei bestimmten Hochwasserereignissen beschrieben werden. Des Weiteren soll das Bewusstsein für mögliche Hochwassergefahren durch HWGK und ÜSG gefördert werden.
Angabe der Wasserhöhe in m, extremes Szenario, >>> 100-jährig, N20000 = 90,0 mm/h
Sandy soils of the arid/semiarid dune fields of the Palestinian Gaza Strip and the Israeli western Negev are extensively covered by biological soil crusts (BSC), which stabilize the surface and prevent desertification. Political discussions in Israel suggest transferring a large part of this sand belt to the Gaza Strip within a final peace accord. Inappropriate land uses may lead to destruction of the BSC and initiate desertification, as already occurring in parts of the Gaza Strip. In this interdisciplinary project the influence of environmental factors on the vitality, stability and the recovery potential of the BSC will be investigated in order to evaluate the carrying capacity of this fragile landscape, in relation to rainfall, soil and relief conditions. A transect stretching from the Mediterranean coast in the Palestinian Gaza Strip (370 mm rainfall) to 65 km southwards in Israel ( Nizzana , less than 100 mm rainfall) has been selected. The interactions of molecular biological, physiological, physical and soil chemical processes, expressed in specific characteristics of the BSC and the underlying soil, will be assessed from the molecular to the landscape scale.
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Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.
Niedrige Wolken sind Schlüsselbestandteile vieler Klimazonen, aber in numerischen Modellen oft nicht gut dargestellt und schwer zu beobachten. Kürzlich wurde gezeigt, dass sich während der Haupttrockensaison im Juni und September im westlichen Zentralafrika eine ausgedehnte niedrige Wolkenbedeckung (engl. „low cloud cover“, LCC) entwickelt. Eine derart wolkige Haupttrockenzeit ist in den feuchten Tropen einzigartig und erklärt wahrscheinlich die dichtesten immergrünen Wälder in der Region. Da paläoklimatische Studien auf eine Instabilität hinweisen, kann jede Verringerung des LCC aufgrund des Klimawandels einen Kipppunkt für die Waldbedeckung darstellen. Daher besteht ein dringender Bedarf, das Auftreten, die Variabilität und die bioklimatischen Auswirkungen des LCC in westlichen Zentralafrika besser zu verstehen.Um diese Ziele zu erreichen, wurde ein Konsortium aus französischen, deutschen und gabunischen Partnern aufgebaut, zu dem Meteorologen, Klimatologen und Experten für Fernerkundung und Waldökologie gehören. Die meteorologischen Prozesse, welche die Bildung und Auflösung der LCC im Tagesgang steuern, werden anhand von zwei Ozean-Land-Transekten auf der Grundlage einer synergistischen Analyse von historischen In-situ Beobachtungen, von Daten einer Feldkampagne und anhand von atmosphärischen Modellsimulationen untersucht. Die Ergebnisse werden mit einem kürzlich entwickelten konzeptionellen Modell für LCC im südlichen Westafrika verglichen.Die intrasaisonale bis interannuale Variabilität des LCC wird durch die Analyse von In-Situ-Langzeitdaten und Satellitenschätzungen quantifiziert. Unterschiede im Jahresgang des LCC (d.h. jahreszeitlicher Beginn und Rückzug, wolkenarme Tage) und die Ausdehnung ins Inland werden dokumentiert. Ansätze, die auf Wettertypen und äquatorialen Wellen basieren, werden verwendet, um intrasaisonale Variationen des LCC zu verstehen. Die Auswirkungen lokaler und regionaler Meeresoberflächentemperaturen auf die LCC-Entwicklung und ihre Jahr-zu-Jahr Variabilität werden bewertet, wobei statistische Analysen und spezielle Sensitivitätsversuche mit einem regionalen Klimamodell verknüpft werden.Schließlich wird der Einfluss von LCC auf die Licht- und Wasserverfügbarkeit bzw. die Waldfunktion anhand von In-Situ-Messungen untersucht. Die Ergebnisse werden mit Messungen aus der nördlichen Republik Kongo, wo die Trockenzeit sonnig ist, sowie mit einem einfachen Wasserhaushaltsmodells, das an die Region angepasst ist, verglichen. Die Wasserhaushaltsanalysen sollen die Kompensations- oder Verstärkungseffekte von Regen im Vergleich zur potenziellen Evapotranspiration, beide moduliert durch die LCC, auf das Wasserdefizit aufzeigen.Die Ergebnisse von DYVALOCCA werden zum ersten konzeptionellen Modell für Wolkenbildung und -auflösung im westlichen Zentralafrika führen und eine Hilfestellung für die Bewertung von Klimawandel-Simulationen mit Blick auf potentielle Kipppunkte für die immergrünen Regenwälder in der Region geben.
Konvektive Stürme sind verantwortlich für Unwetter, wie z.B. großer Hagel, Sturzfluten und starke Windböen. Ein kritischer Faktor, der bestimmt, wie schädlich diese Ereignisse sind, ist die Wolkenmikrophysik innerhalb des konvektiven Systems. Die Prozesse der Wolkenmikrophysik tragen direkt zur Bildung von großem Hagel und Regen bei, verändern aber zusätzlich die Umgebung, in der sich die Konvektion durch latente Erwärmung und Abkühlung entwickelt. Diese Veränderungen in der Struktur des konvektiven Sturms wirken sich dann auch darauf aus, welche mikrophysikalischen Prozesse wo im Sturm aktiv sind . Über die Existenz dieser komplexen Wechselwirkungen wurde in zahlreichen Publikationen berichtet. Allerdings gibt es bisher keine Studien, die einen systematischen Ansatz zur Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Wolkenmikrophysik und konvektiver Dynamik verfolgen. In diesem Projekt werden wir eine systematische Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Prozessen der Wolkenmikrophysik, der Struktur konvektiver Systeme und dessen Lebenszyklus sowie der daraus resultierenden Unwetterlage durchführen. Modellsimulationen mit ICON (~1 km Auflösung) werden anhand der mikrophysikalischen Prozesse, der Sturmstruktur und des Lebenszyklus von Dual-Polarisations-Radardaten ausgewertet.Das Hauptziel dieses Projektes ist es, einen Rahmen für die Verbesserung der konvektionszulassenden Simulation von schweren konvektiven Wetterereignissen zu schaffen. Dies wird erreicht durch 1) Analyse der Prozesse der Wolkenmikrophysik, die für die Erzeugung von Niederschlägen, die zu einem Schadensereignis führen, am wichtigsten sind, 2) Evaluierung, wie gut der Lebenszyklus, die Sturmstruktur und die mikrophysikalischen Prozesse von konvektiven Stürmen, die von ICON simuliert werden, den polarimetrischen Radarbeobachtungen entsprechen. 3) Untersuchung der Empfindlichkeit der Sturmstruktur und des Lebenszyklus für die Darstellung mikrophysikalischer Prozesse.Daher wird das ICON-Modell modifiziert, um die mikrophysikalischen Prozessraten in 3D auszugeben. Mikrophysikalisches "Piggybacking" wird ebenfalls integriert, um rein mikrophysikalische Effekte von gekoppelten mikrophysikalisch-dynamischen Effekten zu trennen.Am Ende dieses Projektes werden wir in der Lage sein, die derzeitige Fähigkeit von ICON zusammenzufassen, konvektive Stürme und deren schädliche Niederschläge zu simulieren, zu identifizieren, welche Prozesse für die Erzeugung der schädlichen Niederschläge am wichtigsten sind, und Verbesserungen zu empfehlen, um aktuelle Mängel im Modellsystem zu beheben. Das Endergebnis wird nicht nur ein verbessertes Verständnis der realen und modellierten Konvektion sein, sondern auch spezifische Empfehlungen zur Verbesserung der Vorhersage von schädliche Niederschläge aus Konvektion geben.
Rain-cracking limits the production of many soft and fleshy fruit including sweet cherries world wide. Cracking is thought to result from increased water uptake through surface and pedicel. Water uptake increases fruit volume, and hence, turgor of cells (Pcell) and the pressure inside the fruit (Pfruit) and subjects the skin to tangential stress and hence, strain. When the strain exceeds the limits of extensibility the fruit cracks. This hypothesis is referred to as the Pfruit driven strain cracking. Based on this hypothesis cracking is related to two independent groups of factors: (1) water transport characteristics and (2) the intrinsic cracking susceptibility of the fruit defined as the amount of cracking per unit water uptake. The intrinsic cracking susceptibility thus reflects the mechanical constitution of the fruit. Most studies focussed on water transport through the fruit surface (factors 1), but only little information is available on the mechanical constitution (i.e., Pfruit and Pcell, tensile properties such as fracture strain, fracture pressure and modulus of elasticity of the exocarp; factors 2). The few published estimates of Pfruit in sweet cherry are all obtained indirectly (calculated from fruit water potential and osmotic potentials of juice extracts) and unrealistically high. They exceed those measured by pressure probe techniques in mature grape berry by several orders of magnitude. The objective of the proposed project is to test the hypothesis of the Pfruit driven strain cracking. Initially we will focus on establishing systems of widely differing intrinsic cracking susceptibility by varying species (sweet and sour cherry, Ribes and Vaccinium berries, plum, tomato), genotype (within sweet cherry), stage of development and temperature. These systems will then be used for testing the hypothesis of Pfruit driven strain cracking. We will quantify Pfruit und Pcell by pressure probe techniques and compression tests and the mechanical properties of the exocarp using biaxial tensile tests. When the presence of high Pfruit and Pcell is confirmed by direct measurements, subsequent studies will focus on the mode of failure of the exocarp (fracture along vs. across cell walls) and the relationship between failure thresholds and morphometric characteristics of the exocarp. However, when Pfruit und Pcell are low, the hypothesis of Pfruit driven strain cracking must be rejected and the mechanistic basis for low pressures (presence of apoplastic solutes) clarified on a temporal (in the course of development) and a spatial scale (exocarp vs. mesocarp). We focus on sweet cherry, because detailed information on this species and experience in extending the short harvest period is available. Where appropriate, other cracking susceptible species (sour cherry, plum, Vaccinium, Ribes, tomato) will be included to further extend the experimental period and to maximize the range in intrinsic cracking susceptibility.
In diesem Feldversuch wird nach jedem Regenfall der pH-Wert des aufgefangenen Regenwassers von zwei Waldstandorten im Raume der EAFV gemessen. Der pH-Wert wird bestimmt von Wasser, das unter Fichten- bzw. Buchenkronen bzw. im angrenzenden Freiland gewonnen wird.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 643 |
| Kommune | 64 |
| Land | 231 |
| Weitere | 29 |
| Wirtschaft | 8 |
| Wissenschaft | 261 |
| Zivilgesellschaft | 27 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 32 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 554 |
| Hochwertiger Datensatz | 2 |
| Taxon | 6 |
| Text | 116 |
| Umweltprüfung | 19 |
| unbekannt | 124 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 158 |
| Offen | 665 |
| Unbekannt | 26 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 651 |
| Englisch | 284 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 45 |
| Bild | 37 |
| Datei | 86 |
| Dokument | 53 |
| Keine | 431 |
| Multimedia | 1 |
| Webdienst | 3 |
| Webseite | 336 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 702 |
| Lebewesen und Lebensräume | 787 |
| Luft | 834 |
| Mensch und Umwelt | 841 |
| Wasser | 769 |
| Weitere | 832 |