Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Allgemeine und Bodenmikrobiologie durchgeführt. Wheat and barley production will be optimized under low energy input in organic farming at two experimental field stations of University Giessen and University Hohenheim. Effects of root densities (row distance), two nutrients fertilization regimes and seed inoculation of the plant growth promoting bacterium Hartmannibacter diazotrophicus will be analyzed in wheat as an important winter crop and in the summer crop barley. Quality parameters of produced grains differ for the two crops. For baking wheat protein quality and quantity is important while for malting barley high starch content is required. These parameter of the grains will be related to their root system and rhizosphere microbiome under the different treatments. The seed, root and rhizosphere bacterial and fungal microbiome will be analysed and it is expected to be specific for the two crop plants and less affected by the two soil types and locations. We aim to analyze the implication of root competition, nutrient limitation and seed inoculation on the microbiome under field conditions. Root competition will be analyzed using two different row distances under a low and optimal nitrogen fertilization regime. The plant root system might further profit from the inoculum and benefits would be derived from a more efficient root system that could capture N from fertiliser-soil sources more effectively, as well as more efficient N cycling might occur. Root architecture and biomass will be linked to microbiome analysis and grain quality and quantity. Before seeding and after harvest soil samples are analyzed for parameter estimating the sustainability of crop production. Such parameter include bacterial and fungal diversity, microbial respiration rate, soil N concentrations, protease and nitrification activity, phosphate concentration and phosphatase activity. Our results will be used for identification of optimal parameter for sustainable wheat and barley production and will lead to a bioeconomic evaluation.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Qualität pflanzlicher Erzeugnisse (340e) durchgeführt. Wheat and barley production will be optimized under low energy input in organic farming at two experimental field stations of University Giessen and University Hohenheim. Effects of root densities (row distance), two nutrients fertilization regimes and seed inoculation of the plant growth promoting bacterium Hartmannibacter diazotrophicus will be analyzed in wheat as an important winter crop and in the summer crop barley. Quality parameters of produced grains differ for the two crops. For baking wheat protein quality and quantity is important while for malting barley high starch content is required. These parameter of the grains will be related to their root system and rhizosphere microbiome under the different treatments. The seed, root and rhizosphere bacterial and fungal microbiome will be analysed and it is expected to be specific for the two crop plants and less affected by the two soil types and locations. We aim to analyze the implication of root competition, nutrient limitation and seed inoculation on the microbiome under field conditions. Root competition will be analyzed using two different row distances under a low and optimal nitrogen fertilization regime. The plant root system might further profit from the inoculum and benefits would be derived from a more efficient root system that could capture N from fertiliser-soil sources more effectively, as well as more efficient N cycling might occur. Root architecture and biomass will be linked to microbiome analysis and grain quality and quantity. Before seeding and after harvest soil samples are analyzed for parameter estimating the sustainability of crop production. Such parameter include bacterial and fungal diversity, microbial respiration rate, soil N concentrations, protease and nitrification activity, phosphate concentration and phosphatase activity. Our results will be used for identification of optimal parameter for sustainable wheat and barley production and will lead to a bioeconomic evaluation.
Das Projekt "Zirkulation von Fluiden und Gas an Kalten und Heißen Quellen entlang der Sandwich Mikroplatte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. We request financial support to perform multidisciplinary studies on hydrothermal vents and cold seeps at the Sandwich plate during RV POLARSTERN cruise ANT XXIX/4 from 22 March to 16 April 2013 (Scotia l). During this field campaign we plan to obtain geophysical, geological, and video-seafloor observation data from potential venting location in order to explore those fluid and gas emission sites and to perform a first geological and geochemical sampling. Cold seeps and hot vents are very rare in Antarctica and locations associated to the Sandwich plate are of high interest. This is because of its tectonic and geographic position between the World Ocean and Antarctica, the relevance in biogeography of the chemosynthetic organisms, the unique geochemical and geological settings within the ocean-to-ocean collision zone and its frontier character in the polar deep sea. Hydrothermal activity is indicated for two Segments of East-Scotia Ridge (E2 and E9), however, tectonically-induced seepage is yet unknown in the Sandwich fore-arc area, as it is a common phenomenon in other subduction-related compression zones. A subsequent POLARSTERN cruise (Scotia II), which is not scheduled up to now, plans to perform more detailed AUV- and ROV-work at the seep and vent sites. The cruise Scotia II will strongly relay on the results of ANT XXIX/6. A post-doctoral scientific position is applied for in order to comprehensively analyse and Interpret the data obtained from seeps and vents during ANT XXIX/4.
Das Projekt "The geochemical response of sedementary archives to rapid recent glacier retreat at WAP: from source to sink" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. The Western Antarctic Peninsula (WAP) belongs to those regions, which are characterized by rapid regional warming and concomitant glacier retreat, affecting the coastal ecosystem by turbid meltwaters and contributing to global sea-level rise. We intend to characterize the particulate (SPM) and dissolved load of glacial meltwaters draining into Potter Cove and Maxwell Bay on King George Island by inorganic geochemical methods (major and minor elements). The extent of meltwater drainage and SPM input will be investigated by analyzing surface sediments from Potter Cove and adjacent areas. Sediment cores from different locations will be used to assess whether the increase in SPM may be quantified by determining sediment accumulation rates with 210Pb. Sediment cores from Potter Cove and Maxwell Bay serve as archives for the climatic and paleo environmental development of this area during the Holocene - the last century in particular - and will be analyzed at high temporal resolution. The overarching goal of the proposed study is to assess, based on geochemical proxies, whether the effects of regional warming at WAP are reflected in the sediment geochemistry and if such episodes did occur during other intervals within the Holocene.
Das Projekt "In-situ Messungen von eiskeimbildenden Partikeln (INP) und quantitative Bestimmung von biologischen INP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt durchgeführt. Die Bildung der Eis Phase in der Troposphäre stellt einen wichtigen Fokus der aktuellen Atmosphärenforschung dar. Durch heterogene Nukleation entstehen bei Temperaturen oberhalb von -37°C primäre Eiskristalle an sogenannten eiskeimbildenden Partikeln (INP, engl, ice nucleating particles). Die räumliche Verteilung der INP und deren Quellen variieren stark. In der Atmosphäre finden sich INP nur in sehr geringer Anzahlkonzentration, oft weniger als ein Partikel pro Liter, und sie stellen nur eine kleine Untergruppe des gesamten atmosphärischen Aerosols dar. Ziel dieses Antrages ist es die Anzahlkonzentrationen von eiskeimbildenden Partikeln und deren Variabilität in der Atmosphäre zu messen. Außerdem sind Laborstudien geplant, in denen unser Verständnis über die chemischen und biologischen Eigenschaften der Partikel, die die Eisbildung initiieren, verbessert werden soll. Mit dem von unserer Arbeitsgruppe entwickelten Eiskeimzahler FINCH (Fast Ice Nucleaus CHamber) sollen die atmosphärischen Anzahlkonzentrationen von INP bei verschiedenen Gefriertemperaturen und Übersättigungen an mehreren Standorten gemessen werden. Die Kopplung von FINCH mit einem virtuellen Gegenstromimpaktor (CVI, engl, counter-flow virtual impactor, Kooperation mit RP2), die während lNUIT-1 entwickelt und getestet wurde, soll nun weiter charakterisiert und Messungen damit fortgesetzt werden. Bei dieser Methode werden die Eispartikel, die in FINCH gebildet werden, von den unterkühlten Tröpfchen und inaktivierten Partikeln separiert und mit weiteren Messmethoden untersucht. In Kooperation mit RP2 und RP8 planen wir hierbei die Charakterisierung der INP mittels Größen- und Aerosolmassenspektrometer sowie die Sammlung der INP auf Filtern oder Impaktorplatten zur anschließenden Analyse mit einem Elektronenmikroskop (ESEM, engl. DFG fomi 54.011 -04/14 page 3 of 6 Environmental Scanning Electron Microscopy). Die Feldmessdaten werden von umfangreichen Laborstudien an den Forschungseinrichtungen AIDA (RP6) und LACIS (RP7) ergänzt. Dort soll das Immersionsgefrieren von verschiedenen Testpartikeln aus biologischem Material (z.B. Zellulose), porösem Material (z.B. Zeolith) und Mineralstaub mit geringem organischem Anteil im Detail untersucht werden. Des Weiteren planen wir Labormessungen, bei denen eine verbesserte Charakterisierung der Messunsicherheiten von FINCH erarbeitet werden soll. Außerdem werden regelmäßige Tests und Kalibrierungen mit FINCH durchgeführt, für die Standardroutinen festgelegt werden sollen. Um die Rolle der INP bei der Wolken- und Niederschlagsbildung sowie bei den Wolkeneigenschaften abzuschätzen, werden die gewonnenen Messergebnisse am Ende als Eingabeparameter für erweiterte Wolkenmodelle (Kooperation mit WP-M) dienen.
Das Projekt "Teilvorhaben Indoor-Positionierung und AR-Streaming in modernen Funknetzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Geodätisches Institut, Lehrstuhl für Bauinformatik & Geoinformationssysteme durchgeführt. Die Einführung moderner Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) in der Energiewirtschaft ist eine vordringliche Aufgabe zur Bewältigung der Energiewende. In Anknüpfung an die Ansätze aus dem Forschungsverbund 'National 5G Energy Hub' befasst sich das Projekt N5GEH-LocI4AR mit der Entwicklung eines intelligenten, standortbezogenen mobilen Assistenzsystems für hochkomplexe Systeme der Energietechnik als Web-Anwendung oder Smartphone-App. Die wesentlichen Komponenten sind (1) eine automatische Innenraumlokalisierung und (2) eine mobile augmentierte Realität (AR) nutzende Visualisierung mit externer Prozessierung sowie (3) mit der Integration von Sensordaten mittels IoT-Technologie. Die hohen Übertragungsraten und geringen Latenzzeiten der 5G-Technik sollen untersucht werden, um in gemeinsamer Nutzung mit einer Positionierungs- und Navigationslösung Anwendungen zur AR in Echtzeit auf mobilen Endgeräten umzusetzen. Effizienz bzw. Nutzen vieler, heute hochkomplexer Anwendungen in der Energietechnik (z.B. im Rahmen der Installation technischer Systeme, bei Inspektions- und (prädiktiven) Wartungsarbeiten, im Facility Management oder für Energiedienstleistungen) können nur unter Nutzung von intelligenten Assistenzsystemen vollständig ausgeschöpft werden. Es entsteht ein auf den Bereich der Energietechnik spezialisiertes computergestütztes Werkzeug in Form eines intelligenten mobilen Indoor-Location AR-Assistenzsystem, das Basis verschiedener Fachapplikationen auf mobilen Endgeräten werden soll. Das Teilvorhaben der RWTH befasst sich 1) mit der Untersuchung, Konzeption und Entwicklung von Möglichkeiten bzw. Verfahren zur präzisen und verlässlichen Indoor-Positionierung in modernen Funknetzen, 2) der Realisierung einer Streaming-basierten AR-Lösung zur Visualisierung von Planungsszenarien in realer Umgebung unter Einbeziehung der Positionsbestimmung aus 1), um aus einer groben eine feine Positionierung inkl. Orientierung (Pose) des mobilen Endgerätes zu erhalten.
Das Projekt "Langzeittrends für Trifluoressigsäure in terrestrischen Umweltproben: Untersuchung von Pflanzenproben der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) auf Trifluoressigsäure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Dieser Bericht beschreibt die Gehalte und zeitliche Entwicklungen der persistenten und mobilen Substanz Trifluoracetat (TFA), dem Anion der Trifluoressigsäure, in archivierten pflanzlichen Proben der Umweltprobenbank des Bundes. Die erhobenen Zeitreihen der TFA-Gehalte umfassen den Zeitraum von 1989 bis 2020. Der Bericht beschreibt zudem die analytische Methode zur Quantifizierung von TFA in den untersuchten pflanzlichen Matrices und gibt Angaben zur Methodenperformance. Die TFA-Gehalte untersuchter Blatt- und Nadelproben bewegten sich überwiegend im zwei- bis dreistelligen ÎÌg/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Proben unterschiedlicher Standorte derselben Baumart lagen jeweils in einem ähnlichen Konzentrationsbereich. Die höchsten TFA-Gehalte (bis zu ca. 1000 ÎÌg/kg Trockengewicht) wurde in Proben der Pyramidenpappel gefunden. Für beide Standorte der Pyramidenpappel und für drei der vier untersuchten Standorte der Rotbuche konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Die Ergebnisse der Nadelproben deuten ebenfalls auf einen Anstieg der TFA-Gehalte hin, wenngleich für diese, aufgrund der geringen Anzahl von Proben, keine statistische Trendbetrachtung möglich war.
Das Projekt "Rekonstruktion von paläo-Meerwasser Eigenschaften im tropischen westlichen Indischen Ozean für die letzten 470000 Jahre anhand von Mg/Ca und stabilen Isotopen in planktischen Foraminiferen: Vergleich von atmosphärischen und ozeanographischen Einflüssen." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Der tropische westliche Indische Ozean wird von verschiedenen atmosphärischen und ozeanographischen Prozessen beeinflusst und nimmt eine Schlüsselstelle für paläoklimatologische Untersuchungen ein. Die jährlichen Klimaänderungen werden hauptsachlich durch den Indischen Monsun bestimmt, in dem sich die Passatwinde halbjährlich die Richtung ändern. Mehrjährige Schwankungen in der Walker Zirkulation werden vor allem von Dipol-Modus des Indischen Ozeans und El Niño - Südliche Oszillation bestimmt, die regelmäßig zu schweren Überschwemmungen oder extremen Dürren wie die Hungersnot in 2011 in Ost-Afrika führen. Ozeanographisch gesehen sind die Wassermassen im Arbeitsgebiet ursprünglich aus dem indonesischen Archipel, subantarktischem Wasser, das südlich des Äquators aufgetrieben wird und hoch-salinem Wasser aus dem Roten Meer. Außerdem ist der tropische westliche Indische Ozean die Hauptquelle der Wassermassen des Agulhas Current Systems. Daher hat der tropische westliche Indische Ozean das Potenzial, unser Wissen über Änderungen dieser Klimafaktoren in der Vergangenheit und vielleicht sogar für die Zukunft zu verbessern. Leider standen bisher keine längeren Sedimentkerne zur Verfügung, die mehrere glazial-interglaziale Zyklen abdecken. GeoB12613-1 wurde östlich von der Insel Pemba vor der Küste von Tansania während der FS Meteor Reise M75/2 genommen und stellt einen gut erhaltenen Kern aus dem offenen Ozean dar, der die letzten fünf glazial-interglazial Zyklen abdeckt. Das Forschungsziel dieses Antrags anhand von Mg/Ca und stabile Isotopen in unterschiedlichen Arten von planktische Foraminiferen ist die Hypothesen zu prüfen, dass Änderungen in den Meerwassertemperaturen und relative Salzgehalte im tropischen westlichen Indischen Ozean entkoppelt waren auf orbitalen Zeitskalen über den letzten fünf glazial-interglazial Zyklen; dass die Schwankungen auf Zeitskalen von mehreren Jahrtausenden in der Stratifizierung der Wassersäule an beiden Seiten des Indischen Ozeans einschließlich des Ost-West Gradienten durch Änderungen in der Walker Zirkulation des Indischen Ozeans gesteuert wurden; und dass die Zufuhr von Salz an Agulhas Current System hauptsächlich vom Red Sea Outflow Water bestimmt wurde.
Das Projekt "Änderungen der Zwischenwasserzirkulation im äquatorialen Westatlantik während der letzten 20,000 Jahre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Die Zirkulation des Antarktischen Zwischenwasser (AAIW) stellt eine entscheidende Rolle in der Atlantischen Meridionalen Umwälzbewegung (AMOC, Atlantic meridional overturning circulation) dar und ist daher entscheidend für das Verständnis des globalen Ozean-Klima-Systems. Die Zufuhr des kalten und salzarmen AAIW in den Nordatlantik beeinflusst die Bildung des Nordatlantischen Tiefenwassers (NADW, North Atlantic Deep Water). Vermutet wird, dass Änderungen in der AAIW Zirkulation während abrupter Kältephasen der letzten 20,000 Jahren zu einer verminderter NADW Bildung beigetragen haben. Spekulativ bleibt aber, ob diese Phasen abgeschwächter AMOC auf eine Zu- oder Abnahme der AAIW Zirkulation zurückzuführen sind. Aufgrund fehlender hochauflösender Klimaarchive ist bislang nur wenig bekannt über einen möglichen AAIW-NADW Kopplungsprozess. Das Ziel der vorliegenden Studie ist daher eine detaillierte Rekonstruktion der AAIW Zirkulation und dessen Einfluss auf die AMOC während der letzten Abschmelzphase und des frühen Holozäns, vor allem während des Heinrich Stadials 1 und der Jüngeren Dryas. Der äquatoriale Westatlantik ist für diese Fragestellung eine höchst spannende Region, da dieser eine Schlüsselregion im globalen ozeanischen Strömungssystem darstellt. Demnach haben Zirkulationsschwankungen innerhalb dieses Gebietes weitreichende Folgen für die Variabilität auch entfernter Regionen in Nord-und Südatlantik sowie das Klima dort. Zwei grundsätzliche Fragen ergeben sich aus der Abfolge der Klimaereignisse der letzten 20,000 Jahre: (1) Welche Veränderungen finden in der Zwischenwasserzirkulation des äquatoriale Westatlantik während Phasen abgeschwächter AMOC statt, und inwieweit stehen diese Veränderungen im Zusammenhang mit einer Zu- oder Abnahme der AAIW Zirkulation. (2) Inwieweit besteht ein Zusammenhang zwischen Änderungen in der AAIW Zirkulation und Klimaänderungen in der Südhemisphäre? Um diese Fragen zu beantworten, werden entlang eines Transekts mehrere hochauflösende Sedimentkerne aus verschiedenen Wassertiefen (bis zu 2000 m) entlang des brasilianischen Kontinentalhanges untersucht. Die Rekonstruktionen basieren hauptsächlich auf isotopengeochemischen Messungen an Foraminiferen, welche durch Spurenelementanalysen ergänzt werden. Dadurch können Herkunft und Transportwege von Wassermassen im Ozean entschlüsselt und Veränderungen der Ozeanzirkulation im Zusammenhang mit Klimaschwankungen der Vergangenheit gebracht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben Integration IoT-basierter Echtzeit-Sensordaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IOX GmbH durchgeführt. Die Einführung moderner Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) in der Energiewirtschaft ist eine vordringliche Aufgabe zur Bewältigung der Energiewende. In Anknüpfung an die Ansätze aus dem Forschungsverbund 'National 5G Energy Hub' befasst sich das Projekt N5GEH-LocI4AR mit der Entwicklung eines intelligenten, standortbezogenen mobilen Assistenzsystems für hochkomplexe Systeme der Energietechnik als Web-Anwendung oder Smartphone-App. Die wesentlichen Komponenten sind (1) eine automatische Innenraumlokalisierung und (2) eine mobile augmentierte Realität (AR) nutzende Visualisierung mit externer Prozessierung sowie (3) mit der Integration von Sensordaten mittels IoT-Technologie. Die hohen Übertragungsraten und geringen Latenzzeiten der 5G-Technik sollen untersucht werden, um in gemeinsamer Nutzung mit einer Positionierungs- und Navigationslösung Anwendungen zur AR in Echtzeit auf mobilen Endgeräten umzusetzen. Effizienz bzw. Nutzen vieler, heute hochkomplexer Anwendungen in der Energietechnik (z.B. im Rahmen der Installation technischer Systeme, bei Inspektions- und (prädiktiven) Wartungsarbeiten, im Facility Management oder für Energiedienstleistungen) können nur unter Nutzung von intelligenten Assistenzsystemen vollständig ausgeschöpft werden. Es entsteht ein auf den Bereich der Energietechnik spezialisiertes computergestütztes Werkzeug in Form eines intelligenten mobilen Indoor-Location AR-Assistenzsystem, das Basis verschiedener Fachapplikationen auf mobilen Endgeräten werden soll. Das Teilvorhaben von IoX befasst sich mit der Entwickelung eines IoT-Moduls, das die Daten der IoT-Sensoren an der festgestellten Position für die AR-Applikation bereitstellt.
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