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Project: OTC-Genomics

Estuaries and coasts are characterized by ecological dynamics that bridge the boundary between habitats, such as fresh and marine water bodies or the open sea and the land. Because of this, these ecosystems harbor ecosystem functions that shaped human history. At the same time, they display distinct dynamics on large and small temporal and spatial scales, impeding their study. Within the framework of the OTC-Genomics project, we compiled a data set describing the community composition as well as abiotic state of an estuary and the coastal region close to it with unprecedented spatio-temporal resolution. We sampled fifteen locations in a weekly to twice weekly rhythm for a year across the Warnow river estuary and the Baltic Sea coast. From those samples, we measured temperature, salinity, and the concentrations of Chlorophyll a, phosphate, nitrate, and nitrite.

Wirkungen des Klimawandels an der Küste

Das Projekt "Wirkungen des Klimawandels an der Küste" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks engagiert sich die BAW gemeinsam mit weiteren Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des BMVI, um fach- und verkehrsträgerübergreifende Lösungen für die drängenden Verkehrsfragen der Zukunft aufzuzeigen (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Ein Fokusgebiet ist dabei der Küstenbereich mit seinen Seehafenzufahrten, denn infolge des zunehmenden Welthandels hat der Seehandel in der heutigen Zeit der Globalisierung eine größere Bedeutung als je zuvor. Internationale Seehäfen, wie zum Beispiel der Hamburger Hafen, bilden im Seehandel wichtige Knotenpunkte. Der Hamburger Hafen ist mit einem Seegüterumschlag von 137 Millionen Tonnen pro Jahr der größte Seehafen Deutschlands. Von hier werden Güter in die ganze Welt verschifft bzw. auf der Schiene, Straße und Wasserstraße nach ganz Deutschland und Europa weitertransportiert. Durch den Klimawandel werden sich für den Betrieb und die Unterhaltung von Seehäfen und Seehafenzufahrten äußere Einflüsse, wie zum Beispiel der Meeresspiegel, ändern. Für strategische und langfristige Investitionsentscheidungen hinsichtlich der Hafeninfrastruktur entstehen dadurch wichtige Fragen. Wie werden sich Meeresspiegelanstieg und andere klimawandelbedingte Änderungen auf die Seehäfen auswirken? Kann die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs sowie die Erreichbarkeit der Häfen in Zukunft gewährleistet werden? Welche Anpassungsmaßnahmen sind gegebenenfalls notwendig und nachhaltig? Mit diesen und anderen Fragen befasst sich die BAW am Standort Hamburg im Rahmen des Expertennetzwerkes. Mithilfe eines hochaufgelösten dreidimensionalen numerischen Modells der Deutschen Bucht werden komplexe Prozesse wie die Tidedynamik sowie der Transport von Salz, Wärme und Sedimenten für heutige und mögliche zukünftige Verhältnisse simuliert. Das Modellgebiet umfasst die gesamte deutsche Nordseeküste und die Ästuare von Ems, Jade-Weser und Elbe. Das Expertennetzwerk ist auch im Hinblick auf die Novellierung des Gesetzes zur Umweltverträglichkeitsprüfung bedeutend. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung müssen künftig sowohl die Anfälligkeit des geplanten Vorhabens gegenüber den Folgen des Klimawandels als auch die Auswirkungen des Vorhabens auf das Klima auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse gerichtsfest untersucht werden. Dies kann nur in behördenübergreifender Zusammenarbeit geleistet werden. Wie dringend der Forschungsbedarf für die Seeschifffahrt ist, zeigt die Situation am Hamburger Hafen. Die Zufahrt zum Hamburger Hafen erfolgt entlang des Elbeästuars. Da die Flutstromgeschwindigkeiten in vielen Bereichen des Elbeästuars höher als die Ebbestromgeschwindigkeiten sind, ist der stromaufgerichtete Sedimenttransport im Mittel größer als der stromabgerichtete Sedimenttransport. Es wird mehr Sediment aus der Nordsee in das Elbästuar eingetragen als ausgetragen. (Text gekürzt)

Der Einfluss des Klimawandels auf die Lage der Brackwasserzone

Das Projekt "Der Einfluss des Klimawandels auf die Lage der Brackwasserzone" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.Der Klimawandel ist ein globales Phänomen. Erhöhte Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre führen zu globalen Veränderungen des Klimas. Auf lokaler Ebene können Betroffenheiten entstehen. Es ist eine besondere Herausforderung, ausgehend von globalen Klimaveränderungen auf lokale Folgen, z. B. für die Wasserstraßen, zu schließen. In KLIWAS1 wird mit Hilfe einer Kette von Modellen das Klimaänderungssignal Schritt für Schritt auf kleinere räumliche Skalen übertragen. Am Anfang stehen verschiedene Emissionsszenarien die mögliche Zukünfte beschreiben. Ausgehend von diesen Emissionsszenarien wird der Klimawandel über globale Klimamodelle, regionale Klimamodelle und Abflussmodelle bis hin zu den Wirkmodellen bis zur lokalen Ebene der Wasserstraße transferiert. Kein Modell in dieser Kette repräsentiert die Natur perfekt. Die Ergebnisse jedes Modells basieren auf Annahmen und sind mit Unsicherheiten behaftet. Im Verlauf der Modellkette summieren sich die Unsicherheiten auf. Am Ende der Modellkette ist die Bandbreite der möglichen Folgen eines Klimawandels auf lokaler Ebene sehr groß. Für die deutschen Küstengebiete der Nord- und Ostsee einschließlich der Ästuare ist es aufgrund dieser Unsicherheiten schwierig, konkrete Aussagen zu den lokalen Auswirkungen und möglichen Betroffenheiten zu machen. Eine Möglichkeit mit diesen Unsicherheiten umzugehen sind Sensitivitätsstudien. Die wichtigsten physikalischen Parameter im Ästuar sind Wasserstand, Strömungsgeschwindigkeit, Salzgehalt, Temperatur und Schwebstoffgehalt. Wie sich diese Parameter in einem Ästuar entwickeln, ist abhängig von den Randbedingungen. Die Randbedingungen werden durch die Haupteinflussfaktoren Meeresspiegel in der Nordsee, Abfluss, Wind und Topographie bestimmt, die sich direkt oder indirekt durch die Folgen eines Klimawandels verändern können. Für die Sensitivitätsstudien werden die genannten Haupteinflussfaktoren, die die Randbedingungen dieser Studien bilden, einzeln und in Kombination variiert. Auf diese Weise können Aussagen darüber getroffen werden, wie sich im Ästuar Wasserstand, Strömung, Salzgehalt und Schwebstoffe an die veränderten Randbedingungen (Folgen des Klimawandels) anpassen. Dadurch ist es möglich, festzustellen, unter welchen Bedingungen ein Schwellenwert überschritten wird, der eine Betroffenheit auslöst. Gleichzeitig tragen diese Szenarien zum Prozessverständnis des physikalischen Systems Ästuar bei. Sensitivitätsstudien liefern klare Wenn-Dann-Aussagen. Für eine zeitliche Zuordnung können die Ergebnisse der Sensitivitätsstudien über die jeweils verwendeten Haupteinflussfaktoren mit den aktuellen Klimaszenarien in Beziehung gesetzt werden. (Text gekürzt)

Sedimentbewegungen in der Deutschen Bucht

Das Projekt "Sedimentbewegungen in der Deutschen Bucht" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.Zur Halbzeit eines BAW-Forschungsprojektes zum 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht' werden erste Ergebnisse sichtbar. Transportprozesse im Wandel der Zeitläufe: Wie werden sich die Watten und Vorländer der deutschen Nordseeküste anpassen, sollte in Folge des Klimawandels der Meeresspiegel steigen? Eine Antwort auf diese Frage ist nicht nur für die Sicherheit der Seedeiche bedeutsam, sondern auch für die Zufahrten zu den Seehäfen. Einerseits beeinflusst das Flachwasser im Ästuarbereich maßgebend das Tide- und Sedimentregime in den Tideflüssen und hat somit Auswirkungen auf die zukünftige Unterhaltung der Seehafenzufahrten. Zum anderen hat sich gezeigt, dass in einer Betrachtung über Jahrzehnte hinweg die kleinräumigen Transportprozesse in der Deutschen Bucht und in den Außenbereichen der Ästuare auch durch die Transportprozesse, die in der gesamten Nordsee stattfinden, mitgeprägt werden. Die Dimension dieser weiträumigen Transportprozesse in der Nordsee wird in der Satellitenaufnahme der oberflächennahen Ausbreitung der Schwebstofffahnen aus den Ästuarmündungen deutlich (Bild 1). Allerdings entzieht sich dieses Phänomen noch weitgehend der fachwissenschaftlichen Betrachtung, denn über die tatsächlichen Transportprozesse in der Nordsee, zumal in der Deutschen Bucht, ist wenig bekannt: Es fehlen zum Beispiel grundlegende, flächendeckende Informationen über das anstehende Material an der Gewässersohle, über den Bodenaufbau oder über die relevanten Kräfte, die den Transport antreiben, wie Wind und Seegang. Und schließlich fehlen die geeigneten Werkzeuge, um die komplexen Transportprozesse berechnen zu können. BAW hat Federführung bei Forschungsprojekt: Im Rahmen eines im Wettbewerb ausgeschriebenen Forschungsschwerpunktes des Kuratoriums für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) konnte sich die BAW mit einem Forschungsantrag zum Thema 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der deutschen Bucht (AUFMOD)' durchsetzen. An dem Projekt unter Federführung der BAW beteiligen sich weitere neun Kooperationspartner. Gestartet Ende 2009, läuft die Förderung zunächst bis 2012 (siehe: www.kfki.de/prj-aufmod/de).

Kuestenprogramm der BfG - Transport und Austauschvorgaenge in Aestuarien

Das Projekt "Kuestenprogramm der BfG - Transport und Austauschvorgaenge in Aestuarien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Gewässerkunde.Zweck und Ziel: Mit den Untersuchungen sollen in Aestuarien die Einfluesse der Gezeiten, der morphologischen Struktur und der Meteorologie (Wind) auf die Transport- und Vermischungsvorgaenge aufgezeigt werden, wobei eine qualitative und quantitative Erfassung lokaler hydrodynamischer Vorgaenge angestrebt wird. Besondere Aufmerksamkeit richtet sich hierbei auf die Laengsvermischung in den Rinnen und die Quervermischung mit den seitlich angrenzenden Flachwasserzonen. Die vorgesehenen Messungen, die in der Jade und im Weseraestuar erfolgen sollen, dienen der Gewinnung von Basisdaten fuer mathematische Modelle. Ausfuehrung: Meteorologische Daten werden in den Sommer- und Herbstmonaten in der Naehe des Leuchtturms Hoher Weg von einer auf Magnetband registrierenden Messeinrichtung erfasst. Temperatur- und Stroemungsmessungen erfolgen im umliegenden Aestuargebiet. Ergaenzend dazu werden kombinierte Quer- und Laengsprofile (Temperatur, Leitfaehigkeit und Sauerstoffgehalt) in Jade und Weser aufgenommen. Ergebnisse: Durch die Laengs- und Querprofilmessungen konnten ueber die zeitlich und oertlich in ihren Auswirkungen veraenderlichen Einflussgroessen, wie industrielle Waermeeinleitungen, Waermeaustausch mit der Atmosphaere sowie seeseitiger An- und Abtransport von Waerme, mannigfaltige Informationen gewonnen werden. Die langjaehrigen Messungen im Weser-Aestuar und in der Jade lieferten insbesondere Erkenntnisse ueber die Groessenordnung der einzelnen Transportvorgaenge.

Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018; Leitantrag, Vorhaben: Modellbildung und Parametrisierung

Das Projekt "Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018; Leitantrag, Vorhaben: Modellbildung und Parametrisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen.

Investigations of the health status of molluscs in the Weser estuary with special emphasis on organotin contamination of sediments

Das Projekt "Investigations of the health status of molluscs in the Weser estuary with special emphasis on organotin contamination of sediments" wird/wurde gefördert durch: Niedersächsisches Landesamt für Ökologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Frankfurt am Main, Institut für Ökologie, Evolution und Diversität, Abteilung Aquatische Ökotoxikologie.

Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018; Leitantrag, Vorhaben: Modellanwendung und Parameterbestimmung

Das Projekt "Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018; Leitantrag, Vorhaben: Modellanwendung und Parameterbestimmung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.

Methodenentwicklung zur Erfassung von Schweinswalen mittels akustischer Verfahren in Ästuaren

Das Projekt "Methodenentwicklung zur Erfassung von Schweinswalen mittels akustischer Verfahren in Ästuaren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Gewässerkunde.Veranlassung Bei Ausbau- und Unterhaltungsmaßnahmen in den Ästuaren müssen Auswirkungen auf den streng geschützten Schweinswal berücksichtigt werden. Dazu ist es erforderlich, sein zeitliches und räumliches Vorkommen zu erfassen, wozu z.B. in Ost- und Nordsee Hydrophonsysteme mit entsprechender Analysesoftware zum Herausfiltern von Schweinswallauten verwendet werden. In den Ästuaren gibt es jedoch wesentlich mehr Hintergrundgeräusche als in Ost- und Nordsee, sodass die Analyse von Schweinswallauten einen erheblichen Mehraufwand an manueller Nachbearbeitung erfordert, weil die bislang verfügbaren Filter- und Auswertealgorithmen häufig Hintergrundgeräusche als Schweinswallaute fehlinterpretieren. Die geplanten Untersuchungen im Rahmen dieses Projektes sollen dazu führen, dass dieser Nachbearbeitungsaufwand deutlich reduziert und Prozesse teilautomatisiert werden. Ziele - Es soll ein effektives Monitoring von Schweinswalen in den deutschen Ästuaren als Basis für die Beratung der WSV bei Unterhaltungs- und Ausbaumaßnahmen ermöglicht werden durch: - Identifizierung der Hard- und Software sowie der Filter- und Auswertealgorithmen, die am besten zum akustischen Monitoring von Schweinswalen in den deutschen Ästuaren geeignet sind - Weiterentwicklung von Filter-Algorithmen zur automatischen Detektion von Schweinswallauten bzw. Entwicklung von Nachbearbeitungsverfahren mithilfe des maschinellem Lernens - Identifizierung und Charakterisierung von Störgeräuschquellen Der Schweinswal ist die einzige in den deutschen Küstengewässern regelmäßig vorkommende Walart: streng geschützt, relativ empfindlich gegenüber Störungen und trotzdem auch in den anthropogen stark beeinflussten Ästuaren anzutreffen. Wann und wie häufig er dort ist, kann durch akustische Aufnahmen mit Hydrophonsystemen festgestellt werden, da er schmalbandige, hochfrequente Lautsequenzen aussendet. Allerdings erschweren zahlreiche Hintergrundstörgeräusche, wie z.B. Sedimentbewegung und Schiffsgeräusche, die automatisierte Erkennung von Schweinswallauten. Der Schweinswal: Orientierung, Kommunikation und Beutefang durch Aussendung von hochfrequenten Lauten. Die Herausforderung: Hintergrundgeräusche in den Ästuaren erschweren die automatisierte akustische Erfassung.

Kuestenmessprogramm der BfG - Einrichtung eines Dauermessprogramms fuer die Kuestengewaesser

Das Projekt "Kuestenmessprogramm der BfG - Einrichtung eines Dauermessprogramms fuer die Kuestengewaesser" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Gewässerkunde.Einrichtung eines Dauermessprogramms, um die wichtigsten Schadstoffe, ihre Konzentrationen und ihre Verteilung in den Kuestengewaessern systematisch zu erfassen. Das Dauermessprogramm sieht Untersuchungen in den Brackwasserzonen der Aestuarien und in den inneren Kuestengewaessern vor. Es sind Teilmessnetze im Muendungsbereich der Tidefluesse vorgesehen. Die Teilmessnetze umfassen Messstationen, auf denen die zur Zeit zuverlaessig messbaren physikalischen und chemischen Parameter gemessen und oertlich registriert werden und Messstellen, an denen chemische und biologische Werte durch regelmaessige Messfahrten und Probenahmen erfasst werden. Ausserdem werden im Teilmessnetz weitere physikalische und hydrologische Parameter zeitweise erfasst.

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