Halogenradikale spielen eine Schlüsselrolle in der Chemie der polaren Grenzschicht. Alljährlich im Frühjahr beobachtet man riesige Flächen von mehreren Millionen Quadratkilometern mit stark erhöhten Konzentrationen von reaktivem Brom, welches von salzhaltigen Oberflächen in der Arktis und Antarktis emittiert werden. Dieses Phänomen ist auch als Bromexplosion bekannt. Des Weiteren detektieren sowohl boden- als auch satellitengestützte Messungen signifikante Mengen von Jodoxid über der Antarktis, jedoch nicht in der Arktis. Die Gründe für diese Asymmetrie sind nach wie vor unbekannt, aber das Vorhandensein von nur wenigen ppt reaktiven Jods in der antarktischen Grenzschicht sollte einen signifikanten Einfluss auf das chemische Gleichgewicht der Atmosphäre haben und zu einer Verstärkung des durch Brom katalysierten Ozonabbaus im polaren Frühjahr haben. Der Schwerpunkt der Aktivitäten im Rahmen von HALOPOLE III wird auf der Untersuchung von wichtigen Fragestellungen liegen, die im Rahmen der Vorgängerprojekte HALOPOLE I und II im Bezug auf die Quellen, Senken und Transformationsprozesse von reaktiven Halogenverbindungen in Polarregionen aufgetreten sind. Basierend sowohl auf der synergistischen Untersuchung der bislang gewonnen Daten aus Langzeit - und Feldmessungen sowie auf neuartigen Messungen in der Antarktis sind die wesentlichen Schwerpunkte: (1) Die Untersuchung einer im Rahmen von HALOPOLE II aufgetretenen eklatanten Diskrepanz zwischen aktiven und passiven Messungen DOAS Messungen von IO. (2) Eine eingehende Analyse der DOAS Langzeitmessungen von der Neumayer Station und Arrival Heights (Antarktis) sowie Alert (Kanada) bezüglich Meteorologie, Ursprung der Luftmassen, Vertikalverteilung, sowie des Einflusses von Schnee, Meereis und Eisblumen auf die Freisetzung von reaktiven Halogenverbindungen. (3) Die Untersuchung der kleinskaligen räumlicher und zeitlichen Variation von BrO auf der Basis einer detaillierten Analyse der flugzeuggebundenen MAX-DOAS Messungen während der BROMEX 2012 Kampagne in Barrow/Alaska. (4) Die Analyse der kürzlich in der marginalen Eiszone der Antarktis auf dem Forschungsschiff Polarstern durchgeführten Messungen im Hinblick auf die horizontale und vertikale Verteilung von BrO und IO, sowie den Einfluss der Halogenchemie auf den Ozon- und Quecksilberhaushalt. (5) Weitere detaillierte Untersuchungen des Einflusses von Halogenradikalen, insbesondere Chlor und Jod, auf das chemische Gleichgewicht der polaren Grenzschicht auf der Basis einer Messkampagne in Halley Bay, Antarktis. (6) Detailliertere Langzeit-Messungen von Halogenradikalen und weiteren Substanzen auf der Neumayer Station mittels eines neuen Langpfad-DOAS Instruments welches im Rahmen dieses Projektes entwickelt wird. Zusätzlich zu den bereits existierenden MAX-DOAS Messungen werden diese eine ganzjährige Messungen des vollen Tagesganges sowie die Untersuchung nicht nur der Brom- und Jodchemie, sondern auch der Chlorchemie ermöglichen.
Our research efforts intend to contribute to the development of a syntaxonomical vegetation classification system for the entire Arctic territory. Such a system enables a proper identification of the vegetation types and consequently an evaluation of their biological and ecological importance on local, regional and circumpolar scales. We use a modified, modern version of the Braun-Blanquet approach. Special attention is paid to detailed analyses of the composition of the bryophyte and lichen flora within the sample plots as well as to a detailed analysis of habitat and distribution of the vegetation. We focus on Greenland which holds geographically an intermediate position between Eurosiberia and the North-America continent. The syntaxonomical survey includes characterization of the plant communities and their habitat and distribution. Vegetation mapping displays local and regional distribution. Comparative studies are carried out in - Alaska and Canada (Southwest Alaska, Nunuvat) and we closely cooperate with Russian, European and American geobotanists and landscape ecologists. Ongoing research: Survey of the vegetation of Northwest Greenland (between 70-73 degree N)- vegetation of eastern North Greenland (southem Mylius Erichsen Land and southern Kronsprins Christian Land)-classification of dwarf shrub and terricolous lichen vegetation-vegetation mapping (CAVM-project) and characterization and delimination of altitudinal belts in the inland of West Greenland (project AZV Greenland).
Während eines Geländeforschungsaufenthaltes im Süden Alaskas sollen im Spätsommer 2000 (1) in drei Untersuchungsgebieten (Valdez, Cordova und Yakutat Area) pflanzensoziologische und bodenkundliche Untersuchungen zur vegetationskundlich-ökologischen Differenzierung des von Picea sitchensis bestimmten boreo-temperierten Küstenregenwaldes besonders in Abhängigkeit vom Salinitätsgradienten an küstennahen Standorten sowie (2) im Bereich des Thompson Pass (östlich von Valdez) datierte Pollen- analysen zur Ermittlung des Zeitpunktes des spätholozänen Einwanderns von Küstenregenwald-Baumarten und deren mögliche Interaktion mit boreal-kontinentalen Arten und (3) Baumbohrkerne für dendroökologische Studien zur Dynamik des Waldgrenzökotons gewonnen werden.
Messdaten zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt, in Lebens- und Futtermitteln
Messdaten zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt, in Lebens- und Futtermitteln
Messdaten zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt, in Lebens- und Futtermitteln
Die natürliche Strahlenexposition des Menschen resultiert aus der Summe der Wirkungen der kosmischen Strahlung, der Strahlung der natürlichen Radionuklide in der Umwelt des Menschen und sowie der Strahlung der natürlichen Radionuklide, die sich im Körper jedes Menschen befinden. Im Jahr 2004 betrug in Deutschland die effektive Dosis, die durch die kosmische Strahlung hervorgerufen wird, im Mittel 0,3 mSv/a (Millisievert/Jahr). Die Dosis durch kosmische Strahlung ist abhängig von der geographischen Breite sowie der Höhe über dem Meeresspiegel. Die mittlere effektive Dosis der Bevölkerung durch den terrestrischen Anteil an der natürlichen Strahlenexposition beträgt etwa 0,4 mSv/a. Die Intensität der Strahlung kann auf Grund von geologisch-mineralogischen Verhältnissen von Ort zu Ort verschieden sein. Das natürlich vorkommende radioaktive Edelgas Radon, das aus dem Untergrund in die Häuser eindringen kann, ist für eine Dosis von 1,1 mSv/a verantwortlich. Der menschliche Organismus nimmt während des gesamten Lebens natürliche radioaktive Stoffe durch die Nahrung, die Atmung und über die Haut auf. Das Aktivitätsinventar für einen Menschen wird mit ca. 7.500 Bq angegeben. Daraus ergibt sich einen Strahlendosis von etwa 0,3 mSv/a. In der Summe beträgt die mittlere effektive Jahresdosis eines Menschen durch natürliche Strahlung ca. 2,1 mSv. Insgesamt ergibt sich durch die natürliche und zivilisatorische Strahlenexposition eine mittlere effektive Jahresdosis für die Bevölkerung von ca. 4,0 mSv. Dieser Wert ist gegenüber den Vorjahren unverändert. Mit dem Anteil der zusätzlichen zivilisatorischen Strahlenexposition zur ohnehin natürlich vorhandenen in dieser Größenordnung geht keine gesundheitliche Gefährdung einher. Nähere Angaben hierzu finden sich in den jährlich veröffentlichten Berichten der Bundesregierung über Umweltradioaktivität und Strahlenschutz, herausgegeben vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz . Untersuchungen zu bergbaubedingter Umweltradioaktivität gab es in Sachsen-Anhalt in den Regionen Mansfelder Land und Sangerhäuser Mulde. Bund und Land untersuchten Flächen au- ßerhalb des ehemaligen Mansfeld-Kombinates, die durch Kupfer- gewinnung bergbaulich beeinflusst waren. Rund drei Millionen Euro stellte der Bund dafür zur Verfügung. Die Resultate der Untersuchungen befinden sich in der Daten- bank ALASKA, deren Abschlussversion seit 2001 vorliegt. Die Datenbank enthält Eintragungen über 2970 bergbauliche Objekte aus den genannten Gebieten. Die Ergebnisse zeigen, dass der Kupferbergbau in Sachsen-An- halt zu keiner großflächigen radioaktiven Belastung der Umwelt geführt hat. Über 90 Prozent der untersuchten bergbaulichen Objekte weisen Radioaktivitätswerte im natürlichen Bereich auf. Sofortmaßnahmen waren aber nur in einem Fall, der Aschehalde am Maschinendenkmal in Hettstedt, erforderlich. Diese Halde wurde 1994 auf Veranlassung des Umweltministeriums einge- zäunt. In Mansfeld erfolgte die Sanierung einer Kupferschlacke- halde. Die Arbeiten wurden im Frühjahr 2005 abgeschlossen. Von den verbliebenen radioaktiv kontaminierten Flächen konnte eine Vielzahl aufgrund geringer Exposition durch bereits vorhan- dene Abdeckungen oder geringe Größe als Quelle von Gefährdun- gen für die Bevölkerung zunächst ausgeschlossen werden. Auf den Betriebsflächen des ehemaligen Mansfeld Kombinats, die in einem gesonderten Programm untersucht wurden, führten Sanierungen zu einer erheblichen Reduzierung der radioaktiven Kontaminationen. Betriebsflächen mit erhöhter Radioaktivität sind nicht frei zugänglich. Radioaktive Nuklide können als umschlossene bzw. in offener Form eingesetzt werden. Bei den umschlossenen Strahlenquellen handelt es sich um Nuklide, die in eine dichte, meist metallische Kapselung eingeschlossen werden. Anwendung finden umschlossene Strahlenquellen u. a. in der Werkstoffprüfung, bei Großbestrahlungsanlagen und in der Medizin. Bei offenen radioaktiven Stoffen liegt das Nuklid meist in Form einer chemischen Verbindung (z. B. Salz, Oxid, organische Verbindung) vor und kommt in fester, flüssiger und gasförmiger Form unmittelbar zur Anwendung. Offene radioaktive Stoffe werden u. a. in der Nuklearmedizin, als Radiopharmaka und in der Forschung (z. B. Biochemie) verwendet. Für Anwender von radioaktiven Stoffen bzw. Betreiber von Anlagen, die radioaktive Stoffe enthalten, besteht die Verpflichtung der geordneten Entsorgung des radioaktiven Materials und der kontaminierten Gegenstände. Unvermeidbare Ableitungen radioaktiver Stoffe in die Umwelt, z. B. bei der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioisotopen oder bei kerntechnischen Anlagen, unterliegen den in der Strahlenschutzverordnung festgeschriebenen Bestimmungen und Grenzwerten. Kontrollen erfolgen durch die zuständigen staatlichen Aufsichtsbehörden. Aus Gründen des Strahlenschutzes verwenden die nuklearmedizinischen Einrichtungen heute fast ausschließlich kurzlebige Isotope, wie Iod-131 und Technetium-99m. 2004 betrug die mittlere zivilisatorische Strahlenexposition der Bevölkerung der Bundesrepublik 1,9 mSv/a, in der Hauptsache durch medizinische Anwendung von Radionukliden und die Anwendung von Röntgenstrahlen bedingt. Andere Faktoren, wie der Fallout von Kernwaffenversuchen, die Folgen des Reaktorunfalls von Tschernobyl, die Emissionen kerntechnischer Anlagen, Technik und Forschung sowie beruflich bedingte Strahlenexpositionen tragen nur unwesentlich zur Strahlenbelastung des Menschen bei.
Aufgrund seiner wesentlichen Bedeutung für das globale Klima erfordert der Nordpazifik eine verstärkte Beachtung. Unser FS SONNE-EMPEROR Expedition SO-264 zielte auf die Emperor Seamount Kette im Nordpazifik und führte paläozeanographische, paläoklimatische, chemisch-ozeanographische und marin-biologische Arbeiten integrativ zusammen, um zu einem prozessorientierten Verständnis der komplexen Rolle des Nordpazifiks in Bezug auf die Steuerung des ozeanisch-atmosphärischen Gasaustausches auf erdgeschichtlichen Zeitskalen zu gelangen. In diesem bislang einzigartigen Forschungsansatz wurden hochqualitative Sedimentkerne sowohl aus flachen als auch sehr großen Wassertiefen entlang der Emperor Seamount Kette über einen Bereich, der die subtropischen und subarktischen Klimazonen von ca. 30°N bis ca. 50°N umfasst, gewonnen. Die am GEOMAR durchzuführenden Untersuchungen konzentrieren sich auf die Rekonstruktion der Plio/Pleistozänen bis Holozänen Dynamik der ozeanischen Deckschicht in Relation zu den tieferen (Mode- und oberen Zwischen-) Wassermassen. (Isotopen)geochemische Parameter, die die ozeanischen Temperaturen und Salzgehalte, die Veränderungen der Thermokline und der Wassermassenstratifizierung reflektieren, erlauben Einblicke in die latitudinalen Gradientenveränderungen in Bezug sowohl auf die Veränderlichkeit der Strömungsmuster (Kuroshio, Oyashio und Alaska Strömungen) als auch auf die atmosphärische Zirkulation und das Klima.
Ein Team von Wissenschaftlern des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) und des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ hat eine Messkampagne abgeschlossen, mit der zum ersten Mal vom Flugzeug aus die Methanemissionen aus den weitläufigen Permafrostlandschaften der Arktis großskalig erfasst werden konnten. Das überflogene Untersuchungsgebiet erstreckte sich von Barrow, der nördlichsten Siedlung auf dem amerikanischen Festland, über den gesamten nördlich der Brooks Range gelegenen sogenannten North Slope Alaskas bis ins Mackenziedelta in den North West Territories Kanadas. Mit den flugzeuggestützten Messungen (Airborne Measurement of Methane – AIRMETH) in einer Höhe von nur 30 bis 50 Meter über dem Erdboden sollen zwei große Fragen angegangen werden: Wie viel Methan gelangt aus Permafrostgebieten in die Atmosphäre? Tragen bekannte geologische Punktquellen, also die Leckage von Erdgas entlang geologischer Störungen, signifikant zur Gesamtmenge bei oder dominiert das in den oberen Bodenschichten mikrobiell produzierte Methan?
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