Pilze sind eine der am diversesten, jedoch am wenigsten untersuchten mikrobiellen Gruppen in marinen Gewässern. Eine Untergruppe der Pilze, kurz als Chytridien bekannt, umfasst häufig auftretende Parasiten auf Phytoplankton, welche eine starke Belastung für das Phytoplanktonwachstum, die Entwicklung von Algenblüten und deren Populationsdynamiken darstellen. Parasitäre Chytridien befallen alle Hauptgruppen von Phytoplankton und treten bevorzugt in Küstenregionen mit hoher Phytoplanktonbiomasse und Produktivität auf. Die Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Stoffkreisläufe und die Funktion von Ökosystemen sind jedoch kaum bekannt bzw. quantifiziert. Die Emmy Noether-Nachwuchsgruppe wird die funktionelle und quantitative Rolle parasitärer Pilze für die Phytoplanktonproduktivität und den Stoffkreislauf in Brack- und Meerwasser untersuchen. Unsere Ziele sind (1) Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen Phytoplankton und Chytridien auf Einzelzell-Ebene, (2) Untersuchungen der integrativen Rolle von Chytridien in aquatischen Nahrungsnetzen und (3) Aufklärung der Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Remineralisierungs- und Sedimentationsprozesse. Unser umfassender Ansatz beinhaltet experimentelle Studien mit Phytoplanktonâ€ÌPilz Co-Kulturen sowie mit natürlichen Planktongemeinschaften, mittels Analysen auf Zell- und Mikoskalen-Ebene bis hin zu mesoskaligen Stoffflüssen entlang der Wassersäule. Im Wesentlichen werden wir den Transfer von Kohlenstoff und Stickstoff vom Phytoplankton durch das pelagische Nahrungsnetz innerhalb der photischen Zone bis hin zum Absinken als Detritus in die Tiefe verfolgen. Das Projektergebnis soll ein ganzheitliches Verständnis der Rolle von Chytridien an der Basis aquatischer Nahrungsnetze und Produktivität fördern, einschließlich der zugrunde liegenden Mechanismen und Größenordnungen. Angesichts der potenziellen Signifikanz parasitärer Pilze für die Abschwächung von Produktivität, Sinkstoffflüssen aber auch von toxischen Algenblüten in Küstengebieten, sollen die gewonnenen Daten mit lokalen und globalen Stoffkreisläufen verknüpft und in zukünftige Entscheidungen zum Küstenmanagement implementiert werden.
Unsere Motivation ist es, die Rolle von gelöstem organischem Material (DOM) in marinen Oberflächenfilmen (SML) als eine Schlüsselkomponente zu verstehen, die den Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Meer, die Karbonatchemie, sowie die Ökophysiologie der assoziierten Organismen beeinflusst (Engel et al., 2017). Während unserer Vorarbeiten haben wir Hinweise auf einen bisher unbekannten Zusammenhang zwischen DOM und Karbonatchemie in der SML gefunden, sowie auf eine hohe räumlich-zeitliche Dynamik in der DOM-Zusammensetzung. Obwohl die hohe Heterogenität des SML-DOM-Geometabolom (d.h. die Gesamtheit des DOM-Pools, der durch biotische und abiotische Prozesse produziert und modifiziert wird) bekannt ist, gibt es wenige detaillierte Studien darüber. Insgesamt gibt es noch kein mechanistisches Verständnis darüber, unter welchen Bedingungen DOM in der SML in verschiedene chemische Fraktionen aufgeteilt wird. Dies liegt an der derzeit geringen Verfügbarkeit von Daten von einer größeren Anzahl von Untersuchungsstandorten unter unterschiedlichen Umwelt- und Versuchsbedingungen, sowie an einen Mangel an interdisziplinären Studien, die Physik, Geochemie und Biologie kombinieren. Mit anderen Worten, uns fehlen grundlegende (organo-)geochemische Informationen von der größten Luft-Wasser-Grenzfläche der Erde, mit unbekannten Konsequenzen für den damit verbundenen Austausch von klimarelevanten Gasen. In diesem Projekt streben wir an, diese Lücke durch sich ergänzende Messungen der DOM-Zusammensetzung und anorganischer Kohlenstoff-Systemparameter zu schließen. Die Relevanz für die Forschungseinheit BASS ergibt sich aus dem Ziel unseres Teilprojekts, die fehlenden grundlegenden biogeochemischen Informationen des SML-DOM-Inventars zur Verfügung zu stellen und sie in den Kontext der Ökosystemprozesse in der SML zu setzen, einschließlich der DOM-Produktion (SP1.1) sowie des mikrobiellen (SP1.2) und photochemischen (SP1.4) Umsatzes. Darüber hinaus werden wir den Beitrag des DOM-Geometaboloms zum Säure-Basen-Gleichgewicht der SML untersuchen, von dem wir erwarten, dass es die Gasgleichgewichte in der Grenzfläche - insbesondere im Kohlensäuresystem und damit auch die Treibhausgasflüsse - beeinflusst (SP2.1).
CONSTRAIN will focus research on three climate science knowledge gaps and a policy-facing knowledge gap that can be resolved over the next 4-5 years to significantly improve our understanding of how natural and human factors affect multi-decadal regional climate change. This will cement EU science as the world-leader in understanding climate sensitivity and climate variability, deliver significantly improved capability to make climate projections for the next 20-50 years, and provide up-to-date scientific evidence for international climate policy in two phases: Phase 1 will deliver a timely characterisation of physical science uncertainty and how it affects projections and committed levels of warming to the 2021 IPCC sixth assessment report; Phase 2 will deliver constrained surface temperature projections for the 2023 UNFCCC Global Stocktake. CONSTRAIN will take full advantage of climate model integrations from the sixth Climate Model Intercomparison Project (CMIP6) and will leverage existing H2020 and ERC projects. Novel CMIP6 analyses will be combined with dedicated high resolution simulations and new observations to address identified knowledge gaps on radiative forcing, cloud feedbacks and the relationship between ocean variability and atmospheric change. A fourth identified knowledge gap is the effective translation of new physical science understanding into an improved evidence base for policy decisions. CONSTRAIN will address this by developing climate model emulators that integrate and operationalise learning from across the consortium to provide new capability to assess impacts of climate change under a broad range of emission scenarios. We will focus on the expected spatially resolved decadal changes until mid-century providing robust evidence on climate sensitivity, and regional temperature, precipitation and circulation changes, thereby enabling evidence-based policy decisions that will directly benefit the EU's adaptation and mitigation strategy.
Passatwindkumuli spielen eine essentielle Rolle im Strahlungshaushalt der Erde und sind verantwortlich für bis zu 20 % des tropischen Niederschlags. Noch ist nicht bekannt, wie Passatwindkumuli auf die globale Erwärmung reagieren werden. Durch Niederschlag verändern sich Wolkeneigenschaften, aber auch die Grenzschichtstruktur und -dynamik. Aufgrund der Vielzahl der beteiligten Prozesse ist die Niederschlagsentwicklung in Modellen ist unsicher. Die Konfiguration der Simulationen und Wahl der Parameterisierung, wie das Autokonversionsschema, beeinflussen Niederschlagsfluss, Wolkenstruktur und â€Ìorganisation. Bisher konnten Vergleiche mit Beobachtungen noch nicht zur Reduktion der Unsicherheit des Autokonversionsschemas beitragen. Radarreflektivität, die mit Standardmethoden aus bodengebundenen Messungen abgeleitet wird, erkennt Niederschlag erst in einem fortgeschrittenen Stadium, was es schwierig macht, die verschiedenen, den Regen verursachenden Faktoren zu entflechten. Durch die Verdunstung des Niederschlags unterhalb der Wolkenunterkante (WUK) bestimmt dieser die Stärke der Coldpools und ist so bedeutend für die Organisation von Konvektion und somit die Klimasensitivität: Daher ist es essentiell Verdunstungsraten zu bestimmen und deren räumlich-zeitliche Variabilität zu verstehen. Zwar gibt es Parameterisierungen der Verdunstung unterhalb der WUK, allerdings sind diese von der Größe der Regentropfen abhängig, welche jedoch schlecht direkt zu beobachten ist.Ziel dieses Antrages ist die Bestimmung von Faktoren, welche die Niederschlagsformation in Passatwindkumuli beeinflussen. Dazu werden neuartige Radarbeobachtungen dieser Prozesse zur genaueren Beschreibung der Niederschlagsentwicklung in Grobstruktursimulationen (LES) herangezogen. Die räumlich-zeitliche Verdunstungsverteilung wird unterhalb der WUK in den Passatwindkumuli untersucht und treibende Faktoren identifiziert. Das Forschungsvorhaben ergänzt die bevorstehende EUREC4A (A Field Campaign to Elucidate the Couplings Between Clouds, Convection and Circulation) Kampagne und nutzt die langjährige Datenreihe des Barbados Cloud Observatory (BCO).Die synergetischen bodengebundenen Beobachtungen und der neue Ansatz, Niederschlag in Wolken mit Hilfe höherer Momente des Wolkenradardopplerspektrums zu bestimmen, werden erstmalig zur Beobachtungen von Passatwindkumuli und der Charakterisierung des Niederschlagslebenszyklus zu angewendet. Damit wird es möglich die Niederschlagsentwicklung in den hochauflösenden ICON-LEM und DHARMA-LES Modellen zu evaluieren. Für einen statistischen Vergleich der Simulationen und der Beobachtungen wird der Vorwärtsoperator PAMTRA verwendet, so dass im Beobachtungsraum untersucht werden kann, inwiefern die Modelle die beobachteten, mittleren Werte und Abhängigkeiten reproduzieren können und systematischen Fehler identifiziert werden. Damit trägt das Vorhaben zum Grand Challenge on Cloud Circulation and Climate Sensitivity des Weltklimaforschungsprogramm WRCP bei.
Gasaustausch findet in der Atmosphäre primär durch turbulenten und laminaren Fluss statt. Im Boden dagegen spielt advektiver Gastransport eine untergeordnete Rolle, stattdessen dominiert Diffusion die Transportprozesse. Trotz der Unterschiedlichkeit und scheinbaren Unabhängigkeit dieser Prozesse wurde während Freilanduntersuchungen ein Anstieg von Gastransportraten im Boden um mehrere 10 % während Phasen starken Windes beobachtet. Dieser Anstieg ist auf wind-induzierte Druckfluktuationen zurückzuführen, die sich in das luftgefüllte Porensystem des Bodens fortpflanzen und zu einem minimal oszillierenden Luftmassenfluss führen (Pressure-pumping Effekt). Durch den oszillierenden Charakter des Luftmassenflusses ist der direkte Beitrag zum Gastransport sehr gering. Die damit einhergehende Dispersion führt jedoch zu einem Anstieg der effektiven Gastransportrate entgegen des Konzentrationsgradienten. Wird der Pressure-pumping (PP) Effekt bei der Bestimmung von Gasflüssen mit der Gradienten- und Kammermethode nicht berücksichtigt, kann dies zu großen Unsicherheiten in der Bestimmung von Bodengasflüssen führen. Insbesondere für das langfristige Monitoring von treibhausrelevanten Gasflüssen stellen diese Unsicherheiten ein zentrales Problem dar. Wir stellen vier Hypothesen auf:(H1) Der PP-Effekt ist abhängig von Bodeneigenschaften.(H2) Die Ausprägung von Luftdruckfluktuationen ist abhängig von der Rauigkeit verschiedener Landnutzungen (Wald, Grasland, landwirtschaftliche Kulturen, Stadt)(H3) Kammermessungen werden durch Luftdruckfluktuationen beeinflusst.(H4) Der Austausch und Umsatz von Methan in Böden von Mittelgebirgswäldern wird durch den PP-Effekt verstärkt. Die Hypothesen 1, 3 und 4 werden mittels Laboruntersuchungen von Proben verschiedener Böden und Bodenfeuchtebedingungen überprüft. Die Hypothese 2 wird durch Freilandmessungen an verschiedenen Standorten überprüft. Ziele des Vorhabens sind: (Z1) Modelle zu entwickeln, die die Quantifizierung des Einflusses der Bodenstruktur auf den PP-Effekt ermöglichen, (Z2) den Effekt der Oberflächenrauigkeit auf Luftdruckschwankungen zu quantifizieren, (Z3) Schwellenwerte zu definieren, die die Bestimmung von Standorten mit ausgeprägtem PP-Effekt ermöglichen, (Z4) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für Kammermessungen zu entwickeln, (Z5) Faktoren für die Berücksichtigung des PP-Effekts für die Gradienten Methode zu entwickeln, (Z6) den Einfluss des PP-Effekts auf die Methanaufnahme von Böden in Mittelgebirgswäldern zu bestimmen. Ein besseres Verständnis des bisher nur unzureichend untersuchten PP-Effekts wird wesentlich dazu beitragen, die Verlässlichkeit und Präzision von Messungen von Bodengasflüssen zu steigern, die die Grundlage für weitergehende Forschung darstellen.
KEPLER is a multi-partner initiative, built around the operational European Ice Services and Copernicus information providers, to prepare a roadmap for Copernicus to deliver an improved European capacity for monitoring and forecasting the Polar Regions. Our motivation is to put the public and stakeholders at the centre of Copernicus. This follows the recommendations of the 'Copernicus User Uptake' review, and its 4 themes of: 1) Raising awareness for the Copernicus programme, 2) Informing and educating Copernicus users, 3) Engaging Copernicus users in public and private sector, and 4) Enabling access to Copernicus data and information. These well tailored themes form the core components of KEPLER. However, as the Polar Regions are changing, so too are the challenges and opportunities. Because of these shifts we have included two additional themes that encompass the evolving needs. These are needed to provide opportunities for better understanding the environment, research opportunities, establishing new industry sectors and startups, and importantly empowering citizens: 5) Identification of research gaps regarding integration/assimilation, and 6) Improved sea-ice mapping and forecasting. Through these 6 themes KEPLER aims to release the full potential of Polar Regions Earth Observation, including from ESA and EUMETSAT, by identifying and eliminating the barriers that impede the use of the tremendous resource that is Copernicus. This combines 2 key elements of the call: a) bringing together key European stakeholders and competent entities, and b) growing the Copernicus brand and user-base through providing enhanced scientific and technical support. Our objective with KEPLER is to provide a mechanism that enables the broad range of Polar Regions stakeholders to be equipped with the most accurate and relevant, environmental information so that they can seize the many benefits that Copernicus products generate for society and economy.
Das Projekt 'INSPIRE', an dem Wissenschaftler aus 7 Ländern beteiligt sind, zielt auf die Erweiterung des Kenntnisstandes zur Bestandsentwicklung von Dorsch, Hering, Sprotte und Flunder, um eine substantielle Verbesserung der nachhaltigen Nutzung dieser Schlüsselarten in der Ostsee zu erreichen. Die Verbundpartner werden dazu folgende Fragestellungen untersuchen: (I) Welche Mechanismen und Habitatbedingungen bestimmen die räumliche Verbreitung der verschiedenen Lebensstadien dieser Fischarten? (II) Wie wirken sich Klimaveränderungen, Fischerei und Artinteraktionen auf die Verbreitung aus? (III) Welche Faktoren/Stressoren bestimmen die Habitatbindung und Wanderung der Fischpopulationen bzw. -arten? (IV) Wie beeinflussen Bestandsstruktur und -dichte, sowie die räumliche Trennung von Fischpopulationen die analytische Bestandsabschätzung der Zielarten? (V) Welche Implikationen ergeben sich für das zukünftige fischereiliche Management? Das Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) wird, als Basis für die weiteren Untersuchungen des Verbundes, zunächst eine modellbasierte Analyse der hydrodynamischen Bedingungen und deren Variabilität in der gesamten Ostsee auf saisonaler, zwischenjährlicher und dekadischer Zeitskala durchführen. Mit Hilfe umfangreicher, an die speziellen Bedingungen adaptierter, Driftmodelle (IBM-Individual Base Model) können dann die Verbreitungsmuster der verschiedenen Fischarten und ihrer Lebensstadien analysiert werden.
The hydrogeochemical dynamics in mountainous areas of the Korean Peninsula are mainly driven by a monsoon-type climate. To examine the interplay between hydrological processes and the mobilization and subsequent transport and export of nitrate and DOC from catchments, a field study was initiated in the Haean catchment in north-eastern South Korea under highly variable hydrologic conditions. In order to identify nitrate and DOC source areas, a subcatchment (blue dragon river) within the Haean basin, which includes different types of landuses (forest, dry land farming, and rice paddies), was selected. In 2009, high frequency surface water samples were collected at several locations during summer storm events. A similar but more comprehensive sampling routine was completed in 2010. In order to investigate the groundwater level fluctuations relative to the hydraulic potentials, a piezometer transect was installed across a second order stream of the subcatchment. The results so far suggest deep groundwater seepage to the aquifer with practically no base flow contributions to the stream in the mid-elevation range of the catchment. In 2009 the focus of research was within the subcatchment, in 2010 additionally a second piezometer transect was installed at a third order stream in the lower part of the catchment (main stem of the Mandae River) where more dynamic groundwater/surface water interactions are assumed due to expected higher groundwater levels in this part of the basin. In order to investigate these interactions piezometers equipped with temperature sensors and pressure transducers were installed directly into the river bed. Based on the observed temperature time series and the hydraulic potentials the water fluxes between the groundwater and the river can be calculated using the finite-difference numerical code, VS2DH. VS2DH solves Richard s equation for variably-saturated water flow, and the advection-conduction equation for energy transport. The field data collected at the second piezometer transect suggest that the investigated river reach exhibits primarily losing surface conditions throughout most of the year. Gaining groundwater conditions at the river reach are evident after monsoonal extreme precipitation events. At the transect streambed aggradation and degradation due to bedload transport was observed. Significant erosion has been reported throughout the catchment after extreme events. Results indicate that the event-based changes in streambed elevation, is an additional control on groundwater and surface water exchange. The streambed flux reversals were found to occur in conjunction with cooler in-stream temperatures at potential GW discharge locations. The export of nitrate and DOC were found to be variable in time and strongly correlated to the hydrologic dynamics, i.e. the monsoon and pre- and post-monsoon hydrological conditions. usw.
This project is part of the Swiss Long-term Forest ecosystem Research project (LWF). Objectives: The main objectives and questions of this project are: - to study the long-term trend of the soil solution chemistry in response to atmospheric deposition of acidifying substances. Do nutrient leaching and aluminum represent a potential risk for sensitive plants? - to identify the impact of N-deposition on the chemistry of the soil solution (nitrate leaching below the root zone?). In cooperation with the others teams involved in the LWF project, to identify the potential factors regulating the nitrate production (N deposition, litter quality, soil type, climate). - to estimate the soil water availability to plants to identify potential water stress. Can climatic changes cause a change in the water availability to trees (increasing drought stress for instance during the summer)? Methods The sampling and the analytical methods used for the soil solution monitoring were selected on the basis of recommendations of expert groups from the Forest Soil Coordinating Center of the ICP Forests program (ICP Forests manuals) and experts at the WSL. Soil solution is collected fortnightly in 7 long-term monitoring plots since 1997 or later (see map). The chemistry of the soil solution is monitored by sampling soil solution below the litter layer with gravitation plates and at three lower depths (15, 50 and 80cm) with tension lysimeters (ceramic cups). Vacuum (500 hPa) is applied to the suction cups before each sampling. In each plot, soil solution is collected at 8 sampling points and then pooled in the laboratory for chemical analysis. After filtration, samples are analyzed for pH, electrical conductivity, dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON), major cations and anions. To assess the acidification status of the soil solution and the associated ecological risks for sensitive plants, the molar ratio of base cations (sum of the molar concentrations of Ca, Mg and K) to aluminum (BC/Al) in the soil solution is calculated. The plant-available soil water has been estimated in 10 long-term monitoring plots (see map) by measuring the soil water suction with water-filled tensiometers at three or four different depths since 1998 or 2000. The tensiometers are read manually fortnightly. At a dry forest plot (Visp), the volumetric soil water content has been measured since 2002 with TDR probes at three different depths. The water balance in the studied forest ecosystems is modeled with different types of models to simulate potential and actual evapotranspiration (PET and AET), drainage and water stress (AET/PET). Measurements of the soil moisture or the soil matric potential at different soil depths are used to calibrate and validate the simulated water fluxes. The simulated water fluxes are used to estimate element fluxes through the soil.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 137 |
| Europa | 8 |
| Land | 3 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 61 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 137 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 137 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 31 |
| Englisch | 121 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 95 |
| Webseite | 42 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 113 |
| Lebewesen und Lebensräume | 129 |
| Luft | 99 |
| Mensch und Umwelt | 137 |
| Wasser | 100 |
| Weitere | 137 |