Das Projekt "Teilprojekt 7 - Krill als Indikator des Umweltwandels und als Schlüsselkomponente im nördlichen Benguela-Strom" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. 1. Vorhabensziele Euphausiiden (Krill) dienen als Wassermassen-Indikatoren im Auftriebsgebiet vor Namibia. Kenntnisse der Horizontal- und Vertikalverteilungen von Krill werden in GENUS II weiter ausgebaut. Krillarten dienen dazu, die Bildung und Weiterentwicklung kleinskaliger ozeanischer Strukturen, der Auftriebsfilamente, anzuzeigen. Verhaltensstudien an Grenzflächen werden dabei mit weiteren Untersuchungen der Vertikalverteilung und -wanderung verbunden. Detaillierte Studien von Wachstum, Reproduktion und Energiestoffwechsel von Krillarten im Zusammenhang mit der Bestimmung von Sauerstoffmangel- und Temperaturtoleranzen werden weitergeführt. Unter Aspekten der Nahrungsnetze sind mehrere Arten omnivor, das heißt, sie spielen eine wesentliche Rolle als Planktonkonsumenten aber auch als Biomasse-Produzenten. Sie sind entscheidende Nahrungsquellen für (kommerzielle) Fischarten. Die besonders kurze Krill-Nahrungskette hat dabei Indikatorfunktion im integrativen Modellansatz des Verbundes GENUS II zur Beschreibung der Abhängigkeit des Ökosystems im Auftriebsgebiet vor Namibia von klimagetriebenen Umweltveränderungen. 2. Arbeitsplanung Auf drei Expeditionen werden Arten und Abundanz der Krillarten anhand von Netzfängen und Akustik bestimmt. Aus Biomassen werden die horizontale und die vertikale Planktonverteilung abgeleitet. Die Daten dienen der Beschreibung der Wasserkörper im Auftriebsgebiet. Respirations- und Exkretionsmessungen dienen zur Erfassung von Stoffwechselaktivität und Nahrungsumsatz der Organismen im Abhängigkeit von Sauerstoffangebot und Temperatur. Die Ergebnisse fließen ein in Modellierungen des Nahrungsnetzes.
Das Projekt "Aerosole und Nebel im südlichen Afrika: Prozesse und Auswirkungen auf die Biogeochemie (AEROFOG)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Das südliche Afrika ist einer der Hotspots des Klimawandels. In Namibia treten einige der extremsten Klimaregime der Welt auf, vom kalten Benguela-Strom zur hyperariden Küstenwüste Namib. Nebel und niedrige Wolken sind typische Erscheinungen der Region. Sie beeinflussen die Küstenregion und liefern weiter landeinwärts einen höheren Beitrag zum Wasservolumen als Niederschlag. Nebel und niedrige Wolken spielen damit eine zentrale Rolle in der Bereitstellung kritischer limitierender natürlicher Ressourcen in empfindliche Ökosysteme: Wasser, Nährstoffe und Licht. Das wissenschaftliche Verständnis der mikrophysikalischen und chemischen Mechanismen der Bildung, Zusammensetzung und letztlich der Aufnahme und Verteilung von Aerosol-Nährstoffen ist jedoch noch unvollständig. Um die bestehenden Verständnislücken zu schließen wird hier mit dem AEROFOG-Projekt ein interdisziplinärer Ansatz vorgeschlagen, der Atmosphärenwissenschaften, Fernerkundung und Ökologie umfasst. Eine solch umfassende Betrachtung der Materie ist unverzichtbar. AEROFOG zielt auf ein verbessertes Verständnis des Einflusses von Aerosolen auf Nebelentwicklung, dessen chemische Zusammensetzung und seinen Einfluss auf die lokale Biogeochemie. Dabei werden detaillierte Messungen von Aerosol, Deposition und Nebelchemie sowie mikrophysikalischer Größen bei zwei intensiven Feldmesskampagnen im Süd-Winter und Süd-Sommer an Küsten- und Wüstenstationen durchgeführt, um eine große Anzahl von verschiedenartigen Nebelereignissen erfassen zu können. Zusätzlich werden Studien zur Wirkung von Nebel auf die lokale Biogeochemie und insbesondere endemische Pflanzenarten durchgeführt. Diese Messungen stellen die Grundlage für Multiphasen-Prozess-Modellierung der Aerosol-Nebel-Interaktionen dar, womit ein neues Verständnis von Nebel-Mikrophysik und -Chemie erzielt wird. Aus zeitlich hochaufgelösten Satellitendaten werden räumliche und zeitliche Muster der Nebelverteilung ermittelt und mit den Modell- sowie experimentellen Erkenntnissen verschnitten. Zusammengenommen wird mit diesem interdisziplinären und kooperativen Projekt eine Reihe von Erkenntnislücken geschlossen und werden erstmalig Einsichten in die Verteilung und Eintragung nebelgetragener Nährstoffe in ariden Ökosystemen wie der Namib gewonnen und damit eine wichtige Grundlage für Klimaprojektionen und Ökosystemgesundheit gelegt.
Das Projekt "BENEFIT - Maintenance mechanisms of zooplankton and ichthyoplankton populations in frontal systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Marine Tropenökologie an der Universität Bremen durchgeführt. Das Benguela-Strom- und Auftriebsgebiet vor Südwestafrika ist eines der vier großen ostozeanischen Auftriebsgebiete in den Weltmeeren. Diese großräumigen hydrographischen Systeme sind durch den Transport von nährstoffreichem Tiefenwasser an die Oberfläche entlang ausgedehnter Küstenabschnitte vor Nord- und Südwestafrika und Nord- und Südwestamerika gekennzeichnet. Die hohen Nährstoffmengen sind die Grundlage für eine enorme Produktion phytoplanktischer Biomasse und damit Nahrung für ausgedehnte Fischschwärme. Die ostozeanischen Auftriebsgebiete sind die produktivsten Fischgewässer der Welt. Das Benguelastromgebiet reicht von der südwestlichen Spitze Südafrikas entlang der namibischen Küste bis ins südliche Angola hinein, ungefähr von 37 bis 14 Grad S. Die nördliche Grenze dieses Gebietes wird von der Angola-Benguela-Front gebildet. Die beiden Ströme, Angola- und Benguelastrom, treffen hier aufeinander, biegen seewärts Richtung Westen ab und bilden eine dauerhafte Konvergenzzone, die bis weit in den Südatlantik hinausreicht. Die Lage dieses Frontsystems variiert mit der Jahreszeit. Für Planktonorganismen bilden solche Frontsysteme im Prinzip unüberwindliche Hindernisse. Da sie per definitionem nicht in der Lage sind, aktiv gegen Strömungen anzuschwimmen, müssten sie theoretisch von den seewärts gehenden Strömungen mitgerissen und auf den offenen Ozean verdriftet werden. Außerdem sollten sie Frontsysteme nicht durchqueren können. In der Realität lässt sich aber aus Verbreitungsmustern vieler Organismen ablesen, dass sie durchaus in der Lage sind, durch Vertikalwanderung und Ausnutzung von Gegenströmen in von ihnen bevorzugten Gebieten zu bleiben und auch hydrographische Fronten zu durchqueren. Das Projekt zielt darauf ab, die Mechanismen zu untersuchen, die planktische Krebse und Fischlarven entwickelt haben, um ihnen den Verbleib in von ihnen bevorzugten Gebieten/Lebensbedingungen zu gewährleisten. Außerdem sollen Nahrungsanalysen und physiologische Untersuchungen Aufschluss über Austauschprozesse zwischen den trophischen Ebenen geben und erklären, wie die Verteilungsmuster der für die Fischerei wichtigen Arten zustande kommen.
Das Projekt "Sub project: Late Pliocene climate changes of the Benguela Current System and in Southern Africa during the initiation of Northern Hemisphere Glaciation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt.
Das Projekt "Vorhaben: Die Rolle der Auftriebsfilamente für die Wechselwirkungen des östlichen Randstroms und des Benguela Auftriebsgebietes mit dem offenen Ozean des Südatlantiks (SP3)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Vorhabenziel: Kaltes Auftriebswasser breitet sich nicht nur entlang der Küste aus, sondern wird auch durch kleinräumige und kurzlebige Filamente in den inneren Ozean transportiert. Im Vorhaben soll die Rolle dieser Auftriebsfilamente für die Wechselwirkungen des östlichen Randstroms vor Namibia mit dem offenen Ozean des Südatlantiks untersucht werden. Die verantwortlichen Prozesse für die Bildung der Filamente, ihre Struktur und Dynamik, ihre Lebensdauer und ihre Zerfallsmechanismen sind Inhalt der Studie. Darüber soll der Einfluss der Filamente auf den Transport von Wärme zwischen der Schelfregion und dem Subtropenwirbel des Südatlantiks quantifiziert werden. Arbeitsplanung: Während einer Schiffsreise im August 2013 werden die Filamente vor Lüderitz (Namibia) mit Hilfe schiffsgebundener und autonomer Messgeräte detailliert beprobt. Des Weiteren wird etwa 200 km von der Küste entfernt über einen Zeitraum von etwa 6 Monaten eine Tiefwasserverankerung ausgelegt. Hier beeinflussen keine Randwellen die Messdaten und die Gefahr von Verlust der Geräte durch Fischerei ist gering, so dass die durch Filamente verursachten Schwankungen von Strömung, Temperatur und Salzgehalt gut vermessen werden können. Die im Projekt erhobenen Daten werden durch die Auswertung von aktuellen und historischen Messdaten und Satellitenprodukten ergänzt.
Das Projekt "Teilprojekt: Spätkänozoische Entwicklung des Benguela-Stromsystems in Beziehung zum Klima Zentral- und Südafrikas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. An Sedimentkernen des Ocean Drilling Program Leg 175 aus dem Angola- und Kap-Becken soll die Entwicklung des Benguela-Strom- und Auftriebsystems während der beiden markanten spätkänozoischen Abkühlungsphasen rekonstruiert werden. Bei diesen zwei Phasen starker globaler Abkühlung insbesondere des tiefen Ozeans handelt es sich beim ersten um das Zeitintervall mit starker Zunahme der nordhemisphärischen Vereisung zwischen 3,5 und 2 Mio. Jahre v.h. und der damit verbundenen Abschwächung der nordatlantischen Tiefenwasserbildung in den Kaltzeiten. Das zweite Zeitintervall umfaßt den Beginn des ausgeprägten 100.000 Jahre Glazial-Interglazial-Zyklus zwischen 1,5 und 0,5 Mio. Jahre v.h. Hochauflösende Zeitreihen von stabilen Isotopen an Foraminiferen und organischer Substanz, von Elementar- und Röntgenfluoreszenz-Analysen sowie von Alkenonen und von palynologischen Daten sollen Aufschluß über Veränderungen des Eintrages biogener und terrigener Komponenten in die Sedimente des Kontinentalhanges vor Südwest-Afrika für die obengenannten Zeitintervalle geben.
Das Projekt "Sub project: Cenozoic development of the depositional environment in the Walvis Basin and the northern Cape Basin in relation to the evolution of the oceanic currents within that region focussing on the Benguela Current" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Fachbereich Geosystem durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Einfluss der klimagesteuerten Umweltveränderungen auf die biologische Pumpe und auf die Jugendstadien von Fischen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT) GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel der Ichthyoplanktonuntersuchungen ist das Verständnis der Dynamik in der Ichthyoplanktongemeinschaft des Benguelastrom Ökosystems und die Abhängigkeit von kurz- und mitt-zeitigen Veränderungen der Umweltbedingungen. Das Ziel der biogeochemischen Untersuchungen ist es saisonale und interannuelle Variationen der Kohlenstoffflüsse, die für die Funktion der Biologischen Pumpe von zentraler Bedeutung sind, zu erfassen und ihre Abhängigkeit von sich ändernden Umweltparametern, wie steigenden CO2- und sinkenden Sauerstoffkonzentrationen, zu erforschen. Auf den geplanten Expeditionen werden die horizontale und vertikale Verbreitung der Fischlarven anhand von Mehrfachschließnetzproben untersucht und potentielle Beuteorganismen mit Zusatznetzen im Multinetz gefangen. Positionen der Arten im Nahrungsnetz werden mit Hilfe von Magenanalysen, stabilen Isotopen und Fettsäureanalysen bestimmt. Experimentelle Arbeiten sollen an Bord, aber auch in Anlagen der Partner gemacht werde. Die biogeochemischen Arbeiten beinhalten, die Messung des pCO2 im Ozean und der Atmosphäre, die Bestimmung des Kohlenstoffexportes von der Meeresoberfläche in die Tiefsee anhand von Sedimentfallen, die Quantifizierung der Kohlenstoffflüsse an der Sediment-Wasser-Grenzschicht sowie die Bestimmung der TA, des DIC und des DOC in der Wassersäule.
Das Projekt "Ozeanographie, Biologie, Chemie und Geologie in der Ostrandströmung des Südatlantik - Koordinator Antrag (M48)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie,Chemie durchgeführt. Die METEOR-Fahrt 48 umfaßt fünf Abschnitte, die im Meeresgebiet des östlichen Südatlantik und besonders im Gebiet unter der Ostrandzirkulation (Abbildung 1) und des Auftriebs vor Namibia Untersuchungen zu folgenden Themen durchführen sollen: - zur Biodiversität von Benthosgemeinschaften in Tiefseebecken, - zu biogeochemischen Stoffkreisläufen und kurzskaligen holozänen Klimavariationen im Autriebsgebiet vor Namibia, - zur Dynamik des Angola Doms, des Benguelastroms und zur Entstehung des Südäquatorialen Gegenstroms im Atlantik, - zu biogeochemischen Stoffkreisläufen und dem Transport von Spurenelementen und natürlichen Radionukliden aus der Deckschicht des Auftriebsgebiets vor Namibia, dem Angola- und dem Kapbecken, - zum Einfluß mesoskaliger physikalischer Strukturen und Prozesse auf die Produktion des Zooplanktons im nördlichen Benguela-Auftriebssystem.
Das Projekt "Late Pliocene climate changes of the Benguela Current System and in Southern Africa during the initiation of Northern Hemisphere Glaciation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Am Ende des Pliozäns kam es zu einer flächendeckenden kontinentalen Vereisung der Nordhemisphäre. Damit waren die Voraussetzungen für unser heutiges Klima geschaffen, das durch relativ schnelle und ausgeprägte Klimawechsel charakterisiert ist. Die pliozäne Abkühlung des Weltklimas im Zuge einer schrittweisen Zunahme der Vereisung der Nordhemisphäre ist durch eine Vielzahl von Untersuchungen an ODP-Kernmaterial aus der Nordhemisphäre dokumentiert. Die genaue zeitliche Beziehung der pliozänen Abkühlung und die Bedeutung klimawirksamer Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Ozeanen und zwischen den Ozeanen und den Kontinenten sind jedoch nicht ausreichend bekannt. Vor allem fehlen detaillierte Klimakurven für die Südhemisphäre, um einen möglichen Einfluss von Ozeanzirkulation und Abkühlungsereignissen in der Südhemisphäre auf die zunehmende Vereisung der Nordhemisphäre im Pliozän festzustellen. Es sollen deshalb Änderungen in der Oberflächenzirkulation des östlichen Südatlantiks und Vegetationsänderungen in Südafrika für die pliozänen Abkühlungsereignisse zeitlich hochauflösend dokumentiert werden. Diese Zeitreihen sollen mit entsprechenden Parametern aus dem tropischen Atlantik, dem Nordatlantik und dem Pazifik, sowie mit Klimarekonstruktionen für Nordafrika und Südeuropa verglichen werden.
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