The upper troposphere (UT), a severely under-researched part of the atmosphere, has profound impacts on global climate, air quality, major atmospheric oxidants, and the protective ozone layer. Key to its influence on the Earth system are reactive nitrogen compounds (collectively NOy). Models, since their inception, have grossly misrepresented observations of UT NOy, hindering application of these models to accurately estimate the impact of humans on climate, the ozone layer, and air quality. The reasons proposed for discrepancies between models and observations are unsatisfactory, as past studies have been hampered by observations that are limited in space and time. Only now are there unprecedented global, high-resolution measurements of the UT from instruments on aircraft and satellites that can be combined with detailed and advanced modelling tools to at last tackle this issue on a global scale. The ground-breaking UpTrop work programme will innovatively combine observations from the recently launched ESA Sentinel-5P mission and a long record of aircraft campaigns (most crucially the 2016-2018 NASA ATom campaign) to create the first truly global dataset of UT NOy abundance, interpreted with the state-of-the-art GEOS-Chem model. This pioneering multiplatform approach, the bedrock of my previous highly cited work, will deliver game-changing objectives: (i) novel insights into the processes controlling UT NOy, (ii) an unequivocal account of the role of the upper troposphere in altering climate and the chemical composition of the atmosphere, and (iii) interpretation of the disruptive impact of improved understanding of UT NOy on widespread application of satellite observations to constrain global air quality. UpTrop is ambitious, with bold objectives that will conceptually change fundamental understanding of UT NOy and address a challenge that has plagued atmospheric chemists for decades. A cascade of new avenues of cross-disciplinary research is inevitable.
COMFORT will close knowledge gaps for key ocean tipping elements under anthropogenic physical and chemical climate forcing through an interdisciplinary research approach. It will provide added value to decision and policy makers in terms of science based safe marine operating spaces, refined climate mitigation targets, and feasible long-term mitigation pathways. We will determine the consequences of passing tipping points in physical tipping elements for the marine carbon, oxygen, and nutrient cycles, as well as tipping points in biogeochemical tipping elements. The respective impact on marine ecosystems will be determined. Projections of the Earth system and impact studies have so far been carried out sequentially in a chain from scenarios to projections to off-line impact studies. This sequential workflow has hampered a quick response of the impact community back to revised scenarios and projections for tackling climate mitigation. COMFORT breaks new ground by bringing together experts from Earth system science, oceanography, fisheries science and ecology in a single integrated project who will work in parallel with a consistent set of analysis tools, scenarios, and interoperable models. The strength of COMFORT lies in the system-focused interdisciplinary approach as opposed to existing studies at the level of individual subsystems. The approach will be pursued with a firm link to stakeholders. COMFORT results will contribute to all four expected impacts for this call.
CyanoAlert will be a global service for the environmental authorities and commercial sector, concerned by health risks and quality of water resources. The proposed project will deliver a fully automated application for assessing toxin producing cyanobacteria blooms in water resources globally, using ground-breaking Copernicus Earth Observation technology. The service foresees a dual dissemination system that provides user-specific information for monitoring and reporting purposes to customers, and a free and open information service for the public based on mobile telecommunication. South African and European SMEs will partner with users in the environmental authority and commercial sector, in order to establish a sustainable supply chain, based on a sound business model, to bring this innovative service to market.
An 14 ueber Baden-Wuerttemberg verteilten Standorten, die sich in ihren Eigenschaften deutlich unterscheiden, werden seit 1975 an brachgefallenem Gruenland die langfristigen oekologischen Wirkungen unbeeinflusster Vegetationsentwicklung (natuerliche Sukzession) und bestimmter, auf die Offenhaltung der Kulturlandschaft gerichteter Methoden er Brachebehandlung studiert. Letztere reichen von der mechanischen Beseitigung der Aufwuechse zu definierten Terminen und in differenzierter Haeufigkeit bis um kontrollierten Brennen. Verfolgt werden Naehrstoffkreislaeufe (besonders N-Kreislauf), botanische und faunistische Entwicklung. Fuer die genannten Bereiche sollen mit der Untersuchung zum einen Grundlagenerkenntnisse gewonnen werden. Zum anderen verfolgt das Projekt das Ziel, praxisumsetzbare Aussagen zur Landschaftspflege und Vegetationssteuerung unter Brachebedingungen zu gewinnen.
Die seit einiger Zeit praktizierte Stillegung von Ackerflaechen bietet unter den heutigen Gesichtspunkten der 'Landschaftsnutzung' neben ihrer eigentlichen, agrarpolitisch motivierten Zielsetzung zugleich die Chance, bestimmten Pflanzenarten und Wildtieren Lebensraum zu verschaffen oder eingeschraenkte Lebensraeume zu erweitern. Der Stillegung, aber gleichzeitigen Begruenung von Ackerflaechen kommt somit besondere oekologische Bedeutung zu. Problem der Brachlegung ist indessen die Begruenung. Sie kann auf zweierlei Wegen eingeleitet werden: auf natuerlichem durch sogenannte 'Selbstberasungen' als auch durch gezielte Ansaat. In beiden Faellen bildet sich freilich noch nicht der eigentliche dem Standort auf Dauer angepasste Pflanzenbestand. Dieser entsteht vielmehr erst in einem komplizierten Prozess ueber viele Zwischenstufen (Sukzessionen), in denen es auch zu hoechst unerwuenschten Entwicklungen kommen kann, beispielsweise zur Ausbreitung massenwuechsiger und bestandsbeherrschender Unkraeuter. Es stellt sich daher die Frage, wie der angestrebte Endzustand unter Umgehung oder rascher Ueberwindung solcher unerwuenschter Zwischenstadien erreicht werden kann, welche Lenkungsstrategien hierzu notwendig sind, welcher Etablierungsweg (Selbstberasung - Ansaat) den sichereren Verlauf verspricht, wie Ansaatmischungen unter oekologischen Gesichtspunkten zusammengesetzt sein muessen, wie Einwanderung und Verbreitung gefaehrdeter Arten beguenstigt werden kann und wie Standorteinfluesse zu beruecksichtigen sind. Bisher liegen dazu kaum Erfahrungen vor. Mit einer entsprechenden Untersuchung auf 9 ueber Baden-Wuerttemberg verteilten Standorten soll diesen Fragen nachgegangen und Erkenntnisse zum oekologischen und naturschutzbezogenen Wert von Selbstberasungen und gezielten Ansaaten gewonnen werden.
In der Lahn-Dill-Region, wie in anderen peripheren Regionen Deutschlands, liegen Teile der Ackerflaeche bereits brach, weil zu derzeitigen Marktbedingungen keine lohnende Pflanzenproduktion moeglich ist. Ziel unserer Untersuchungen ist die Entwicklung speziell angepasster Oelpflanzen, deren Oel fuer industrielle Verwendungen genutzt werden kann. Im einzelnen werden die Kulturarten Winterraps (Brassica napus), Oellein (Linum usitatissimum) und Leindotter (Camelina sativa) an verschiedenen Standorten in der Region mit unterschiedlichen Duengungsintensitaeten geprueft.
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