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Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt Z03: Bodengestützte Beobachtungen und Experimente

Acht der neunzehn geplanten Teilprojekte verwenden Daten bodengestützer Messungen. Eine Reihe von Teilprojekten benötigen Feldbewässerungsexperimente. Alle Projekte benötigen, zumindest zu Teil, rezente Wetterbeobachtungsdaten. Das Projekt Z03 bedient diesen Bedarf. Aufgrund der bekannten klimatischen Variabilität der Region (z.B. El Nino-Southern Oscillation (ENSO)) werden die meteorologischen Beobachtungsstationen auf einen Zeitraum von mindestens 12 Jahre angelegt. Die Projektmitarbeiter sind verantwortlich für die Planung und Durchführung/Implementierung der Experimente und der Wetterstationen, sowie deren Datenaufbereitung und Analyse (zusammen mit A01).

Schwerpunktprogramm (SPP) 1488: Planetary Magnetism (PlanetMag), Evolution of geomagnetic dipole moment and South Atlantic Anomaly

The geomagnetic field shields our habitat against solar wind and radiation from space. Due to the geometry of the field, the shielding in general is weakest at high latitudes. It is also anomalously weak in a region around the south Atlantic known as South Atlantic Anomaly (SAA), and the global dipole moment has been decreasing by nearly 10 percent since direct measurements of field intensity became possible in 1832. Due to our limited understanding of the geodynamo processes in Earths core, it is impossible to reliably predict the future evolution of both dipole moment and SAA over the coming decades. However, lack of magnetic field shielding as would be a consequence of further weakening of dipole moment and SAA region field intensity would cause increasing problems for modern technology, in particular satellites, which are vulnerable to radiation damage. A better understanding of the underlying processes is required to estimate the future development of magnetic field characteristics. The study of the past evolution of such characteristics based on historical, archeo- and paleomagnetic data, on time-scales of centuries to millennia, is essential to detect any recurrences and periodicities and provide new insights in dynamo processes in comparison to or in combination with numerical dynamo simulations. We propose to develop two new global spherical harmonic geomagnetic field models, spanning 1 and 10 kyrs, respectively, and designed in particular to study how long the uninterrupted decay of the dipole moment has been going on prior to 1832, and if the SAA is a recurring structure of the field.We will combine for the first time all available historical and archeomagnetic data, both directions and intensities, in a spherical harmonic model spanning the past 1000 years. Existing modelling methods will be adapted accordingly, and existing data bases will be complemented with newly published data. We will further acquire some new archeomagnetic data from the Cape Verde islands from historical times to better constrain the early evolution of the present-day SAA. In order to study the long-term field evolution and possible recurrences of similar weak field structures in this region, we will produce new paleomagnetic records from available marine sediment cores off the coasts of West Africa, Brazil and Chile. This region is weakly constrained in previous millennial scale models. Apart from our main aim to gain better insights into the previous evolution of dipole moment and SAA, the models will be used to study relations between dipole and non-dipole field contributions, hemispheric symmetries and large-scale flux patterns at the core-mantle boundary. These observational findings will provide new insights into geodynamo processes when compared with numerical dynamo simulation results.Moreover, the models can be used to estimate past geomagnetic shielding above Earths surface against solar wind and for nuclide production from galactic cosmic rays.

Palökologie und Faziesarchitekturen in einem Pyroklastit-dominierten Rotliegendbecken - Fallstudie Döhlen-Becken, Elbezone

Traditionelles Forschungsobjekt im kontinentalen Jungpaläozoikum sind Feuchtbiotope in Graufazies. Im Unterperm finden sich dort jedoch nur konservative, verarmende Biozönosen karbonischen Charakters. Moderne, zum Mesozoikum überleitende Faunen- und Floren entwickeln sich in trockeneren Arealen der Rotfazies bzw. instabilen Environments. Das schmale, nur 22 x 6 km große Döhlen-Becken, ein syn-depositional basin im Bereich des Elbe-Lineament, liefert mit der direkten Nachbarschaft von 'lowland', 'upland' und 'extra-basinal' Biotopen ein singuläres Forschungsobjekt für die Interaktion von Klima, Geomorphologie und Vulkanismus im Kontext zu globalen Klimaprozessen und der Evolution von Floren und Faunen im Übergang zum Mesophytikum/Mesozoikum. Die zu untersuchenden, von vulkanischen Aschefällen (bis zu 50 Prozent der Sedimente) dominierten Bio- und Lithofaziesmuster sollen zusammen mit geochemischen Signalen in Siliciten, Kohlen und Bitumina Aufschluss über obige Interaktion zwischen abiotischen und biotischen Faktoren und Prozessen geben. Schwerpunkt sind Genese und Fossilführung von Pyroklastiten und Cherts.

Begleitforschung zur Schaffung und Implementierung eines europäischen Emissionshandelsansatzes im Seeverkehr

Die Europäische Kommission (KOM) wird im Juni 2021 im Rahmen des 'fit for 55' Programms die Schaffung eines neuen europäischen Klimaschutzregimes für den Seeverkehr vorschlagen. Eine Option ist die Einbeziehung des Seeverkehrs in den bestehenden Europäischen Emissionshandel (EU ETS), in dem bereits die Energiewirtschaft, die energieintensive Industrie und der Luftverkehr reguliert werden. Alternativ sind für den Seeverkehr die Schaffung eines separaten sektoralen Emissionshandels, die Verknüpfung mit einem ggf. im Rahmen des 'fit for 55' Programms neu zu schaffenden europäischen Brennstoff-Emissionshandelssystems oder eine Steuer- bzw. Abgabenlösungen denkbar. Neben der Novellierung der EU-Emissionshandelsrichtlinie oder der Schaffung einer eigenständigen Richtlinie sind für die Implementierung eines Vollzugsregimes weitere untergesetzliche Rechtsakte zu erlassen. Das Vorhaben soll UBA/BMU in den Verhandlungen zur Schaffung, Implementierung und ersten Evaluierungen des o.g. Rechtsrahmens mit wissenschaftlichen Analysen sowie Wirkungs- und Verteilungsabschätzungen unterstützen. Dabei sind auch das Zusammenwirken des neuen Instruments mit dem übrigen Policy-Mix im Seeverkehr (z.B. Effizienzstandards) zu berücksichtigen. Das Vorhaben hat einen ökonomischen Schwerpunkt und zielt darauf ab, das neue Klimaschutzinstrument möglichst wirkungsvoll auszugestalten und stringent in den bestehenden Instrumenten- und Policy-Mix einzubinden. Dies ist fachlich nicht eigenständig durch UBA/BMU leistbar.

Seismisches Geschwindigkeitsmodell für den „Entenschnabel“ in der deutschen Nordsee (Projekt GPDN)

In Anlehnung an die seismischen Geschwindigkeitsmodelle für die zentrale Deutsche Nordsee (Groß, 1986) sowie die niederländischen Offshore-Gebiete (van Dalfsen et al., 2006) wurde im Rahmen des GPDN-Projekts, basierend auf Geschwindigkeitsinformationen aus Tiefbohrungen, ein seismisches Geschwindigkeitsmodell für den nordwestlichsten Teil des deutschen Nordsee-Sektors, den sogenannten „Entenschnabel“, erstellt. Als Berechnungsmethode wurde ein Anfangsgeschwindigkeit-Gradienten-Ansatz analog zu den Arbeiten von Jaritz et al. (1991) und Groß (1986) genutzt, wobei die Anfangsgeschwindigkeiten räumlich variabel und der zugehörige Gradient konstant gehalten wurden. Für das Zechstein-Intervall wurde – wie auch bei den Modellen von Jaritz et al. (1991), Groß (1986) und van Dalfsen et al. (2006) – eine konstante Intervallgeschwindigkeit von 4500 m/s angenommen. Zur Erstellung des Modells wurden insgesamt zwölf stratigraphische Intervalle definiert, wobei das Oberrotliegend das stratigraphisch älteste Intervall repräsentiert. Die Isolinienpläne der Anfangsgeschwindigkeiten und Geschwindigkeitsgradienten wurden mit der Software Schlumberger GeoFrame berechnet und anschließend in ein seismisches Volumenmodell (Seismic Velocity Volume) überführt, das die Geschwindigkeitsparameter in Form von Durchschnittsgeschwindigkeiten enthält. Dieses Modell wurde im Standardformat für seismische Daten (SEG-Y) gespeichert. Informationen zur Erstellung des Geschwindigkeitsmodells sind in Arfai et al. (2014) und Bense et al. (2022) zu finden. Arfai, J., Jähne, F., Lutz, R., Franke, D., Gaedicke, C. & Kley, J. (2014): Late Palaeozoic to Early Cenozoic geological evolution of the northwestern German North Sea (Entenschnabel): New results and insights. Netherlands Journal of Geosciences, 93, 04: 147-174. DOI:doi:10.1017/njg.2014.22 Bense, F., Deutschmann, A., Dzieran, L., Hese, F., Höding, T., Jahnke, C., Lademann, K., Liebsch-Dörschner, T., Müller, C.O., Obst, K., Offermann, P., Schilling, M., Wächter, J. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) - Phase 2: Parametrisierung. Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), p. 193. Groß, U. (1986): Gaspotential Deutsche Nordsee – Die regionale Verteilung der seismischen Anfangsgeschwindigkeiten in der Deutschen Nordsee. 58; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)). Jaritz, W., Best, G., Hildebrand, G. & Juergens, U. (1991): Regionale Analyse der seismischen Geschwindigkeiten in Nordwestdeutschland. Geologisches Jahrbuch, Reihe E, 45: 23-57. van Dalfsen, W., Doornenbal, J.C., Dortland, S. & Gunnink, J.L. (2006): A comprehensive seismic velocity model for the Netherlands based on lithostratigraphic layers. Netherlands Journal of Geosciences - Geologie en Mijnbouw, 85, 4: 277-292. DOI:10.1017/S0016774600023076

Umweltgerechtigkeit 2021/2022 (Umweltaltlas)

Umweltgerechtigkeit in Berlin 2021/22 durch die Bewertung der Kernindikatoren Lärmbelastung, Luftbelastung, Grünversorgung, Thermische Belastung, Soziale Benachteiligung sowie der Darstellung der Integrierten Mehrfachbelastung, Integrierten Mehrfachbelastung einschließlich des Kernindikators Soziale Benachteiligung sowie der Integrierten Mehrfachbelastung einschließlich des Kernindikators Soziale Benachteiligung und weiterer Ergänzungsindikatoren als "Berliner Umweltgerechtigkeitskarte".

Klimamodell Berlin: Analysekarten, Klimafunktionen und Planungshinweise Stadtklima 2005 (Umweltatlas)

Verteilung und Ausprägung verschiedender Klimaparameter, ihre analytische Zusammenfassung und Bewertung in einer Planungshinweiskarte, Raumbezug Raster und Blockkarte 1 : 5.000 (ISU5, Raumbezug Umweltatlas 2005, Bearbeitungsstand Juni 2009.

Klimamodell Berlin: Analysekarten, Klimafunktionen und Planungshinweise Stadtklima 2001 (Umweltatlas)

Verteilung und Ausprägung verschiedender Klimaparameter, ihre analytische Zusammenfassung und Bewertung in einer Planungshinweiskarte, Raumbezug Raster und Blockkarte 1 : 5.000 (ISU5, Raumbezug Umweltatlas 2001), Bearbeitungsstand April 2003.

Vorhaben: SO293 - ALEUT BIO: Deutsch-russische Tiefseebiologie Studien im Aleutengraben und dem östlichen Kurilen-Kamtschatka Graben

Classification and Mapping of the North

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).

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