Aktuelle wissenschaftliche Studien legen nahe, dass die aktuelle Erderwärmung durch Treibhausgasemissionen hervorgerufen wird, die vom Menschen verursacht sind. Um gegen diese Entwicklung geeignete Maßnahmen ergreifen zu können bzw. um zu überprüfen, ob solche Maßnahmen von Erfolg gekrönt sind, ist es notwendig, die Schadstoffkonzentrationen inklusive der zugehörigen Emissionsquellen genau zu kennen. Diese Informationen sind bisher jedoch sehr lückenhaft und beruhen auf sogenannten 'bottom-up' Berechnungen. Da diese Kalkulationen nicht auf direkten Messungen beruhen, weisen sie große Ungenauigkeiten auf und sind außerdem nicht in der Lage, bisher unbekannte Emissionsquellen zu identifizieren. In dem hier vorgestellten Projekt soll ein mesoskaliges Netzwerk für die Überwachung von Luftschadstoffen wie CO2, CH4, CO, NO2 und O3 aufgebaut werden, das auf dem neuartigen Konzept der differentiellen Säulenmessung beruht. Bei diesem Ansatz wird die Differenz zwischen den Luftsäulen luv- und leewärts einer Stadt gebildet. Diese Differenz ist proportional zu den emittierten Schadstoffen und somit eine Maßzahl für die Emissionen, welche in der Stadt generiert werden.Mithilfe dieser Methode wird es in Zukunft möglich sein, städtische Emissionen über lange Zeiträume hinweg zu überwachen. Damit können neue Informationen über die Generierung und Umverteilung von Luftschadstoffen gewonnen werden. Wir werden u.a. folgende zentrale Fragen beantworten: Wie verhält sich der tatsächliche Trend der CO2, CH4 und NO2 Emissionen in München über mehrere Jahre? Wo sind die Emissions-Hotspots? Wie akkurat sind die bisherigen 'bottom-up' Abschätzungen? Wie effektiv sind die Maßnahmen zur Emissionsreduzierung tatsächlich? Sind vor allem für Methan weitere Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen notwendig? Zu diesem Zweck werden wir ein vollautomatisiertes Messnetzwerk aufbauen und passende Methoden zur Modellierung entwickeln, welche u.a. auf STILT (Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport) und CFD (Computational Fluid Dynamics) basieren. Mithilfe der Modellierungsresultate werden wir eine Strategie entwerfen, wie städtische Netzwerke zur Überwachung von Luftschadstoffen aufgebaut werden müssen, um repräsentative Ergebnisse zu erhalten. Außerdem können mit den so gewonnenen städtischen Emissionszahlen z.B. dem Stadtreferat, den Stadtwerken München oder der Bayerischen Staatsregierung Möglichkeiten zur Beurteilung der Effektivität der angewandten Klimaschutzmaßnahmen an die Hand gegeben werden. Das hier vorgestellte Messnetzwerk dient somit als Prototyp, um die grundlegenden Fragen zum Aufbau eines solchen Sensornetzwerks zu klären, damit objektive Aussagen zu städtischen Emissionen möglich werden. Dieses Projekt ist weltweit einmalig und wird zukunftsweisende Ergebnisse liefern.
Der Ozean im Westpazifik ist mit Temperaturen von ganzjährig 30°C der wärmste Ozean der Welt. Im tropischen Westpazifik ist die Lufttemperatur der Grenzschicht weltweit am höchsten und die Ozonkonzentration am niedrigsten. Aufgrund der allgemeinen Advektion der Luftmassen in der unteren und mittleren Troposphäre aus dem Osten durch die Walker-Zirkulation über den Pazifik befindet sich die Luft über dem tropischen Westpazifik für längere Zeit in einer sauberen, warmen und feuchten Umgebung. Der Abbau von reaktiven Sauerstoff- und Ozonvorläufern wie NOx findet daher länger als anderswo in den Tropen, was zu sehr niedrigen Ozonkonzentrationen führte. Dies erhöht die Lebensdauer von kurzlebigen biogenen und anthropogenen Spurengasen. Darüber hinaus begünstigen hohe Meeresoberflächentemperaturen eine starke Konvektion im tropischen Westpazifik, was zu niedrigen Ozonmischungsverhältnissen in den konvektiven Ausflussgebieten in der oberen Troposphäre führen kann. Der Warmpool im Westpazifik ist auch eine wichtige Quellregion für stratosphärische Luft. Daher fallen die Region, in der die Lebensdauer kurzlebiger Spurengase erhöht ist, und die Quellregion der stratosphärischen Luft zusammen. Somit bestimmt die Zusammensetzung der troposphärischen Atmosphäre in dieser Region in hohem Maße auch die globale stratosphärische Zusammensetzung.Ozon ist aufgrund von Rückkopplungsprozessen zwischen Temperatur, Dynamik und Ozon ein wichtiges Spurengas in der Klimaforschung. Da der Warmpool im Westpazifik die Hauptquellenregion für stratosphärische Luft ist, ist die Kenntnis von Ozon und anderen kurzlebigen Spurengasen auch wichtig, um den Transport von Spurengasen in die Stratosphäre zu verstehen.Ziel unseres Projektes ist die Messung des Tagesgangs von Ozon und anderen Spurengasen mit Hilfe der hochauflösenden solaren Absorptions-FTIR-Spektroskopie. Die Messungen liefern die Gesamtsäulendichten von bis zu 20 Spurengasen. Für einige Spurengase erlaubt die Analyse der Spektrallinienform die Ableitung der Konzentrationsprofile in bis zu etwa vier atmosphärischen Höhenschichten. Ergänzt werden die Beobachtungen durch Ozonballonsondierungen, kontinuierliche Messungen der UV-Strahlung, und Modellrechnungen mit einem Chemie-Transport-Modell. Die Messungen sind für den Zeitraum August bis Oktober 2022 geplant, die Auswertung und Interpretation von November 2022 bis Januar 2023.
Mit dem Antrag soll die Teilnahme des mini-DOAS Instrumentes an der Southtrac Kampagne im Herbst 2019, sowie die Auswertung, Interpretation und Veröffentlichung der dabei gemessenen Daten beantragt werden. Das mini-DOAS Instrument ist ein passives Fernerkundungsinstrument mit dem gleichzeitig in Nadir- und Limb-Richtung Himmelsstreulicht im UV/vis/NIR von Bord des Forschungsflugzeuges HALO gemessen und spektral analysiert wird. Mit den Messungen können mit Hilfe der Differentiellen Optischen Absorptions Spektroskopie (DOAS) die Konzentrationen wichtiger Spurenstoffe auf Flughöhe, sowie Vertikalprofile und vertikale Säulen bestimmt werden, wobei einige der gemessenen Spurenstoffe mit anderen Messmethoden nicht (BrO, OClO, IO, C2H2O2, und C3H4O2) oder nur schwer (NO2, HONO, und CH2O) nachweisbar sind. Die Messungen im Nadir und Limb erlauben auch alle 3 Phasen des atmosphärischen H2O (u.a. den Wasser- und Eiswasserpfad), Eigenschaften des atmosphärischen Strahlungstransportes (u.a. relative Radianzen, Photonenweglängen, ...), sowie einige mikrophysikalische Eigenschaften von Aerosole und Wolkenteilchen zu bestimmen. Mit den Messungen des mini-DOAS Instrumentes sollen im Rahmen der Southtrac Kampagne drei spezielle wissenschaftlichen Ziele verfolgt werden (CHEM-1_Q1, CHEM-1_Q2 und CHEM-2_Q1), die im Einklang mit dem Kampagnenantrag stehen. Insbesondere (a) komplettieren unsere hochgenauen Messungen von BrO (und IO) das Budget der ozonschädlichen Brom- und Iodverbindungen (CHEM-1_Q1), und (b) helfen die Messungen von BrO und OClO den Ozonverlust in der oberen Troposphäre unteren Stratosphäre einzugrenzen (CHEM-1_Q2). Weiterhin dienen (c) die Messungen von NO2, HONO, aber insbesondere auch von CH2O und C2H2O2 die Abluft aus der Biomassenverbrennung nachzuweisen (CHEM-2_Q1).
Die Schalen planktischer Foraminiferen zeichnen die physikalischen und chemischen Bedingungen in den oberen Wasserschichten des Ozeans zum Zeitpunkt ihrer Kalzifikation auf. In den Schalen eingeschlossene Spurenelemente- und Isotopensignaturen können für die Rekonstruktion der Schlüsselparameter der Wasserschichten in der Vergangenheit verwendet werden. Um das volle Potenzial dieser Signale zu erschließen, muss die Position in der Wassersäule, in welcher die Kalzifikation der Schale stattfindet, genau bestimmt werden. Beobachtungen aus stratifizierten Planktonnetzen und geochemische Analysen von Schalen aus dem Sediment zeigten, dass die Lebend- und Kalzifikationstiefe sowohl zwischen verschieden Arten als auch innerhalb einer Art variiert. Die Faktoren, die diese Variabilität steuern sind schwer zu identifizieren und das Verständnis wird durch Hypothesen, welche Veränderungen der Habitattiefe während des Lebens im Rhythmus mit Tag/Nacht- und Fortpflanzungszyklen beinhalten verkompliziert. Alle diese Konzepte beruhen auf der Annahme, dass die Verteilung der untersuchten Spezies räumlich einheitlich ist. Falls eine fleckenhafte räumliche Verteilung (Patchiness) der Spezies zutrifft könnten viele der beobachteten Muster und die Habitatvariabilität durch unvorhersagbare räumliche Heterogenität erklärt werden. Wir schlagen vor, stratifizierte Planktonproben, die in einem einzigartigen und bisher nicht durchgefürten Probennahmedesign während der RV METEOR-Expedition M140 gesammelt wurden, für die Bestimmung der Existenz und des Ausmaßes der Patchiness in planktischen Foraminiferen zu verwenden. Durch die Kombination von Faunenzählungen mit automatisierter hochauflösender 3D-Bildsegmentation von replizierten Proben werden wir aufklären, wo in der Wassersäule Individuen verschiedener Größen innerhalb einzelner Arten leben und mittels der Analyse ihrer Isotopensignaturen, wie zeitweilig stabil diese Lebensräume sind. Diese Ergebnisse werden das Wissen über das Ausmaß der Populationsstruktur marinen Mikrozooplanktons signifikant verbessern. Dadurch wird sowohl eine realistischere Repräsentation ihres Habitats in Modellen und Proxies als auch die korrekte Interpretation von punktuellen Beobachtungsdaten für globale Kohlenstoffbudgetabschätzungen ermöglicht.
An Bord des ESA-Satelliten Sentinel-5 Precursor (S5P) befindet sich das Tropospheric Monitoring Instrument (TROPOMI), welches unter anderem die Säulenkonzentrationen der atmosphärischen Spurengase CH4, CO, HCHO und NO2 messen soll. Diese Beobachtungen müssen entsprechend dem S5P Scientific Validation Implementation Plan validiert werden. In diesem Projekt werden bodengestützte Messungen des säulengemittelten Stoffmengenanteils (column-averaged dry-air mole fraction) von CH4 und CO von Stationen des Total Carbon Column Observing Networks (TCCON) zur Verfügung gestellt. Die Stationen des NDACC-Netzwerks stellen Gesamtsäulenmessungen von HCHO (Formaldehyd) sowie höhenaufgelöste Stoffmengen-Profile von CO zur Verfügung. Sämtliche Messungen werden über die öffentlichen TCCON- und NDACC-Datenarchive anderen Gruppen zur Verfügung gestellt, die im Rahmen des S5P Scientific Validation Implementation Plans verschiedene Validierungsprojekte durchführen. Die vom Antragsteller betriebene TCCON-Station auf Ascension Island liefert derzeit die einzigen TCCON-Messungen in der äquatorialen Zone. Gleichzeitig ist sie die einzige Station, die kontinuierlich Luftmassen aus Subsahara-Afrika beobachtet. Diese sind je nach Jahreszeit stark mit CO und CH4 angereichert, das aus großflächigen Biomasse-Verbrennung sowohl von den südlichen als auch nördlichen Savannenregionen Afrikas stammt. Die Wetterlage erlaubt typischerweise 250-300 Messtage pro Jahr. Für die Kalibration und Validation der S5P-Beobachtungen liefert Ascension Island ideale Referenzmessungen für die TROPOMI CO- und CH4-Beobachtungen über dem südlichen Atlantik.
The WegCenter/UniGraz Team has summarized scientific applications and defined scientific requirements for GADEM K band radio signals, and performed an end-to-end scientific performance analysis for both space-to-space and space-to-ground links. The performance analysis addresses the quality of atmospheric data products expected by a GADEM-type measurement configuration. The performance analysis covers a Galileo-LEO part (occultation measurements of temperature and humidity profiles) as well as a Galileo-GS part (space-to-ground slant column integrated water vapor measurements). Based on a comprehensive end-to-end simulation software (End-to-end Generic Occultation Performance Simulator, EGOPS), the performance of both these measurement configurations was simulated and analyzed for a typical set of instrumental errors, using realistic orbital and ground-station geometries and using as a realistic atmospheric model a high resolution global weather analysis field, including also liquid water and ice water clouds. An operational analysis of the ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) was taken for the purpose. In addition, turbulent atmospheric conditions were taken into account for Galileo-LEO links. The main conclusion is that the GADEM system requirements as laid out in the GADEM scientific applications document are just adequate to achieve the observational requirements (summarized in the same document) for both the Galileo-LEO part and the Galileo-GS part, respectively. This confirms that those requirements, in many aspects drawing from heritage from previous study of similar systems (e.g., LEO-LEO K band occultation) provide a sound basic set of specifications for GADEM system design. Based on the encouraging results of the performance analysis a GADEM demonstration experiment is strongly recommended.
The aim of ESONET is to create an organisation capable of implementing, operating and maintaining a network of ocean observatories in deep waters around Europe from the Arctic Ocean to the Black Sea connected to shore with data and power links via fibre optic cables. The fundamental scientific objective is to make continuous real-time observations of environmental variables over decadal, annual, seasonal, diel and tidal time scales. Constant vigilance will allow resolution of quasi-instantaneous hazardous events such as slides, earthquakes, tsunamis and benthic storms. ESONET will form a sub sea segment of the GMES (Global Monitoring for Environment and Security) with sensors extending from the sub sea floor, through the water column to sub-surface sensors providing calibration of satellite borne sensors. ESONET brings together leading oceanographic and geosciences institutes in Europe together with universities, industry and regional agencies. It will provide integration across disciplines from geosciences, through physical, chemical and biological oceanography to technologies of instrumentation, cables, data processing and archiving. Jointly executed research will demonstrate functioning observatories at several cabled and non-cabled sites around Europe. Existing deep-sea cables installed for neutrino telescopes will be utilised in the Mediterranean sea and shallower tests sites will be established elsewhere. Principles of sensor management, calibration, metadata and data quality will be established with real-time dissemination and generation of hazard warning. ESONET will run a training and education program through courses, scholarships, exchange of personnel between participating institutes, and outreach to the general public. Dissemination will also include a web portal, with links to the INSPIRE Geo-Portal, and with all sub sea observatory projects worldwide, enabling the widest possible access to information. Prime Contractor: Institut Francais de Recherche pour l'Exploitation de la Mer; Issy-les-Moulineaux; France.
Within the first stage of SPP-1294, the design and assembly of two novel DOAS (Differential Optical Absorption Spectrometry) instruments - briefly called HALO mini-DOAS and 2-D imaging DOAS (2-D I-DOAS) spectrometer- were funded for future deployments on the HALO aircraft. At present (late 2009) both instruments await final aircraft certification for participating in upcoming test missions and scientific missions. It is expected that testing of the instruments on HALO will be accomplished before the end of the still ongoing project (late 2010). The follow-on project will then be devoted to scientific applications i.e. to actually making use of the investment of developing and building the two instruments. The two optical spectrometers are design to monitor 1-D and/or 2-D spatial and temporal maps, vertical profiles, and/or column amounts of a suite of atmospheric trace gases (e.g., O3, NO2, CH2O, C2O2H2, BrO, OClO, IO, OIO, O4, O2, H2O) and cloud parameters (e.g., gaseous, liquid, and solid water contents, cloud optical thickness). Due to the wide range of important atmospheric parameters accessible for observation with the two instruments (of which some recent examples are given in the report below) either of the two instruments or both are invited to participate in the upcoming HALO test missions and scientific missions (e.g., TACTS, TACTS/SALSA, CIRRUS-ML, CIRRUS-RS, OMO, POLSTRACC, HALO-EO, EU-SHIVA, SHIVA/NOX-HOX-XOX, NARVAL, and ACRIDION). A full exploitation of the measured field data, e.g., to infer concentration profiles from the measured slant column amounts, however will require further evaluation steps. These steps will involve the interpretation of the spectroscopic measurements with sophisticated radiative transfer calculations in combination with mathematical inversion techniques, which are constraint by outputs of photochemical, microphysical, or dynamical modeling depending on the application.
Ziel des Schwerpunktprogramms 1144 (SPP 1144) ist die interdisziplinäre und zeitlich-räumliche Erforschung des mittelozeanischen Spreizungssystems im Atlantik. Für diese Untersuchungen wurden zwei Gebiete (bei 15 Grad N und 4-11 Grad S) ausgewählt. Das Programm hat insbesondere zwei hoch-innovative Ansätze. Die Zusammenhänge zwischen den Prozessen in diesen Gebieten durch den Einsatz verschiedenster Forschungsrichtungen, wie der Petrologie, Vulkanologie, Geodynamik, Geophysik, Hydrothermalismus, Mikrobiologie, Makrobiologie, Ozeanographie, Wasserchemie und Konvektionsmodellierung zu erfassen. Die Nutzung hochentwickelter ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV u.a.) für eine genaue Beobachtung und Beprobung des Meeresbodens. Nach den ersten vier erfolgreichen Jahren, beantrage ich hier die Infrastruktur, die nötig ist, um das Schwerpunktprogramm, inklusive aller Einzelanträge, so effektiv wie möglich und mit dem größtmöglichen wissenschaftlichen Output' zu Ende führen zu können. Hierzu werden drei grundsätzliche Bereiche benötigt: (1) ein Koordinationsbüro, um zwischen den verschiedenen Arbeitsgruppen zu vermitteln und alle über die Abläufe innerhalb des SPP zu informieren, zur Koordination der Schiffseinsätze und der Workshops und zur Einbindung des SPP in die große InterRidge Gemeinschaft und Aktivitäten; (2) technisches Personal, das notwendig ist, um die Tiefsee-Technologien jederzeit für Einsätze zur Untersuchungen der Spreizungachsen zur Verfügung stellen zukönnen, (3) Datenmanagment, um alle Beteiligten des SPP mit allen verfügbaren Informationen zu versorgen und um alle Ergebnisse des SPP in eine umfassende Datenbank zusammenzuführen.
| Origin | Count |
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| Bund | 22 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 22 |
| License | Count |
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| offen | 22 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 11 |
| Englisch | 18 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 16 |
| Webseite | 6 |
| Topic | Count |
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| Boden | 21 |
| Lebewesen und Lebensräume | 22 |
| Luft | 19 |
| Mensch und Umwelt | 22 |
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| Weitere | 22 |