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Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative (NEESPI)

The Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative, or NEESPI, is a currently active, yet strategically evolving program of internationally-supported Earth systems science research, which has as its foci issues in northern Eurasia that are relevant to regional and Global scientific and decision-making communities (see NEESPI Mission Statement). This part of the globe is undergoing significant changes - particularly those changes associated with a rapidly warming climate in this region and with important changes in governmental structures since the early 1990s and their associated influences on land use and the environment across this broad expanse. How this carbon-rich, cold region component of the Earth system functions as a regional entity and interacts with and feeds back to the greater Global system is to a large extent unknown. Thus, the capability to predict future changes that may be expected to occur within this region and the consequences of those changes with any acceptable accuracy is currently uncertain. One of the reasons for this lack of regional Earth system understanding is the relative paucity of well-coordinated, multidisciplinary and integrating studies of the critical physical and biological systems. By establishing a large-scale, multidisciplinary program of funded research, NEESPI is aimed at developing an enhanced understanding of the interactions between the ecosystem, atmosphere, and human dynamics in northern Eurasia. Specifically, the NEESPI strives to understand how the land ecosystems and continental water dynamics in northern Eurasia interact with and alter the climatic system, biosphere, atmosphere, and hydrosphere of the Earth. The contemporaneous changes in climate and land use are impacting the biological, chemical, and physical functions of the northern Eurasia, but little data and fewer models are available that can be used to understand the current status of this expansive regional system, much less the influence of the northern Eurasia region on the Global climate. NEESPI seeks to secure the necessary financial and related institutional support from an international cadre of sponsors for developing a viable understanding of the functioning of northern Eurasia and the impacts of extant changes on the regional and Earth systems. Many types of ground and integrative (e.g., satellite; GIS) data will be needed and many models must be applied, adapted or developed for properly understanding the functioning of this cold and diverse regional system. Mechanisms for obtaining the requisite data sets and models and sharing them among the participating scientists are essential and require international and active governmental participation. (abridged text)

ClimXtreme II - Modul A Physik und Prozesse, Teilprojekt 1: Modul A Koordinierung und Extrem-Niederschläge, Hitzewellen und Dürren sowie Wind-Stürme (A1 SEVERE / A5 DesAttHeat / A6 CyclEx)

Micro-scaled hydraulic heterogeneity in subsoils

Nutrient and water supply for organisms in soil is strongly affected by the physical and physico-chemical properties of the microenvironment, i.e. pore space topology (pore size, tortuosity, connectivity) and pore surface properties (surface charge, surface energy). Spatial decoupling of biological processes through the physical (spatial) separation of SOM, microorganisms and extracellular enzyme activity is apparently one of the most important factors leading to the protection and stabilization of soil organic matter (SOM) in subsoils. However, it is largely unknown, if physical constraints can explain the very low turnover rates of organic carbon in subsoils. Hence, the objective of P4 is to combine the information from the physical structure of the soil (local bulk density, macropore structure, aggregation, texture gradients) with surface properties of particles or aggregate surfaces to obtain a comprehensive set of physical important parameters. It is the goal to determine how relevant these physical factors in the subsoil are to enforce the hydraulic heterogeneity of the subsoil flow system during wetting and drying. Our hypothesis is that increasing water repellency enforces the moisture pattern heterogeneity caused already by geometrical factors. Pore space heterogeneity will be assessed by the bulk density patterns via x-ray radiography. Local pattern of soil moisture is evaluated by the difference of X-ray signals of dry and wet soil (project partner H.J. Vogel, UFZ Halle). With the innovative combination of three methods (high resolution X-ray radiography, small scale contact angle mapping, both applied to a flow cell shaped sample with undisturbed soil) it will be determined if the impact of water repellency leads to an increase in the hydraulic flow field heterogeneity of the unsaturated sample, i.e. during infiltration events and the following redistribution phase. An interdisciplinary cooperation within the research program is the important link which is realized by using the same flow cell samples to match the spatial patterns of physical, chemical, and biological factors in undisturbed subsoil. This cooperation with respect to spatial pattern analysis will include the analysis of enzyme activities within and outside of flow paths and the spatial distribution of key soil properties (texture, organic carbon, iron oxide content) evaluated by IR mapping. To study dissolved organic matter (DOM) sorption in soils of varying mineral composition and the selective association of DOM with mineral surfaces in context with recognized flow field pattern, we will conduct a central DOM leaching experiment and the coating of iron oxides which are placed inside the flow cell during percolation with marked DOM solution. Overall objective is to elucidate if spatial separation of degrading organisms and enzymes from the substrates may be interconnected with defined physical features of the soil matrix thus explaining subsoil SOM stability and -dynami

Effects of pasturing with cattle in mountain forest

Pasturing forest sites is mostly considered as detrimental for tree growth and, associated with that, crucial for the protective function of the forests against avalanches. New laws as well as the use of subsidies for the separation of forest and pastures shall accelerate the cessation of forest pasturing. It is however unclear whether pasturing is detrimental in any case or whether the application of an appropriate livestock system might even support tree development. The general aim of the project is to determine the effects of pasturing on mountain forest structure and dynamics under different stocking rates and pasturing period lenghts. This is a joint project headed by the Swiss Federal Institute for Snow and Avalanche Research (SLF). The part of the project which focusses on animal nutrition particularly deals with the measurement of intake and composition of the selected herbage on these pastures. Data on food intake and food quality should allow to determine the threshold levels, when food scarceness will enhance damage of trees by their use as fodder alternatives, or by tread damages. The project is carried out in the frame of the WSL Research Programme Forest-Wildlife-Landscape. The project is also in part forming a component project within the ETH polyproject 'Sustainable Primary Production in the Alpine Region' (PRIMALP).

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), NAWDEX - North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment

The North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment (NAWDEX) aims to provide the foundation for future improvements in the prediction of high impact weather events over Europe. The concept for the field experiment emerged from the WMO THORPEX program and contributes to the World Weather Research Program WWRP in general and to the High Impact Weather (HIWeather) project in particular. An international consortium from the US, UK, France, Switzerland and Germany has applied for funding of a multi-aircraft campaign supported by enhanced surface observations, over the North Atlantic and European region. The importance of accurate weather predictions to society is increasing due to increasing vulnerability to high impact weather events, and increasing economic impacts of weather, for example in renewable energy. At the same time numerical weather prediction has undergone a revolution in recent years, with the widespread use of ensemble predictions that attempt to represent forecast uncertainty. This represents a new scientific challenge because error growth and uncertainty are largest in regions influenced by latent heat release or other diabatic processes. These regions are characterized by small-scale structures that are poorly represented by the operational observing system, but are accessible to modern airborne remote-sensing instruments. HALO will play a central role in NAWDEX due to the unique capabilities provided by its long range and advanced instrumentation. With coordinated flights over a period of days, it will be possible to sample the moist inflow of subtropical air into a cyclone, the ascent and outflow of the warm conveyor belt, and the dynamic and thermodynamic properties of the downstream ridge. NAWDEX will use the proven instrument payload from the NARVAL campaign which combines water vapor lidar and cloud radar, supplemented by dropsondes, to allow these regions to be measured with unprecedented detail and precision. HALO operations will be supported by the DLR Falcon aircraft that will be instrumented with wind lidar systems, providing synergetic measurements of dynamical structures. These measurements will allow the first closely targeted evaluation of the quality of the operational observing and analysis systems in these crucial regions for forecast error growth. They will provide detailed knowledge of the physical processes acting in these regions and especially of the mechanisms responsible for rapid error growth in mid-latitude weather systems. This will provide the foundation for a better representation of uncertainty in numerical weather predictions systems, and better (probabilistic) forecasts.

Räumliche Verteilungsmuster der Epiphyten im west-amazonischen Tieflandregenwald (Tiputini Biodiversity Station, Ecuador) - eine vergleichende Untersuchung im Kontext neotropischer Epiphytendiversität

Epiphyten sind extrem diverse Elemente der Vegetation tropischer Wälder und für die Erforschung der globalen Phytodiversität von erheblicher Bedeutung. In dem überaus artenreichen Land Ecuador stellen sie mehr als 25 Prozent aller Gefäßpflanzenarten. Währen die relativen Anteile von Epiphyten in verschiedenen Klimazonen und Vegetationstypen in großen Zügen feststehen, ist die Verteilung ihrer Diversität im lokalen und erst recht regionalen Maßstab noch weitgehend unklar. Ausgerechnet für den in seiner Ausdehnung größten Tropenwald der Erde, den amazonischen Tieflandregenwald, fehlen bisher ausreichende flächenbezogene Arteninventare, die die Modellierung zuverlässiger Verteilungsmuster erlauben würden. An der Tiputini Biodiversity Station im Tieflandregenwald Ost-Ecuadors sollen die Epiphyten von Untersuchungsflächen im Wald mit Hilfe einer auf alpinen Methoden basierenden, speziell zu unseren Zwecken weiterentwickelten und angepaßten, Klettertechnik und unter Verwendung existierender Kronen-Plattformen und canopy-walkways inventarisiert und räumlich dokumentiert werden. Die Ergebnisse werden in vorhandene eigene Daten und die anderer Arbeitsgruppen so integriert, daß ein biogeographischer Vergleich von Epiphytendiversität und Verteilung verschiedener Taxa möglich ist. Die hier gewählte Methodik flächenbezogener Erfassung von Epiphyten wird die Vernetzung bisher weitgehend isolierter Befunde zu den Diversitätsmustern neotropischer Epiphyten auf verschiedenen Skalenebenen erlauben. Das Epiphyteninventar wir floristisch ausgewertet und mit vorliegenden Ergebnissen von anderen Projekten abgeglichen. Endziel ist ein lokal aussagekräftiges und großräumiges extrapolierbares Modell neotropischer Epiphytendiversität als Instrument von Grundlagen- und angewandter Forschung.

Dachbegruenung

Verschiedene Aspekte der Dachbegruenung werden am Beispiel der Versuchsanlage auf dem Laborgebaeude der Fachhochschule (Haus 2) seit 1998 untersucht. Weitere Versuchsanlagen auf dem im Bau befindlichen Laborgebaeude fuer die Fachbereiche Agrarwirtschaft und Landespflege und Lebensmitteltechnologie sind in Vorbereitung. Diese Forschung widmet sich der Kausalanalyse des Pflanzenwachstums bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen. Als Dauererhebung wird die Artenzusammensetzung als zentraler Parameter erfasst. Dieser wird im Hinblick auf den Wasserhaushalt und die klimatischen Bedingungen interpretiert. Besonderes Gewicht geniesst die Fragestellung nach dem Niederschlagsrueckhalt durch Begruenung im Vergleich zu Kiesdaechern. Diese Fragestellung wird auch in Berlin, in modifizierter Form in Madrid und zukuenftig auch in Rio untersucht. Neben den Forschungsfragestellungen wird ein guter Kontakt zu Firmen gepflegt bzw. ausgebaut, die Materialien zur Dachbegruenung herstellen.

Zentrum für interdisziplinär-integrierte Verifikationsforschung, Teilvorhaben: Naturwissenschaftlich-interdisziplinäre Verifikation, Verifikationsregime und Umsetzungsstrategien für das Zentrum

Katrin Eder: „Das Selbstbauprojekt GOLDEN HOUSE verfolgt einen innovativen Ansatz zur Erforschung von Stroh als nachhaltigem Baustoff“

Klimaschutzministerium fördert Forschungsprojekt der Hochschule Kaiserslautern mit rund 24.000 Euro – Bauen mit Stroh als Beitrag zur Bauwende wird erforscht „Im Bausektor fallen rund 50 Prozent des weltweiten Rohstoffverbrauchs an und er verursacht etwa 40 Prozent aller CO 2 -Emisisonen. Hier müssen wir ansetzen und eine Wende hin zu mehr Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz schaffen. Mit ihrem Forschungsprojekt zum Bauen mit Stroh verfolgt die Hochschule Kaiserslautern einen interessanten und innovativen Ansatz, um einen regional verfügbaren und klimafreundlichen Baustoff in die Baupraxis zu integrieren“, sagte Klimaschutzministerin Katrin Eder anlässlich einer Förderung in Höhe von 24.220 Euro für das studentische Selbstbauprojekt GOLDEN HOUSE. Im Herbst 2025 präsentierten Masterstudierende der Hochschule Kaiserslautern in der Architekturgalerie die Ausstellung GOLDEN CORN. Hier wurden die Ergebnisse des Fachs „Nachhaltige Konstruktionen“ aus dem Sommersemester 2025 vorgestellt, in dem die Potenziale von Stroh als nachwachsendem, regional verfügbaren und CO2-bindenden Baustoff untersucht wurden. Im Wintersemester 2025/2026 haben die Studierenden Entwürfe für einen temporär nutzbaren Pavillon für Besuchende des Schweinstals im Pfälzerwald entwickelt. Dieser Pavillon soll nun im Sommersemester 2026 gemeinsam mit Partnerinnen und Partnern aus der Praxis in einem studentischen Selbstbauprojekt realisiert werden. Das Projekt hat eine Laufzeit bis zum Jahresende. Das akademische Wissen um Stroh als nachhaltigem Baustoff wird so in die architektonische Praxis eingebunden und soll nach und nach auch der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Im Lehrgebiet „Nachhaltiges Konstruieren und Entwerfen im Bestand“ erforschen Studierende, unter Begleitung von Prof. Sabrina Wirtz und dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Nils Fischer, den sich bedingenden Zusammenhang zwischen Entwerfen und Konstruieren. „Ein Schwerpunkt liegt dabei auf kreislauffähigen Konstruktionen. Mit der konkreten Anwendung von biobasierten Baustoffen wollen wir mit den Studierenden einen sichtbaren Beitrag zur Bau- und Ressourcenwende leisten“, erklärte Prof. Sabrina Wirtz die Ziele des Projekts. „Über das Klimabündnis Bauen übernehmen wir alle im Projekt anfallenden Kosten. Hier lernen die Studentinnen und Studenten, was es bedeutet innovative Ideen auf die Praxis zu übertragen“, zeigte sich Katrin Eder begeistert von dem Projekt. Hintergrund zu Projekten des „Klimabündnis Bauen“ Seit der Beschlussfassung durch den Ministerrat am 24. Mai 2022 über das Konzept „Klimabündnis Bauen in Rheinland-Pfalz – nachwachsende und kreislaufeffiziente Rohstoffe stärken“ wurden nachstehende Projekte über dieses Programm durch das Klimaschutzministerium finanziell unterstützt (Stand 18. November 2025): Forschungsprojekte zur Stärkung der Verwendung nachwachsender Rohstoffe Im Bereich der Forschung wurden insgesamt sechs Forschungsprojekte finanziell mit rund zwei Millionen Euro unterstützt: "Erstellung eines Bauwerks mit einem neuartigen Tragsystem aus Eichenschwachholz“ (Hochschule Trier) „HIVE HOME“ (Hochschule Koblenz) „Kreislaufeffizientes Bauen mit Holz/Re-Use-Holzbauelemente“ (Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau) „Gewachsene Dorfstrukturen stärken – Aufwertung der Bausubstanz mit Methoden der seriellen Sanierung“ (Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau) „Reversibler Holzmodulbau in einer Bestandshalle“ – Landesgartenschau 2027 (Stadt Neustadt an der Weinstraße) „PV-Parkplatzüberdachung aus acetylierter Buche“ – Landesgartenschau 2027 (Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau) Machbarkeitsstudien Eine Machbarkeitsstudie ist eine systematische Voruntersuchung, die prüft, ob ein Sanierungsvorhaben technisch, wirtschaftlich, rechtlich und organisatorisch realisierbar ist. Sie dient als Entscheidungsgrundlage für den Bauherren, bevor detaillierte Planungen beginnen: „Machbarkeitsstudie über die energetische und serielle Sanierung der Skatehalle in Trier“ (Stadt Trier) „Machbarkeitsstudie über die serielle Sanierung des St.-Willibrord-Gymnasiums in Bitburg“ (Kreisverwaltung des Eifelkreises Bitburg-Prüm) „Machbarkeitsstudie über die serielle Sanierung und evtl. Erweiterung der Kindertagesstätte in der Gemeinde Morscheid (Verbandsgemeinde Ruwer) „Leuchtturmprojekte“ des Holzbaus Ein weiterer Schwerpunkt vom Klimabündnis besteht in der Förderung von hoch innovativen und musterhaften Holzbauten, die Vorbildcharakter für den modernen Holzbau haben. Insgesamt wurden rund 2,4 Millionen Euro an Förderung an folgende Projekte ausgereicht: „Neubau von drei Feuerwehrhäusern als Systembaukasten mit regionalem Holz in den Gemeinden Börrstadt, Breunigweiler und Steinbach“ (Verbandsgemeinde Winnweiler) „Mörs:DORF - Neubau eines generationsübergreifenden Dorfzentrums in Holzbauweise als Begegnungs- und Lernort in der Gemeinde Mörsdorf“ (Verbandsgemeinde Kastellaun) „Bau einer Wetterschutzhütte“ als Ergebnis eines Studierendenwettbewerbs im Forstamt Westrich“ „Nachhaltige Sanierung der Dachlandschaft der Grundschule in der Gemeinde Essenheim” (Verbandsgemeinde Nieder-Olm) „Neubau multifunktionaler Forsthof in Annweiler“ (Trifels Natur GmbH) „Neubau eines Gesundheitszentrums in Holz in Bad Kreuznach“ (Unternehmen Enk Verwaltung GmbH/Langenlonsheim) „Bau von innovativen Fahrzeughallen in Holz-Beton-Hybridbauweise für die Betriebsfahrzeuge der Stadtwerke und der Stadt Trier im Energie- und Technikpark“ (Stadtwerke Trier) „Neubau eines vierstöckigen energieeffizienten Verwaltungsgebäudes aus Holz in Ingelheim“ (Kreisverwaltung Mainz-Bingen) „Neubau einer Interimsschule für das Regino-Gymnasium Prüm in demontierbarer Holz-Modulbauweise“ (Kreisverwaltung des Eifelkreises Bitburg-Prüm) „Neubau eines Aussichtsturms auf dem Idarkopf bei Stipshausen“ (Verbandsgemeinde Herrstein-Rhaunen) „Sanierung der Fassade und energetische Komplettsanierung der Grundschulturnhalle in der Gemeinde Körperich“ (Verbandsgemeinde Südeifel) „Neubau von zwei Feuerwehrgerätehäusern in modularer Holzbauweise als Prototyp in den Gemeinden Palzem und Lampaden“ (Verbandsgemeinde Saarburg-Kell) Öffentlichkeitsarbeit Eine weitere wichtige Säule des Klimabündnisses ist die Vermittlung von Wissen an die verschiedenen Zielgruppen zur Steigerung des klimafreundlichen Bauens. Dafür wurde unter anderem eine eigene Homepage aufgebaut und verschiedene Veranstaltungen finanziell unterstützt: „Westerwälder Holztage 2025“ in Oberhonnefeld-Gierend Zweitägiges Fachsymposium zum Thema „Kommunales Bauen, Serielles Sanieren und kostengünstiges Bauen mit Holz“ in Saarburg und Konz Preisverleihung „Holzbaupreis Rheinland-Pfalz 2024“ in Mainz "7. Trierer Waldforum – Auf dem Holzweg!? Mit Holznutzung und verstärktem Holzbau unterwegs zu mehr Klimaschutz und gesunden Wäldern“ Außerdem setzt sich das Klimabündnis für die Umsetzung des eingeführten Umweltlabels „Holz von Hier®“ ein. Weitere Informationen zum Klimabündnis Bauen finden Sie unter https://klimabuendnis-bauen.rlp.de

Global Precipitation Analysis Products of the GPCC

The Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) has been established in 1989 on request of the World Meteorological Organization (WMO). It is operated by Deutscher Wetterdienst (DWD, National Meteorological Service of Germany) as a German contribution to the World Climate Research Programme (WCRP). Mandate of the GPCC is the global analysis of precipitation on earth’s land surface based on in situ rain gauge data. These gridded analyses provide long-term means, monthly and daily totals, quantiles and a drought index.

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