WaterGAP ist eine globale hydrologische Simulationssoftware zur Berechnung von Wasserflüssen und -speicherung auf allen Kontinenten der Erde. Sie wird verwendet, um Wasserverfügbarkeit und Wasserstress für Menschen und andere Biota weltweit zu bestimmen. In zahlreichen Studien wurde WaterGAP genutzt, um z.B. den Einfluss des Klimawandels auf Bewässerungsbedarf, ökologisch relevante Durchflusscharakteristika, Grundwasserneubildung und auf Wasserressourcen im Allgemeinen zu erforschen. Resultate aus diesen Studien sind in IPCC-Berichte eingegangen. WaterGAP nimmt unter den hydrologischen Modellen weltweit eine Führungsrolle ein. Allerdings wurde die Software über mehr als 20 Jahre von mehreren Doktoranden und Postdocs verändert und befindet noch sich immer in einem Prototypstadium. Die Software wurde nie grundlegend überarbeitet oder auf Grundlage einer sorgfältig geplanten Software-Architektur entwickelt. Es handelt sich eher um eine Ansammlung von Dateien mit jeweils fast 10.000 Code-Zeilen, ohne eine konsequente Modularisierung. Es ist es uns daher aktuell nicht möglich, die Software anderen Forschern zur Verfügung zu stellen, damit sie Ergebnisse replizieren und verstehen können oder die Software für eigene Forschung zu erweitern. Auch Modellveränderungen und Erweiterungen durch unsere beiden Gruppen sind herausfordernd und kosten Zeit. Gerade wegen der wichtigen Forschungsergebnisse bezüglich der Beurteilung und Projektion von globalen Wasserressourcen wäre eine Replikation der Ergebnisse durch Dritte unbedingt notwendig, was eine deutliche Verbesserung der Softwarequalität voraussetzt. Projektziel ist es. die Forschungssoftware in einer modernen Programmiersprache neu zuschreiben und ausführlich zu dokumentieren. Zudem soll die räumliche Auflösung flexibel anpassbar sein. Die resultierende Software soll testbar, wartbar, erweiterbar und durch Dritte nutzbar und erweiterbar sowie gründlich getestet sein. Die Neuentwicklung wird mit einem angepassten Scrum-Prozess durchgeführt und die Planung der Software Architektur wird auf Grundlage des IEEE 1016-2009 Dokuments erstellt. Mehrere Methoden werden genutzt um nachhaltig die Qualität der Software intern und externe zu steuern. Dieses Projekt wird anderen Forschern erlauben unser globales hydrologisches Modell selbst auszuführen, Ergebnisse zu replizieren oder die Einflüsse von Modifikationen in den Eingabedaten und Algorithmen zu untersuchen. Die Forschergemeinschaft kann so algorithmische Ansätze vergleichen, unserer Ergebnisse überprüfen und auch Fehler in unserer Software identifizieren. Um die Berichterstattung und Zusammenarbeit so einfach wie möglich zu gestalten setzen wir auf die etablierte Plattform github. Auch werden wir von automatisierten Tests und Benchmarkszenarien Gebrauch machen. Dies wird nicht nur dazu beitragen die Forschungssoftware WaterGAP effizienter zu nutzen und wissenschaftliche Ergebnisse robuster machen, sondern auch den wissenschaftlichen Fortschritt beschleunigen.
Fokus des neuen geo-archäologisch geprägten Teilprojekts C1 sind Modellierungen von Paläoumwelten, menschlichen Verhaltensmustern (Landnutzung, Mobilität) und Bevölkerungs-dynamiken im westlichen Mittelmeerraum während der letzten 50 ka. C1 verfügt über eine umfangreiche Datenbank mit rund 550 archäologischen und geologischen Datensätzen. Drei Zeitscheiben (50-40 ka BP, LGM, Holozän) werden untersucht, welche jeweils durch bedeutende Bevölkerungsumbrüche gekennzeichnet sind. In Zusammenarbeit mit E6 werden GIS-Analysen und weitere Methoden der Modellierung genutzt, um Mensch-Umweltbeziehungen und Wechselwirkungen mit menschlichen Populationen zu untersuchen.
In der Topografie der Chilenischen Küstengebirge ändert sich die Beziehung aus Neigung und Seehöhe systematisch von Nord nach Süd. Diese Beziehung kann durch den Einfluss von Biota auf die Landschaftsentwicklung entlang eines räumlichen Vegetationsgradienten interpretiert werden. Die Region bietet daher eine einzigartige Möglichkeit um zu erforschen, wie Landschaftsentwicklungsmodelle für den Einfluss von Biota adaptiert werden könnten. Es ist dafür geplant ein numerisches Modell zu verwenden, das die Antragsteller in Österreich entwickelt haben, mit dem Oberflächenprozesse (Erosion) auf einem mechanisch gekoppelten Raster beschrieben werden können. Das gut bekannte tektonische Spannungsfeld von Chile wird dazu verwendet, um die morphologische Hebung der Küstengebirge zu modellieren. Die Beschreibung der Oberflächenprozesse wird dann für den Einfluss von Biota moduliert, bis die beobachtete Beziehung aus Neigung und Seehöhe der Topografie reproduziert wird. Das Ergebnis ist ein quantitatives Werkzeug (ein Biota modulierte Erosionsgesetz), mit dem die relative Wichtigkeit von Biota und Tektonik auf Erosionsprozesse in Landschaftsentwicklungsmodellen beschrieben werden kann. Das Projekt ist ein eingeladener (österreichischer) Beitrag für das EarthShape Programm, weil: (a) die Benutzung des tektonischen Spannungsfeldes von Chile im Programm Portfolio fehlt, weil (b) der nummerische Code der hier benutzt wird in Deutschland nicht verfügbar ist und (c) weil die Fragestellung im Herz von Schwerpunktprogramms ist. Das Projekt wird 1 Jahr dauern und Ergebnisse werden dem deutlich länger laufenden Gesamt-Schwerprunkt Programm zur Verfügung gestellt.
Auf der Digitalen Übersichtskarte Niedersachsen im Maßstab 1 : 1 000 000 wird der Nordwestdeutsche Raum bis zu den Niederlanden abgebildet. Die Eckpunkte bilden die Städte Heide (Schleswig-Holstein), Bad Doberan (Mecklenburg-Vorpommern), Naumburg (Sachsen-Anhalt), Neuss (Nordrhein-Westfalen), Groningen (Niederlande). Das Bundesland Niedersachsen aber auch Hamburg und Bremen werden damit vollständig dargestellt. Auch Teile der Nachbarländer mit den Städten Lübeck, Schwerin, Magdeburg, Kassel und dem Ruhrgebiet liegen innerhalb des dargestellten Gebietes. Siedlungs-, Gewässer- und Verkehrsstrukturen werden deutlich hervorgehoben. Die naturräumliche Gliederung ist zu erkennen. Damit eignet sich die Karte für überregionale Orientierung, Planung und Forschung. Größere Naturräume, Siedlungsflächen, Flüsse, Gewässerflächen und Kanäle sind mit Namen versehen. Sämtliche niedersächsischen Städte und Gemeinden sind in der Karte dargestellt. Bei Samtgemeinden ist die Gemeinde mit dem Verwaltungssitz verzeichnet. Die Größe der Ortsbeschriftung weist auf die Einwohnerzahl hin. Im Aufbau sind die Inhaltselemente in Ebenen (Layer) gegliedert, diese Einzellayer werden auch einzeln angeboten.Weitere Informationen: http://www.lgn.niedersachsen.de/live/live.php?&navigation_id=11011&article_id=51657&_psmand=35
Auf der Digitalen Übersichtskarte im Maßstab 1 : 2 500 000 wird der Nordwestdeutsche Raum bis zu den Niederlanden abgebildet. Das Bundesland Niedersachsen aber auch Hamburg und Bremen werden damit vollständig dargestellt Auch Teile der Nachbarländer mit den Städten Lübeck, Schwerin, Magdeburg, Kassel und dem Ruhrgebiet liegen innerhalb des dargestellten Gebietes. Siedlungs-, Gewässer- und Verkehrsstrukturen werden hervorgehoben. Die naturräumliche Gliederung ist zu erkennen. Damit eignet sich die Karte für überregionale Orientierung, Planung und Forschung.
Die Digitale Übersichtskarte Niedersachsen 1:500 000 (DÜKN500) bildet das Land Niedersachsen flächendeckend ab und ist geeignet für eine Gesamtbetrachtung des Landes. Sie wird in den Varianten Normalausgabe und Verwaltungsausgabe angeboten. Auf der Normalausgabe ( Ausgabejahr 2017) werden Siedlungs- und Verkehrsstrukturen deutlich hervorgehoben. Sie bietet einen ausgezeichneten Überblick für den Fernverkehr und eine schnelle Orientierung für Ortssuchende. Zusätzlich werden die Geländeformen durch Höhenpunkte verdeutlicht. Eine zeitgemäße GPS-Orientierung ist durch das aufgedruckte UTM-Koordinatengitter möglich. Die Verwaltungsausgabe (Ausgabejahr 2013) liefert auf einer farbreduzierten Kartengrundlage eine Übersicht der politischen Gliederung Niedersachsens bis hinunter zur Darstellung einer Samtgemeinde. Dabei werden die Verwaltungseinheiten durch Zahlenkürzel oder Buchstaben-/Zahlen- Kürzel bezeichnet. Die dazugehörigen Namen finden sich übersichtlich im systematischen Verzeichnis der Verwaltungseinheiten auf der Kartenrückseite. Außerdem enthält die Karte ein TK25-Blattgitter. Damit kann schnell die passende Topographische Karte zu jeder Region gefunden werden
Neben der Wasserqualität stellen im ländlichen Raum strukturelle Veränderungen am Gewässer und seinem Umland eine wichtige Belastungsart für kleine Fließgewässer dar. Der Ausbau der Gewässer sowie die Nutzungen im direkten Umland führen in großen Teilen zu einer Degradierung der Fauna und Flora und somit der ökosystemaren Funktion. Die Verteilung von Arten (Tiere und Pflanzen) innerhalb eines Fließgewässers ist abhängig von einer Vielzahl biotischer und abiotischer Parameter. Sofern der Bezug zwischen Organismus und den Standortfaktoren bekannt ist, können somit Aussagen hinsichtlich des ökologischen Zustandes des Gewässers gemacht werden. Auf diesem Hintergrund werden die in Fließgewässern vorgefundenen Organismen schon lange zu dessen Bewertung herangezogen. Obwohl gerade in aquatischen Lebensräumen durch vergleichbare abiotische Bedingungen weitgehend geschlossene Biozönosen erwartet werden können, konnte sich eine integrierende Betrachtung von Biozönosen als Bewertungsgrundlage bisher nicht durchsetzen. Da jedoch Biotop und Biozönose ein adaptives System bilden, das die vorherrschenden Standortfaktoren im jeweiligen Artenspektrum widerspiegelt, sollte es möglich sein in Bächen eines begrenzten Naturraumes charakteristische Tiergesellschaften auszumachen. Durch ihr komplexes Wirkungsgefüge und da die ökologische Amplitude der Biozönosen in der Regel enger ist als die der Einzelarten aus der sie sich zusammensetzt, besitzen sie wesentlich höhere Indikatoreigenschaft als einzelne Taxa. Daher wird versucht typische biologische Referenzzönosen unterschiedlicher struktureller Fließgewässerstandorte zu formulieren. Über das resultierende Biozönose-Standortsystem soll es möglich sein auf der Grundlage der konkreten Lebensgemeinschaften Aussagen über die vorliegenden strukturellen Belastungsparameter und die Standortfaktoren zu machen. Außerdem können über die graduellen Verschiebungen innerhalb der Biozönosen, die eine Veränderung in den Standortfaktoren mit sich bringt, die strukturelle Belastung des Gewässers und seines Umlandes beurteilt werden. Die Untersuchung der Organismenzusammensetzung erfolgt hierbei sowohl auf soziologischem als auch auf autökologischem Niveau. Auf dieser Datengrundlage werden in einem zweiten Schritt charakteristische Artengruppen extrahiert, die in Abhängigkeit von Umwelt- und Strukturparametern zur Standortklassifikation herangezogen werden können und als Bewertungsgrundlage für strukturelle Degradation in der heutigen Kulturlandschaft dienen. Die Suche nach standortspezifischen Biozönosen steht hierbei im Mittelpunkt der Untersuchungen. Diese werden ausschließlich über die Stetigkeit/Präsenz und Abundanz der Arten an den jeweiligen Standorten gewonnen. Geographische, regionale oder autökologische Faktoren werden nicht berücksichtigt. Die ökologische Charakterisierung der einzelnen Zönosen erfolgt erst im Anschluß.
Ausgehend von Taxonomisch Definierten Organismen und Organismengruppen wird die Landschaft auf die Lebensraeume hin Gesichtet, welche durch die Lebewesen Gekennzeichnet sind. Hier Arbeitet ein stab von Amateurwissenschaftlern mit (Kartierungen, Datensammlung). Parallel mit diesen Erhebungen wird Gleichzeitig die Gesamtheit der Physiographischen Daten Zusammengestellt, wobei auch ihr Historisches werden (siedlung, Land- und Wasserwirtschaft, Gewerbe, Industrie und ihre Auswirkungen) erfasst ist. Die synopse Zielt dann auf eine Darstellung der Menschenbewohnten Gesamtlandschaft spessart in ihrer Verschraenkung im Oekonomisch-Oekologischen mit den Nachbarraeumen (Grundlage: Naturraeumliche Gliederung).
Dieses Projekt befasst sich mit der Einrichtung eines Datenmanagementsystems (aufbauend auf ein bereits bestehendes; im TR32). Dieses System ist in der Lage, große Mengen an Forschungsdaten zu speichern und zur Verfügung zu stellen. Es ermöglicht eine genaue Datencharakterisierung über eine flexible, jedoch standardisierte und benutzeroberflächenunabhängige Metadatenstruktur. Datensäte können Digitale Objekt Identifier (DOI) erhalten. Alle raumbezogenen Daten des SFB werden über ein WebGIS zugänglich sein. Die Daten der Wetterstationen (Z03) werden entsprechend gängiger Standards im System integriert. Eine weitere Aufgabe dieses Projekts besteht in der Analyse raumbezogener Daten für die gemeinsamen Forschungsgebiete des SFB.
Permafrost regions are strongly affected by ongoing global warming. The widely distributed Arctic patterned ground of polygonal wetlands underlain by permafrost is considered to be sensitive to environmental and climate changes. In a combined ecological and palaeo-ecological approach, modern, sub-recent and fossil ice-wedge polygons will be studied at three representative sites along a geographical gradient in the northeast Siberian lowlands in order to understand the temporal and spatial variations of polygon dynamics and their relation to climate change. In the proposed study design limnological, (palaeo-)ecological, pedological and cryological methods are tightly interconnected to assess modern and palaeo-environmental conditions and their main forcing parameters thoroughly. Terrestrial and aquatic species communities will be studied and cryogenic processes affecting polygonal landscape will be observed and evaluated. Results from the proposed project will allow predicting future environmental dynamics in permafrost regions. Extensive preparatory work including methodological tests, site visits and cooperation arrangements was performed by the applicants to ensure the feasibility of the project. The project will bring together German and Russian expertise in Arctic ecology and permafrost science complemented by international partners.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 703 |
| Kommune | 22 |
| Land | 91 |
| Wissenschaft | 11 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
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| Förderprogramm | 673 |
| Sammlung | 10 |
| Text | 16 |
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| License | Count |
|---|---|
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|---|---|
| Deutsch | 643 |
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| andere | 1 |
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|---|---|
| Archiv | 5 |
| Bild | 4 |
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| Webdienst | 41 |
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|---|---|
| Boden | 784 |
| Lebewesen und Lebensräume | 637 |
| Luft | 450 |
| Mensch und Umwelt | 784 |
| Wasser | 404 |
| Weitere | 771 |