Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. Weltweit gibt es deshalb zahlreiche Messstationen, von denen allerdings nur ein kleiner Teil die marine Grenzschicht (MBL) erfasst, obwohl etwa 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, das Wissen über Quellen und Austauschprozesse von Aerosolpartikeln in der MBL mithilfe einer Messkampagne über den Azoren im Nordostatlantik, welche nahezu unbeeinflusst von lokalen Quellen sind, zu verbessern.Die zentrale Hypothese ist, dass sowohl Ferntransport aus Nordamerika, als auch Partikelneubildung in der freien Troposphäre (FT) und an Wolkenrändern mit anschließendem Vertikaltransport wesentlich zur Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel in der MBL beitragen. Das Verständnis der Partikelquellen und Senken zusammen mit dem vertikalen Partikelaustausch zwischen MBL und FT ist daher eine Grundvoraussetzung für die Vorhersagbarkeit der Partikelanzahlkonzentration in den unteren Schichten der MBL wo sie z.B. für die Wolkenbildung von großer Bedeutung ist. Diese Prozesse sind bisher über dem offenen Ozean nur unzureichend quantifiziert. Zur Verifizierung der Hypothese sollen vertikale Austauschprozesse und Partikelquellen über den Azoren mit hoher räumlicher Auflösung untersucht werden. Dazu werden mit einer am TROPOS entwickelten hubschraubergetragenen Messplattform Partikelanzahlkonzentration und Vertikalwind mit einer zeitlichen Auflösung gemessen, die erstmalig eine direkte Bestimmung des vertikalen turbulenten Partikelflusses in verschiedenen Höhen ermöglicht. Die hierfür notwendigen schnellen Partikelmessungen von mind. 10 Hz werden durch den Einsatz eines schnellen Partikelzählers ermöglicht, welcher am TROPOS im Rahmen eines abgeschlossenen DFG-Projektes entwickelt und erfolgreich eingesetzt wurde. Durch dieses Gerät ist es ebenfalls möglich zu prüfen, ob auch in dieser Region regelmäßig die Neubildung von Aerosolpartikeln an Wolkenrändern stattfindet, wie es an Passatwolken auf Skalen von wenigen Dekametern beobachtet wurde. Weiterhin werden Anzahlgrößenverteilungen von Aerosolpartikeln sowie Absorptionskoeffizienten bei drei Wellenlängen bestimmt. Damit sind Rückschlüsse auf die Herkunft der untersuchten Aerosolpartikel möglich.Da die Hubschrauberflüge zeitlich begrenzt sind und damit nur Momentaufnahmen darstellen, werden zusätzlich kontinuierliche Messungen der Partikelanzahlgrößenverteilung an zwei bodengebundenen Stationen installiert. Eine dieser Stationen ist wenige Meter über Meeresniveau gelegen, die andere auf 2200 m und somit in der FT. Damit wird auf der Basis kontinuierlicher Messungen über einen Zeitraum von einem Monat die Untersuchung der Austauschprozesse zwischen MBL und FT ermöglicht. Mit Hilfe der gewonnen Datensätze können Einflüsse globaler Klimaänderungen auf das lokale Klima und mögliche Rückkopplungseffekte über den Einfluss von Aerosol auf Wolken in dieser Region besser eingeordnet werden.
Die BGR führte eine flächenhafte Befliegung bei Finsterwalde (Brandenburg) im Rahmen des BGR-Projektes D-AERO-Finsterwalde durch. Es handelte sich hierbei um eine Pilotstudie zur Erkundung der "Finsterwalder Restlochkette" mit dem Aerogeophysik-Standardmesssystem der BGR. Das ehemalige Braunkohlebergbaugebiet liegt zwischen Finsterwalde und Lauchhammer in der Niederlausitz, etwa 50 km südwestlich von Cottbus. Die Gebietsgröße beträgt etwa 250 km². 8 Messflüge mit einer Gesamtprofillänge von 1263 km (298.642 Messpunkte) wurden zur Abdeckung des gesamten Messgebiets benötigt. Der Sollabstand der 107 NW-SO-Messprofile war 250 m, der Sollabstand der 35 NO-SW-Kontrollprofile variierte und lag bei 625-3125 m. Die beiden ASCII-Datendateien beinhalten die Rohdaten sowie die prozessierten HEM-Daten zu jeweils sechs Messfrequenzen (0,4 - 130 kHz).
Die BGR führte eine flächenhafte Befliegung im Raum Schleiz-Greiz (Thüringen) im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes DESMEX durch. Es handelt sich hierbei um eine Vorerkundung mit dem geophysikalischen Standardmesssystem der BGR. Das Messgebiet liegt zwischen Gera und Plauen am Rande des Thüringischen Schiefergebirges an der Grenze zu und teilweise in Sachsen. Die Gebietsgröße beträgt etwa 445 km². 10 Messflüge mit einer Gesamtprofillänge von 1591 km (374.072 Messpunkte) wurden zur Abdeckung des gesamten Messgebiets benötigt. Der Sollabstand der 124 NW-SO-Messprofile beträgt 300 m, der Sollabstand der 8 NO-SW-Kontrollprofile beträgt 2000 m. Die beiden ASCII-Datendateien beinhalten die Rohdaten sowie die prozessierten HEM-Daten zu jeweils sechs Messfrequenzen (0,4 - 130 kHz).
Die 4D-Var Datenassimilation (4D-var DA) ist eine spezielle Methode, die zur Initialisierung von Klima- und Wettervorsagen durch die Schätzung von Klimamodellparametern benutzt wird, in dem Modelle an beobachtende Daten angepasst werden. Aus verschiedenen Gründen führen DA unvermeidliche methodische Fehler ein, die sich auf die Genauigkeit der Modellvorhersagen auswirken. Aktuelle Methoden zur Fehlerkorrektur brauchen erhebliche Computerressourcen. Dies ist ein Grund, warum die Verwendung dieser Methoden in der Klimamodellierung begrenzt ist und sie nur in vereinfachten Versionen angewandt werden. Die Entwicklung einer konzeptuell neuartigen, robusten und effizienten, nichtlinear-variationellen Fehlerschätzungsmethode (NOVFEM) ist Ziel dieses Projekts. Diese Methode wird Fehler von DA Methoden schätzen und die notwendigen Korrekturen bestimmen. Im Besonderen ist es geplant, VOVFEM im Rahmen einer Anwendung in Klimavorhersagesystemen zu entwickeln. Der Vorteil der vorgeschlagenen Methode ist, dass der Algorithmus auf einer abstrakten mathematischen Formulierung basiert und deshalb in vielen geophysikalischen Bereichen angewandt werden kann. Eine weitere Innovation dieses Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur schnellen und einfachen Berechnung von inversen Kovarianzmatrizen, die z. B. Anwendung in DA finden. Die vorgeschlagenen Methode ist im Vergleich mit existieren Methoden effizienter. Es wird erwartet, dass die theoretischen Ergebnisse dieses Projekt national und international veröffentlicht werden und ein freier Zugang zur NOVFEM Software wird bereitgestellt werden.
Die Natrium D-Linien stellen eine der wichtigsten Emissionen des terrestrischen Nightglow-Spektrums dar. Die Na-Emission wurde 1929 durch Vesto Slipher erstmals beschrieben. Sydney Chapman schlug im Jahre 1939 einen Anregungsmechanismus für die Na-D Emission vor, der durch die Reaktion von Na und Ozon initiiert wird. Obwohl die Na-D Nightglow-Emission seit über 80 Jahren Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen ist, ist das Verständnis ihres Anregungsmechanismus noch immer unvollständig. Neuere Studien identifizierten zeitliche Variationen des D2/D1-Linienverhältnisses, das nicht mit dem ursprünglichen Chapman-Mechanismus vereinbar ist. Ein modifizierter Chapman-Mechanismus wurde 2005 durch Slanger et al. vorgeschlagen, der explizit zwischen den verschiedenen elektronischen Anregungszuständen des beteiligen NaO-Moleküls differenziert. Dieser Mechanismus wurde mit Boden-gestützten Messungen des D2/D1-Linienverhältnisses getestet, aber die vertikale Variation des Linienverhältnisses - ein kritischer Test des modifizierten Chapman-Mechanismus - wurde bisher nicht durchgeführt.Das Hauptziel der hier vorgeschlagenen Untersuchungen besteht darin, das wissenschaftliche Verständnis des Na-D Nightglow-Anregungsmechanismus mit Hilfe Satelliten-gestützter Messungen zu testen und eine Methode zur Ableitung von Na Profilen in der Mesopausenregion aus Messungen der Na-D Nightglow-Emission zu konsolidieren. Hierzu sollen Messungen der Instrumente OSIRIS auf dem Odin Satelliten, sowie SCIAMACHY auf Envisat verwendet werden. Die Synergie der beiden Datensätze ermöglicht auf einzigartige Weise die Untersuchung des Na-D Nightglow-Anregungsmechanismus. Konkret sollen die Satellitenmessungen für folgende Zwecke verwendet werden: 1) Die OSIRIS Messungen, die ein sehr hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis besitzen, sollen verwendet werden um das Verzweigungsverhältnis f für die Produktion von Na(2P) über die Reaktion von NaO und O - entsprechend dem ursprünglichen oder effektiven Chapman-Mechanismus - empirisch zu bestimmen. Hierzu werden unabhängige Na-Profilmessungen mit Boden-gestützten LIDARs und anderen verfügbaren Na Datensätzen eingesetzt. 2) Die SCIAMACHY Nightglow Limb-Messungen erlauben die spektrale Trennung der beiden Na D-Linien und sollen eingesetzt werden, um die vertikale Variation des D2/D1-Verhältnisses in der realen Atmosphäre abzuleiten. Die SCIAMACHY Messungen sind hierfür auf einzigartige Weise geeignet. Die hier vorgeschlagenen Ansätze ermöglichen wichtige und neue Beiträge, um das wissenschaftliche Verständnis des Na-D Nightglow-Anregungsmechanismus zu verbessern. Darüber hinaus tragen die erwarteten Ergebnisse dazu bei, die Methode zur Ableitung von Na-Profilen in der Mesopausenregion aus Messungen der Na-D Nightglow-Emission zu konsolidieren. Letzteres wird erreicht durch die Bereitstellung eines optimalen Verzweigungsverhältnisses f (sowie dessen Unsicherheit) des ursprünglichen Chapman-Anregungsmechanismus.
Das Ziel des hier vorgeschlagenen LOBSTER Projektes im Rahmen des SPP 4D-MB umfasst zum einen den Einsatz eines deutsch-französischen Netzwerkes von Ozeanbodenseismometern (OBS) in der Ligurischen See als marine Komponente des seismischen Netzwerkes von AlpArray und zum anderen die Bereitstellung von korrigierten und prozessierten marinen seismologischen Daten, die kompatibel mit den Landdaten sind. AlpArray ist eine europäische Initiative mit dem Ziel, ein enges Netzwerk an Breitbandstationen im alpinen Orogen einzusetzen, um Untergrundstrukturen in hoher Auflösung abzubilden. Die marine Komponente von AlpArray und SPP 4D-MB umfasst den Einsatz von 33 Breitbandstationen aus Frankreich und Deutschland in der Ligurischen See. Der Einsatz der deutschen Stationen wird hier beantragt. Dahingehend haben die französischen Kollegen für 2017 Schiffszeit zum Ausbringen der Stationen sichern können, während in Deutschland zeitgleich ein Antrag auf Schiffszeit auf FS Merian/Meteor eingereicht und für 18 Tage Anfang 2018 bewilligt wurde. Damit können die Schiffszeiten für das Ausbringen und Bergen der Stationen zwischen den beiden Nationen geteilt werden. Die OBS-Daten sind essentiell für die Identifikation von Untergrundstrukturen im Übergang der westlichen Alpen zum Apennin und für unser Verständnis der dreidimensionalen Geometrie des tektonischen Systems. OBS-Geräte unterscheiden sind grundsätzlich von Landstationen aufgrund ihres maritimen Einsatzbereiches und somit gilt gleiches auch für die registrierten Daten. Die Hauptaufgabe im Rahmen von LOBSTER wird es daher sein, eine Kompatibilität zwischen den marinen Daten und den Landdaten herzustellen. Die kombinierte Analyse der beiden Datensätze im Rahmen von SPP 4D-MB setzt eine zeitnahe Korrektur und Bereitstellung des marinen Datensatzes voraus, so dass beide Datensätze zusammengeführt werden können. Die dafür notwendigen Bearbeitungsschritte sollen im Zeitraum zwischen den Ausfahrten aufgesetzt und vorbereitet werden. Um Kompatibilität zu erreichen, ist zunächst eine Zeitkorrektur notwendig. Ohne Verbindung zur Außenwelt ist eine Synchronisation z.B. mit GPS erst nach der Bergung möglich. Bis dahin entstandene Zeitfehler können durch Kreuzkorrelation des seismischen Umgebungsrauschens (ambient noise) behoben werden. Da OBS autark abgesetzt werden, ist ihre Orientierung am Meeresboden zunächst nicht bekannt und muss z.B. aus Messungen von Airgun-Schüssen ermittelt werden. Als letzten Bearbeitungsschritt im Projekt sehen wir eine Charakterisierung des Spektralverhaltens der OBS mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsdichte-Verteilungen der spektralen Leistungsdichte vor, um Aussagen über die Entstehung und Ausbreitung des seismischen Umgebungsrauschens in der Ligurischen See treffen zu können.
Die COSMOS-Initative hat die Bündelung von Modellentwicklungen an einer Stelle in einen Erdsystemforschungsrahmen zum Ziel, zur Entwicklung eines gemeinsamen Erdsystemmodell mit unterschiedlichsten Koppelungsvariationen. In Deutschland hat im Frühjahr 2003 das MPI-M die Initiative dazu ergriffen, und innerhalb von COSMOS den benötigten Rahmen mit den daran interessierten beteiligten Einrichtungen etabliert. Es tragen verschiedene europäische Institutionen zur COSMOS-Initiative bei, sei es durch direkte Zusammenarbeit, sei es durch Beteiligung in den Gremien (Steering Committee and Science Advisory Panel). COSMOS wird von den Erfahrungen in den unterschiedlichen nationalen, europäischen und internationalen Modelliergruppen profitieren und sowohl drängenden globalen als auch regionalen wissenschaftlichen Fragestellungen Rechnung tragen. COSMOS wird bereits in anderen europäischen Ländern, in den USA und Japan etablierten Initiativen vergleichbar sein und zudem zum 6. europäischen Rahmenprogramm beitragen, wie auch zu internationalen Initiativen, wie dem Weltklimaforschungsprogramm sowie dem Internationalen Geosphäre-Biosphäre-Programm. Ausgehend von einer 1. Version wird an der 2. Version in gemeinsamer Arbeit der innerhalb von COSMOS eingerichteten Arbeitsgruppen, in denen Mitglieder der unterschiedlichsten Institutionen vertreten sind, gearbeitet. Die jeweiligen neuentwickelten Modellversionen bzw. neu entwickelten Komponenten werden der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft nach Evaluation zur Verfügung gestellt. COSMOS wird nicht ausschließlich eine gebündelte Initiative mit tragender Rolle für Forschungszwecke sein, sondern in den kommenden Jahren auch zunehmende Bedeutung für Wettervorhersageinstitutionen erlangen. Die Gesamtkosten tragen die beteiligten Einrichtungen. http:'www.cosmos.enes.org'.
During the period from 1996 to 2007 five cruises operated by BGR acquired seismic lines from the German EEZ. The aim of these expeditions was a detailed survey of the geological structure of the seabed from the North Sea and Baltic Sea. The five GML files (for each cruise one) together with a Readme.txt file are provided in ZIP format (MSSP-EEZ-INSPIRE.zip). The Readme.text file (German/English) contains detailed information on the GML files content. Data transformation was proceeded by using the INSPIRE Solution Pack for FME according to the INSPIRE requirements.
Die BGR führte eine flächenhafte Befliegung im Raum der Hadelner Marsch in Zusammenarbeit mit dem GGA-Institut (heute LIAG) sowie den Wasserversorgungsverbänden Land Hadeln und Wingst durch. Das Messgebiet Hadelner Marsch (2004) wird durch die Elbe im Norden und in etwa durch die Ortschaften Bederkesa und Lamstedt im Süden begrenzt. Die Gebietsgröße beträgt etwa 700 km² und 20 Messflüge mit einer Gesamtprofillänge von 2970 km (75.822 Messpunkte) wurden zur Abdeckung des gesamten Messgebiets benötigt. Der Sollabstand der 117 OSO-WNW-Messprofile beträgt 250 m, der Sollabstand der 13 NNO-SSW-Kontrollprofile beträgt 2000 m. Die ASCII-Datendatei beinhaltet die Rohdaten sowie die prozessierten HRD-Daten.
Die BGR führte eine flächenhafte Befliegung im Raum der Hadelner Marsch in Zusammenarbeit mit dem GGA-Institut (heute LIAG) sowie den Wasserversorgungsverbänden Land Hadeln und Wingst durch. Das Messgebiet Hadelner Marsch (2004) wird durch die Elbe im Norden und in etwa durch die Ortschaften Bederkesa und Lamstedt im Süden begrenzt. Die Gebietsgröße beträgt etwa 700 km² und 20 Messflüge mit einer Gesamtprofillänge von 2973 km (757.050 Messpunkte) wurden zur Abdeckung des gesamten Messgebiets benötigt. Der Sollabstand der 117 OSO-WNW-Messprofile beträgt 250 m, der Sollabstand der 13 NNO-SSW-Kontrollprofile beträgt 2000 m. Die ASCII-Datendatei beinhaltet die Rohdaten sowie die prozessierten HMG-Daten.
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