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Gewässertyp des Jahres 2026 - Kleingewässer

<p> <p>Naturnahe Gewässer bilden Lebensräume für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Die Gewässer unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und ihres Vorkommens in den Ökoregionen und Höhenlagen Deutschlands. Sie werden in charakteristische Gewässertypen eingestuft. Diese bilden verschiedenste Lebensräume aus und beherbergen typspezifische Gemeinschaften aus Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.</p> </p><p>Naturnahe Gewässer bilden Lebensräume für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Die Gewässer unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und ihres Vorkommens in den Ökoregionen und Höhenlagen Deutschlands. Sie werden in charakteristische Gewässertypen eingestuft. Diese bilden verschiedenste Lebensräume aus und beherbergen typspezifische Gemeinschaften aus Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.</p><p> Eigenschaften <p>Stehende Kleingewässer sind kleinflächige, meist stehende teilweise aber auch schwach durchströmte Gewässer von geringer Tiefe. Sie können dauerhaft Wasser führen oder temporär austrocknen. Aufgrund ihres hohen Strukturreichtums und Uferanteils besitzen sie eine überproportional hohe Bedeutung für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>.</p> <p>Zu den kleinen, stehenden Gewässern zählen unter anderem Tümpel, Fisch- und Löschteiche, Gruben, Moorgewässer oder kleine Seen. Sie tragen nicht nur unterschiedliche Namen, sondern unterscheiden sich auch hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Entstehung und ihrer Nutzung durch den Menschen. Nicht nur wegen ihres manchmal blau-glitzernden Wassers sind sie für viele NaturliebhaberInnen ein Anziehungspunkt in unserer Landschaft. Vor allem aber sind sie wichtige Lebensräume für viele Pflanzen- und Tierarten, darunter zahlreiche gefährdete Amphibien. Zudem erfüllen sie wichtige Funktionen in der Landschaft, beispielsweise als Trittsteine im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biotopverbund">Biotopverbund</a> oder als Wasser- und Stoffspeicher. &nbsp;</p> <p>Trotz ihrer Bedeutung sind kleine stehende Gewässer weiterhin durch intensive <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a> und den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> bedroht. Mögliche Folgen sind Verschmutzung, Austrocknung, Verlandung und ein Rückgang der Artenvielfalt.&nbsp;</p> </p><p> Anzahl und Vorkommen <p>Die Anzahl stehender Kleingewässer hängt stark davon ab, ab welchem Schwellenwert Gewässer als „Kleingewässer“ definiert werden. Unterschiedliche fachliche und rechtliche Definitionen führen daher zu unterschiedlichen Zahlen.</p> <p>Nach der EU-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> (EU-WRRL) werden Seen erst ab etwa 50 Hektar (0,5 km²) Wasserfläche regelmäßig als eigenständige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserkoerper">Wasserkörper</a> überwacht. In Deutschland betrifft dies gegenwärtig 738 Seen. Dem gegenüber stehen mehr als 300.000 stehende Gewässer mit einer Wasserfläche unterhalb dieses Schwellenwertes, für die es bislang keine offizielle Überwachung des Zustands und der Lebensgemeinschaften gibt. Die 50-Hektar-Schwelle stellt dabei keine fachliche Grenze für Kleingewässer dar, sondern kennzeichnet lediglich die Größenordnung, ab der im Rahmen der EU-WRRL eine regelmäßige Überwachung erfolgt.</p> <p>Naturschutz- und ökologiefachliche Definitionen von stehenden Kleingewässern orientieren sich oft an deutlich kleineren Schwellenwerten für die Wasserfläche (z.B. 0,1 Hektar) und berücksichtigen zusätzlich Merkmale wie Wassertiefe, Ökologie oder hydrologische Funktion. Etwa 30 Prozent der zuvor gennannten 300.000 Gewässer sind kleiner als 0,1 Hektar.&nbsp;</p> <p>Stehende Kleingewässer sind in Deutschland regional unterschiedlich verteilt ( sh. Karte).&nbsp;<br>Besonders viele finden sich in Bayern und Thüringen, vor allem in Fischteichgebieten, die oft schon im Mittelalter durch das Aufstauen kleiner Bäche entstanden sind. Auch in Nordostdeutschland gibt es viele Kleingewässer in Landschaften, die früher von Gletschern geformt wurden. Dort findet man zum Beispiel sogenannte Sölle. Das sind flache, runde Gewässer, die durch das Auftauen eingeschlossener Eisblöcke entstanden sind. Stehende Kleingewässer finden sich auch in den Flussauen großer Flüsse wie Elbe oder Donau. In den Alpen und Mittelgebirgen gibt es dagegen nur wenige solcher Gewässer.&nbsp;</p> <p>Obwohl stehende Gewässer kleiner 50 Hektar nur etwa 20 Prozent des gesamten Wasservolumens aller stehenden Gewässer Deutschlands ausmachen, stellen sie etwa die Hälfte der gesamten Wasserfläche. Besonders deutlich wird ihre Bedeutung bei der Uferlänge: Von rund 80.000 Kilometer Uferlinie aller stehenden Gewässer in Deutschland entfallen fast 90 Prozent auf Gewässer kleiner 50 Hektar. Die Uferbereiche von Standgewässern sind Hot-spots der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>. Hier finden sich eine Vielzahl von wasserlebenden und ans Wasser gebundenen Arten. Dieser Aspekt unterstreicht die Bedeutung des Schutzes von stehenden Kleingewässern.&nbsp;</p> <p>Details zum Vorkommen können über diese Karte abgerufen werden:</p> <p><a href="http://gis.uba.de/website/apps/gdj">http://gis.uba.de/website/apps/gdj</a></p> <p>&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Karte_Vorkommen.png"> </a> <strong> Vorkommen der Kleingewässer in Deutschland </strong> Quelle: @ UBA </p><p> Zustand und gesetzlicher Schutz <p>Das Ziel der EU-WRRL ist ein guter ökologischer und chemischer Gewässerzustand. Um diesen Zustand zu ermitteln, werden die im Wasser lebenden Tiere und Pflanzen bestimmt, die Nähr- und Schadstoffe im Gewässer gemessen und die Lebensräume kartiert. Stehende Gewässer werden dabei erst ab einer Größe von 50 Hektar regelmäßig überwacht und der ökologische Zustand ermittelt. Kleinere stehende Gewässer unterliegen den Anforderungen der EU-WRRL und werden als Teile größerer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserkoerper">Wasserkörper</a> gesetzlich geschützt. Auch nach dem Bundesnaturschutzgesetz sind diese Gewässer gesetzlich geschützte Biotope. Grundsätzlich gelten hinsichtlich des Zustands dieser Gewässer nach EU-WRRL sowohl ein Verbesserungsgebot wie auch ein Verschlechterungsverbot. Eine offizielle Bewertung und Überwachung des Zustands der kleinen stehenden Gewässer und deren Lebensgemeinschaften gibt es bisher nicht. Dies liegt einerseits an deren großer Anzahl, aber auch an der Vielzahl stehender Kleingewässer-Typen, welche durch Faktoren wie Fläche, Tiefe, Volumen, geographische, geologische, pedologische und hydrologische Merkmale, deren anthropogene Nutzung, das Alter und die natürliche Verlandung maßgeblich bestimmt werden.&nbsp;</p> </p><p> Nutzung, Belastung, Maßnahmen <p>Stehende Kleingewässer und angrenzende Flächen werden vielfältig genutzt, wie beispielsweise für die Fischerei und Landwirtschaft. Belastungen entstehen unter anderem durch direkte Eingriffe wie Verfüllung, Drainage, Fischbesatz und Einträge von Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln. Zusätzlich verstärken <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> und Veränderungen des Wasserhaushalts Probleme wie Austrocknung, Verlandung und damit auch den Artenverlust. &nbsp;Auch neue Nutzungsformen, wie schwimmende Photovoltaik Anlagen und Wärme-/Kältenutzung von Gewässer (Aquathermie), könnten sich zukünftig auf die Qualität dieser Lebensräume auswirken.</p> <p>Diese vielfältigen Belastungen stellen die den Gewässer- und Naturschutz vor große Herausforderungen. Häufig lassen sich Beeinträchtigungen nicht eindeutig - dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/verursacherprinzip">Verursacherprinzip</a> folgend - zuordnen. Eine intensive Überwachung ist aus Kapazitätsgründen nur selten möglich. Vor diesem Hintergrund ist das Vorsorgeprinzip für den Schutz dieser Lebensräume von überragender Bedeutung. Dazu gehören eine umweltgerechte Nutzung, vorsorgender Schutz sowie die Pflege und Erhalt dieser Lebensräume.</p> </p><p> Typische Tier- und Pflanzenarten </p><p> <p><strong>Stabwanze </strong>(<em>Ranatra linearis</em>)</p> <p>Die Stabwanze imitiert mit ihrem grazilen Körper abgestorbene Pflanzenteile und wirkst so nahezu unsichtbar auf ihre Beute. Das bis zu 5,5 cm große Insekt sitzt meist nahe der Wasseroberfläche und atmet dabei über ein langes Atemrohr Luft. Es erbeutet mit seinen Fangbeinen selbst Wasserkäfer oder Kaulquappen. Aber auch kleine Tiere wie Mückenlarven zählen zum Nahrungsspektrum. Stabwanzen leben meist in Weihern oder Teichen mit einer reichen Unterwasservegetation. Die guten Flieger können als ausgewachsene Tiere weite Strecken zurücklegen und so auch neue Gewässer besiedeln.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Stabwanze_Ren%C3%A9%20Rausch_lizenzfrei.jpg"> </a> <strong> Stabwanze </strong> Quelle: René Rausch </p><p> <p><strong>Wasserschlauch&nbsp;</strong><em>(Utricularia sp.)</em></p> <p>Die sieben in Deutschland vorkommenden Arten aus der Gattung der Wasserschläuche erbeuten kleines Zooplankton wie Wasserflöhe oder Hüpferlinge und zählen somit zu den „fleischfressenden“ Pflanzen. An den stark zerschlitzen Sprossen befinden sich zahlreiche Blasen, in denen Unterdruck herrscht. Berührt ein kleines Tier die Borsten an der Öffnung, wirken diese als Hebel und öffnen die Falle, wodurch blitzschnell Wasser einströmt und das Tier eingesaugt wird. Die Beute wird anschließend verdaut. Durch die so gewonnenen Nährstoffe kann <em>Utricularia</em> auch in sehr nährstoffarmen Gewässern wie Moortümpeln vorkommen. Einige Arten kommen nur in solchen Habitaten vor und sind daher durch Überdüngung stark gefährdet.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Utricularia_Dammer.jpg"> </a> <strong> Der Wasserschlauch mag auch tierische Kost </strong> Quelle: Johannes Dammer </p><p> <p><strong>Schwimmlebermoos </strong>(<em>Ricciocarpos natans</em>)</p> <p>Das Schwimmlebermoos schwimmt auf der Wasseroberfläche von Weihern, Tümpeln und in windgeschützten Seebuchten und erinnert dabei oft an kleine Herzen. Als Lebermoos zählt es zu den stammesgeschichtlich alten Pflanzengruppen. Auf den ersten Blick kann man es mit den Wasserlinsen, oft auch als „Entengrütze“ bekannt, verwechseln. Es unterscheidet sich jedoch durch das zweifach verzweigende Wachstum und die langen, spreizenden Bauchschuppen. Durch diese Unterwasser liegenden Borsten halten die Pflanzen untereinander Abstand, wodurch das Schwimmlebermoos nicht so dicht wächst wie die Wasserlinsen. <em>Ricciocarpos natans</em> ist besonders auf phosphatarme Gewässer angewiesen. Wird dieser Nährstoff übermäßig aus der umgebenden Landschaft eingetragen, kann sich das Schwimmlebermoos nicht mehr gegen die wüchsigen Wasserlinsen behaupten und verschwindet. Deswegen ist <em>Ricciocarpos natans</em> in Deutschland gefährdet.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Schwimmlebermoos_Dammer3.jpg"> </a> <strong> Schwimmlebermoos inmitten von Wasserlinsen </strong> Quelle: Johannes Dammer </p><p> <p><strong>Rotbauchunke (</strong><em><strong>Bombina bombina</strong></em><strong>)&nbsp;</strong></p> <p>Die stark gefährdete Rotbauchunke kommt nur im nordöstlichen Teil von Deutschland vor. Dort laicht sie meist in den flachen und vor allem fischfreien Tümpeln und Weihern der Auenlandschaften, im Norden auch in den eiszeitlich entstandenen Söllen. Die orange-rötlich gefärbte Unterseite signalisiert Fressfeinden ihre Giftigkeit. Diese wird bei Gefahr durch ihre typische, auf dem Rücken liegende Warnstellung präsentiert Im Herbst verlassen die Tiere das Wasser, um an Land zu überwintern. Deshalb spielt neben dem Laichhabitat auch die Umgebung eine wichtige Rolle. So zeigt der Lebenszyklus der Rotbauchunke, dass Wasserflächen nie isoliert zu betrachten sind. Vielmehr stehen sie &nbsp;in ständigem Austausch mit ihrer Umgebung und sollten beim Schutz unserer Gewässer immer mit einbezogen werden.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DSC_2479b_Rotbauchunke_SchneeweissNorbert.jpg"> </a> <strong> Die Rufe der Rotbauchunke "schlagen" Wellen </strong> Quelle: Norbert Schneeweiß </p><p> <p><strong>Europäische Sumpfschildkröte (</strong><em>Emys orbicularis</em>)</p> <p>Die Europäische Sumpfschildkröte ist die einzige einheimische Schildkrötenart Deutschlands – und ein außergewöhnliches Reptil. Ihr Lebensstil und &nbsp;Aussehen haben sich seit der Zeit der Dinosaurier kaum verändert. Meist lebt sie in strukturreichen Gewässern, wo sie Muscheln, Schnecken, Wasserinsekten, Kleinkrebse und auch pflanzliche Nahrung frisst. Zur Fortpflanzungszeit oder wenn Gewässer austrocken, unternimmt <em>Emys orbicularis</em> auch Wanderungen an Land – mitunter über mehrere Kilometer. Manche Tiere erreichen ein bemerkenswertes Alter von bis zu 100 Jahren. Beim Sonnenbaden - auf ins Wasser ragenden Stämmen von Weihern, kleinen Seen oder Flussauen - ist sie wachsam, um bei der kleinsten Störung blitzschnell ins Wasser zu tauchen. Früher auf dem Speiseplan der Menschen ist sie heute Opfer der Zerstörung, Übernutzung und Zerschneidung ihrer Lebensräume. Die Europäische Sumpfschildkröte ist vom Aussterben bedroht. Schutzprojekte versuchen, die letzten wilden Lebensräume sowie die letzten Reliktpopulationen zu erhalten und durch Wiederansiedlungen zu stärken.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DSC_3253b-1_EuropSumpfschildkr%C3%B6te_SchneeweissNorbert.jpg"> </a> <strong> Europäische Sumpfschildkröte beim Sonnenbad </strong> Quelle: Norbert Schneeweiß </p><p> Ausgewählte Typen von Kleingewässern, Belastungen und mögliche Schutzmaßnahmen <p><strong>Fischteiche </strong>sind oft durch Überdüngung, Medikamenteinsatz, Verlandung und zu hohen Fischbesatz belastet; wichtig sind reduzierte Nutzung und regelmäßige Pflege. Feuerlöschteiche sind meist naturfern angelegt und sollten naturnah umgestaltet sowie ohne Fischbesatz betrieben werden.</p> <p><strong>Wiesenweiher </strong>in Auen leiden unter Entwässerung und veränderten Ufern; hier steht die Wiederherstellung natürlicher Wasserverhältnisse im Fokus. Sölle und Ackerweiher werden vor allem durch landwirtschaftliche Stoffeinträge und veränderten Wasserhaushalt beeinträchtigt, weshalb Pufferzonen und geringere Einträge wichtig sind.</p> <p><strong>Waldweiher und -seen</strong> sind durch Eingriffe wie Rodung oder Entwässerung gefährdet; Schutzmaßnahmen zielen auf Wiederherstellung und angepasste Nutzung. Kleinbadeteiche und Badeseen kämpfen mit Hygieneproblemen und Übernutzung, weshalb Nährstoffeinträge reduziert und Nutzung gesteuert werden sollte.</p> <p><strong>Dorf- und Stadtteiche</strong> sind häufig schlecht gepflegt und nährstoffbelastet; hier helfen Renaturierung, bessere Pflege und die Vermeidung zusätzlicher Einträge.</p> <p><strong>Kleinbadeteiche und Badeseen</strong> haben häufig hygienische Probleme, Algenblüten und leiden unter intensiver Nutzung. Maßnahmen sind die Reduktion von Nährstoffeinträgen, verbesserte Abwasserbehandlung, das Zulassen von Röhrichtzonen sowie eine angepasste, moderate Nutzung.</p> <p><strong>Sölle und Ackerweiher</strong> sind besonders durch Nähr- und Schadstoffeinträge aus der Landwirtschaft sowie durch Veränderungen des Wasserhaushalts (z. B. Grundwasserabsenkung) gefährdet. Schutzmaßnahmen umfassen Randstreifen, die Reduktion von Stoffeinträgen, die Förderung unterschiedlicher Sukzessionsstadien sowie das Schließen von Entwässerungsgräben.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Teich1_Dammer_1_quer_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer </strong> Quelle: Johannes Dammer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/IMG_1443.JPG"> </a> <strong> Kleiner See </strong> Quelle: Johannes Dammer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/20250828_082033_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer in ländlicher Umgebung, heiße Temperaturen lassen sie leicht austrocknen </strong> Quelle: Linda Timme <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/20250828_073359_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer sind verschiedensten Belastungen ausgesetzt </strong> Quelle: Linda Timme Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Geophysikalische Untersuchungen von Beckenstrukturen und Sedimentinventar in der Inneren Mongolei, NW China

Dieses Projekt ist ein Teil des DFG-Bündelprojektes 'Rekonstruktiondes spätpleistozänen und holozänen Environments in der westlichen Inneren Mongolei, NW-China'. Zur Klärung der tektonischen, sedimentologischen und hydrogeologischen Entwicklung eines Sedimentbeckens in der Badain Jaran Shamao werden in einem multimethodischen Ansatz elektrisch-elektromagnetische Messungen durchgeführt (Spektrale Induzierte Polarisation, Magnetotellurik, Transiente Elektromagnetik, Bodenradar, Geoelektrik). Aufbauend auf langjährigen Erfahrungen in Wüstengebieten sind optimierte multimethodische Messstrategien und Methoden zur gemeinsamen Inversion der verschiedenen Meßdaten weiter zu entwickeln. Das Vorhaben ist Teil eines interdisziplinären Bündelantrages (Paläoklimatologie, Hydrogeologie, Strukturgeologie, Fernerkundung, Bodenkunde). Hauptforschungsziel des Gesamtantrages ist die Klärung der Frage, ob in Nordafrika nachgewiesene spätquartäre abrupte Klimawechsel in den zentralasiatischen Wüsten einen kontemporären Verlauf zeigen. Ziel: Das Ziel des Projektes ergibt sich aus der Frage, ob in Nordafrika nachgewiesene, spätquartäre, abrupte Klimawechsel in den zentralasiatischen Wüsten einen kontemporären Verlauf zeigen. Seitdem die afrikanische Platte etwa die heutige geographische Position erreicht hat und das tibetische Plateau eine bedeutende Höhenlage entwickelte, besteht ein von letzterem ausgehender, hochtroposphärische Strahlstrom, welcher zu einem Delta über Nordafrika führt mit der Folge der weitgehenden Unterdrückung der für die übrigen Wüstengebiete charakteristischen Sommerniederschläge. Es ist daher von besonderem Interesse zu wissen, ob die am Nordrand des tibetischen Plateaus gelegenen Wüstengebiete eine korrelate Änderung des Environments erfuhren, da die Albedo über dem tibetischen Plateau und seinen Randgebieten Rückwirkungen auf die Zirkulation über den altweltlichen Wüstengürteln zur Folge haben müsste. Deren Steuerung durch Vergletscherung, Vegetationsbedeckung und topographische Position müsste sich in den fluvialen Akkumulationsräumen in den ariden Gebieten nördlich Tibets abzeichnen. Sie bieten besonders günstige Voraussetzungen, da sie wahrscheinlich seit dem Beginn des Quartärs geschlossene und langfristig endorheische Becken darstellen, in denen zeitweise ausgedehnte Endseen entstanden. Die Sedimentmächtigkeit überschreitet nach Vorstudien 230m. Es handelt sich um feinklastische Sedimente, die zum Teil rhythmisch geschichtete sind und einen Zeitraum von 800.000 Jahren überspannen. Es ist eine Feinauflösung sowohl der potamologischen, äolischen wie limnologischen Sedimentführung auf die klimatisch gesteuerten Einträge zu erwarten. Insofern erweisen sich die Sedimentationsräume als Archive für die klimatisch und gegebenenfalls tektonisch gesteuerte Variabilität und Entwicklung innerhalb des tibetischen Orogens und seines nördlichen Vorlandes. (...)

Topoklimatische Steuerung und nicht-lineare Dynamik der Klimawandelresonanz von Gletschern in Hochasien (TopoCliF)

Die Gletscher Hochasiens, existentielle Ressource der Wasserversorgung von über einer Milliarde Menschen, reagieren ausgesprochen heterogen auf den Klimawandel. Die zugrunde liegenden Wirkmuster, Steuerungsfaktoren und Sensitivitäten sind jedoch bisher nur lückenhaft verstanden. Jüngste Studien zeigen die besondere Bedeutung topoklimatischer Effekte auf der Skale einzelner Täler und Höhenzüge, die auch ein großes Potential zu nicht-linearer Abschmelzdynamik implizieren. Zur Analyse dieser mesoskaligen Phänomene fehlen aber bislang adäquate Werkzeuge, die die big-data-kritische Datenlücke zwischen großräumigen Fernerkundungs- und feldbasierten Detailstudien schließen können. Die Höhe der Gletschergleichgewichtslinie (ELA) integriert alle am Gletscher wirkenden topographischen und klimatischen Faktoren und ist daher als Indikator eben dieser topoklimatischen Phänomene bestens geeignet. Im beantragten Projekt soll ein neuartiges Fernerkundungsverfahren für ganz Hochasien angewendet werden, das eigens entwickelt wurde, um für ganze Orogene Datensätze der ELA und multitemporaler ELA-Änderungen in präzedenzlos hoher Auflösung zu generieren. Durch ein künstliches neurales Netz werden dann die räumlichen Muster und ihnen zugrunde liegende Beziehungen im regional heterogenen Zusammenwirken klimatischer (Globalstrahlung, Temperatur, Niederschlag, Wind, etc.; aus Daten der High Asia Refined analysis, HAR) und topographischer (Exposition, Hangneigung, Gipfelhöhe, etc.; aus digitalen Geländemodellen, DGM) Faktoren zur Steuerung der ELAs in Hochasien aufgeschlüsselt. An für Teilräume repräsentativen Benchmark-Settings mit besonders guter Datensituation werden die steuernden Prozesse am Gletscher durch numerische Modellierung der Energie- und Massenbilanzen (MB) im Detail untersucht. Auf Basis der resultierenden MB-Daten wird zusätzlich die Sensitivität der MBs zu monatlichen Anomalien in Temperatur und Niederschlag (aus HAR) modelliert. Vorstudien zeigen, dass Verebnungsflächen in den Akkumulationsgebieten der Gletscher großes Potential zu nicht-linearer Abschmelzdynamik bei weiterem ELA-Anstieg bergen. Größe und Topographie dieser Verebnungen werden durch DGM-basierte GIS-Analysen für Gletscher ganz Hochasiens quantifiziert. Zur Identifizierung der zugehörigen Kipppunkte (ELA, ab der eine spezifische Verebnungsfläche zu Ablationsgebiet wird) werden jeweils aus Hochflächentopographie und ELA-Daten die verbleibenden Pufferhöhen berechnet. Die diesen Pufferhöhen entsprechenden Temperaturzu- oder Niederschlagsabnahmen werden auf Basis der zuvor erhobenen Sensitivitätsdaten abgeschätzt und die verbleibende Zeit zur Überschreitung der Kipppunkte für verschiedene Szenarien anthropogenen Klimawandels ermittelt. Die Resultate dieses interdisziplinär-polymethodischen Ansatzes werden erstmals eine Entschlüsselung der topoklimatischen Steuerung der Klimawandelresonanz von Gletschern in Hochasien und ihrer Potentiale zu nicht-linearer Abschmelzdynamik ermöglichen.

Mehr als verschüttete Täler: Dienen Tunneltäler als bevorzugte Fließwege für frisches Grundwasser in der Nordsee?

Die stetig wachsende Bevölkerung führt zu einem steigenden Bedarf an Frischwasser und die Entnahme von Grundwasser ist eine der wichtigsten Quellen diesen Bedarf zu decken. Engpässe in der Frischwasserversorgung haben die Suche Nachweis von frischem Grundwasser unter dem heutigen Meeresboden angetrieben. Die Rolle glazialer Strukturen, welche während der Vergletscherungen entstanden sind, ist jedoch im Hinblick auf das Vorkommen frischen Grundwassers noch wenig bekannt. Insbesondere sogenannte Tunneltäler (TT), welche sich unter den Eisschilden bildeten, könnten von besonderer Relevanz sein. Ihre Ausmaße (bis zu 5 km breit, 400 m tief, 100te km lang) spiegeln die gewaltigen Schmelzwassermengen wider, die den Untergrund unter den Eisschilden durchspülten. Ihre Entstehung und Füllung resultierte in stark durchlässigen Sanden und Kiesen im unteren Teil und feinkörnigen Ablagerungen im oberen Teil dieser Strukturen. Diese Konfiguration begünstigt eine Rolle als bevorzugte Fließwege für offshore Grundwasser. Zur Untersuchung des Potenzials von TT als bevorzugte Fließwege für offshore frisches Grundwasser (OFG), verfolgt dieses Projekt folgende Ziele: (O1) Durch die Kombination von elektromagnetischen und seismischen Daten wollen wir ein strukturgebundenes Widerstandsmodell für mehrere TT erstellen; (O2) Wir wollen die Salzgehaltswerte für verschiedene Architekturen und Tiefen von TT abschätzen; (O3) Aufbauend auf den ersten beiden Zielen wollen wir die Ergebnisse für das gesamte Arbeitsgebiet in ein detailliertes lithologisches 3D-Modell extrapolieren. Die sich daraus ergebende Salzgehaltsverteilung im Untergrund wird dazu beitragen, die Ober- und Untergrenzen des Volumens frischen Grundwassers abzugrenzen und die Grundlage für ein detailliertes Grundwassermodell schaffen. Folgende Schritte sind dazu nötig: (S1) Kartierung und Charakterisierung der räumlichen Heterogenität von TT anhand vorhandener seismischer Daten; (S2) Erstellung eines lithologischen Modells für den Untergrund zwischen Amrum und Helgoland von 0 bis 400 m Tiefe; (S3) Identifizierung vielversprechender Standorte und Durchführung von CSEM-Messungen (Controlled Source Electromagnetic) zur Untersuchung der Verteilung des elektrischen Widerstands im Untergrund (TT); (S4) Kombination von Widerstandsmessungen mit Mehrkanal-Seismikdaten (MCS) zur Ableitung des Salzgehalts der Porenflüssigkeit; (S5) Extrapolation der Ergebnisse für das gesamte lithologische Modell. Tunneltäler existieren in ehemals vergletscherten Regionen weltweit. Gelingt uns der Nachweis von OFG in Tunneltälern, hätte dies erhebliche Implikationen für bisher unbekannte Süßwasserverteilungen und hydrologische Systeme. Die uns zur Verfügung stehenden Daten bieten eine einzigartige Möglichkeit zur Integration von CSEM- und seismischen Messungen bei begrenztem Aufwand. Die Ergebnisse des Projekts werden einen neuen Blick auf offshore Gletscherlandschaften und ihre Rolle im pleistozänen Wasserkreislauf erlauben.

Entschlüsselung der zeitlichen Variabilität der Konzentration und Zusammensetzung des glazialen organischen Kohlenstoffs zur Bestimmung des Kohlenstoffexports mittels Abflussseparation und maschinellen Lernverfahren (Falljökull, Island)

Verlässliche Vorhersagen über den Export von organischem Kohlenstoff (OC) bezogen auf den Gletscherabfluss sind sehr begrenzt. Bestehende Studien kombinieren hauptsächlich den OC-Gehalt einzelner Eisproben und Massenbilanzen, um einen mittleren jährlichen OC-Export zu berechnen. Dieser Ansatz berücksichtigt keine potentiellen tages- und jahreszeitlichen Veränderungen und spiegelt daher möglicherweise die gletscherbedingten OC-Exportraten nicht genau wider. Daher ist es wichtig, zeitliche Veränderungen in der Gletscherhydrologie in hoher zeitlicher Auflösung (saisonal, ereignisbezogen, tageszeitlich) zu berücksichtigen und relevante Abflusskomponenten zu berücksichtigen. Dieses Projekt hat das Ziel, den Export von OC aus Gletschern (Konzentration, Zusammensetzung und Bioverfügbarkeit) in hoher zeitlicher Auflösung systematisch zu untersuchen und die biochemische zeitliche Variabilität mit Variationen der hydrologischen Prozesse im Gletscher zu verbinden. Nur durch ein detailliertes Verständnis der Auswirkungen der Hydrologie der Gletscher auf den OC-Export können verlässliche Vorhersagen für die zukünftige Freisetzung von OC durch den Gletscherrückzug gemacht werden. Die Untersuchungen finden am temperierten Gletscher Falljökull (Island) statt, der Teil des Öraefajökull und der Vatnajökull-Eiskappe ist und dessen Eisfront seit 1932 jährlich vermessen wird. Innovative Methoden, wie z.B. maschinelle Lernverfahren, in Kombination mit einer Abflussganglinienseparation, helfen, das zeitliche Zusammenspiel verschiedener Quellgebiete des Gletscherabflusses und dessen tages- und jahreszeitliche Variabilität zu verstehen. Die Verbindung von Prozessverständnis unter Einbeziehung der OC und Abflussdynamik wird die Modellierung des OC-Exports unter Berücksichtigung der OC-Zusammensetzung ermöglichen. Insgesamt werden 972 Eis-, Schnee- und Wasserproben genommen entnommen. Mit einer mobilen Multiparametersonde, die direkt am Gletschertor installiert wird, werden automatisch die Wassertemperatur, elektrischer Leitfähigkeit, Trübung, der Wasserstand und fluoreszierendem DOM im 1h min-Intervall gemessen. Mit modernsten Labormethoden (C/N- und TOC-Analyzer, Picarro) werden BDOC, DOC, POC, optische Eigenschaften (Fluoreszenz, Absorption), Nährstoffe (PO4, NO3, NO2, NH4) und stabile Isotope (18O, 2H) analysiert. Mit dem Einsatz multivariat statistischer Verfahren (z.B. PCA, CCA) sowie Modellen (PARAFAC, SIMMR, LOADest) werden zeitliche Muster, Prozesse und Treiber identifiziert sowie der OC-Export quantifiziert. Diese systematische Untersuchung des OC-Exports wird das aktuelle Prozesswissen über tageszeitliche und saisonale Veränderungen in der Konzentration, Zusammensetzung und Bioverfügbarkeit von glazialem OC wesentlich erweitern. Dadurch kann die (zukünftige) Dynamik des gletscherbedingten OC-Exports aufgrund von klimawandelbedingten Variationen in Gletscherschmelzprozessen zuverlässig vorgesagt werden.

Vergangene und zukünftige Entwicklung der Eismassen auf Svalbard - Klimaantrieb und Telekonnektionen

Der Klimawandel ist eine der Hauptherausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert. Seine Auswirkungen sind vielschichtig wobei der anwachsende Massenverlust von Gletschern außerhalb der großen Eisschilde sowie deren bedeutender Beitrag zum Meeresspiegelanstieg zu den am stärksten hervorstechenden zählt. Diesbezüglich sind die Gletscher und Eiskappen der Arktis aufgrund ihres großen Volumens und ihrer großen Oberfläche, die als Kontaktfläche zum Klima- und Ozeanantrieb und damit zum Klimawandel selber fungiert, von besonderer Bedeutung. Da die Arktis darüber hinaus diejenige Region der Erde mit dem höchsten, prognostizierten, zukünftigen Temperaturanstieg ist, wird erwartet, daß sich die Bedeutung der arktischen Eismassen für den Meeresspiegelanstieg auch in Zukunft fortsetzt oder sogar noch steigern wird.Die großen Gletscher der Nordpolarregion umgeben den arktischen Ozean in ähnlichen Breitenlagen, weisen aber in jüngster Zeit ein inhomogenes Verhalten auf. Diese Tatsache legt eine räumliche Variabilität der klimatischen und ozeanischen Antriebsmechanismen der Gletschermassenbilanz innerhalb der zirkumarktischen Regionen nahe und offenbart damit die Diversität der Einflüsse des Klimawandels. Bezüglich der Variabilität der Antriebsmechanismen weist Svalbard in der Arktis eine einzigartige Lage auf. Es liegt an der Grenze zwischen kalten, polaren Luftmassen und Ozeanwassern und den Einflüssen des Westspitzbergenstroms, welcher der hauptsächliche Warmwasserlieferant für das arktische Umweltsystem ist. Darum verspricht das Erforschen der Reaktionen der Gletscher auf Svalbard auf die Veränderlichkeit des Klima- und Ozeanantriebs bedeutende Einblicke in die komplexe Kausalkette zwischen Klimawandel, der Variabilität der Klima- und Ozeanbedingungen in der Arktis und der Reaktion der arktischen Landeismassen. Das Ziel des Projektes ist es eine zuverlässige Abschätzung der räumlichen und zeitlichen Variabilität der klimatischen Massenbilanz aller Gletscher und Eiskappen auf Svalbard zu erreichen und diese mit dem Klima- und Ozeanantrieb in Verbindung zu setzen. Dazu wird ein räumlich verteiltes, von statistisch downgescalten Klimadaten angetriebenes Model zur Berechnung der klimatischen Massenbilanz aufgesetzt. Die Massenbilanz aller Gletscherflächen auf Svalbard wird für den Zeitraum 1948-2013 modelliert und die zeitlich variablen Felder von Ablation, Akkumulation, wiedergefrorenem Schmelzwasser und klimatischer Massenbilanz für anschließende geostatistische Studien genutzt. Diese Studien werden potentielle Einflüsse der raumzeitlichen Variabilität von großräumigen Mustern des Luftdrucks, der Meereisbedeckung und der Meeresoberflächentemperatur auf die Variabilität der Gletschermassenbilanz auf Svalbard identifizieren und analysieren. Auch Telekonnektionen zu fernen Modi der atmosphärischen Zirkulation werden durch Studien bezüglich der potentiellen Einflüsse verschiedener atmosphärischer Zirkulationsindizes in die Betrachtungen einbezogen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Teilprojekt: MAGIC-DML Messen/Kartieren/Modellieren der antarktischen Geomorphologie und Eisänderung in Dronning-Maud-Land: Die deutsche Eisschild-Modellierungskomponente

Der vorliegende Antrag stellt die zentrale Modellierungskomponente des internationalen Gemeinschaftsprojekts MAGIC-DML, an dem Wissenschaftler aus Schweden, USA, Deutschland, dem Vereinigten Königreich und Norwegen teilnehmen, vor. MAGIC-DML zielt auf die Rekonstruktion von langfristigen Mustern und der zeitlichen Abfolge von Änderungen der Eiserhebung im ostantarktischen Eisschild über Dronning-Maud-Land (DML) ab. Die Modellierungskomponente von MAGIC-DML soll Informationen über vergangene Eisoberflächenhöhen über DML, gewonnen durch Kartierung (Fernerkundung) und absoluten Altersbestimmungen (kosmogene Datierung) glazialer Landformen auf Nunataks, und anderen Gebieten der östlichen Antarktis mit hochaufgelöster Eisschild-Modellierung verknüpfen, um Einblicke in langfristige Veränderungen des ostantarktischen Eisschildes und regionalen Klimas zu erhalten. Im Rahmen unserer numerischen Experimente werden wir eine große Zahl von Klimamodellergebnissen überprüfen und folgende Hypothesen testen:- Die Inland-Regionen des ostantarktischen Eisschildes haben seit dem Pliozän langfristige Reduzierungen der Eishöhen erfahren.- Der Eisschild zog sich zuletzt von seiner maximalen Ausdehnung nach 25 ka (tausend Jahre vor heute) zurück, zu welcher Zeit die Eisoberfläche nahe der Küste mehrere hundert Meter höher war; allerdings war sie nicht höher - und vielleicht sogar niedriger - über den meisten Gebieten des östlichen antarktischen Kontinents. Unser Ansatz, Eisschild-Modellierung mit geochronologischen Daten und klimamodellbasierten Rekonstruktionen zu kombinieren, wird es uns erlauben, den relativen Beitrag des ostantarktischen Eisschildes zu vergangenen Meeresspiegelschwankungen einzugrenzen und Unsicherheiten in vergangenen Klimabedingungen über der Antarktis zu verringern. Als Teil des Vorhabens werden wir die Reaktion des ostantarktischen Eisrandes auf wärmere Klimabedingungen als die heutigen, so wie sie für das Pliozän, den Marinen Isotopenstadien 11c (420 - 400 ka) und 5e (124 -119 ka) rekonstruiert wurden, quantifizieren. Hierdurch können Analogszenarien hinsichtlich der Reaktion des ostantarktischen Eisschildes auf zukünftig zu erwartende Klimaveränderungen dargeboten werden.

The ESA Earth System Model 3.0

The ESA Earth System Model (ESA ESM) provides a synthetic data set of the time-variable global gravity field that includes realistic mass variations in atmosphere, oceans, terrestrial water storage, continental ice sheets, and the solid Earth on a wide set of spatial and temporal frequencies. For more than 10 years already, it is widely applied as a source model in end-to-end simulation studies for future gravity missions, but has been also utilized to study novel gravity observing concepts on the ground. For those purposes, the ESM needs to include a wide range of signals even at very small spatial scales which might not yet have been reliably observed by any active satellite mission. The updated ESA ESM 3.0 improves upon its predecessor by utilizing ECMWF’s ERA5 atmospheric reanalysis along with dedicated simulated ocean bottom pressure data from the MPIOM ocean model. In addition, it offers a small ensemble of co- and post-seismic earthquake signals, an updated GIA model, additional ice mass balance signals from previously not considered Arctic glaciers, sub-monthly surface-mass balance changes and a more realistic representation of ice sheet dynamics. Extreme hydrometeorological events as well as climate-driven and anthropogenic impacts on continental water storage are represented through an update of the hydrological component. Additionally, the ESM separately includes ocean bottom pressure variations along the western slope of the Atlantic, representing variations in the meridional overturning circulation as a critically important component of the interactively coupled global climate system as well as estimated trend signals from sediment erosion and subsequent marine deposition. The ESA ESM 3.0 is available with a 6-hourly resolution from January 2007 until December 2020 in the from of Stokes coefficients up to degree and order 180.

Bulk and position-specific isotopic composition of N2O (total and in situ) and nitrate from the EDC, EDML, Vostok, TALDICE, Taylor Glacier, and NGRIP ice cores

The mixing ratio and bulk isotopic composition of nitrous oxide (N2O) was measured after wet extraction and purification of the air enclosed in 150 g ice core samples from EDC, EDML, Vostok, TALDICE, and NGRIP, following the analysis procedure described in Schmitt et al. (2014). The position-specific isotopic composition of N2O was measured after dry extraction and purification of the air enclosed in 600 g ice core samples from Vostok and Taylor Glacier, following the analysis procedure described in Menking et al. (2025). The mixing ratio and isotopic composition of in situ N2O – i.e., the fraction of N2O produced in the ice – was calculated using a mass balance approach (Soussaintjean et al., preprint). After gas extraction, the sample meltwater and ice chips were collected to measure the isotopic composition of nitrate (NO3-) following the bacterial denitrification method described in Erbland et al. (2013). Each sample was associated with its ice age and gas age based on the AICC2023 chronology (Bouchet et al., 2023) for EDC, EDML, Vostok, TALDICE, and NGRIP and Baggenstos et al. (2017, 2018) for Talyor Glacier. The samples cover the periods 11 – 26 ka, 41 – 75 ka, and 136 – 143 ka. Taylor Glacier is a horizontal core, meaning the age of the ice varies with distance along a transect close to the surface where the horizontal stratigraphy is preserved (Baggenstos et al., 2017).

ARK 2018: AWI airborne ultra-wideband microwave radar data at and upstream of 79°N Glacier, northeast Greenland Ice Sheet (RESURV 79 Project)

This dataset contains airborne radar data acquired using the AWI ultra-wideband microwave radar (UWBM) during the Arctic season of 2018. The profiles extend across the Greenland Ice Sheet over and upstream of 79°N Glacier (Nioghalvfjerdsbræ; northeast Greenland). Furthermore, one flight extends over sea ice northeast of the Greenland Ice Sheet. The data are available as netCDF files (including waveforms and metadata), KML files of the profile line locations, and quicklook images of the radargrams. For every profile we provide four radar products (img_01, img_02, img_03, img_04), which correspond to the four polarizations (VV, VH, HH, HV).

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