Die Asian Tropopause Aerosol Layer (ATAL), eine Schicht mit erhöhtem Aerosolgehalt, tritt jedes Jahr von Juni bis September in 14-18 km Höhe in einem Gebiet auf, das sich vom Mittelmeer bis zum westlichen Pazifik erstreckt. Hinsichtlich der Zusammensetzung der Partikel, sowie ihrer Bedeutung für die Strahlungsbilanz in dieser klimasensitiven Höhenregion bestehen große Unsicherheiten. Die bisher einzigen Flugzeugmessungen aus dem Zentrum der ATAL wurden 2017 im Rahmen der StratoClim Kampagne von Kathmandu aus gewonnen. Dabei entdeckten wir mit Hilfe des Infrarotspektrometers GLORIA auf dem Forschungsflugzeug Geophysica, dass feste Ammoniumnitrat (AN) â€Ì Partikel einen beträchtlichen Teil der Aerosolmasse ausmachen. Diese zählen zu den effizientesten Eiskeimen in der Atmosphäre. Zudem zeigte die gleichzeitige Messung von Ammoniakgas (NH3) durch GLORIA, dass dieses Vorläufergas durch starke Konvektion in die obere Troposphäre verfrachtet wird. Im Rahmen der PHILEAS-Kampagne schlagen wir eine gemeinsamen Betrachtung von atmosphärischen Modellsimulationen und Messungen vor, um die Zusammensetzung, Ursprung, Auswirkungen und Verbleib der ATAL-Partikel zu untersuchen â€Ì insbesondere im Hinblick auf ihre Prozessierung sowie ihren Einfluss auf die obere Troposphäre und die untere Stratosphäre der nördlichen Hemisphäre. Messungen von monsunbeeinflussten Luftmassen über dem östlichen Mittelmeer sowie über dem nördlichen Pazifik werden es uns erlauben, Luft mit gealtertem Aerosol- und Spurengasgehalt zu analysieren und damit die StratoClim-Beobachtungen aus dem Inneren des Monsuns zu komplementieren. Um dabei die wahrscheinlich geringeren Konzentrationen an Aerosol und Spurengasen zu quantifizieren, schlagen wir vor, die GLORIA-Datenerfassung von NH3 und AN u.a. durch die Verwendung neuartiger spektroskopischer Daten zu verbessern. Ferner werden wir die Analyse der GLORIA-Spektren auf Sulfataerosole sowie deren Vorläufergas SO2 auszudehnen. Auf der Modellseite werden wir das globale Wetter- und Klimamodellsystem ICON-ART weiterentwickeln, um die ATAL unter Einbeziehung verschiedener Aerosoltypen (Nitrat, Ammonium, Sulfat, organische Partikel, Staub) zu simulieren â€Ì unter Berücksichtigung der hohen Eiskeimfähigkeit von festem AN. Modellläufe werden durchgeführt, um einerseits einen globalen Überblick über die Entwicklung der ATAL 2023 zu gewinnen und zudem detaillierte, auf die relevanten Kampagnenperioden zugeschnittene, wolkenauflösende Informationen über die Aerosol-Wolken-Strahlungs-Wechselwirkungen zu erhalten. Über die direkte Analyse der PHILEAS-Kampagne hinausgehend wird diese Arbeit die Grundlage für eine verbesserte Analyse von Aerosolparametern aus GLORIA-Beobachtungen früherer und zukünftiger HALO-Kampagnen sowie aus Satellitenbeobachtungen legen. Darüber hinaus wird sie ICON-ART, einem der zentralen Klimamodellsysteme in Deutschland die Simulation von Aerosolprozessen sowie Aerosol/Wolken-Wechselwirkungen im Zusammenhang mit der ATAL ermöglichen.
Die frei fließenden und staugeregelten Flüsse unter den Bundeswasserstraßen sind für die Fische wichtige Verbindungsgewässer zwischen den Habitaten im Meer und an den Flussoberläufen. Fische, die große Distanzen zurücklegen, orientieren sich an der Hauptströmung und werden deshalb an Staustufen entweder zum Kraftwerk oder zum Wehr geleitet. Dort gibt es keine Möglichkeit mehr, aufwärts zu wandern, wenn nicht in der Nähe der Wehr- oder Kraftwerksabströmung eine funktionierende Fischaufstiegsanlage vorhanden ist. Da Schiffsschleusen keine kontinuierliche Leitströmung erzeugen, werden sie von den Fischarten, die der Hauptströmung folgend lange Distanzen zurücklegen, nicht gefunden. Arten, die auf ihrer Wanderung nicht der Hauptströmung folgen, können auf- oder abwandern, wenn sie eine offene Schleusenkammer vorfinden.
Flussabwärts: Fische vor Kraftwerken schützen und vorbeileiten:
An Staustufen ohne Wasserkraftanlagen ist die abwärts gerichtete Wanderung über ein Wehr hinweg in der Regel unproblematisch. Voraussetzung: Das Wehr ist in Betrieb, die Fallhöhe beträgt nicht mehr als 13 Meter und im Tosbecken ist eine Wassertiefe von mindestens 0,90 Metern vorhanden. Dagegen können bei Abwanderung durch eine Kraftwerksturbine leichte bis tödliche Verletzungen auftreten. Diese turbinenbedingte Mortalität ist von der Fischart und der Körperlänge der Tiere sowie von Turbinentyp und -größe, der Fallhöhe und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Um hier einen gefahrlosen Fischabstieg zu gewährleisten, sind die Betreiber von Wasserkraftanlagen nach Wasserhaushaltsgesetz verpflichtet, die Wasserkraftanlagen mit geeigneten Maßnahmen zum Schutz der Fischpopulation (z. B. mit Feinrechen und einem Bypass am Kraftwerk vorbei ins Unterwasser) aus- bzw. nachzurüsten.
Flussaufwärts: Hier helfen nur Fischaufstiege:
Verschiedene Untersuchungen der Durchgängigkeit an Rhein, Mosel, Main, Neckar, Weser, Elbe und Donau haben gezeigt, dass zwar ein großer Teil der Staustufen mit Fischaufstiegsanlagen ausgestattet ist, diese für die aufstiegswilligen Fische jedoch schwer zu finden oder zu passieren sind. Im Mai 2009 stimmten die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS heute: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI) folgendes Rahmenkonzept für die erforderlichen Arbeiten ab:
- Aufstellung fachlicher Grundlagen, insbesondere zu fischökologischen Dringlichkeiten
- Fachliche Beratung der WSV sowie Schulungen
- Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die Erstellung eines technischen Regelwerks, und
- Standardisierung der Anforderungen und Ausführung von Fischaufstiegs-, Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen. (Text gekürzt)
Die Insektensammlung des DEI ist mit etwa 3.000.000 präparierten Objekten eine faktische Datensammlung, die kritisch erschlossen werden muss. Nur so können die in der Sammlung enthaltenen Primärinformationen sowohl auf dem Gebiet der Taxonomie als auch für andere biologische sowie zoogeographische Untersuchungen nutzbar gemacht werden. Die Neuordnung von Sammlungsteilen unter modernen wissenschaftlichen Gesichtspunkten zur Sicherstellung der internationalen Verfügbarkeit der Bestände und die Publikation damit zusammenhängender Kataloge sind wesentliche Projektbestandteile.
Ein zentraler Punkt der Arbeiten der BGR ist die Wiederinbetriebnahme und der Weiterbetrieb des Forschungsnetzwerks Südpfalz. Die gewonnenen Daten bilden die Grundlage für die Arbeiten der anderen Projektpartner in SEIGER. Mit dem Netzwerk wird ein herausragender Langzeitdatensatz (10 Jahre) gewonnen, welcher auch für zukünftige methodische Entwicklung und Forschung genutzt werden wird. Der in früheren Forschungsprojekten (MAGS und MAGS2) entwickelte Detektor für seismische Signale wird optimiert. Die Automatisierung der Datenauswertung und die Minimierung des messtechnischen Aufwands sind wichtige Ziele des Vorhabens für eine standardisierte Erfassung der Seismizität. Beide Aspekte werden zu einer entscheidenden Verringerung der Kosten des Monitorings führen. Die seismischen Gefährdungsanalysen im Vorhaben nutzen die Kataloge des seismischen Monitorings als wichtige Datenquelle, um die Lagen seismischer Ereignisse und ihre Magnituden-Häufigkeits-Statistik zu ermitteln. Die Standorteigenschaften werden untersucht, um die lokale Verstärkung seismischer Wellen im flachen Untergrund berücksichtigen zu können (Mikrozonierung von Stadtteilen oder Gemeinden). Die Gefährdungsanalysen werden weiter entwickelt in Hinblick auf die Berücksichtigung zeitlicher Variationen der Seismizität, den Einsatz von Beziehungen der Amplitudenabnahmen unter Nutzung von Momentenmagnituden und die Triggerung von tektonischen Störungen im Umfeld der Bohrungen. Die tiefe Geothermie erzielt aufgrund der bei einigen Projekten auftretenden induzierten Seismizität ein hohes Interesse bei den beteiligten Interessengruppen (Öffentlichkeit, Betreiber, Behörden), erzeugt aber auch eine hohe Unsicherheit über mögliche Folgen. Im Vorhaben werden Konzepte entwickelt, um zeitnah, ausführlich und transparent die gewonnen Daten und Erkenntnisse zu vermitteln. Im Vordergrund steht dabei die Öffentlichkeitsarbeit. BGR koordiniert das Verbundvorhaben SEIGER.