Erfassen der derzeitigen wasserwirtschaftlichen Verhaeltnisse, Auswirkungen des Baues einer weiteren Staustufe bzw. der Zulassung der Erosion; Abhilfemassnahmen. Hydrologische, statistische, hydrochemische, hydraulische, geologische, pflanzensoziologische und bodenkundliche Untersuchungen; Modelluntersuchungen; Einrichten von Testgebieten und Messstationen.
Künstliche Riffe werden im Küstenschutz als der Küste vorgelagerte Strukturen und damit als aktive Küstenschutzmaßnahmen eingesetzt, die den Seegang im Küstenvorfeld beeinflussen. Dies führt dazu, dass die Bauwerke zum Schutz der Küstenlinie nicht mehr so massiv ausfallen müssen. Vorbild künstlicher Riffe sind die natürlichen Fels-, Korallen- und Sandriffe mit ihrer dem Seegang angepassten Form. Die vorhandenen Verfahren für die funktionelle Planung von Riffen geben meist nur eine Abschätzung für den Anteil der ankommenden Seegangsenergie, der das Riff passiert (Transmissionskoeffizient), bzw. von ihm reflektiert wird (Reflexionskoeffizient). Diese energetische Betrachtungsweise ist jedoch für die Beschreibung der Wellentransformation an Riffen nicht ausreichend, da der nachweislich stattfindende nicht-lineare Energietransfer im Spektrum nicht berücksichtigt wird, obwohl er für die Beurteilung der Schutzwirkung unerlässlich ist. Hauptziel der geplanten Arbeit soll es daher sein, die für diesen Energietransfer verantwortlichen hydrodynamischen Prozesse zu untersuchen und in ihrer Wirkung zu quantifizieren. Das dabei gewonnene Verständnis dieser Prozesse soll dazu dienen, Ansätze zur funktionellen Planung von künstlichen Riffen zu entwickeln und innovative Riffstrukturen zu entwerfen und zu optimieren.
Die Weiße Elster-Modellregion repräsentiert ein lössbedecktes Einzugsgebiet unter subkontinentalem Klima in Mitteleuropa. Das Einzugsgebiet zeigt eine ausgesprochen hohe fluvial-geomorphologische Sensitivität gegenüber abrupten hydroklimatischen Wechseln während des Holozäns. Dies wird angezeigt durch gleich mehrfach belegte, horizontale Sediment-Boden-Abfolgen innerhalb der Auenstratigraphie. Wir postulieren, dass die Auen der Weißen Elster ein außergewöhnlich hohes Potential für die Archivierung globaler Rapid Climate Change-Ereignisse (RCCs) besitzen. Erstmalig hat diese Studie zum Ziel, über die chronostratigraphische Rekonstruktion eines Auenarchivs den Einfluss globaler Rapid Climate Changes auf die hydro-sedimentäre Dynamik Mitteleuropas zu belegen. Das fundierte Sedimentaltersmodell wird vor allem auf neuen OSL-Daten beruhen. Die Alter horizontal abgelagerter Hochflutlehme mit eingebetteten Auenböden werden systematisch verglichen mit bekannten Rapid-Climate Change-Ereignissen, welche eine Dauer von mehreren Jahrhunderten aufweisen. Unser Ziel ist die Überprüfung einer möglichen Kopplung holozäner Auenstratigraphien in Mitteleuropa mit Rapid Climate Change-Ereignissen. Innerhalb des lössbedeckten Weiße Elster-Einzugsgebiets nutzen wir die chronostratigraphische Aufnahme von Kolluvienabfolgen als potentiellen Parameter für menschlichen Einfluss auf die holozäne Landschaftsdynamik. Wir beabsichtigen, die Kolluvien- und Auenabfolgen über Verzahnungsbereiche am Auenrand systematisch stratigrapisch zu koppeln um mögliche geomorphologische Schwellenwerte und Sedimentkaskaden besser nachweisen zu können. Im Weiße Elster-Einzugsgebiet planen wir erstmalig eine diachrone Rekonstruktion der Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte von der frühen Jungsteinzeit bis ins Hochmittelalter basierend auf der Zusammenstellung aller publizierten archäologischen und historischen Daten sowie Grabungsberichten und GIS-Datensätzen der archäologischen Landesämter in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Für ausgewählte Teileinzugsgebiete werden alle verfügbaren Daten zur Landnutzung aus den archäologischen und historischen Archiven systematisch dokumentiert, vertieft analysiert und hinsichtlich ihrer Altersstellung ggf. korrigiert. Die Bewertung der Landnutzungsintensität erfolgt hierbei über einen semiquantitativen Ansatz Die Kopplung archäologischer und historischer Daten mit kolluvialen und fluvialen Chronostratigraphien dient der Bewertung diachroner Zusammenhänge zwischen Landnutzungsintensitäten und holozäner Sedimentumlagerung. Abschließend vergleichen wir zeitlich und semiquantitativ Rapid Climate Change-Ereignisse mit Landnutzungsintensitäten und holozänen hydrosedimentären Daten aus dem Einzugsgebiet der Weißen Elster. Ziel ist die Herausarbeitung der Vulnerabilität und möglicher Schwellenwerte des hydrosedimentären Systems der Weißen Elster-Modellregion gegenüber Klima- und Landnutzungsänderungen in sensiblen, lössbedeckten Landschaften Mitteleuropa.
Die Wechselwirkung zwischen der Kryosphäre und dem Ozean bildet eine der Hauptursachen für lokale und globale Veränderungen des Meeresspiegels. Das Schmelzen des grönländischen Eisschildes trägt derzeit zu rund einem Drittel zum globalen Meeresspiegelanstieg bei, und der Massenverlust des Eisschildes und damit der Transport von Eis aus dem Eisschild in den Ozean beschleunigen sich weiter. Bis vor kurzem schien es, als sei die Beschleunigung der abfließenden Eisströme auf Grönlands Westküste und die Fjorde im Südosten beschränkt, während die Gletscher im Nordosten als weitgehend stabil galten. Einer dieser scheinbar stabilen Gletscher ist der Nioghalvfjerdsbrae oder 79°Nord Gletscher, der größere zweier Gletscher, die aus dem nordostgrönländischen Eisstrom gespeist werden und direkt ins Meer münden. Wegen der Existenz einer Kaverne unter der schwimmenden Eiszunge analog zu den Schelfeisen der Antarktis ist der 79°Nord Gletscher für Studien der Eis Ozean Wechselwirkung sehr interessant, besonders da das Einzugsgebiet des nordostgrönländischen Eisstroms mehr als 15% der Fläche des grönländischen Eisschildes erfasst. Aktuelle Studien weist nun auf eine Beschleunigung des Eisstromes und eine Abnahme der Eisdicke entlang der Küste von Nordostgrönland hin. Gleichzeitig wurde eine Erwärmung und eine Zunahme des Volumens des Atlantikwassers in der Ostgrönlandsee und der Framstraße beobachtet. Unser Projekt hat zum Ziel, (1) die Mechanismen zu verstehen, mit denen der Ozean Wärme aus der Framstraße und vom Kontinentalhang Nordostgrönlands in die Kaverne unter dem schwimmenden 79°N Gletscher transportiert, (2) die Rolle externer Variabilität relativ zu Prozessen innerhalb der Kaverne hinsichtlich ihres Einflusses auf das Schmelzen an der Eisunterseite zu untersuchen und (3) die wichtigsten Sensitivitäten innerhalb dieses gekoppelten Systems aus Eis und Ozean zu identifizieren. Wir verfolgen dieses Ziel durch eine Kombination von gezielter Beobachtung und innovativer hochauflösender Modellierung. Im Rahmen zweier Forschungsreisen mit dem Eisbrecher FS Polarstern werden Strömungsgeschwindigkeiten, Hydrographie und Mikrostruktur sowohl mit gefierten als auch mit verankerten Instrumenten gemessen. Diese Beobachtungen werden durch den Einsatz eines autonomen Unterwasserfahrzeugs ergänzt. Zur Modellierung nutzen wir das Finite Element Sea ice Ocean Model (FESOM), das um eine Schelfeiskomponente erweitert wurde und in einer Konfiguration betrieben wird, die mit hoher Auflösung die kleinskaligen Prozesse auf dem Kontinentalschelf vor Nordostgrönland und in der Kaverne unter dem 79°N Gletscher in einem globalen Kontext wiedergibt. Zusammen mit den Beiträgen unserer Kooperationspartner aus der Glaziologie und der Tracerozeanographie entwickelt sich aus der Synthese dieser beiden Komponenten ein detailliertes Bild der Prozesse auf dem Kontinentalschelf Nordostgrönlands, einer Schlüsselregion für zukünftige Veränderungen des globalen Meeresspiegels.