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Biogeochemical modelling of biosphere-atmosphere-hydrosphere interactions

This project aims at the improvement and testing of a modeling tool which will allow the simulation of impacts of on-going and projected changes in land use/ management on the dynamic exchange of C and N components between diversifying rice cropping systems and the atmosphere and hydrosphere. Model development is based on the modeling framework MOBILE-DNDC. Improvements of the soil biogeochemical submodule will be based on ICON data as well as on results from published studies. To improve simulation of rice growth the model ORYZA will be integrated and tested with own measurements of crop biomass development and transpiration. Model development will be continuously accompanied by uncertainty assessment of parameters. Due to the importance of soil hydrology and lateral transport of water and nutrients for exchange processes we will couple MOBILE-DNDC with the regional hydrological model CMF (SP7). The new framework will be used at field scale to demonstrate proof of concept and to study the importance of lateral transport for expectable small-scale spatial variability of crop production, soil C/N stocks and GHG fluxes. Further application of the coupled model, including scenarios of land use/ land management and climate at a wider regional scale, are scheduled for Phase II of ICON.

Research group (FOR) 2694: Large-Scale and High-Resolution Mapping of Soil Moisture on Field and Catchment Scales - Boosted by Cosmic-Ray Neutrons

The exchange of water between atmosphere, biosphere, and hydrosphere is a result of complex interactions and feedback mechanisms, where soil moisture acts as the key state variable. Novel approaches are required to handle the related scale dependency of water fluxes. Corresponding state-of-the-art methods for observing soil moisture range from continuous point-scale measurements, via field-scale temporal snapshots to remote sensing products on the basin scale and beyond. Cosmic-ray neutron sensing (CRNS) constitutes a considerable advancement in this context by inferring soil moisture from changes in ambient neutron density above the ground, allowing for the integration across hundreds of meters. In this proposal we report on the activities and achievements of the Cosmic Sense research unit (RU) in its first phase, and give an outline of the objectives and the work program for the second phase. The overarching goal remains the development of a quantitative, adaptable, and transferable approach for observing root-zone soil moisture on the field scale while accounting for other dynamic water pools, such as biomass. New to phase II is the addition of snow water pools and the focus on the regional scale by soil moisture mapping with sensor clusters, mobile detectors, remote sensing, and modeling. Cosmic Sense continues to constitute a driving force in the field of soil moisture measurements via CRNS and will strengthen an engaged and innovative community. Our team will advance the understanding of field-scale and regional water storage and fluxes in the soil-vegetation-atmosphere continuum by bundling the expertise of distinguished partners in complementary research modules and joint activities. Working together towards joint research objectives requires intensive interaction in the team as well as overarching coordination and support. The coordination project “Z” acts as a central nexus for the objectives, resources, and outreach activities that are related to the RU as a whole. The key personal resources required are a position for the coordination of meetings, workshops, and general RU matters, and a field technician to support the joint field- and cross-cutting activities. Furthermore, Z strives to support young researchers – particularly those with children – in their work and career, and to enhance gender equality. Z will also promote the outcomes of the RU in a closing workshop, inviting external keynote speakers and supporting attendance via discounts and scholarships. The current and designated Mercator Fellow, Prof. Marek Zreda, will interact with all research modules, he will actively participate in the cross-cutting activities and promote the achievements of Cosmic Sense to the scientific community worldwide. Accordingly, all of the tasks planned in Z will support and interact with the involved research modules of the RU, thus helping to promote the collaboration within the RU and of the dissemination of its outcomes beyond it.

Wasser_Internet - Gewässereinzugsgebiete nach LAWA

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässereinzugsgebiete nach LAWA

Wasser_Internet - Einzugsgebiete der Oberflächenwasserkörper

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Einzugsgebiete der Oberflächenwasserkörper; Betrachtungsobjekt im GDZ; MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der flächenhaften FeatureklasseGDZ2010.A_blflowk und der entsprechenden Businesstabelle mit den Sachdaten (GDZ2010.blflowk), exportiert in die Filegeodatabase GDZ_GDB.gdb. IDOWK: Oberflächenwasserkörper Nummer

Wasser_Internet - Gewässereinzugsgebiete nach LAWA > 100 km²

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässereinzugsgebiete nach LAWA größer als 100 km², mit LAWA-Gebietskennziffern

Wasser_Internet - Oberflächenwasserkörper - Linien

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässerabschnitte OWK (Oberflächenwasserkörper); Betrachtungsobjekt im GDZ; Aggregation der ATKIS-Gewässer nach OWK-NR, MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der linienhaften Featureklasse GDZ2010.L_blowk und der flächenhaften Featureklasse GDZ2010.A_blowk und der dazu gehörigen Businessklasse GDZ2010.blowk, exportiert wurden nur die Featureklasse GDZ2010_L_blowk, verknüpft mit der Businesstabelle GDZ2010.w8bwowgz (Handlung Bewertung Gewässerabschnitt OWK Gewässerzustand) in die Filegeodatabase GDZ_GDB.gdb. Oberflächenwasserkörper sind die Gewässer mit Einzugsgebieten größer 10 km² und damit die WRRL (Wasserrahmenrichtlinie) berichtspflichtigen Gewässer. Attribute werden an anderer Stelle erläutert; Aktualisierugszyklus halbjährlich mit dem Export der ATKIS- Daten aus POLYGIS, es werden aber nur Änderungen übernommen, Änderungen der OWK-Nr sind derzeit nicht zu erwarten

Wasser_Internet - Gewässereinzugsgebiete nach LAWA, 50_ 100 km²

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässereinzugsgebiete nach LAWA, 50_ 100 km², mit LAWA-Gebietskennziffern; Betrachtungsobjekt im GDZ; exportiert in GDZ_GDB.gdb MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der flächenhaften Featureklasse und der entsprechenden Businesstabelle mit den Sachdaten, exportiert als einfache Featureklasse in Filegeodatabase; Außer zahlreichen Datenbankinterenen Attributen sind folgende anwenderrelevante Attribute vorhanden: GWNR: Nummer des Einzugsgebietes GWNAM Gewässername FLAECHE: Flächengröße

Wasser_Internet - Gewässereinzugsgebiete nach LAWA < 5 km²

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässereinzugsgebiete nach LAWA kleiner als 5 km², mit LAWA-Gebietskennziffern; Betrachtungsobjekt im GDZ; exportiert in GDZ_GDB.gdb MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der flächenhaften Featureklasse und der entsprechenden Businesstabelle mit den Sachdaten, exportiert als einfache Featureklasse in Filegeodatabase; Außer zahlreichen Datenbankinterenen Attributen sind folgende anwenderrelevante Attribute vorhanden: GWNR: Nummer des Einzugsgebietes GWNAM Gewässername FAECHE: Flächengröße

Wasser_Internet - Gewässerteileinzugsgebiete nach LAWA

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Teileinzugsgebiete mit LAWA-Gebietskennziffern; Betrachtungsobjekt im GDZ, exportiert in GDZ_GDB.gdb; MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der flächenhaften Featureklasse und der entsprechenden Businesstabelle mit den Sachdaten , exportiert als einfache Featureklasse in Filegeodatabase; Folgende anwenderrelevante Attribute vorhanden: EGNR: LAWA_Nummer des Einzugsgebietes GWNAM : Gewässername GWNR: Gewässerkennziffer FLAECHE: Flächengröße

Wasser_Internet - Gewässereinzugsgebiete nach LAWA, 5_10 km²

Der Kartendienst (WMS Gruppe) stellt ausgewählte Wasserdaten des Saarlandes dar.:Gewässereinzugsgebiete nach LAWA, 5_10 km², mit LAWA-Gebietskennziffern; Betrachtungsobjekt im GDZ; exportiert in GDZ_GDB.gdb MultiFeatureklasse setzt sich zusammen aus der flächenhaften Featureklasse und der entsprechenden Businesstabelle mit den Sachdaten, exportiert als einfache Featureklasse in Filegeodatabase; Außer zahlreichen Datenbankinterenen Attributen sind folgende anwenderrelevante Attribute vorhanden: GWNR: Nummer des Einzugsgebietes GWNAM Gewässername FLAECHE: Flächengröße

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