s/informationgewinnung/Informationsgewinnung/gi
Einzellige Eukaryonten sind ideale Modellorganismen, die mit evolutionären Prozessen assoziierter Organismengruppen über unterschiedliche Zeitskalen, sogar über geologischer Zeiträume hinweg, kombiniert werden können. Mittels moderner molekularer und bioinformatischer Methoden sowie Kultivierungs- und Isolationstechniken sollen evolutionäre, insbesondere co-evolutionäre Prozesse von Populationen/Arten im ariden Lebensraum untersucht werden. Primäres Ziel ist es, populationsgenetische Diversitätsmuster symbiontischer Protisten, welche im Darm endemischer Insektenpopulationen vorkommen und zum Großteil genetisch separiert sind, im Zusammenhang mit den Wirtspopulationen zu untersuchen (B02). Darüber hinaus gilt es die genetische Struktur der Protistenpopulationen, welche mit einem bestimmten Microbiom (z. B. Rhizosphäre/Phyllosphäre; B04) assoziiert sind, im Zusammenhang mit dem Boden (B05) und der 'Wirts'-Pflanze (B01) zu analysieren, wobei die fragmentierten Salare in der Atacama von gesondertem Interesse sind.
Ziel ist es, Methoden zu entwickeln, die geeignet sind alte Sedimente in Trockengebieten verlässlich zu datieren: (i) Entwicklung einer Methode um mittels kosmogenen 10Be and 53Mn terrestrische Alter von Mikrometeoriten (aus Trockenseesedimenten und der Gipsstaubbedeckung der Landschaft) zu bestimmen, (ii) Entwicklung und Anwendung der 10Be/21Ne-Bedeckungalterdatierung an Grobsedimenten, (iii) Entwicklung einer kosmogenen 21,22Ne Methode um Halit (Steinsalz) in Oberflächensedimenten (z.B. fossile Salzseen) zu datieren. Erwartete erschließbare Altersbereiche: ca. 1 bis 22 Ma bzw. ca. 0.5 bis 10 Ma, für 53Mn und 10Be/21Ne Bedeckungsaltersdatierung, es gibt keine theoretische Obergrenze für 21,22Ne.
Die Erdatmosphäre unterliegt komplexen chemischen und dynamischen Prozessen, und eine genaue Kenntnis der Vertikalverteilung von Spurengasen und Aerosolen ist von größter Bedeutung für ein tiefgreifendes Verständnis des atmosphärischen Systems. Fernerkundungsmessungen sind bestens geeignet zur Bestimmung der atmosphärischen Vertikalstruktur. Boden- flugzeug- und satellitengebundene Fernerkundungsmessungen ermöglichen eine berührungslose Messung der atmosphärischen Zusammensetzung. Insbesondere stellt die Multi-Axiale Differentielle Absorptionsspektroskopie (MAX-DOAS) eine vielseitige und kostengünstige Methode zur Bestimmung der Vertikalverteilung zahlreicher Spurengase sowie von Aerosolen. Im Rahmen des beantragten Projektes wird ein neuartiger Auswertealgorithmus entwickelt, der eine vollständige Ausschöpfung des Informationsgehaltes von MAX-DOAS Streulichtmessungen zum Ziel hat. Im Gegensatz zu bisherigen Algorithmen erfolgen hierbei DOAS-Auswertung und Bestimmung des Vertikalprofils in einem einzigen Schritt. Von dieser gleichzeitigen Bestimmung von Vertikalprofilen von Spurengasen und Aerosolen direkt aus den gemessenen spektralen Radianzen erwarten wir eine signifikante Erhöhung des Gesamtinformationsgehaltes. Eine Simulation der breitbandigen spektralen Struktur, die in der traditionellen DOAS Analyse ignoriert wird, sowie eine explizite Modellierung der Rotations-Ramanstreuung (Ring-Effekt) liefern zusätzliche Informationen über den Zustand der Atmosphäre. Eine Kopplung eines T-Matrix- und/oder Mie-Streumodells an ein Strahlungstransportmodell ermöglicht in ähnlicher Weise wie bestehende Algorithmen für Aeronet Sonnenphotometermessungen die Bestimmung von mikrophysikalischen Aerosoleigenschaften, wie z.B. Größenverteilung und komplexer Brechungsindex, von Messungen im solaren Almukantarat. Dieser Algorithmus dient als Basis für eine eingehende Untersuchung des Gesamtinformationsgehaltes von MAX-DOAS Messungen bezüglich Spurengasen, Aerosolextinktion sowie mikrophysikalischen Aerosoleigenschaften. Messungen mittels eines polarisationssensitiven MAX-DOAS (PMAX-DOAS) Instruments, welches im Rahmen des Projektes entwickelt wird, ermöglichen eine weitere Erhöhung des Informationsgehaltes von Streulichtmessungen. Messungen des Himmelslicht bei verschiedenen Ausrichtungen eines rotierbaren Polarisationsfilters ermöglichen eine Rekonstruktion des Stokesvektors, und polarisationsabhängige Messungen der Intensität, der Spurengassäule sowie des Ringeffektes führen zu einer signifikanten Erhöhung der Genauigkeit von Aerosol- und Spurengasbestimmung. Zu einer vollständigen Nutzung des Informationsgehaltes von PMAX-DOAS-Messungen wird der Auswertealgorithmus auf der Basis eines vektorisierten Strahlungstransportmodells, das die Simulation des gesamten Stokes-Vektors ermöglicht, entwickelt.
Photosynthese und Respiration - die zwei dominierenden Komponenten des C-Haushaltes von Pflanzen und Ökosystemen - lassen sich mit konventionellen Methoden der Gaswechselmessung nicht mit befriedigender Präzision trennen. Dieser Sachverhalt begründet Defizite im Verständnis des C- und Energiehaushaltes von Kulturpflanzen und Ökosystemen. Im vorliegenden Vorhaben sollen neuartige CO2 Gaswechselmesstechniken in Kombination mit der kontinuierlichen Messung der C- und O-isotopischen Signaturen (d13C und d18O) des CO2 eingesetzt werden, um Photosynthese und Respiration eines Pflanzenbestandes im Licht zu quantifizieren und zu trennen. Grundlage hierfür ist die Bestimmung der natürlich entstehenden Unterschiede in der C- und O-isotopischen Signatur von photosynthetischen und respiratorischen CO2-Flüssen. Diese Ergebnisse werden mit Schätzwerten aus Untersuchungen mit anderen Methoden verglichen. In den Experimenten sollen Photosynthese, Respiration, Wachstum und Assimilateverteilung der Bestände durch differenzielle N-Ernährung manipuliert und deren Auswirkung auf die 13C- und 18O-Signaturen des respirierten und fixierten CO2 charakterisiert werden. Mit den gewonnenen Daten lässt sich erstmalig die Übertragbarkeit der bislang nur auf der Skala von Blättern verifizierten Modelle zur C- und O-Isotopendiskriminierung auf die Skala von Pflanzenbeständen und Ökosystemen überprüfen.
Die Auswirkungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit der Menschen auf lokaler oder regionaler Skala sind direkt offenkundig durch die schädlichen Effekte auf die Lebenswelt. Noch bedeutender ist die kritische Rolle, die VOC in chemischen Prozessen der Atmosphäre einnehmen. Die Bildung vieler sekundärer organischer Schadstoffe in der Atmosphäre wie Ozon, Peroxide, Aldehyde, Peroxyacetylnitrate und sekundäre organische Aerosole hängt entscheidend von der Verfügbarkeit der VOC und ihrer Vorläufersubstanzen ab. Wir planen die Messung von Isotopenverhältnissen und Konzentrationen spezifischer VOC in der Abluft großer Ballungszentren (MPC) in Europa und Asien durch Einsatz des Luftprobensammlers MIRAH auf den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-Asia. Die Luftproben werden im Labor mittels Gaschromatographie-Verbrennungs-Isotopen-Massenspektrometrie analysiert. Isotopenverhältnisse in VOC sind wertvolle Indikatoren zur Untersuchung von Reaktionen, die derzeitigen Messverfahren nicht direkt zugänglich sind. Transport- und Mischungsprozesse in der Atmosphäre können damit visualisiert werden, wertvolle Information über dominante Prozesse, an denen VOC beteiligt sind, gewonnen werden. Bereits in den letzten HALO-Missionen, TACTS/ESMVal und den beiden OMO-Missionen, konnten wir zeigen, dass die beantragte Messmethode ein sensitives Werkzeug ist, z.B. für Quellstudien von VOC, zur Ableitung von Transportwegen und deren Einfluss auf die Verteilung der VOC, zur Abschätzung des Mischungsgrads, der Unterscheidung zwischen dynamischen und chemischen Prozessen, als auch zur Untersuchung atmosphärischer Umwandlung und Verweilzeit spezifischer VOC. Die Wertstellung dieser Ergebnisse wird sogar noch gesteigert durch den Vergleich mit Ergebnissen aus 3-dimensionalen Chemie-Transport-Modellen. Die folgenden geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen betten sich in die übergreifenden Ziele von EMeRGe-EU and EMeRGe-ASIA: (1) Messung der Zusammensetzung der in Europa und Asien entspringenden Schadstofffahnen und Bestimmung des Beitrags bestimmter VOC an der Zusammensetzung der Atmosphäre; (2) Bestimmung der weitreichenden Luftverschmutzung sowie deren Einfluss auf die Verteilung bestimmter VOC; (3) Identifizierung möglicher Unterschiede im Transport und der Umwandlung von VOC, die mit besonderen einzigartigen Charakteristiken europäischer und asiatischer MPCs verbunden sind; (4) Identifizierung von Oxidations- und Zwischenprodukten des VOC-Abbaus; (5) Informationsgewinnung über Oxidationswege durch Messung von Vorläufer- und Oxidationsprodukten; (6) Altersbestimmung von Luftmassen in unterschiedlichen Stadien der Schadstofffahnen; (7) Gegenüberstellung photochemischer Prozessierung gegen Transport und Mischung; (8) Verbindung der Informationen aus Isotopenverhältnissen mit bestimmten regionalen meteorologischen Daten; (9) Bereitstellung der Messdaten für Chemietransportmodelle.
In laufenden Forschungsarbeiten werden inhaltliche Fragen und methodische Weiterentwicklungen aufgegriffen, um Aspekte des Klimaschutzes und der Klimavulnerabilität zu untersuchen. Neben der Frage geeigneter Methodenwerkzeuge, u.a. Geographische Informationssysteme, CRE kollaborativen Forschungsumgebungen, Netzwerkanalyse, Haushaltsbefragungen, Öffentlichkeitsarbeit widmet sich die Arbeitsgruppe der Ableitung von Indikatorensystemen. Besondere Beachtung finden auch transnationale Vergleiche bzw. Analysen. Bisherige Arbeiten bezogen sich regional auf Deutschland, die EU-Staaten, Nord- und Lateinamerika. Zusammen mit anderen Forschungseinrichtungen und Institutionen werden realitätsnahe und operationalisierbare Verfahren entwickelt. Bisherige Kontakte umfassen u.a. mehrere deutsche Kommunen und Stadtwerke, das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme Freiburg, das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, das Politikwissenschaftliche Institut der Universität Göteborg, Greater Vancouver Regional District in Burnaby, Puget Sound Clean Air Agency in Seattle.
In diesem Projekt werden die Grundlagen für den geplanten Monitor Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) erarbeitet. Dessen Implementierung ermöglicht eine detailliertere, kleinräumigeren Einschätzungen der Flächennutzungsentwicklung und wird so erstmals auch eine Bewertung der Entwicklung hinsichtlich von Leitbildern der Raumentwicklung (z. B. Innen- vor Außenentwicklung) auf verschiedenen räumlichen Ebenen ermöglichen. In diesem Projekt muss eine Vielzahl vorwiegend methodischer Fragen beantwortet werden. Wie können die dem Monitor zugrundeliegenden Geobasisdaten deutschlandweit automatisiert aufbereitet und ausgewertet werden. Welche Indikatoren sind in der Praxis von Bedeutung und wie können diese berechnet werden? Wie kann mit den heterogenen Fortführungsständen der einzelnen Bundesländer umgegangen werden? Wie kann die riesige Datenmenge strukturiert, kleinteilig und interaktiv im Internet visualisiert werden? Nach Fertigstellung der konzeptionellen Grundzüge wird das Projekt anfänglich die Datengrundlagen zusammenstellen (Datenhomogenisierung, Fehlerberichtigungen, Aufbereitung administrativen Gebietsstände, Einführung eines Zeitschnittmanagements, Metadatenbeschreibung, Datenaggregationen auf verschiedenen administrativen Gebietseinheiten). Parallel dazu werden die methodischen Grundlagen für den Monitor entwickelt. Das umfasst die Konzeption und Umsetzung eines geeigneten Datenbankmodells, die Erstellung und Testung von Datenaufbereitungs- und Indikatorberechnungsprogrammen und die Entwicklung von Methoden der automatisierten Qualitätskontrolle (Plausibilitätsteste usw.) Letzteres ist angesichts der Datenmenge und der späteren Belastbarkeit der räumlich sehr hochauflösenden Indikatoren von besonderer Bedeutung. Letztlich werden in dem Projekt auch die Grundlagen für die Visualisierung der Monitorergebnisse geschaffen. Die Ergebnispräsentation umfasst einerseits eineautomatisierte Erstellung von räumlich und/oder zeitlich vergleichenden Ergebnisberichten zur Flächenentwicklung (downloadbar im PDF-Format). Parallel dazu werden für eine verbessert räumlichen Wahrnehmung die Indikatorenwerte auch in graphischer Form via WebGIS visualisiert. Hierzu müssen unter Beachtung von Standards (u. a. OGC, INSPIRE) geeignete Programmoberflächen geschaffen werden. Das Projekt baut auf umfangreiche Vorarbeiten im IÖR auf und wird wegen seiner Bedeutung (dauerhaftes, deutschlandweites Flächenmonitoring) auch mit verschiedenen Experten in Deutschland abgestimmt. Die Realisierung des IÖR-Monitors erfolgt schrittweise. Nach Abschluss der konzeptionellen Arbeiten wird ein Set wichtiger Kernindikatoren berechnet und zeitnah veröffentlicht. Dieses wird dann sukzessiv um weitere Indikatoren ergänzt, die dann wiederholt berechnet und veröffentlicht werden. Später ist auch die Integration der Kennwerte retrospektiver Zeitschnitte geplant.
Dieses interdisziplinäre Projekt untersucht den Wechsel von der vegetativen zur reproduktiven Phase im Lebenszyklus der Blütenpflanzen mit Hilfe von evolutionären Transkriptomansätzen. In Kooperation mit vier Partnern aus dem SPP 1530 werden wir hochauflösende Zeitreihen von Transkriptomen vor, während und nach der Blühinduktion in Arabidopsis thaliana, Capsella rubella, Brassica napus, Beta vulgaris, Vitis vinifera und Hordeum vulgare mit Hilfe von Next Generation Sequencing von RNA Populationen generieren. Basierend auf diesen Daten wollen wir (i) neue, transkriptionelle Regulatoren der Blühinduktion mittels Comparative Transcriptomics identifizieren, und (ii) eine mögliche Existenz evolutionär konservierter Transkripttommuster aufdecken. Mit dem Comparative Transcriptomics Ansatz werden wir genregulatorische Netzwerke konstruieren, um (a) das bekannte Blühinduktionsnetzwerk auf evolutionärer Ebene zu verstehen und (b) neue, potentielle Regulatoren der Blühinduktion zu identifizieren und mittels revers genetischer Ansätze funktionell zu evaluieren. Phylotranscriptomics kombiniert phylogenetische und transkriptionelle Information und soll uns helfen festzustellen, ob bestimmte ontogenetische Stadien vor, während und nach der Blühinduktion evolutionär konserviert oder evolutionär variabel sind. Darüber hinaus werden wir ein Web-basiertes Tool entwickeln, das Phylotranscriptomics sowohl für die Mitglieder des SPP 1530, als auch für die Pflanzencommunity weltweit zugänglich macht. Die Kombination beider Ansätze, Comparative Transcriptomics und Phylotranscriptomics, wird es uns erlauben, den entwicklungsbiologischen Wechsel von der vegetativen zur reproduktiven Phase im Lebenszyklus von Blütenpflanzen aus evolutionärer Perspektive zu betrachten.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 3528 |
| Land | 9 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 3287 |
| Gesetzestext | 1 |
| Text | 238 |
| unbekannt | 13 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 241 |
| offen | 3298 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 3211 |
| Englisch | 665 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 124 |
| Keine | 2169 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 1247 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2182 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2893 |
| Luft | 1718 |
| Mensch und Umwelt | 3540 |
| Wasser | 1545 |
| Weitere | 3302 |