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Methan-Flüsse und Isotopenzusammensetzung über heterogenen Landschaften im arktischen Permafrost und sibirischen Moorgebieten (MICHAEL)

Arktischer Permafrost und sibirische Feuchtgebiete stellen global wichtige Quellen für das Treibhausgas Methan dar. Bei weiterer Klimaerwärmung werden die Emissionen zunehmen. Da nur sehr wenige kontinuierliche Methan-Messstationen in der russischen Arktis und Sibirien vorhanden sind, dienen sie als Ausgangspunkt für Schätzungen der Emissionen auf regionalen Skalen. Gleichzeitig tragen kleinskalige Heterogenitäten der Landschaft wesentlich an Unsicherheit zur Abschätzung von Methan-Flüssen bei. Zeitlich und räumlich hochaufgelöste Methanflüsse und Wärme- und Feuchtebilanzen sind nur mit einer Kombination von mehreren Messmethoden möglich. Dieser Mangel an hochaufgelösten Datensätzen behindert die Weiterentwicklung und Validierung der Simulation des Zusammenhangs von Landbedeckung und Emissionen.Das Projekt MICHAEL hat als Ziele i) die Erhebung eines zeitlich und räumlich hochaufgelösten Datensatzes von Methan-Emissionen, turbulenten Wärmeflüssen und der Methan-Isotopen-Verteilung mit neuen und traditionellen Beobachtungsmethoden und ii) die Weiterentwicklung von Land-Oberflächen-Modellen und Parametrisierungen zur besseren Berücksichtigung von Landschafts-Inhomogenitäten. Dafür werden an zwei Orten Messkampagnen durchgeführt, nämlich an der Samoylov-Station im Lena-Delta und Mukhrino, zentral in Westsibirien gelegen. Der besondere Fokus liegt auf kleinskaliger Variabilität und dem Einfluss von verschiedenen Landschafts-Strukturen auf die Atmosphäre. Bodengestützte Eddy-Kovarianz (EC)- und Kammer-Messungen werden ergänzt mit zusätzlichen boden- und fluggestützten Messungen mit unbemannten Flugsystemen (UAS) von meteorologischen Parametern und Bodeneigenschaften, Wärme- und Methanflüssen, sowie Profilen der Methankonzentration und –isotopie. Drei UAS werden eingesetzt: Ein Flächenflugzeug für meteorologische Messungen und Strahlung, ein Quadrocopter für Vertikalprofile der Methankonzentration und –isotopie durch Analyse von Luftproben, und ein Kipprotor-System für Methan-Flüsse. Die UAS werden abhängig von Windrichtung, Stabilität und Oberfläche in einem Radius von 10 km um die Observatorien eingesetzt. Damit werden die Genauigkeit von traditionellen EC- und Kammer-Messungen und Ansätze zur Skalierung bewertet.Mit numerischen Simulationen wird die 3D-Variabilität von Methan-Emissionen in die Atmosphäre berechnet. Die zusätzlich entwickelte Land-Oberflächen-Modellierung berücksichtigt Austauschprozesse über inhomogenen Oberflächen. Die Ergebnisse der Simulationen werden mit Messdaten bewertet, und der Einfluss von räumlichen Inhomogenitäten auf die Atmosphäre wird bestimmt.

Water column raw data (Wärtsilä ELAC 3050 MK II entire dataset) of RV ALKOR during cruise AL575

Raw water column data were collected aboard RV ALKOR during cruise AL575 using a 50kHz Elac Seabeam 3050 (SB3050 MKII) multibeam echosounder by ELAC Nautic. This system had been installed originally on the former RV POSEIDON and was transferred to RV ALKOR just before this cruise. During AL575 it was mainly used it to acquire water column data for online gas seep detection. Water column and side scan data are stored in .wci & .raw format; bathymetry and backscatter data are stored as .xse. .xse data can either be read directly in MBSystem, Hypack or Qimera post-processing software or they can be converted to .hsx (Caris readable). The expedition took place during 2022-06-28 – 2022-07-13 from Kiel to Kiel (Germany) in the North Sea. The major aim of AL575 - GEOSTOR leak are to investigate and contribute to the assessment of the mechanisms and potential risks of CO2 leakage along boreholes drilled through the sedimentary overburden above subseafloor storage formations in the North Sea. Data were recorded in the EEZs of UK and Germany. Sound velocity profiles (SVP) were applied on the data for calibration. Please see the cruise report for details. The data are unprocessed and can therefore contain incorrect measurements (artifacts) if not further processed. Note that refraction errors may occur when no proper SVP is applied. Data acquisition and provision was done by GEOMAR and they are published according to the FAIR principles.

GTS Bulletin: FTRO31 LROM - Forecast (details are described in the abstract)

The FTRO31 TTAAii Data Designators decode as: T1 (F): Forecast T1T2 (FT): Aerodrome (VT >= 12 hours) A1A2 (RO): Romania (The bulletin collects reports from stations: LRBS;BANEASA INT;LRCK;MIHAIL KOGALNICEANU INT;LROP;HENRI COANDA INT;LRSB;SIBIU INT ;LRTR;TIMISOARA TRAIAN VUIA;)

GTS Bulletin: SARO31 LROM - Surface data (details are described in the abstract)

The SARO31 TTAAii Data Designators decode as: T1 (S): Surface data T1T2 (SA): Aviation routine reports A1A2 (RO): Romania (The bulletin collects reports from stations: LRBS;BANEASA INT;LRCK;MIHAIL KOGALNICEANU INT;LROP;HENRI COANDA INT;LRSB;SIBIU INT ;LRTR;TIMISOARA TRAIAN VUIA;)

Pulverlackierung von Automobilkarossen

Durch die Verwendung von Pulverlacken bei der Automobillackierung ist eine Lackierung ohne Emission moeglich. Die Handhabung der feinkoernigen Pulverlackpartikeln ist jedoch aeusserst problematisch. Ein Problem hierbei ist das gleichmaessige Auftragen der Partikeln, also kein Pulsieren des Pulverstromes bei der Applikation und keine Agglomeration der Pulverpartikeln. Eine Moeglichkeit feinkoernigen Pulverlack zu applizieren besteht darin, den Pulverlack in fluessigen Stickstoff zu suspendieren. Nach der Zerstaeubung der Suspension verdampft der fluessige Stickstoff und die Pulverlackpartikeln koennen trocken auf der Automobilkarosse abgeschieden werden. Im Forschungsvorhaben wird ein Verfahren entwickelt, mit dem die Pulverlackpartikeln in duennen Schichten (z.B. 10 Mikrometer) auf Automobilkarossen aufgebracht werden koennen.

Die vertikale Dimension des Naturschutzes: Ein kostengünstiger Plan zur Einbeziehung unterirdischer Ökosysteme in die Biodiversitäts- und Klimaschutzagenden nach 2020

Subterrane Ökosysteme beherbergen eine breite Vielfalt spezialisierter und endemischer Organismen, die einen einzigartigen Bruchteil der globalen Vielfalt ausmachen. Darüber hinaus leisten sie entscheidende Beiträge der Natur für die Menschen – insbesondere die Bereitstellung von Trinkwasser für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung. Diese unsichtbaren Ökosysteme werden jedoch bei den Biodiversitäts- und Klimaschutzzielen für die Zeit nach 2020 übersehen. Nur 6,9 % der bekannten subterranen Ökosysteme überschneiden sich mit dem ´Netzwerk von Schutzgebieten. Zwei Haupthindernisse sind für diesen Mangel an Schutz verantwortlich. Erstens bleiben subterrane Biodiversitätsmuster weitgehend unkartiert. Zweitens fehlt uns ein mechanistisches Verständnis der Reaktion subterraner Arten auf vom Menschen verursachte Störungen. Das DarCo-Projekt zielt darauf ab, subterrane Biodiversität in ganz Europa zu kartieren und einen expliziten Plan zur Einbeziehung subterraner Ökosysteme in die Biodiversitätsstrategie der Europäischen Union (EU) für 2030 zu entwickeln. Zu diesem Zweck haben wir ein multidisziplinäres Team führender Wissenschaftler in subterraner Biologie und Makroökologie zusammengestellt und Naturschutz aus einem breiten Spektrum europäischer Länder. Das Projekt gliedert sich in drei Arbeitspakete, die der direkten Forschung gewidmet sind (WP2-4), plus ein viertes (WP5), das darauf abzielt, die Verbreitung der Ergebnisse und das Engagement der Interessengruppen für die praktische Umsetzung des Naturschutzes zu maximieren. Zunächst werden wir durch die Zusammenstellung bestehender Datenbanken und die Nutzung eines kapillaren Netzwerks internationaler Mitarbeiter Verbreitungsdaten, Merkmale und Phylogenien für alle wichtigen subterranen Tiergruppen sammeln, einschließlich Krebstiere, Mollusken, Insekten und Wirbeltiere (WP2). Diese Daten werden dazu dienen, die Reaktionen von Arten auf menschliche Bedrohungen mithilfe der hierarchischen Modellierung von Artengemeinschaften (WP3) vorherzusagen. Die Vorhersagen der Modelle zur Veränderung der biologischen Vielfalt werden die Grundlage für eine erste dynamische Kartierung des subterranen Lebens in Europa bilden. Durch die Verschneidung von Karten von Diversitätsmustern, Bedrohungen und Schutzgebieten werden wir einen Plan zum Schutz der subterranen Biodiversität entwerfen, der das aktuelle EU-Netzwerk von Schutzgebieten (Natura 2000) ergänzt und gleichzeitig klimabedingte Veränderungen in subterranen Ökoregionen berücksichtigt (WP4). Schließlich versuchen wir durch gezielte Aktivitäten in WP5, das gesellschaftliche Bewusstsein für subterrane Ökosysteme zu schärfen und Interessengruppen einzuladen, die subterrane Biodiversität in multilaterale Vereinbarungen einzubeziehen. In Übereinstimmung mit dem europäischen Plan S werden wir alle Daten offen und wiederverwendbar machen, indem wir eine zentralisierte und offene Datenbank zum subterranen Leben entwickeln – die Subterranean Biodiversity Platform.

INSPIRE-WMS SL Hydro - Physische Gewässer ATKIS Basis-DLM - Bauwerke an Gewässern

Dieser Dienst stellt für das INSPIRE-Thema Gewässernetz (Hydro-Physische Gewässer) aus ATKIS Basis-DLM umgesetzte Daten bereit.:Dieser Layer visualisiert die saarländischen Bauwerke an Gewässern, abgeleitet aus dem ATKIS Basis-DLM. Die Datengrundlage erfüllt die INSPIRE Datenspezifikation.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Investigation of mechanism driving glacial/interglacial variability in stratification/mixing and biological productivity of the Pacific Southern Ocean and potential implications on air-sea CO2-exchange: synthesis of climate and ocean biogeochemical modeling with paleoceanographic reconstructions

Atmospheric CO2 concentrations present a repetitive pattern of gradual decline and rapid increase during the last climate cycles, closely related to temperature and sea level change. During the Last Glacial Maximum (LGM; 23-19 kyr BP), when sea level was ca. 120 m below present, the ocean must have stored additionally about 750 Gt carbon. There is consensus that the Southern Ocean represents a key area governing past and present CO2 change. The latter is not only of high scientific but also of socio-economic and political concern since the Southern Ocean provides the potential for an efficient sink of anthropogenic carbon. However, the sensitivity of this carbon sink to climate-change induced reorganizations in wind patterns, ocean circulation, stratification, sea ice extent and biological production remains under debate. Models were not yet able to reproduce the necessary mechanisms involved, potentially due to a lack of the dynamic representation/resolution of atmospheric and oceanic circulation as well as missing carbon cycling. Data on past Southern Ocean hydrography and productivity are mainly from the Atlantic sector, thus do not adequately document conditions in the Pacific sector. This sector is not only the largest part of the Southern Ocean, but it also represents the main drainage area of the marine-based West Antarctic Ice Sheet (WAIS). In the proposed study we aim to generate paleo-data sets with a newly established proxy method from sediment core transects across the Pacific Southern Ocean. This will enhance the baselines for the understanding and modeling of the Southern Ocean's role in carbon cyling, i.e. ocean/atmosphere CO2 exchange and carbon sequestration. It will also allow insight into the response of the WAIS to past warmer than present conditions. Paired isotope measurements (oxygen, silicon) will be made on purified diatoms and radiolarians to describe glacial/interglacial contrasts in physical and nutrient properties at surface and subsurface water depth. This will be used to test (i) the impact of yet unconsidered dust-borne micronutrient deposition on the glacial South Pacific on shifts of primary productivity, Si-uptake rates and carbon export, (ii) the 'silicic-acid leakage' hypothesis (SALH) and (iii) the formation and extent of surface water stratification. Diatom and radiolarian oxygen isotopes will provide information on the timing of surface ocean salinity anomalies resulting from WAIS melt water. Climate model simulations using a complex coupled atmosphere ocean general circulation model (AOGCM) in combination with a sophisticated ocean biogeochemical model including Si-isotopes will be used for comparison with the paleo records. The analysis will cover spatial as well as temporal variability patterns of Southern Ocean hydrography, nutrient cycling and air-sea CO2-exchange. With the help of the climate model we aim to better separate and statistically analyse the individual impacts of ocean circulation and bio

Seenforschung: Arbeitsrichtung 'Energie- und Stofffluesse'

Ausnuetzung des Phosphors; Phosphor-Fluesse: Die Biomassensynthese wird in Seen nicht nur durch das Gesamtangebot an Phosphor gesteuert, sondern auch durch intrabiozoenotische Vorgaenge und intrazellulaere Speicherung beeinflusst (kleiner P-Kreislauf). Der Kreislauf ist lange bekannt, doch wurde bisher seiner physiolog. Problematik zu wenig Beachtung geschenkt. Messung und Interpretation der Primaerproduktion auf moderner Grundlage: Die Primaerprod. ist eine Basisstufe der Erzeugung organischer Stoffe. Hier geht es um den Einsatz eines Modells zur Berechnung des Langzeit-Produktionsintegrals zusammen mit Langzeit-Lichtregistrierungen und punktuellen Photosynthese- und Biomassenbestimmungen. Analyse des Zooplanktoneinflusses (Grazin, Predation) auf das Gesamtsystem: Pelagische Biozoenosen (Algenhochprod., Abweiden, Wegfrass der Herbivoren etc.), die nur durch Verschwinden des jeweiligen Opfers begrenzt werden (grosse Fluktuationen). Messungen der Vorgaenge sollen Modellansaetze fuer den Jahresverlauf ermoeglichen.

Mitwirkung bei WaBoLu

Zielsetzung: Allgemeines Ziel dieses disziplinuebergreifenden, aber mindestens teilweise kohaerenten Forschungsprojektes ist, einige der vielseitigen Wechselwirkungen zwischen der Belastung der Atmosphaere und der Einwirkung atmosphaerischer Schadstoffe auf aquatische und terrestrische Oekosysteme zu untersuchen, aufzuzeigen, wie wichtige hydrogeochemische Kreislaeufe, die Land, Waser und Luft koppeln, gestoert sind und zu dokumentieren, wie Schaeden in der Umwelt in Beziehung zum anthropogenen Einfluss stehen. Die mitwirkenden Physiker, Chemiker, Biologen und Forstwissenschaftler haben eine - spontan aus der Wechselwirkung von Hochschulangehoerigen entstandene - fachbereichsuebergreifende komplementaere Arbeitsgemeinschaft zur Erfoschung einiger wichtiger Gegenwartsprobleme auf dem Gebiete der Umweltwissenschaften aufgebaut; sie gehen davon aus, dass es an der ETHZ notwendig ist, zusaetzlich zur Grundlagenforschung und weiterwachsenden Spezialisierung jene heute meist fehlenden Methoden zur Behandlung von Systemen mit komplexen Wechselwirkungen - wie dies interdependente, rueckgekoppelte Wasser-Boden-Luftsysteme darstellen - zu entwickeln und mit Hilfe der vorgelegten Projekte eine disziplinuebergreifende Verstaendigung zu suchen. Diese Forschung wird von der Schulleitung der ETHZ finanziert.

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