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Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, COALA – Kontinuierliche Beobachtungen von Aerosol-Wolken-Interaktion in der Antarktis

Das unvollständige Verständnis der Wechselwirkung von Aerosolpartikeln mit Strahlung, Wolken und Niederschlag ist eine Schlüsselfrage der Atmosphärenforschung. Detaillierte Beobachtungen sind erforderlich, um die komplexen Zusammenhänge zwischen den beteiligten Prozessen zu erfassen. Dies gilt insbesondere für die abgelegene Region der Antarktis, wo bodengestützte, vertikal aufgelöste Langzeitbeobachtungen von Aerosol, Wolken und Niederschlag selten sind und Satellitenbeobachtungen technischen Beschränkungen unterliegen. Um die Messlücke mit modernsten Beobachtungen zu schließen, wird TROPOS die Messplattform OCEANET-Atmosphere zwischen den Südsommern 2022/23 und 2023/24 an der Station Neumayer III (70,67°S, 8,27°W) einsetzen. OCEANET-Atmosphere ist ein autonomer, polar-erprobter, modifizierter 20-Fuss-Messcontainer, der erst kürzlich erfolgreich während MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) eingesetzt wurde. Die Instrumentierung während COALA umfasst ein Mehrwellenlängen-Polarisations- und ein Doppler-Lidar, ein 35-GHz-Wolkenradar, ein Mikrowellenradiometer sowie jeweils ein 1-d und 2-d-Niederschlags-Disdrometer. OCEANET ist die einzige polare Einzelcontainer-Plattform, die mit Mehrwellenlängen-Lidar, Radar und Mikrowellenradiometer Wolken und Niederschlag sowie mit Doppler-Lidar und -Radar turbulente Luftbewegungen in Wolken an verschiedenen Messstandorten beobachten kann.Die zeitliche und vertikale Auflösung des gewonnenen Datensatzes wird in der Größenordnung von 30 s (2 s für Vertikalgeschwindigkeitsbeobachtungen) und 30 m liegen. COALA ist ein 3-Jahres-Projekt. Ein Postdoktorand wird für den Einsatz von OCEANET-Atmosphere bei Neumayer III und die Datenanalyse verantwortlich sein und dabei von Experten am TROPOS unterstützt. Die Beobachtungen werden in erster Linie dazu dienen, die Schlüsselhypothese von COALA zu untersuchen, dass Aerosol aus dem Südlichen Ozean, den mittleren Breiten und den Subtropen der südlichen Hemisphäre in die Antarktis transportiert wird, wo es die Bildung und Entwicklung von Wolken und Niederschlag beeinflusst. Die Arbeiten konzentrieren sich auf (1) die Untersuchung des Ursprungs, der Häufigkeit und der Eigenschaften des Aerosols über der Station Neumayer III, (2) die Untersuchung des Einflusses von Oberflächen- und Grenzschicht-Kopplungseffekten auf die Eigenschaften und die Entwicklung von tiefen Wolken, (3) die Untersuchung des Beitrags von Dynamik (orographische Wellen), Aerosol und Meteorologie zur Verteilung der Eis- und Flüssigphase in Wolken über Neumayer III, (4) zur Untersuchung der vertikalen Struktur von Wolken und ihrer Beziehung zur Niederschlagsbildung und (5) zur Bewertung regionaler Kontraste in den Eigenschaften von Aerosolen und Wolken und den damit verbundenen Aerosol-Wolken-Wechselwirkungsprozessen, indem die Neumayer-III-Beobachtungen von vorhandenen Datensätzen aus Südchile, Zypern, Deutschland und der Arktis kontrastiert werden.

METOP GOME-2 - Sulfur Dioxide (SO2) - Global

Gridded Level 3 SO2 total column densities derived from the Metop/GOME-2-instruments. Volcanoes are the largest soures of SO2 in the atmosphere, depending on the erruption the Sulfurous compounds can be injected into stratosphere but in most cases it stays within the troposphere. Another important source is the coal combustion. Desulfurisation facilities within the power stations have reduced the sulfur emissions around the globe. In the stratosphere sulfur is a key component for building up aerosols, which reflect parts of the solar irradiation. The total SO2 column is retrieved from GOME solar back-scattered measurements in the ultraviolet wavelength region [using the DOAS method]. Depending on the plume SO2 can be a very strong absorber, because of that the ODAS retrieval might have some smaller issues, they can be reduced by choosing different wavelenght ranges depending on the signal. We apply three different fitting windows between 310 and 360nm. For the AMF, we assume a plumeheight of 6 km altitude. The Global Ozone Monitoring Experiment-2 (GOME-2) instrument continues the long-term monitoring of atmospheric trace gas constituents started with GOME / ERS-2 and SCIAMACHY / Envisat. Three instruments operate on board EUMETSAT's Meteorological Operational satellites MetOp-A, -B, and -C, launched in 2006, 2012, and 2018, respectively. GOME-2 measures a range of atmospheric trace constituents, with the emphasis on global ozone distribution. Furthermore, cloud properties and intensities of ultraviolet radiation are retrieved. These data are crucial for monitoring the atmospheric composition and the detection of pollutants. DLR generates operational GOME-2 / MetOp products in the framework of EUMETSAT's Satellite Application Facility on Atmospheric Composition Monitoring (AC-SAF).

Abundance and biomass of macrofauna in the German Bight from 2012 to 2015

The long-term ecological research benthic monitoring comprises four representative permanent stations (SSd, Slt, FSd and WB) that have been sampled countinuously since 1969. The four stations are representative for the different benthic communities in the German Bight. Inter-annual variability and possible long-term trends were analysed based on spring-time samples since 1969. Earlier datasets have been published in the publication series https://doi.org/10.1594/PANGAEA.667646. Macrozoobenthos of soft-bottom benthic community was collected by van-Veen grabs. This dataset contains the continuation of this time series with the samples collected in spring between 2012 and 2015 each year in the North Sea, German Bight. Data for each campaign comprise four stations in the German Bight, sampled by grab samples (infauna). Biodiversity data of species include abundance (count data) and biomass (wet mass, g) per sample.

Continuous recordings of environmental parameters at station 13, Platengrund (2021-09 - 2024-09)

Additionally, at four shallow water stations (Booknis Eck, Buelk, Behrensdorf and Katharinenhof) temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged at 2-3 m depth by self-contained data loggers. These are: (I) MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering; http://pme.com; ±10 µmol L-1 or ±5 % saturation) including copper antifouling option (copper plate and mesh) to measure dissolved oxygen concentration and (II) DST CT salinity & temperature loggers (Star-Oddi; http://star-oddi.com; ±1.5 mS cm-1) to record the conductivity. Both sensor types additionally record water temperature with an accuracy of ± 0.1 °C. The sampling interval was set to 30 minutes for all parameters. In context of the long-term monitoring project RegLocDiv (Regional-Local-Diversity) by M. Wahl (Franz, M. et al. 2019a), another seven stations were equipped with the same two types of sensors at 4-6 m depth to continuously record environmental parameters (again: temperature, salinity, dissolved oxygen) and included into this data set. These stations are at: Falshoeft, Booknis Eck, Schoenberg, Westermarkelsdorf, Staberhuk, Kellenhusen and Salzhaff (abandoned in 2023). Since 2021, in the context of implementing a reef monitoring to fulfil obligations by the EU Habitats Directive, step-by-step, eleven further stations were installed at reefs in the Schleswig-Holstein Baltic Sea. These are at: Platengrund (14 m depth) and Mittelgrund (8 m) (both since 2021), at Walkyriengrund (9 m), Brodtener Ufer (8 m), Außenschlei (11 m), Kalkgrund (8 m), Stollergrund (7.5 m) and Flueggesand (10 m) (all since 2022), as well as at Gabelsflach (10 m), Sagasbank (8.5 m) and Stabehuk (11.5 m) (all since 2023). Again, at all of these 11 stations, temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged by self-contained data loggers: Conductivity (and temperature) is logged by HOBO® Salt Water Conductivity/Salinity Data Logger (Onset Computer Corporation, Bourne, MA, USA; https://www.onsetcomp.com) using the U2X protective housing to prevent fouling on the sensors. The same MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering) as at the above mentioned more shallow stations (including antifouling copper plate and mesh) are used to measure dissolved oxygen concentration. Dissolved oxygen concentration data measured by the MiniDOT loggers are corrected for a depth of 10 m (or 2,5 m on the shallow stations) using the software provided by the manufacturer. Additionally, a manual compensation for salinity was calculated (see details in Franz, M. et al. 2019b). Quality control was carried out by spike and gradient tests, following recommendations of SeaDataNet quality control procedures (see https://seadatanet.org/Standards/Data-Quality-Control). All data values were flagged according to applied quality checks using the following flags: 1 = Pass, 2 = Suspect, 3 = Fail, 4 = Visually suspect, 5 = Salinity compensation fail (further explanations can be found in Franz, M. et al. 2019b).

Continuous recordings of environmental parameters at station 17, Sagasbank (2023-10 - 2024-09)

Additionally, at four shallow water stations (Booknis Eck, Buelk, Behrensdorf and Katharinenhof) temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged at 2-3 m depth by self-contained data loggers. These are: (I) MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering; http://pme.com; ±10 µmol L-1 or ±5 % saturation) including copper antifouling option (copper plate and mesh) to measure dissolved oxygen concentration and (II) DST CT salinity & temperature loggers (Star-Oddi; http://star-oddi.com; ±1.5 mS cm-1) to record the conductivity. Both sensor types additionally record water temperature with an accuracy of ± 0.1 °C. The sampling interval was set to 30 minutes for all parameters. In context of the long-term monitoring project RegLocDiv (Regional-Local-Diversity) by M. Wahl (Franz, M. et al. 2019a), another seven stations were equipped with the same two types of sensors at 4-6 m depth to continuously record environmental parameters (again: temperature, salinity, dissolved oxygen) and included into this data set. These stations are at: Falshoeft, Booknis Eck, Schoenberg, Westermarkelsdorf, Staberhuk, Kellenhusen and Salzhaff (abandoned in 2023). Since 2021, in the context of implementing a reef monitoring to fulfil obligations by the EU Habitats Directive, step-by-step, eleven further stations were installed at reefs in the Schleswig-Holstein Baltic Sea. These are at: Platengrund (14 m depth) and Mittelgrund (8 m) (both since 2021), at Walkyriengrund (9 m), Brodtener Ufer (8 m), Außenschlei (11 m), Kalkgrund (8 m), Stollergrund (7.5 m) and Flueggesand (10 m) (all since 2022), as well as at Gabelsflach (10 m), Sagasbank (8.5 m) and Stabehuk (11.5 m) (all since 2023). Again, at all of these 11 stations, temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged by self-contained data loggers: Conductivity (and temperature) is logged by HOBO® Salt Water Conductivity/Salinity Data Logger (Onset Computer Corporation, Bourne, MA, USA; https://www.onsetcomp.com) using the U2X protective housing to prevent fouling on the sensors. The same MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering) as at the above mentioned more shallow stations (including antifouling copper plate and mesh) are used to measure dissolved oxygen concentration. Dissolved oxygen concentration data measured by the MiniDOT loggers are corrected for a depth of 10 m (or 2,5 m on the shallow stations) using the software provided by the manufacturer. Additionally, a manual compensation for salinity was calculated (see details in Franz, M. et al. 2019b). Quality control was carried out by spike and gradient tests, following recommendations of SeaDataNet quality control procedures (see https://seadatanet.org/Standards/Data-Quality-Control). All data values were flagged according to applied quality checks using the following flags: 1 = Pass, 2 = Suspect, 3 = Fail, 4 = Visually suspect, 5 = Salinity compensation fail (further explanations can be found in Franz, M. et al. 2019b).

Deutsches Bienenmonitoring

Das Deutsche Bienenmonitoring ist eine langfristig angelegte Kohortenstudie, bei der die systematische Erfassung (Protokollierung), Beobachtung und Überwachung bestimmter Parameter bei einer Kohorte von ca. 1200 Bienenvölkern über einen längeren Zeitraum und möglichst mit denselben Methoden im Vordergrund steht. Zu den regelmäßig erfassten Parametern gehören neben den imkerlichen Maßnahmen alle aktuell relevanten Bienenpathogene einschließlich potentieller invasiver Parasiten, Untersuchungen der Honige inclusive der standortspezifischen Pollenspektren sowie Rückstandsanalysen unter Einbeziehung fast aller relevanten Wirkstoffe aus dem Pflanzenschutz und der Varroabekämpfung. In Verbindung mit der quantitativen Erfassung von Entwicklung, Honigerträgen und Überwinterungsverlusten der individuellen Monitoringvölker können retrospektiv Ursachenanalysen durchgeführt werden. Im Gegensatz zu rein experimentellen Ansätzen liegt der Schwerpunkt dieses Monitoringprojektes daher zunächst in der kontinuierlichen und langfristigen Dokumentation der o. a. Parameter, da nur so eine statistisch belastbare Analyse über die wechselseitigen Einflüsse verschiedener Pathogene, Umwelteinflüsse und imkerlichen Maßnahmen auf die Gesundheit von Bienenvölkern möglich ist. Die in diesem Projekt etablierte Datenbank bildet zugleich eine wesentliche Informationsgrundlage zur Verbreitung von bekannten und neu eingeschleppten Bienenpathogenen sowie für deren seuchenrechtliche Beurteilung. Die Ergebnisse und Erfahrungen aus diesem Bienenmonitoring sind auch Grundlage für eine jeweils aktuelle und nachhaltige Beratung der Imker zur Vermeidung von Winterverlusten und zum Erhalt vitaler Bienenvölker.

Neophyten-Monitoring.org - Ein offenes Internet-Portal zur Kartierung von Neophyten (gebietsfremde Pflanzenarten)

Das Portal Neophyten-Monitoring wurde ins Leben gerufen, um Standorte und die weitere Verbreitung gebietsfremder Pflanzen, die sich gegenüber heimischen Arten invasiv verhalten, fortlaufend zu beobachten. Besonders das erstmalige Auftreten an einem Standort und die Geschwindigkeit der Ausbreitung in den Folgejahren sollen beobachtet und web-basiert kartiert werden. Mancherorts wird versucht diese Neophyten zum Erhalt des Landschaftsbildes, aus Gewässerschutzgründen oder zur Vermeidung gesundheitlicher Gefahren für den Menschen dauerhaft zu entfernen. Hierzu kann das Portal beitragen, indem neue Standorte für jedermann sichtbar werden, aber auch, indem die Entwicklung bekämpfter Standorte in den nachfolgenden Wachstumsperioden dokumentiert wird. Die Erfassung der Daten erfolgt ausschließlich durch ehrenamtliche und freiwillige Mitwirkende, die nach einer Registrierung ohne technische Vorkenntnisse Pflanzenstandorte über den Webbrowser eingeben. Nach dem Wiki-Prinzip sollen richtige Einträge bestätigt, irrtümlich vorgenommene Eingaben hingegen aufgedeckt und korrigiert oder aktualisiert werden. Das Ziel ist, genügend naturinteressierte Menschen hierfür zu gewinnen: Dann wird eine flächendeckende Beobachtung der Entwicklung der Neophyten in Deutschland möglich, hochinteressant für die Wissenschaft und auch praktisch überaus nützlich, um regionalen Handlungsbedarf zu erkennen. In einer ersten Phase können vier (von unzähligen anderen) Neophytenarten bearbeitet werden.

Incubation set-up during mesocosm experiments with brown algae

Six mesocosm experiments with specimens of Fucales or Laminariales were conducted across six georegions (3 mesocosms with brown algae, 3 mesocosms without brown algae). Incubations lasted 24 days, followed by a year-long monitoring of incubation water. During the first 12 days, brown algae were maintained in mesocosms adjacent to control mesocosms, with 1 L of water sampled every second day. Half of the mesocosm water was replaced with fresh seawater after each sampling. Environmental conditions and primary productivity of specimens was recorded during the incubation. After 12 days, specimens were removed and incubation continued for another 12 days, maintaing the same sampling routine. At the end of the 24 day- incubation period, long-term monitoring was set-up with 6-10L of incubation water in two different conditions: one exposed to a controlled light cycle at 20°C, the second set in darkness at 4°C with added nutrients (40 µM NO3- and 3µM PO43-). Additional water samples were collected along transects extending from near-shore brown algae poplulations. Water samples were filtered over pre-combusted GFF filters (450°C, 4.5h), and both the filtrate and filters were analysed for dissolved organic carbon (DOC), particulate organic carbon (POC). Fucoidan was quantified in dissolved (>1kDa) fraction and surface active fraction (SAF) (> 1kDa and negative charged fraction purified with anion exchange chromatography) fractions through monosaccharide quantification after acid-hydrolysis (100°C, 24h) using HPAEC-PAD, according to Engel and Händel, 2011. Intact polysaccharides were detected using structure-sensitive monoclonal antibodies (Torode et al., 2015; Vidal-Melgosa et al., 2021). Microbial cells were quantified using DAPI-cell staining and counting. Semi-quantitative measurements of particulate fucoidan were performed via acid hydrolysis of GFF filter pieces, followed by monosaccharide analysis via HPAEC-PAD. Sedimented particles to bottom of mesocosms were scooped out on day 24 for monosaccharide analysis and BAM1 antibody binding specific to fucoidan.

Forstliche Versuchsflächen des Landes Brandenburg (WMS gesamt)

Das Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde verwaltet Daten von fast 1000 im ganzen Land Brandenburg verteilten Versuchen mit über 3000 häufig sehr langfristig bearbeiteter Einzelflächen (teilweise seit 1870), von denen mehr als 1000 Flächen noch unter aktueller Beobachtung stehen. Die Digitalisierung der Lageskizzen älterer Flächen erfolgte 2013-2014. Neue Flächen werden mit Hilfe von GPS geografisch verortet. Die Daten werden in einer Datenbank der langfristigen forstlichen Versuchsflächen des Landes Brandenburg verwaltet.

Forstliche Versuchsflächen des Landes Brandenburg (WFS gesamt+fachbezogene Layer)

Das Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde verwaltet Daten von fast 1000 im ganzen Land Brandenburg verteilten Versuchen mit über 3000 häufig sehr langfristig bearbeiteter Einzelflächen (teilweise seit 1870), von denen mehr als 1000 Flächen noch unter aktueller Beobachtung stehen. Die Digitalisierung der Lageskizzen älterer Flächen erfolgte 2013-2014. Neue Flächen werden mit Hilfe von GPS geografisch verortet. Die Daten werden in einer Datenbank der langfristigen forstlichen Versuchsflächen des Landes Brandenburg verwaltet. Der WFS-Dienst enthält 52 abrufbare Layer zu den forstliche Versuchsflächen des Landes Brandenburg: die Gesamtmenge aller Flächen sowie gefiltert nach einzelnen fachbezogenen Parametern.

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