Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.
Die Schadstoffentstehung von NO und CO im Bereich der kalten Zylinderwand waehrend der Expansion in einem Kolbenmotor soll durch Simulation des Verbrennungsprozesses in einem Stosswellenrohr untersucht werden. Die Wand des Hubraumes wird durch die Rueckwand des Stossrohres dargestellt. Der an der Rueckwand des Stossrohres reflektierte Stoss zuendet ein Gasgemisch, das O2, N2, CH4 im Argonbad enthaelt. Ein fuer optische Untersuchungen an der Rueckwand geeignetes Stosswellenrohr wurde aufgebaut und in Betrieb genommen. Interferometrische Messungen (raeumlich und zeitlich aufgeloest) des Brechungsindexes in wandparallelen Schichten im Bereich der kalten Wand mittels Laserstrahlen und Messungen des Waermestromes in die Rueckwand des Stossrohres bei zuendfaehigen Gasgemischen wurden abgeschlossen. Die experimentellen Daten dienen zur Ueberpruefung des theoretischen Modells im Bereich der Wand (s. Projekt 16/9/9). Geplant sind zeitlich und raeumlich aufgeloeste Absorptionsmessungen von NO, OH im UV-Bereich. Weiter soll im IR-Bereich die Emission von CO2, CO und H2O gemessen werden. Ausserdem soll die Intensitaet der Reaktionskontinua (CO + O = CO2, NO + O = NO2) bestimmt werden.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches eine quantitative Erfassung von Diversitätskriterien auf großer Fläche erlaubt. Die Erhaltung der Wälder und ihr Schutz vor Überbenutzung sind von globaler Bedeutung. Auf der Rio-Konferenz der Vereinten Nationen über Umwelt und Entwicklung 1992 war dies ein wichtiger Themenbereich (s. auch 1993 sog. Helsinki-Prozess ). 1994 wurden in Genf sechs Kriterien und 27 Indikatoren politisch verbindlich beschlossen. Erhaltung, Schutz und angemessene Verbesserung der biologischen Diversität in Forstökosystemen stellt eines dieser Kriterien dar. Eine Operationalisierung dieses Indikators ist in unterschiedlicher Form möglich. In vorliegender Arbeit sollen Informationen aus 2-D und 3-D Fernerkundungsdaten (inklusive flugzeuggetragener Daten, wie Luftbild oder Laserscannerdaten) abgeleitet werden. Die Informationen aus Fernerkundungsdaten sollen im Rahmen eines GIS um Karteninformationen und terrestrische Daten ergänzt werden. Aus der flächendeckend vorliegenden 2-D und 3-D Information werden Maßzahlen und Indizes berechnet, die Nachbarschaftsbeziehungen, räumliche Muster und Vielfalt innerhalb und zwischen den ökologischen Bezugseinheiten (alpha und beta-Diversität) sowie des Gesamtlandschaftsausschnittes (gamma-Diversität) quantitativ beschreiben. Die hergeleiteten Diversitätswerte und Diversitätindizes sollen dabei in Bezug zur terrestrischen Ansprache gesetzt werden. Die Nutzbarkeit des entwickelten Modells für die Bewertung von Lebensräumen soll schließlich anhand einer sehr gut untersuchten Zielart überprüft werden. Es ist zu erwarten, dass mit Nutzung der genannten Informationstechnologien eine mehr quantitative Erfassung der Diversitätskriterien, bei höherer Effizienz möglich sein wird. Die Bewertung von Lebensräumen kann damit transparenter und besser nachvollziehbar werden. Des weiteren erlaubt das methodische Vorgehen eine flächige Charakterisierung von Lebensräumen, wie sie für system-analytische Ansätze und die Modellierung von räumlichen und zeitlichen Prozessen notwendig.
Die juedische Friedhof 'An der Strangriede' in Hannover stellt ein bedeutendes Kulturdenkmal dar. Er wurde im Stil der deutschen Neoromanik durch den juedischen Baustadtrat Edwin Oppler angelegt und in der Zeit von 1864 bis 1922 belegt. Der Friedhof 'An der Strangriede' gilt heute als wichtiges nationales Zeugnis aus der Bluetezeit des Deutschen Judentums. Die Grabmale aus der Reihe 93 werden im Rahmen des Projektes saniert. Sie waren akut gefaehrdet. Zahlreiche Grabmale waren bereits eingestuerzt oder es bestand Einsturzgefahr. Neben Schaeden durch Vandalismus waren vor allem schwarze Krusten und Salzablagerungen festzustellen, die auf Luftverschmutzungen und aufsteigende Grundfeuchte zurueckzufuehren sind. Ziel des Foerderprojektes unter fachlicher Begleitung und Organisation des Norddeutschen Zentrums fuer Materialkunde von Kulturgut und des Niedersaechsischen Landesamtes fuer Denkmalpflege ist der Erhalt der 64 besonders gefaehrdeten Grabmale der Reihe 93 auf Grundlage neuester naturwissenschaftlicher und restauratorischer Erkenntnisse. Grundlage fuer die Sanierung ist die Analyse und Dokumentation der Schadensbilder nach modernsten zerstoerungsfreien Verfahren der Zustandserfassung. Zum Einsatz kamen beispielsweise Ultraschalluntersuchungen und Mikrowellenmessungen zur Feuchteaufnahme. Die Moeglichkeiten und Grenzen der Verfahren wurden untersucht sowie Aufwand und Nutzen abgeschaetzt. Die Bestimmung der Wasseraufnahme mit Karstenschen Pruefroehrchen und die Ultraschall-Messungen waren besonders aufschlussreich. Auf Grundlage der Untersuchungen wurde ein differenzierter Massnahmenplan entwickelt und kontrolliert umgesetzt. Die Sanierung erfolgte durch mittelstaendische Unternehmen. Die Schmalstieg GmbH aus Grossburgwedel fuehrte die wesentlichen Arbeiten aus. Weitere spezialisierte Unternehmen wurden bei speziellen Aufgaben beteiligt. So wurde beispielsweise das extrem geschaedigte Relief mit einer Darstellung der von Edwin Oppler gebauten Synagoge aus dem Grabmal Oppler durch Laserverfahren gereinigt. Die anschliessende Konservierung des Kalksteinreliefs erfolgte durch eine Acrylharz-Volltraenkung. Am Grabmal Bertha Koenigswarter erfolgte die Reinigung in besonders schwierigen Teilbereichen durch die Bauhuette Naumburg GmbH ebenfalls mit moderner Lasertechnik. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens liegt auch in den - im Vergleich zu chemischen Reinigungsmitteln - geringeren Umweltbelastungen in der Anwendung. Durch die systematische Vorgehensweise erfolgt eine optimale Restaurierung der Grabmale. Die gefaehrdete Substanz wird erhalten und nach modernsten Verfahren konserviert und restauriert. Auf dem juedischen Friedhof 'An der Strangriede' werden national bedeutende Grabmale aus der Bluetezeit des deutschen Judentums nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen restauriert. Durch die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Handwerksbetrieben auf Grundlage von detaillierten Voruntersuchungen kommen optimierte Technologien und ...
Core 3 liefert Umweltdaten über alle EPs. Es unterhält das Netzwerk von Klima- und Umweltstationen, deckt die Fernerkundung zur Erfassung von Plot- und Exploratorien-weiten Daten ab (von UAVs, Flugzeugen, Satelliten) und prozessiert die Daten bis zu Level 3 Information. Core 3 stellt spezifisch abgeleitete, räumlich explizite Daten zur Verfügung und unterstützt damit die Forschung zu Biodiversität und Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen. Core 3 wird seine Dienstleistungen im Zusammenhang mit (i) der Wartung der 300 Klimastationen, (ii) der Bereitstellung von Fernerkundungsdaten (UAV, Luft, Satellit) und (iii) der Vor- und Nachprozessierung dieser Daten fortsetzen. Zudem erzeugt Core 3 (iv) räumlich explizite, Fernerkundungs-basierte Datensätze zur Landnutzung. Weiterhin (v) wird das Stationsnetz auf die neuen Waldplots erweitert und ergänzt durch die Aufnahme akustischer und fotografischer Daten. Dies erfordert die Erstellung (vi) einer neue Datenbank, für die Core 3 das Fachwissen der botanischen und zoologischen Projekten nutzt. (vii) Die vernetzten Sensoren und Fernerkundungsdaten dienen der Modellierung der abiotischen Plotheterogenität auf den Waldparzellen unter dem Kronendach und der Sukzessionsprozesse in den neuen Waldexperimenten. Core 3 wird (viii) Koordination und individuelle Beratung zu Umwelt- und Fernerkundungsdaten fortsetzen. Core 3 ist stark serviceorientiert und bietet eine grundlegende Infrastruktur für die Exploratorien. Ein hohes Maß an integrativer technischer und wissenschaftlicher Expertise ist erforderlich, um diese umfassenden Umwelt- und Fernerkundungsdaten für die Core und Contributing Projekte bereitzustellen.
Das Lasescanning als neues Fernerkundungsverfahren um Zeugen traditionneller Kulturlandschaften zu dokumentieren Die bereits im Rahmen des Projektes 'Wölbäcker von Rastatt' gewonnenen Erfahrungen zum Einsatz des Laser Scanning wurden auch 2007 und 2008 weiter ergänzt und vor allem in breiten Kreisen potentieller Anwender im In- und Ausland vorgestellt. Wölbäcker sind Zeugen früherer Formen des Ackerbaus, die sich als wellenartige Folge von Furchen und Scheiteln ausdrücken. Ein größeres Vorkommen solcher Reste einer mittelalterlichen Flur ist bei Rastatt unter Wald noch gut erhalten. Zur genauen Dokumentation wurde dabei erstmals das Laser Scanning eingesetzt. Mit diesem Verfahren, das auf einer flächenhaften Abtastung der Erdoberfläche von einem Flugzeug aus basiert, können Reliefunterschiede im Dezimeterbereich, selbst unter Wald aufgezeigt und vermessen werden. Die Daten stammen aus flächendeckenden Befliegungen des Landesvermessungsamtes Baden-Württemberg. Weitere Gebiete wurden auch auf das Vorkommen von Wölbäckern untersucht. So konnten dank Laser auch in der Rheinaue bzw. in Lagen wo sie nicht vermutet wurden, solche Altfluren ausfindig gemacht werden. Zu den wesentlichen Beiträgen in den beiden letzten Jahren zählt auch der erfolgreiche Abschluß des EU-Vorhabens Culture 2000 in dem wir Partner aus vielen europäischen Ländern an unseren Erfahrungen mit der Lasertechnologie teilhaben lassen konnten. Die Kooperation mit Frankreich insbesondere mit der Denkmalpflege Elsaß führte ferner zur Konkretisierung gezielter Laserprospektionen von 8 verschiedenen archäologischen Stätten in der Rheinebene und in den Vogesen, an deren Auswertungen wir ebenfalls beratend beteiligt sind.
Ziel: Erkennen, identifizieren und quantifizieren von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Oelen, an schwer zugaenglichen Orten. Anwendung: Ueberwachung der Umwelt in unmittelbarer Naehe von potentiellen Verschmutzern, wie Oeltanks und Pipelines, sowie permanenter Kontrolle von oelbelasteten Abwaessern. Verfahren: Die Fluoreszenz von Oelfilmen auf Oberflaechen wird bereits zur Detektion und teilweisen Identifikation benutzt (Ueberwachungsfluege Kuestenwache). Durch konsequentes Ausnutzen der Moeglichkeiten von Lichtwellenleitern und die systematische Optimierung der Anregungswellenlaenge und des beobachteten Fluoreszenzspektrums wird angestrebt, einen kompakten, empfindlichen Sensor zu entwickeln. Hierfuer werden zur Zeit Laborversuche durchgefuehrt, die gezielte Aussagen zu notwendigen Systemparametern (Anregungswellenlaenge, Lichtleistung, Beobachtungsband, Beobachtungszeit, Lichtleiterdesign uvm) erbringen sollen. Einsatz: Ueberall dort, wo fluoreszierende Stoffe/Stoffverbindungen an unzugaenglichen Orten, also zB im Erdreich unter Muelldeponien, Industrieanlagen oder Pipelines, detektiert bzw diese Orte ueberwacht werden muessen oder auch in Abwasserkanaelen, Seen oder dem Meer, ist ein lichtwellenleitergebundener Sensoreinsatz sinnvoll.
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