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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.

Probleme der Entsorgung fester Abfallstoffe in staedtischen und halbstaedtischen Gebieten von Entwicklungslaendern

Waehrend die systematische Entwicklung und Anwendung von angepassten Technologien fuer Entwicklungslaender im Bereich der Wasserversorgung bereits vor 1-2 Jahrzehnten einsetzte und entsprechende Anstrengungen auf dem Gebiet der Entsorgung menschlicher Abgaenge in den letzten 5 Jahren ebenfalls stark intensiviert wurden (vor allem auch gefoerdert durch die seit 1980 laufende 'International Drinking Water and Sanitation Decade'), hat man den Eindruck, dass bis heute weltweit dem Problem der Entsorgung von festen Abfaellen in Entwicklungslaendern wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Es fehlen vor allem Konzepte und Modelle fuer die gemeinsame Entsorgung von Haushalt-Abfaellen und von menschlichen Abgaengen in Siedlungen mit kleinem Wasserangebot.

Lawinen im Satellitenbild

Der Einsatz der Fernerkundung und Digitalen Gelaendemodelle zur Herstellung von potentiellen Lawinengefahrkarten wird systematisch studiert. Das entwickelte Konzept wird in den Alpen erprobt, um dann auf die Verhaeltnisse im Himalaya uebertragen und eingesetzt werden zu koennen. Erste Ergebnisse von den Testgebieten Beckenried und Davos liegen vor; im Himalaya (Testgebiet Manali) wurden Vegetationsklassifikationen durchgefuehrt.

Klimawandel und Wärmebelastung der Zukunft 2008 (Umweltatlas)

Verteilung und Ausmaß der Tage mit Wärmebelastung für drei die Zeiträume 1971-2000, 2021-2050, 2071-2100, Raumbezug Raster 25 m*25 m, Bearbeitungsstand März 2010.

Seismisches Geschwindigkeitsmodell auf Basis des Geotektonischen Atlas im Bereich der zentralen deutschen Nordsee (Projekt TUNB)

Die im Rahmen der Arbeiten zum Geotektonischen Atlas (Baldschuhn et al., 1996) erstellten Geschwindigkeitsmodelle von Groß (1986) und Jaritz et al. (1991) wurden im Verbundprojekt „Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ (kurz: Tieferer Untergrund Norddeutsches Becken, TUNB) von der BGR auf Basis vorliegender analoger Daten für die zentrale Deutsche Nordsee sowie die unmittelbar angrenzenden Gebiete in Niedersachsen und Schleswig-Holstein rekonstruiert und in digitale Formate überführt. Für die Rekonstruktion wurden maßgeblich die den Publikationen von Groß (1986) sowie Jaritz et al. (1979, 1991) beigefügten Kartenblätter (Isolinienblätter) genutzt. An den Übergangen zwischen den beiden Kartenwerken wurden bestehende Lücken im Geschwindigkeitsmodell geschlossen und die zugrundeliegenden Daten harmonisiert. Detaillierte Informationen zur Rekonstruktion des Geschwindigkeitsmodells und dessen Umsetzung in ein seismisches Volumenmodell (Seismic Velocity Volume) sind in Bense et al. (2022) zu finden. Baldschuhn, R., Frisch, U. & Kockel, F. (Hrsg.) (1996): Geotektonischer Atlas von NW-Deutschland 1 : 300 000. 19 Karten und 7 Tafeln mit Profilschnitten S.; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe). Bense, F., Deutschmann, A., Dzieran, L., Hese, F., Höding, T., Jahnke, C., Lademann, K., Liebsch-Dörschner, T., Müller, C.O., Obst, K., Offermann, P., Schilling, M., Wächter, J. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) - Phase 2: Parametrisierung. Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), p. 193. Groß, U. (1986): Gaspotential Deutsche Nordsee – Die regionale Verteilung der seismischen Anfangsgeschwindigkeiten in der Deutschen Nordsee. 58; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)). Jaritz, W., Best, G., Hildebrand, G. & Juergens, U. (1991): Regionale Analyse der seismischen Geschwindigkeiten in Nordwestdeutschland. Geologisches Jahrbuch, Reihe E, 45: 23-57. Jaritz, W., Best, G., Hildebrand, G. & Jürgens, U. (1979): Regionale Analyse der seismischen Geschwindigkeiten in Nordwestdeutschland. 37; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)).

Nummerierungsbezirke (NBZ)

Ein Nummerierungsbezirk (NBZ) ist ein fachliches Kennzeichen zur Punktkennung der AFIS® und ALKIS® -Datenmodelle (Amtliches Festpunktinformationssystem, Amtliches Liegenschaftskataster). Nummerierungsbezirke können vorkommen als Kilometerquadrat bei Punktkennungen, Gemarkung-Flur bei Flurstückskennzeichen, Gemarkung bei Fortführungsnummern, Gemarkung bei Abmarkungsprotokollnummern.

3D-Modell der geothermischen Lagerstätte Horstberg

Im Jahre 2003 hat die BGR die Bohrung Horstberg Z1, zusammen mit einer 3D Seismik, von der BEB Erdgas und Erdöl GmbH gekauft. Diese ehemalige Explorationsbohrung bietet die weltweit einmalige Möglichkeit, die geothermische Energiegewinnung aus bisher nicht nutzbaren gering permeablen Sedimentgesteinen zu untersuchen und zu erproben. Für die Beantragung der Arbeiten im Zuge des Projektes „Horstberg III“ und insbesondere auch für weitergehende Modellierungsarbeiten wurde ein digitales 3D-Modell der Struktur erstellt. Das Modell basiert im zentralen Teil auf der Auswertung eines 3D-seismischen Cubes und wurde mit Modellteilen aus dem Geotektonischen Atlas 3D (Bombien et al. 2012) erweitert.

3D Modell des tieferen Untergrundes des Norddeutschen Beckens

Das „TUNB 3D-Modell des Norddeutschen Beckens“ liefert abfragebasiert Informationen zur räumlichen Verteilung von Basisflächen, Salzstrukturen und Störungen im Norddeutschen Becken (Festland und Offshore Deutsche Nordsee). Das Modell beinhaltet 13 „litho“-stratigraphische Basisflächen von spät-paläozoischen bis känozoischen Formationen. Dabei bildet die Basisfläche des permischen Zechstein die Basis des Modells und die känozoische „Basis Rupelium“ die jüngste ausmodellierte stratigraphische Basisfläche. Zur Oberfläche hin schließt das Modell mit der Fläche der Geländeoberkante ab. Im Bereich der Deutschen Nordsee entspricht dies dem Meeresboden. 273 Salzstrukturen wurden unter Zuhilfenahme seismischer Daten und Bohrungen, sowie teilweise aus den kartierten Verbreitungsgrenzen einzelner Horizonte modelliert. Im Modell werden diese Strukturen durch ihre Umhüllende dargestellt. Aufgrund ihrer hohen Anzahl konnten nicht alle bekannten Störungen innerhalb des Modellgebietes in das Modell aufgenommen werden. Störungen wurden generell ab einer Länge von 5 km und einem Versatz von mindestens 3 Horizonten modelliert. Einzelne wichtige Störungen wurden zusätzlich modelliert, auch wenn sie den oben genannten Kriterien nicht entsprachen. Aufgrund seiner Auflösung und notwendiger Generalisierungen eignet sich das Modell nicht für detaillierte Standortuntersuchungen. Das 3D-Modell ist das Produkt eines von der BGR koordinierten Verbundprojektes, erstellt zwischen 2014 bis 2020. In diesem Projekt modellierten die Staatlichen Geologischen Dienste der Bundesländer Schleswig-Holstein (LLUR), Mecklenburg-Vorpommern (LUNG), Brandenburg (LBGR), Sachsen-Anhalt (LAGB) und Niedersachen (LBEG) ihre jeweiligen Landesgebiete. Das Landesgebiet von Hamburg wurde durch das LLUR, das von Bremen durch das LBEG und das von Berlin durch Geologischen Dienst von Brandenburg (LBGR) mit modelliert. Für die Modellierung der Deutschen Nordsee war die BGR zuständig. Die Urheberschaft der Landesmodelle liegt somit auch bei den Staatlichen Geologischen Diensten, die diese jeweils erstellt haben. Als Modellierungssoftware kam das Programmpaket Paradigm SKUA-GOCAD zum Einsatz. Wir danken EMERSON E&P für die Bereitstellung von Paradigm SKUA-GOCAD und EPOS im Rahmen des Academic Software Programmes. Das Modell wird passend für diese Software zum Download angeboten.

Gekoppeltes Modell der photosynthetischen Primärproduktion und des Wasserhaushalts auf Blatt- und Bestandesebene - Integration der Wirkungen von erhöhtem CO2, Hitze- und Trockenstress bei Winterweizen (Triticum aestivum L.)

Leistungsfähige Kulturpflanzenmodelle sind unverzichtbar, um die komplexen Wirkungen von Umwelt-einflüssen einschließlich des Klimawandels auf die Biomasse- und Ertragsbildung von Kulturpflanzen besser zu verstehen und voraussagen zu können. In Mitteleuropa werden diese Zusammenhänge durch das Wechselspiel der positiven Effekte einer ansteigenden CO2-Konzentration und der möglichen negativen Folgen einer zunehmenden Lufttemperatur und gleichzeitig verstärkt auftretender Hitze- und Trockenstressperioden dominiert. Die Kenntnisse über das Zusammenwirken dieser Faktoren, die zu erwartenden Auswirkungen und die Zuverlässigkeit diesbezüglicher Modell-simulationen sind jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet. Das beantragte Projekt übernimmt im Projektverbund die Weiterentwicklung gekoppelter Prozess basierter Modelle der photosynthetischen Primärstoffbildung und des Wasserhaushalts auf Blatt- und Bestandesebene, deren Erweiterung zur Beschreibung der kombinierten Wirkungen von erhöhtem CO2, Hitze- und Trockenstress und die Spezifizierung dieser Modelle für Weizen. Die weiterentwickelten Prozessmodule sollen in den Partnergruppen Kage und Ewert zur Verbesserung komplexer Kulturpflanzenmodelle genutzt werden. Die Grundlage der Modellierung bilden öko- und ertragsphysiologische Untersuchungen zur Wirkung von erhöhtem CO2, Hitze- und Trockenstress. Hierzu werden im beantragten Projekt Versuche unter klimatisierten Bedingungen und Messungen des Bestandesgaswechsels im Freiland durchgeführt.

Klimaänderungsuntersuchungen mit Hilfe der Bayesischen Statistik

Der Nachweis und die Zuordnung von anthropogenen Klimaänderungen ist von großer Bedeutung, da Maßnahmen zur Abminderung oder Vermeidung zukünftiger Klimaänderungen dadurch begründet werden. Wegen der verbundenen ökonomischen Werte sind statistisch belastbare Aussagen zwingend. Die Anwendung der Bayesischen Statistik auf Klassifikationsprobleme zeigt einen Weg auf, den Nachweis und die Zuordnung anthropogener Klimaänderungen zu bestimmten Ursachen einheitlich durchzuführen. Basierend auf eigenen Vorarbeiten und vorhandenen Klimasimulationen ist deshalb die Erweiterung des bestehenden Bayes-Verfahrens auf regionale Temperatur- und Bodenluftdruckverteilungen das methodische Ziel. Wissenschaftliches Ziel ist die Quantifizierung der Unsicherheit bei der Zuordnung der Beobachtungen zu den Modellsimulationen der natürlichen Variationen bzw. der Szenariobeschreibungen anthropogener Klimaänderungen unter Berücksichtigung der Unschärfen, die durch die unterschiedlichen Formulierungen verschiedener Klimamodelle entstehen. Ein wissenschaftspolitisches Ziel ist es, einen fundierten und belastbaren Beitrag zum geplanten vierten Sachstandsbericht des IPCC zur Nachweis- und Zuordnungsproblematik zu liefern.

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