Laminierte Seesedimente sind unschätzbare Informationsquellen zur Geschichte der Umwelt und des Klimas direkt aus der Lebenssphäre des Menschen. Ein exzellentes Beispiel dafür ist der Sihailongwan-Maarsee aus NE-China. In einem immer noch dicht bewaldeten Vulkangebiet gelegen, bieten seine Sedimente ein ungestörtes Abbild der Monsunvariationen über zehntausende von Jahren. Nur die letzten ca. 200 Jahre zeigen einen deutlichen lokalen anthropogenen Einfluss. Das Monsunklima der Region mit Hauptniederschlägen während des Sommers und extrem kalten Wintern unter dem Einfluss des Sibirischen Hochdrucksystems bildet die Voraussetzung für die Bildung von saisonal deutlich geschichteten Sedimenten (Warven), die in dem tiefen Maarsee dann auch überwiegend ungestört erhalten bleiben. Insbesondere die Auftauphase im Frühjahr bringt einen regelmässigen Sedimenteintrag in den See, der das Gerüst für eine derzeit bis 65.000 Jahre vor heute zurückreichende Warvenchronologie bildet. Für das letzte Glazial zeigen Pollenspektren aus dem Sihailongwan-Profil Vegetationsvariationen im Gleichklang mit bekannten klimatischen Variationen des zirkum-nordatlantischen Raumes (Dansgaard-Oeschger-Zyklen) zu dieser Zeit. Der Einfluss dieser Warmphasen auf das Ökosystem See war jedoch sehr unterschiedlich. So sind die Warven aus den Dansgaard-Oeschger (D/O) Zyklen 14 bis 17 mit extrem dicken Diatomeenlagen (hauptsächlich Stephanodiscus parvus/minutulus) denen vom Beginn der spätglazialen Erwärmung zum Verwechseln ähnlich, während Warven aus dem D/O-Zyklus 8 kaum Unterschiede zu überwiegend klastischen Warven aus kalten Interstadialen aufweisen. Gradierte Ereignislagen mit umgelagertem Bodenmaterial sind deutliche Hinweise auf ein Permafrost-Regime während der Kaltphasen. Auch während des Spätglazials treten deutliche klimatische Schwankungen auf, die der in europäischen Sedimentarchiven definierten Gerzensee-Oszillation und der Jüngeren Dryas zeitlich exakt entsprechen. Das frühe Holozän ist von einer Vielzahl Chinesischer Paläoklima-Archive als Phase mit intensiverem Sommermonsun bekannt. Überraschenderweise sind die minerogenen Fluxraten im Sihailongwan-See während des frühen Holozäns trotz dichter Bewaldung des Einzugsgebietes sehr hoch. Sowohl Mikrofaziesanalysen der Sedimente als auch geochemische Untersuchungen deuten auf remoten Staub als Ursache dieses verstärkten klastischen Eintrags hin. Der insbesondere in den letzten Jahrzehnten zunehmende Einfluss des Menschen zeigt sich in den Sedimenten des Sihailongwan-Maarsees vor allem in einem wiederum zunehmenden Staubeintrag und einer Versauerung im Einzugsgebiet. Der anthropogene Einflusss auf die lokale Vegetation ist immer noch gering.
Die Häufigkeit und das Ausmaß extremer hydrologischer Ereignisse werden höchstwahrscheinlich durch den Klimawandel verstärkt. Hochalpine Einzugsgebiete sind besonders sensible Räume, da diese Regionen der Hydrosphäre stark durch Veränderungen im Temperatur- und Niederschlagsregime beeinflusst werden. Die starke Kopplung zwischen der Hydrologie und weiteren Komponenten der Geosystem in hoch gelegenen Einzugsgebieten erfordert eine detaillierte Beschreibung der ablaufenden hydrologischen Prozesse. Dieser Umstand rechtfertigt die Einrichtung dieses Teilprojekts der im Rahmen des SEHAG Projektes (Sensitivity of high Alpine geosystems to climate change since 1850) beantragten Forschergruppe. Die Innovation der vorgeschlagenen Forschungsrichtung liegt in der Untersuchung der Veränderungen in der Hydrosphäre zwischen 1850 und 2050 und wie diese mit den übrigen Komponenten der Geosystem in hochalpinen Lagen interagieren. Insbesondere werden wir gründliche Zeitreihenanalysen zur Untersuchung der Korrelation zwischen Klimawandel und den Jährlichkeiten extremer hydrologischer Ereignisse (z.B.: zeitliche Verteilung von Niederschlagsereignissen innerhalb eines Jahres und Einsetzen der Schnee- und Gletscherschmelze) durchführen. Daneben wollen wir verifizieren ob es möglich ist die Qualität der hydrologischen Modelle für hochalpine Einzugsgebiete durch 'multi-objective' Kalibrierungsansätze zu verbessern. Archive spielen dabei eine wichtige Rolle als Datenquelle zur Rekonstruktion der meteorologischen Bedingungen der Vergangenheit. Außerdem ermöglicht die Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten die Kalibrierung des hydrologischen Modells, sowohl gegen den Abfluss, als auch gegen Permafrost- sowie Schnee- und Gletschermessungen. Darüber hinaus werden uns die geplanten experimentellen Messungen erlauben die 'multi-objective' Kalibrierung auf weitere Parameter, wie die elektrische Leitfähigkeit des Abflusses oder die Wassertemperatur der Wildbäche auszuweiten. Das resultierende, kalibrierte Modellergebnis, für das eine intensive Unsicherheitsanalyse durchgeführt werden wird, wird dann von den weitern Teilprojekten genutzt, um die Veränderungen in der Geosystem zu interpretieren.
Die Entsorgung nuklearer Abfälle in geologischen Tiefenlagern muss in Gebieten erfolgen, die vom Grundwasserstrom ausreichend isoliert bleiben. Andernfalls können Fluidströmungsprozesse bei einer gestörten Entwicklung des Endlagers die Migration von Radionukliden in die Biosphäre begünstigen. Nur wenige Studien befassen sich mit den Folgen des weiträumigen Radionuklidtransports in solchen Worst-Case-Szenarien. Die hydrogeologischen Bedingungen des Gesamtsystems in der Nachbetriebsphase werden sich jedoch letztendlich von denen zum Zeitpunkt des Endlagerbaus unterscheiden und werden sowohl von äußeren Faktoren (z.B. Klimawandel) als auch von intrinsischen Beckeneigenschaften stark beeinflusst. Dieses Vorhaben im Bereich der Umweltrisiken zielt darauf ab, die Auswirkungen von (i) Vereisung, (ii) Permafrost und (iii) tektonischen Ereignissen auf die hydrologischen und hydromechanischen Grenzen zu untersuchen, die den großräumigen Grundwasserfluss in der Nähe von hypothetischen Abfalldeponien bestimmen. Zu diesem Zweck dient der Yeniseisky-Standort (YS) in Russland, ein potenzielles geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle in kristallinem Gestein, als Fallstudie, der auf einzigartige Weise alle drei oben genannten Merkmale der geologischen Umgebung umfasst. Multiphysikalische Simulationen von thermisch-hydraulisch-mechanisch-chemisch gekoppelten Prozessen (THM-C) werden angewendet, um Szenarien der Fernfeld-Radionuklidentwicklung im Extremfall eines Endlagerstörfalls zu liefern. Die Neuartigkeit der THM-C-Modelle und der Zugang zu einer einzigartigen Datenbank der YS werden das klassische Verständnis von anomaler Fluid-, Wärme- und Massentransportvorgänge innerhalb tektonisch aktiver Becken erweitern. Während sich das vorgeschlagene Vorhaben auf die Thematik der nuklearen Entsorgungsforschung bezieht, können die den entwickelten Modellen zugrunde liegenden physikalischen und numerischen Konzepte auf eine Vielzahl von Nutzungsszenarien der Geosphäre (z.B. CO2-Speicherung, Abfallentsorgung, Entstehung seismischer Ereignisse) angewendet werden. Darüber hinaus sind entsprechende Benchmarkstudien in ähnlichen kristallinen geologischen Formationen geplant.
Im Lauf der letzten Dekaden wurde für große Teile der Arktis eine signifikante Erwärmung der Erdoberfläche und des oberflächennahen Untergrunds beobachtet. Deren Folgen zeigen sich bereits heute - beispielsweise in einer Ausbreitung der Buschvegetation und einer Vertiefung der saisonalen Auftauschicht. In Anbetracht der Bedeutung von Änderungen in Permafrostregionen für Umwelt, Infrastruktur und Klimasystem besteht ein dringender Bedarf, Parameter dieses Raumes großflächig zu bestimmen und kontinuierlich zu überwachen. Durch die Weite und spärlichen Besiedelung der Arktis sind diese Umweltdaten jedoch nur unzureichend verfügbar und ihre Erhebung ist kostenintensiv. In diesem Kontext können fernerkundliche Daten einen wichtigen Beitrag leisten; Flugzeug- und Satellitengestützte Systeme ermöglichen eine effiziente und flächendeckende Aufnahme von Oberflächeneigenschaften. Ziel des Projekts ist die Identifizierung und Quantifizierung von Zusammenhängen zwischen Eigenschaften der Erdoberfläche, welche durch Fernerkundung abgeleitet werden können, und Eigenschaften des Untergrunds, die den Zustand von Permafrostgebieten charakterisieren. Basierend auf diesen Ergebnissen ist ein weiteres Ziel die Erstellung von konzeptionellen Modellen, welche die Verschränkung und Verbindung von Umwelt-Parameter zeigen. Die Arbeiten werden in einem skalenübergreifenden Multi-Sensor-Ansatz durchgeführt. Der Fokus wird dabei auf die Identifizierung der Kopplungen zwischen Oberfläche und Untergrund, sowie auf den Einfluss des Betrachtungsmaßstabs gelegt. Als fernerkundliche Daten stehen zur Verfügung: (1) grob aufgelöste optische und thermische Satellitendaten, (2) mittel-aufgelöste Radar- und Multi-Spektraldaten und (3) hoch-aufgelöste Thermal-, Hyperspektral- und Laserscanner-Daten von regionalen Befliegungen. Die Charakterisierung des Untergrunds erfolgt mittels (1) geomorphologischer Kartierung, (2) Zeitreihen-Analyse der Temperatur und Bodenfeuchte aus abgeteuften Sensoren, (3) Ground Penetrating Radar (GPR) und (4) elektrischen Widerstandsmessungen. Fernerkundliche Daten der Erdoberfläche und geophysikalische Daten zum Untergrund werden mit multivariaten statistischen Methoden analysiert - mit dem Ziel Zusammenhängen zwischen Oberflächen- und Untergrund-Parametern des periglazialen Systems zu identifizieren und zu quantifizieren. Als Untersuchungsgebiete wurden die Mackenzie Delta Region und das Peel Plateau identifiziert. Beide Regionen liegen in Nord Kanada und zeigen innerhalb geringer Distanzen verschiedenartige, durch Permafrost geprägte Ökosysteme. Zudem stehen durch Vorstudien Daten zur Verfügung; zum einen Referenzdaten von Feld-Kampagnen und zum anderen Satellitenbilder verschiedener Sensoren. Darüber hinaus wird vom Alfred Wegener Institut eine Befliegung dieser Gebiete geplant und finanziert. Das Flugzeug wird mit einer vielfältigen Instrumentenauswahl bestückt; u. a. ein flugzeuggetragenes GPR, ein Laserscanner und eine hyperspektral Kamera.
Most soils develop distinct soil architecture during pedogenesis and soil organic carbon (SOC) is sequestered within a hierarchical system of mineral-organic associations and aggregates. Permafrost soils store large amounts of carbon due to their permanently frozen subsoil and a lack of oxygen in the active layer, but they lack complex soil structure. With permafrost thaw more oxidative conditions and increasing soil temperature presumably enhance the build-up of more complex units of soil architecture and may counterbalance, at least partly, SOC mineralization. We aim to explore the development of mineral-organic associations and aggregates under different permafrost impact with respect to SOC stabilization. This information will be linked to environmental control factors relevant for SOC turnover at the pedon and stand scale to bridge processes occurring at the aggregate scale to larger spatial dimensions. We will combine in situ spectroscopic techniques with fractionation approaches and identify mechanisms relevant for SOC turnover at different scales by multivariate statistics and variogram analyses. From this we expect a deeper knowledge about soil architecture formation in the transition of permafrost soils to terrestrial soils and a scale-spanning mechanistic understanding of SOC cycling in permafrost regions.
Der Beginn der nordhemisphärischen Vereisung und die Entwicklung kontinuierlichen Permafrostes in Eurasien zwischen dem Ende des Miozäns und dem frühen Pleistozän zählt zu den bedeutendsten klimatischen Ereignissen des Känozoikums. Der Zeitpunkt extensiver Vereisung auf den Kontinenten und des Arktischen Ozeans und damit verbundene Veränderungen der klimatischen Bedingungen bleibt bislang ungenau bestimmt.Speläotheme (sekundäre Höhlenkarbonate) stellen ein wichtiges Archiv kontinentaler Umweltbedingungen dar, welches durch besonders genaue radiometrische Altersmodelle für eine grosse Bandbreite an Paläoklimaproxies charakterisiert ist.Wir konnten erfolgreich diagenetisch unveränderte und datierbare Proben aus Zentral- und Nordsibirien identifizieren und schlagen eine Multi-proxy-Studie an U/Pb-datierten Stalagmiten vor. Diese Studie wird Einblicke in die thermalen und hydrologischen Bedingungen zwischen 10.3 Ma und 8 Ma liefern. Wasser aus in den Speläothemen eingeschlossenen Fluidinklusionen wird auf seine Isotopenzusammensetzung hin untersucht. Zudem wird die in den Speläothemen beobachtete Lamination genutzt, um die Saisonalität während des Torton und Messiniums zu rekonstruieren. Wir suchen finanzielle Unterstützung für die parallele Analyse der Isotopie des Fluidinklusionswassers, der Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopie des Karbonates, und der Elementkonzentration in den Speläothemen. Diese Kombination geochemischer Methoden wird Einblicke in regionale Umweltbedingungen, die Niederschlagshistorie und Temperaturen während des Miozäns und vor der Entwicklung kontinuierlichen Permafrostes geben. Zusätzliche Proben werden genutzt, um den Wechsel vom eisfreien zu einem durch Permafrost charakterisierten Sibirien zeitlich genauer einzugrenzen.Das vorgeschlagene Projekt wird unser Wissen zur atmosphärischen Zirkulation, und daran geknüpfter Veränderungen des Feuchte- und Temperaturregimes während eines saisonal eisfreien Arktischen Ozeans erweitern.
Das LSG liegt in der Landschaftseinheit Westliche Altmarkplatten. Es umfaßt im wesentlichen den Arendsee, der mit 514 ha rund 77,5 % der LSG-Fläche einnimmt. Ein relativ schmaler Uferstreifen rings um den See vervollständigt das LSG. Im Süden grenzt die Ortschaft Arendsee mit ihrer Uferpromenade unmittelbar an das Gebiet. Der rundovale, buchtenlose Arendsee ist fast völlig von Wald umgeben. Er wird oftmals als ”Perle der Altmark” bezeichnet. Lediglich im Südosten grenzen die Bebauung der Stadt Arendsee und am Nordufer Felder und Wiesen bei Zießau an den See. Das Waldgebiet besteht vorwiegend aus forstlich geprägten reinen Kiefernbeständen. Es bildet im Süden und im Westen einen nur 150 bis 200 m breiten Gürtel, wogegen es im Osten und Nordosten weitflächiger ist. Die waldbestandenen Uferpartien im Süden und Westen sind steil ausgeprägt und erreichen mit den Sand-Bergen eine Höhe von 38,9 m über NN, während der Seespiegel bei 23 m über NN liegt. Am Hangfuß verläuft bei Arendsee die mit Linden und Eichen bestandene Uferpromenade, ein anschließender schmaler Uferstreifen ist mit Laubgehölzen bestanden. Er verbreitert sich westlich der Ortslage Arendsee und ist parkartig gestaltet. Das Nordufer des Sees ist flach. Kleine Ackerflächen und die sogenannte ”Försterwiese” als Grünland sind dort in das LSG einbezogen. Der am See vorhandene Schilfgürtel ist durch den Bau zahlreicher Bootsstege und durch die Schaffung von Zufahrten ebenso beeinträchtigt wie der Gehölzbestand an der Wochenendsiedlung und dem ehemaligen Zeltplatz. Der Arendsee wurde im Jahr 822 zum ersten Mal genannt. Dabei wird berichtet, daß die Landschaft um den Arendsee zum Land der Sachsen gehörte und dem Gebiet der Slawen benachbart lag. Im 9. und 10. Jahrhundert ließen sich die Slawen dann auch in der Umgebung des Arendsees nieder. 1184 wurde mit dem Bau eines Benediktiner-Nonnenklosters begonnen, das bis zur Mitte des 16. Jahrhunderts existierte. 1457 erhielt der Ort Arendsee Stadtrecht. Neben Handel und Handwerk bildeten Land- und Forstwirtschaft die wirtschaftliche Grundlage. Die ursprünglich in der Altmark vorhandenen großen Wälder wurden teilweise bereits zwischen dem 8. und 14. Jahrhundert, also in der Zeit der Landnahme bis zur Kolonisation, besonders auf den leicht zu bewirtschaftenden Sandböden gerodet und zu Acker umgenutzt. Die verbliebenen Wälder wurden beweidet. Es gab Zeiten, in denen sich die Wälder durch Nichtnutzung wieder ausdehnten, zum Beispiel im Dreißigjährigen Krieg. Auch die Zeit von 1750 bis 1850 war eine Flurwüstungsperiode. Ausgedehnte sogenannte ”Wölbackerfluren” unter Wald künden von dieser Zeit. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts erfolgten auch Aufforstungen, jedoch vorwiegend nur mit Kiefer. Durch Schafhutung entstanden nutzungsbedingt auch größere Heideflächen. Der Arendsee selber wird aufgrund seines Fischreichtums seit langer Zeit fischereilich genutzt, in der jüngst zurückliegenden Zeit sogar recht intensiv. Industrie ist im unmittelbaren Umland nicht zu finden, an dem See hat sich zunehmend eine Erholungsnutzung entwickelt. Der Arendsee befindet sich geologisch gesehen im Bereich der Nordöstlichen Altmark-Scholle, die zur Norddeutschen Senke gehört. Der variszisch (vor ca. 325 Millionen Jahren) gefaltete altpaläozoische Untergrund ist entlang der herzynisch (von Südost nach Nordwest) verlaufenden Störungszonen zerblockt und abgesenkt worden, so daß er sich heute unter der permischen, mesozoischen und känozoischen Senkenfüllung in ca. 5 500 m Tiefe befindet. Die Senkenfüllung besteht im wesentlichen aus Bildungen des Tafeldeckgebirges, das vor zirka 250 Millionen Jahren im oberen Perm mit den Zechsteinschichten begann. Diese enthielten primär ca. 500-600 m mächtige Stein- und Kalisalze, die für das nachfolgende Strukturbild in der Altmark verantwortlich sind. Die tektonischen Bewegungen führten ab der Keuperzeit zur weiteren Zerblockung des postsalinaren Deckgebirges und zur Entstehung von Schwächezonen, insbesondere im Kreuzungsbereich der Störungen. Da die Zechsteinsalze plastisch reagieren, wanderten sie mit der zunehmenden Mächtigkeit des postsalinaren Deckgebirges aus Gebieten hoher Druckbeanspruchung zu den Schwächezonen ab, wo sie sich mit hohen Mächtigkeiten von zirka 3 000 m sammelten. Entlang einer rheinisch (von Südwest nach Nordost) verlaufenden Störungszone reihen sich die Salzstrukturen Jahrstedt-Ristedt, Poppau, Apenburg, Lüge und Arendsee ein, die ab dem Keuper aufstiegen. Nach dem Durchbruch der Salzstrukturen am Anfang der Kreide (Wealden) sind viele später mit Ablagerungen der Kreide, des Tertiärs und des Quartärs wieder bedeckt worden. Andere, wie zum Beispiel der Salzstock Arendsee, blieben weiterhin aktiv. Durch die anhaltende Aufwölbung an der Spitze des Salzstockes wurden jüngere Deckschichten immer wieder abgetragen. Im Pleistozän wurden die Salzbewegungen insbesondere während der Warmzeiten durch Druckentlastung nach dem Abschmelzen des Eises verstärkt. Eine Folge von periodischen Hebungen an der Spitze war die weitere Abtragung der Schichten, so daß die löslichen Salze ungeschützt nahe der Oberfläche dem Wasser ausgeliefert waren. Die Auslaugung der Salze ist wahrscheinlich in der Weichselkaltzeit durch mehrmaliges Auftauen des Dauerfrostbodens verstärkt worden, an der Spitze des Salzstockes bildete sich ein Gipshut mit Kavernen und Hohlräumen. Im Nordteil des heutigen Sees entstand im Spätglazial ein Einsenkungssee, der als ”Wendischer See” bekannt war. Darin lagerte sich ab der Allerödzeit Seekreide ab, die heute am Nordufer noch als weißer Streifen unter dem Wasser erkennbar ist. Das Einbrechen der restlichen Deckschichten über Hohlräumen führte zur Erweiterung des Sees im Holozän. Als Auslöser des ersten historisch erwähnten Einbruches wird ein Erdbeben im Jahre 815 im nördlichen Deutschland vermutet. Es folgten weitere große Erdfälle von 820 und 1685, die zur Vergrößerung der Seefläche und zu örtlichen trichterförmigen Vertiefungen (bis zu 50 m) in dem sehr unebenen Seeboden führten. Die Salzbewegungen beschränken sich heute nur auf den westsüdwestlichen Teil des Salzstockes. Die aufsteigenden Salze heben die Deckschichten, die hier das markante Steilufer bilden, weiter nach oben. Im Ort Arendsee und am Südwestufer (zum Teil unter den Dünen) sind saalekaltzeitliche Geschiebemergel und am Westufer miozäne kohleführende Sande an steilen Hängen zu beobachten. Dagegen versumpfen die flachen Seeufer im Norden und Nordosten und weisen damit auf eine relative Absenkung dieser Bereiche hin. Die Versumpfung wird allerdings durch die Anwehung der Dünensande von Nordosten begrenzt. Der Arendsee liegt auf der Westlichen Arendsee-Platte. Im Nordwesten grenzt er an die Niederung der östlichen Altmark, im Nordosten an die Lüchower Niederung. Der Ufersaum beinhaltet Gleye und teilweise humusreiche Gleye aus Sand. Im Bereich der Niederterrassen kommen hierzu lokal Niedermoore aus Torf und aus Torf über Mudde, inselhaft sind hier die Vorkommen der Podsol-Gley-Braunerden aus Flugsand über Niederungssand. In den Dünenbereichen der Lüchower Niederung und der westlichen Arendsee-Platte sind Eisenhumuspodsole bis Regosole aus Flugsand entwickelt. Auf der Arendsee-Platte dominieren im Randbereich des Sees Sandböden: Podsole bis Braunerde-Podsole aus Flugsand über tertiärem Sand und podsolige Braunerden bis Podsol-Braunerden aus periglaziärem Sand über Schmelzwassersand. Gering verbreitet sind Braunerde-Fahlerden bis Podsol-Fahlerden aus Geschiebedecksand über Geschiebelehm. Auf der Arendsee-Platte dominieren im Randbereich des Sees Sandböden: Podsole bis Braunerde-Podsole aus Flugsand über tertiärem Sand und podsolige Braunerden bis Podsol-Braunerden aus periglaziärem Sand über Schmelzwassersand. Gering verbreitet sind Braunerde-Fahlerden bis Podsol-Fahlerden aus Geschiebedecksand über Geschiebelehm. In der gewässerarmen Landschaft der Altmark bildet der 514 ha große und durchschnittlich 29 m (max. 48,7 m) tiefe Arendsee das einzige größere Gewässer. Neben seiner großen Tiefe und einem geringen oberirdischen Zufluß wird er durch eine überaus lange Verweilzeit des Wassers von 114 Jahren gekennzeichnet. Seine Wasserbeschaffenheit ist eutroph, verursacht durch die Einleitung kommunaler Abwässer der Stadt Arendsee. Trotz Bau und Betrieb einer zentralen Abwasserbehandlungsanlage und durchgeführter Sanierungsmaßnahmen, wie Tiefenwasserableitung (seit 1976) und Zuführung von seeigener Kreide vom Nordufer (1995), hat sich der Trophiegrad noch nicht durchgreifend verbessert. Es ist sogar eine Zunahme der Phosphatbelastung festzustellen, die auf die starke Kotzufuhr durch die Scharen überwinternder Gänse zurückgeführt wird. Die beiden dem Arendsee zufließenden kleinen Fließgewässer, der Werftgraben aus Richtung Heiligenfelde-Gestien und der von Genzien kommende Kanal, sind verrohrt. Ein Abfluß erfolgt über das Tiefenrohr in den Mühlengraben bei Schrampe. Klimatisch liegt das Gebiet um den Arendsee im Übergangsbereich zwischen dem atlantischen Seeklima und dem mitteldeutschen Binnenklima, wobei die große Wasserfläche kleinklimatisch eine temperaturausgleichende Wirkung ausübt. Mit 578 mm durchschnittlichem Jahresniederschlag weist das Gebiet die höchste Niederschlagsmenge der Altmark auf. Die Jahresmitteltemperaturen betragen ca. 8,5 o C (Mittel: Juli 17,5 o C, Januar 0 o C). Neben der Wasservegetation ist für das Gebiet um den Arendsee der Hainsimsen-Rotbuchenwald als potentiell natürliche Vegetation anzusehen. Von Nordwesten her erreichten die Erlen-Bruchwälder der Lüchower Niederung das Seegebiet. Die forstliche Überprägung der Wälder bewirkte jedoch ein Überwiegen der reinen Kiefernforste, so daß diese Baumart zu rund 75 Prozent die Baumartenzusammensetzung bestimmt. Zu einem geringen Anteil finden sich Schwarz-Erle vermischt mit Weiden- und Pappelarten sowie Birke und Aspe in einem kleinen bruchartigen Gebiet zwischen See und Seeuferweg. Das Grünland ist als Wirtschaftsgrünland ausgebildet, lediglich die ”Försterwiese” ist artenreicher. In der Uferzone des Sees stockt ein Binsengürtel, vorwiegend aus Flatter-Binse bestehend. In flachen Wasserzonen kommen Wasserschlauch und Froschbiß vor. Das Röhricht wird aus Schilf sowie Breit- und Schmalblättrigem Rohrkolben gebildet, in seinen Randzonen wachsen Gemeiner Froschlöffel, Ästiger Igelkolben und Pfeilkraut. Die Sumpf-Sitter, eine selten gewordene Wiesenorchidee, wächst in einer Wiese an der Fischerei Kagel. Die Tierwelt wird bestimmt durch die Vogelwelt, von der besonders die Wasservögel sowohl als Brutvögel als auch als Durchzügler und Wintergäste auftreten. Vor allem Saat- und Bleßgänse in großer Zahl und Singschwäne überwintern im Gebiet und nutzen den See, solange er eisfrei ist, als Schlafgewässer. Stockente, Höckerschwan, Bleßralle, Wasserralle, Rohrweihe, Schilf- und Teichrohrsänger sowie Rohrammer brüten im Röhricht. In der Nähe des Arendsees befinden sich auch zwei Storchenhorste. Eine Graureiherkolonie mit etwa 15 Brutpaaren besteht an der Fischerei Kagel. Der Fischreichtum des Sees animiert durchziehende Fischadler zum Verweilen, und auch überwinternde Seeadler finden reichlich Nahrung. In den Uferwäldern brüten Mäusebussarde und eine Reihe von Kleinvogelarten, wie Nachtigall, Zilpzalp und Baumpieper. In den Uferregionen und angrenzenden Waldgebieten trifft man die Säugetierarten Reh, Wildschwein, Fuchs, Steinmarder, Iltis und Hermelin sowie Igel, Eichhörnchen, Bisamratte und die Fledermausarten Braunes Langohr, Wasserfledermaus, Zwergfledermaus und Rauhhautfledermaus. Von den Kriechtieren kommen die Zauneidechse in den offenen, trockenen Bereichen und die Ringelnatter unmittelbar am See vor. Kammolch, Teichmolch, Erdkröte und Teichfrosch sind nachgewiesene Lurcharten. Die Fischfauna ist mit 12 einheimischen Arten relativ artenarm, als Besonderheit kommen die Große und Kleine Maräne vor. Darüber hinaus hat der durch Besatz geförderte Karpfen wirtschaftliche Bedeutung. In früheren Jahren sind aus Ostasien stammende sestonfressende Silberkarpfen eingesetzt worden. Die kontinuierliche Verbesserung der Wasserbeschaffenheit des Arendsees ist die wichtigste Aufgabe im LSG. Die begonnenen Sanierungsmaßnahmen sind fortzusetzen, um besonders die sommerlichen Blaualgenmassenentwicklungen zurückzudrängen. Jegliche Abwassereinleitungen aus landwirtschaftlichen Betrieben oder Lagerstätten sind zu unterbinden. Zur Erhaltung der floristischen Vielfalt ist die ”Försterwiese” bei Zießau als Mähwiese ohne zusätzliche Mineraldüngung zu nutzen. Die reinen Kiefernbestände in den Uferwäldern am See sollten schrittweise in Bestände aus standortgerechten Laubbaumarten umgewandelt werden, jedoch ohne Kahlschläge. Der Waldbestand an den Steilhängen ist wegen der akuten Erosionsgefahr als Schutzwald zu erhalten und von Hiebsmaßnahmen zu verschonen. Die Uferbereiche des Arendsees in der Ortschaft Arendsee und bei Schrampe sind weiter mit Weiden und Erlen zu bepflanzen. Eine weitere Bebauung der Uferbereiche, insbesondere zwischen Strandweg und Ufer, ist zu vermeiden. Eine freie Begehbarkeit des Ufers ist zu erreichen, aufgestellte Zäune sind schrittweise zu entfernen. Vorhandene Müllablagerungen sind zu beseitigen. Der Baumbestand der Allee an der Strandpromenade ist zu ergänzen. Gezielter Entwicklung bedarf das Erholungswesen. Badebetrieb, Bootsverkehr und Fahrgastschiffahrt dürfen nicht zu ökologischen Schäden, zum Beispiel am Schilfgürtel, führen. Die Anzahl der kleinen Bootsstege sollte minimiert werden. Ein Rundwanderweg um den See ist zu gestalten und zu pflegen. Für kleinere Spaziergänge ist die Uferpromenade in Arendsee geeignet. Längere Wanderungen können entlang des Seeufers unternommen werden, wobei ausdauernde Wanderer eine Umrundung des Arendsees durchführen können. Diese führt vom Ort Arendsee westwärts zum Steilufer, von wo sich ein besonderer Blick über die Seefläche bietet. Vorbei am ”Schramper Eck” ist am Nordufer zunächst entweder ein Weg durch Feld und Wiese oder die Straße über Friedrichsmilde und Zießau zu wählen, bevor am Nordost- und Ostufer der Weg durch den Wald führt. Auch kürzere Strecken, etwa nach Genzien oder nach Gestien mit Blick vom ”Weinberg”, bieten sich an. Anziehungspunkte im Ort Arendsee bilden die Ruine des 1184/1208 errichteten Benediktiner-Nonnenklosters sowie die Klosterkirche als einer der schönsten romanischen Backsteinbauten der Altmark mit bemerkenswerter Ausstattung. Auch das Heimatmuseum im früheren Klosterhospital mit Exponaten zur Geschichte der Stadt und des Sees sowie zur Flora und Fauna des Gebietes, denkmalgeschützte Bauten in der Stadt, besonders Fachwerkhäuser aus dem Neuaufbau nach dem Stadtbrand von 1831 oder die Destillieranlage der ehemaligen Kornbrennerei sowie eine Bockmühle sollten Aufmerksamkeit finden. Bemerkenswerte Dorfkirchen befinden sich in mehreren Ortschaften der Umgebung, so in Kaulitz, Kläden und Leppin, die von Arendsee aus erreichbar sind. Maränen im Arendsee Die Kleine Maräne (Coregonus albula) ist mit einer Fangmenge von 10 bis 12 t/Jahr einen wichtigen Wirtschaftsfisch der Arendseer Berufsfischer. Maränen sind sauerstoffbedürftige Kaltwasserfische, die klare, tiefe Seen bewohnen und sich von Plankton ernähren. Sie laichen erst im Spätherbst, wenn nach Eintritt der Homothermie in der gesamten Wassermasse der Seen eine gleichmäßig niedrige Temperatur zwischen 7 und 4° C herrscht. Neben der Kleinen Maräne kommt im Arendsee auch ein kleiner Bestand der Großen Maräne (Coregonus lavaretus) vor. Der Maränenbestand des Arendsees stammt vermutlich aus Besatzmaßnahmen, da der Arendsee ein relativ junges Gewässer ist. Während die Große Maräne durch Besatz aus dem Schaalsee vor dem 1. Weltkrieg in den Arendsee gekommen ist, stammt die Kleine Maräne aus dem Enzigsee bei Nörenberg in Hinterpommern. Von dort wurden in den Jahren 1928 bis 1945 alljährlich viele Millionen Stück Brutbesatz in den Arendsee gebracht und ein fischereilich nutzbarer Maränenbestand aufgebaut. In einer Brutanstalt werden heute ”Arendseemaränen” gezogen und von vielen Fischern Nord- und Mitteldeutschlands für Besatzmaßnahmen erworben. veröffentlicht in: Die Landschaftsschutzgebiete Sachsen-Anhalts © 2000, Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, ISSN 3-00-006057-X Die Natur- und Landschaftsschutzgebiete Sachsen-Anhalts - Ergänzungsband © 2003, Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, ISBN 3-00-012241-9 Letzte Aktualisierung: 24.07.2019
Dem Deutschen Wetterdienstes (DWD) zufolge war das Jahr 2020 mit einer Jahresmitteltemperatur von 10,4 °C, die nur knapp unter der des bislang wärmsten Jahres 2018 (10,5 °C) lag, das bisher zweitwärmste Jahr in Deutschland seit dem Beginn der regelmäßigen Aufzeichnungen im Jahr 1881. Mit Ausnahme des Monats Mai lagen die Temperaturen aller Monate deutlich über dem Durchschnitt. Die ersten Sommertage (Tage mit einer Maximaltemperatur ≥ 25 °C) waren am 17. April in Mittel- und Süddeutschland zu verzeichnen. Insgesamt wurden 9 der 10 wärmsten Jahre im 21. Jahrhundert aufgezeichnet. Die davon 4 wärmsten Jahre lagen allein in der zurückliegenden Dekade 2011 bis 2020 und trugen dazu bei, dass diese in Deutschland die wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen ist. Das verdeutlicht den rasanten Temperaturanstieg, der sich insbesondere innerhalb der letzten Jahrzehnte vollzogen hat. Der Mensch hat daran einen wesentlichen Anteil. Neben natürlich ablaufenden Prozessen ist es die Verbrennung fossiler Energieträger, die dazu führt, dass große Mengen an Kohlenstoffdioxid direkt in die Atmosphäre freigesetzt werden. Ebenso wirken sich massive Landnutzungsänderungen wie die Abholzung von Wäldern, die Trockenlegung von Mooren und umfangreiche Flächenversiegelung regional aber auch global auf das Klima aus. Klimaprojektionen dienen dazu, die weitere Entwicklung des Klimas in der Zukunft abzuschätzen. Dabei wird die wahrscheinliche Einflussnahme durch den Menschen berücksichtigt. Gemäß der Stärke des angenommenen Einflusses werden Szenerien oder „Konzentrationspfade“ (engl. Representative Concentration Pathways – RCPs) entwickelt. Beim Szenario RCP 8.5 wird davon ausgegangen, dass die Einflussnahme durch den Menschen auch weiterhin „so wie bisher“ erfolgt. Die Zahlenangabe besagt dabei, dass auf der Erde im Jahr 2100 in Folge eines positiven Strahlungsantriebs 8,5 W/m 2 „zusätzliche Energie“, verglichen mit dem vorindustriellen Niveau, zur Verfügung stehen wird, wodurch eine Erwärmung der bodennahen Luftschicht erfolgt. Dies zieht eine Reihe sich gegenseitig ungünstig beeinflussender globaler Wirkungen nach sich. Ein wesentlicher Punkt ist, dass ein Großteil dieser zusätzlichen Energie in den Ozeanen gespeichert wird. Neben der thermischen Ausdehnung in Folge der Erwärmung trägt das Abschmelzen der polaren Eiskappen, bzw. Eisschilde zu einem Anstieg des Meeresspiegels bei. An der Nordseeküste ist seit Beginn regelmäßiger Pegelaufzeichnungen ein Anstieg des mittleren Meeresspiegels um 2 bis 4 mm pro Jahr zu beobachten. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich dieser Trend in der Zukunft fortsetzen wird. Die globale Erwärmung bewirkt außerdem, dass Permafrostböden auftauen. Dabei wird das klimawirksame Gas Methan freigesetzt, welches wiederum die Erderwärmung vorantreibt. Einer aktuellen Veröffentlichung des Copernicus Climate Change Service zufolge war das Jahr 2020 global das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und das sechste in einer Folge außergewöhnlich warmer Jahre beginnend mit 2015. Das macht die Dekade 2011 bis 2020 zur wärmsten Dekade, die bislang beobachtet wurde. Im Vergleich zum vorindustriellen Niveau (1850 bis 1900) hat sich die Lufttemperatur um etwa 1,25 °C erhöht. Die größten Temperaturabweichungen vom Mittelwert der Referenzperiode 1981 bis 2010 erreichten über 6 °C über der Arktis und Nordsibirien. Unter der Annahme des RCP8.5-Szenarios wird die global gemittelte Oberflächentemperatur bis zum Jahr 2100 um 2,6 bis 4,8 °C ansteigen. Die höchsten Erwärmungsraten werden über den Kontinenten und an den Polkappen auftreten. Damit verbunden wird der Meeresspiegel global um 45 bis 82 cm ansteigen. In Deutschland ist das Jahresmittel der Lufttemperatur seit 1881 um durchschnittlich 1,6 °C angestiegen. Der Temperaturanstieg ist jedoch regional unterschiedlich stark ausgeprägt. Für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) ist unter den Bedingungen des RCP8.5-Szenarios ein weiterer Temperaturanstieg von 0,8 bis 2,3 °C zu erwarten, für den Zeithorizont 2071 bis 2100 liegen die Ergebnisse bei 2,7 bis 5,2 °C. Am stärksten werden die süddeutschen Regionen von diesen Temperaturerhöhungen betroffen sein. Mit der allgemeinen Temperaturzunahme werden die mit Wärme verbundenen Extreme zunehmen und die mit Kälte verbundenen Extreme abnehmen. Im Berliner Raum ist die durchschnittliche Jahresmitteltemperatur seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1881 um ca. 1,3 °C angestiegen. Im Jahr 2020 war Berlin mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 11,4 °C das mit Abstand wärmste Bundesland. Für die nahe Zukunft (2013 bis 2060) wird – verglichen mit dem Referenzzeitraum 1971 bis 2000 – für das RCP8.5-Szenarion eine Zunahme der durchschnittlichen Tageshöchsttemperatur von 1,2 bis 1,9 °C erwartet. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Temperaturzunahme fortsetzen, sodass die Tageshöchsttemperaturen dann 2,9 bis 3,7 °C mehr als im Referenzzeitraum betragen können. In den Wintermonaten werden trotz der generellen Temperaturerhöhung aufgrund interannueller Schwankungen auch gegen Ende des Jahrhunderts Kälteereignisse auftreten. Diese werden jedoch zunehmend seltener vorkommen. Abbildungen: Änderung der Variable “Tageshöchsttemperatur” für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 1), Verteilung der absoluten Temperaturänderungen (Abb. 2) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle; (Tabelle). Quellen: AFOK-Hauptbericht Die Niederschlagsentwicklung abzuschätzen ist mit großen Unsicherheiten behaftet. Der globale Niederschlag hat eine sehr große räumliche und zeitliche Variabilität. Über Europa haben die Niederschläge im letzten Jahrhundert um 6 bis 8 % zugenommen, wobei die Zunahme mehrheitlich (10 bis 40 %) über Nordeuropa erfolgte und im Mittelmeerraum und Südeuropa ein Rückgang um bis zu 20 % zu verzeichnen war. Im RCP8.5-Szenario wird sich diese deutliche Zweiteilung der Niederschlagsentwicklung über Europa bis zum Endes des 21. Jahrhunderts verstärken. In den Sommermonaten werden die Niederschläge jedoch über ganz Europa abnehmen. In Deutschland fielen in der Referenzperiode 1961 bis 1990 durchschnittlich 789 mm (das entspricht 789 Litern pro Quadratmeter) Niederschlag pro Jahr. Bezogen auf diesen Zeitraum hat sich die jährliche Niederschlagshöhe innerhalb der vergangenen 135 Jahre um etwa 11 % erhöht. Die größten Jahresniederschlagshöhen werden in den Alpen mit durchschnittlich 1.935 mm erreicht. In 2020 fielen die Niederschläge jedoch in der gesamten Bundesrepublik das dritte Jahr in Folge zu gering aus. Berlin gehört mit schwankenden Jahresniederschlagshöhen zwischen 510 und 580 Litern pro Quadratmeter (l/m 2 ) bundesweit zu den Regionen mit den geringsten Niederschlägen. Etwa 2/3 der Tage im Jahr sind niederschlagsfrei. Die längsten Trockenphasen dauerten im Zeitraum 1971 bis 2000 zwischen 22 und 26 Tagen an. Im Jahr 2020 war Berlin mit rund 492 l/m 2 die trockenste Region Deutschlands. Für die Zukunft wird basierend auf dem RCP8.5-Szenario im Frühling und Winter eine Zunahme der Niederschlagssummen angenommen, die sich zum Ende des Jahrhunderts verstärkt. Ebenso werden die Niederschläge im Herbst in ferner Zukunft (2071 bis 2100) zunehmen. Für die Sommermonate können keine eindeutigen Aussagen getroffen werden. Insbesondere die Darstellung von Starkregenereignissen wird durch die räumliche Variabilität von Niederschlagsereignissen und das relativ seltene Auftreten starker Niederschläge erschwert. Für die Wintermonate wird im Zuge des allgemeinen Erwärmungstrends davon ausgegangen, dass die Niederschläge, die in Form von Schnee auftreten, in naher Zukunft (2031 bis 2060) um ca. 30 bis 40 % und bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um etwa 60 bis 70 % zurückgehen werden. Abbildungen: Relative Änderung der jährlichen gemittelten Niederschlagssummen für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 3), Verteilung der relativen Häufigkeitsänderungen (Abb. 4) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle (Tabelle). Quellen: AFOK-Hauptbericht Deutsche Koordinierungsstelle des Weltklimarates “Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC)” The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Copernicus Klimaprojektionen für Deutschland auf der Website des Deutschen Wetterdienstes Klimaforschung am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ Klimageographie an der Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Ökologie, Fachgebiet Klimatologie an der Technischen Universität Berlin Institut für Meteorologie, Fachbereich Geowissenschaften an der Freien Universität Berlin
A detailed attributed point feature shapefile of 6059 pingo locations in a 3.5 × 10⁶ km² region of northern Asia was manually assembled from 1:200 000 scale Russian topographic maps. These medium-scale maps are based on detailed mapping efforts at 1:50 000 and 1:100 000 scales, which in turn are derived from aerial photography acquired in the 1970-1980s (Soviet Military Topographic Survey or Voenno-Topograficheskoe Upravle-nie General'nogo Shtaba, VTU GSh). A first order analysis of pingo distribution was carried out with respect to permafrost, landscape characteristics, surface geology, hydrology, climate, and elevation datasets using a Geographic Information System. The study area comprises the North Asian lowland regions of North, Northeast, Far East and Central Siberia and adjacent mountain ranges from 60.0° N to 76.3° N latitude and 60.0° E to 180.0° W longitude. The geographic re-gions covered in this study are the northern part of the West Siberian Lowlands including the Yamal and Gydan peninsulas, Taymyr Peninsula, Putorana Plateau, Khatanga-Anabar-Olenek Lowlands, Lena River Delta, Lena River Valley, central Yakutian Lowlands around Yakutsk; Yana-Indigirka-Kolyma Lowlands, New Siberian Islands, and the far east Siberian Chukotka region.
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