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Raumbeobachtung Schweiz

Periodisch wiederholte Erfassung und anschauliche Darstellung raeumlich bedeutsamer Tatbestaende und Entwicklungsvorgaenge von nationaler Bedeutung, je nach Fragestellung nach Kantonen, Regionen, Gebietskategorien (z.B. Agglomerationen, Gemeindegroessenklassen, exemplarischen Teilraeumen); bis heute in Angriff genommen fuer die Themenkreise (in der Reihenfolge des Arbeitsfortschritts): - Konzentration von Besiedlung und Wirtschaft - Bauzonen und Bauzonenreserven - Flaechenverbrauch fuer Wohnzwecke - Verlust und Beeintraechtigung naturnaher Landschaften und Erholungsraeume - Verkehrsflaechen der Schweiz.

Global database of key seagrass structure, biomass and production variables

Seagrass meadows provide valuable socio-ecological ecosystem services, including a key role in climate change mitigation and adaption. Understanding the natural history of seagrass meadows across environmental gradients is crucial to decipher the role of seagrasses worldwide. This database comprises of data compiled from peer-previewed publications (1975-2020; based on a Web of Science search) containing 11 individual measures of seagrass meadow structure (e.g. percent cover), biomass (e.g. above-ground biomass) and productivity (e.g. shoot production). Each row of data also includes biological, spatial and temporally relevant information such as bioregion, latitude, longitude, sampling year and genera. This compiled database will facilitate a deeper understanding of spatial and temporal patterns in seagrass meadow structure, biomass and production characteristics globally.

CO2 storage potential of the Jurassic within the German Central Graben

Within the framework of the GEOSTOR Project, the CO2 storage potential of the Jurassic succession in the German Central Graben was analysed. Twelve potential trap structures were initially mapped along the base of the Kimmeridge Clay Formation, which serves as the primary seal for potential reservoir sandstones within the Central Graben Subgroup. The Kimmeridge Clay Formation is generally continuously distributed across the German Central Graben, with only localized penetrations by rising salt diapirs. In contrast, the Central Graben Subgroup, serving as a potential reservoir unit, exhibits an uneven distribution across the area, limiting the presence and continuity of reservoir rocks within each trap structure. To further delineate the spatial extent of the mapped reservoir structures, the base of the Central Graben Subgroup was used as an additional reference layer. Due to the intermittent nature of Jurassic sandstones within the Central Graben Subgroup, a subsequent analysis classified each structure based on borehole data to confirm the presence of reservoir sands. Structures were categorized as ‘proven,’ ‘not present,’ or ‘uncertain’ depending on sandstone availability and continuity within the trap. All mapped reservoir structures are buried at depths ranging from 2225 to 3043 meters (apex depth) and are considered closed systems, situated within a complex structural network of salt diapirs, faults, and pinch-outs. Capacity calculations were conducted following the method outlined by Fuhrmann et al. (2024), and the horizons used for mapping are based on the work of Müller et al. (2023) and Thöle et al. (2021). Fuhrmann, A., Knopf, S., Thöle, H., Kästner, F., Ahlrichs, N., Stück, H.L., Schlieder-Kowitz, A., Kuhlmann, G., (2024). CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup-German sector of the North Sea. International Journal of Greenhouse Gas Control 136. Müller, S.M., Jähne-Klingberg, F., Thöle, H., Jakobsen, F.C., Bense, F., Winsemann, J. & Gaedicke, C. (2023). Jurassic to Lower Cretaceous tectonostratigraphy of the German Central Graben, southern North Sea. – Netherlands Journal of Geosciences, 102: e4. DOI:10.1017/njg.2023.4 Thöle, H., Jähne-Klingberg, F., Doornenbal, H., den Dulk, M., Britze, P. & Jakobsen F. (2021). Deliverable 3.8 – Harmonized depth models and structural framework of the NL-GER-DK North Sea. GEOERA 3DGEO-EU; 3D Geomodeling for Europe; project number GeoE.171.005. Report.

Landschaftsrahmenplanung

"Landschaftsrahmenplanung für die Sächsische Schweiz" Natürliche und kulturgeschichtliche Grundlagen in der Sächsischen Schweiz, Heimatschutz, Natur und Landschaftsschutz, Verwaltungsgliederung, Landschaftsanalyse, Biotopkartierung, Flächenutzung, Landschaftsbelastung und Landschaftschäden, Landschaftsdiagnose und Synthese, Raumgliederung, Landschaftsprognose, Leitbilder für die Raumeinheiten, Zielkonzeption

Modelling root uptake processes in heterogeneous soils at the plant scale with a specific attention to biopores and rhizosphere impact on nutrient acquisition

The pattern of plant nutrient uptake in a soil profile is the result of complex processes occurring at the cellular or sub-cellular levels but affecting the whole-plant behaviour in function of the plant environment that varies strongly in time and space. The plant nutrient acquisition depends on root architecture and growth, on soil properties and heterogeneity, and on the 3-D distribution of nutrients and water. Equally important is how these parameters interact, as for instance how the nutrient distribution and soil properties and heterogeneity impact root growth or how nutrient and water limitation affect assimilate allocation. Mathematical modelling using a spatial resolution that resolves the spatial structure of the root structure and the nutrient and water distribution is therefore needed to quantitatively account for these complex and interacting processes and to predict plant nutrient uptake behaviour under environmental constraints. The main goal of the project is to build a modelling platform able to describe 3-D flow and transport processes in the soil to individual roots of an entire root system (WP1). Model parameters will be derived from specific experiments performed at the plant scale in the research group (WP3) and stored in a specific data warehouse (WP2). The impact of different parameters, which describe root growth and nutrient uptake at the single root scale, on nutrient uptake at the soil profile scale, will be investigated based on scenario analyses (WP4). Data on water and nutrient uptake and root growth from plant and field scale experiments will be compared with model predictions to validate the model. Simulations with the 3-D root scale model will be used to validate hypotheses and parameterizations of larger scale 1-D models that do not describe processes at the scale of individual roots (WP5 and SP10).

Komplementaritaeten der Siedlungsstruktur als Bedingung fuer Verkehr

Ziel der Forschung ist die Formulierung von Bewertungsmodellen des Raumzusammenhangs im weitesten Sinne. Verkehr als Mittel der Raumordnungspolitik ist quantitativ zu erfassen und im Zusammenhang aller Raumstrukturen zu bewerten. Die Raumstruktur (mit den Bereichen 'Siedlungsstruktur' und 'Verkehrsinfrastruktur') weist Komplementaritaeten auf, die Bedingung fuer Kommunikation und, in Verbindung mit der Raumlage, fuer Verkehr sind. Diese gilt es zu durchleuchten und in allgemeinen, verifizierbaren Modellen zu formulieren. Dazu gehoeren nicht nur die ueblicherweise behandelten Wirkungen in der Verkehrsinfrastruktur, sondern auch die Rueckwirkungen des Verkehrsgefueges auf die Raumstruktur.

Gemeinsam für eine nachhaltige, saarländische Mobilitätskultur - Erprobung und Skalierung von Reallaboren, Teilprojekt A: Saarmila koordiniert, realisiert & forscht

Raumbedeutsamkeit von Transportentfernungen

Das Forschungsvorhaben untersucht die Abhaengigkeit der Raumstrukturen (Produktions-, Wohnstandorte) und daraus resultierender Mobilitaet im Gueter- und Personenverkehr von den Kosten des Verkehrs. Grundlage sind statistische Analysen mit Hilfe regionalstatistischer sowie verkehrsstatistischer Daten.

Schwerpunktprogramm (SPP) 2115: Synergie von Polarimetrischen Radarbeobachtungen und Atmosphärenmodellierung (PROM) - Verschmelzung von Radarpolarimetrie und numerischer Atmosphärenmodellierung für ein verbessertes Verständnis von Wolken- und Niederschlagsprozessen; Polarimetric Radar Observations meet Atmospheric Modelling (PROM) - Fusion of Radar Polarimetry and Numerical Atmospheric ..., Untersuchung der konvektiven Entwicklung hin zu stratiformer Niederschlagsbildung mittels Modellierung und polarimetrischer Radarbeobachtungen im C- und Ka-Band (IcePolCKa - Phase 2)

Aktuelle Wettermodelle haben Schwierigkeiten die räumliche Niederschlagsverteilung von konvektiven Wolkensystemen korrekt zu modellieren, was die Vorhersage der Niederschlagsintensität und -dauer erschwert. Ziel dieses Projekts ist es zu untersuchen, wie Eispartikeleigenschaften die Entwicklung stratiformer Niederschlagsregionen innerhalb konvektiver Systeme beeinflussen. Hierzu schlagen wir die synergetische Nutzung zweier polarimetrischer Radarsysteme vor, des C-Band POLDIRAD des DLR in Oberpfaffenhofen und des Ka-Band MIRA-35 der LMU in München. Zum einen werden dazu Details der Eismikrophysik mittels einer neuen Methode beleuchtet. Zum anderen werden die Konvektionszellen mit Hilfe des operationellen DWD Radarnetzwerks verfolgt, um zeitliche Entwicklung und horizontalen Kontext zu erfassen. Für die konkreten Beobachtungstage werden wir die räumliche Entwicklung zwischen konvektiven und stratiformen Regionen mit hochaufgelösten Wettermodellläufen mit unterschiedlichen Mikrophysik-Schemata vergleichen. Ziel dieses Vergleichs ist es zu verstehen, warum die meisten Schemata die Radarreflektivität in konvektiven Regionen noch immer überschätzen und warum gleichzeitig zu wenig stratiformer Niederschlag produziert wird.In Phase 1 konnten wir die Machbarkeit koordinierter C- und Ka-Band Messungen an den beiden Standorten demonstrieren und einen Algorithmus zur Ableitung von Eispartikeleigenschaften entwickeln. Dabei konnten wir ein tieferes Verständnis der bestehenden Mehrdeutigkeiten gewinnen, welche durch die unbekannte Eispartikeldichte verursacht werden. Gleichzeitig wurden für die zahlreichen Beobachtungstage entsprechende Wettermodellläufe mit fünf unterschiedlichen Mikrophysik-Schemata durchgeführt, um die Variabilität klassischer Parameter (z.B. Anzahl, Höhe und räumliche Verteilung der Zellkerne) zwischen den Schemata zu analysieren. In Phase 2 wollen wir unsere Methoden aus Phase 1 weiterentwickeln, um noch unbekannte Größen wie die Eispartikeldichte und die räumliche Struktur des Gesamtsystems bestehend aus konvektivem Zellkern und stratiformen Teil zu erfassen. Dies ermöglicht es uns zu untersuchen wie mikrophysikalische Prozesse wie Bereifung und Aggregation Eispartikel modifizieren und damit deren Transport in den stratiformen Niederschlagsbereich beeinflussen. Um bestehende Mehrdeutigkeiten einzugrenzen, werden wir dazu Messungen der Fallgeschwindigkeit und der linearen Depolarisation mit einbeziehen. Diese Höhen-Zeit-Schnitte werden mit den Zell-Trajektorien in einem Datensatz von etwa 100 konvektiven Tagen zeitlich wie statistisch in Verbindung gebracht, um die beobachtete und modellierte Mikrophysik im konvektiv-stratiformen Übergang einzuordnen. Dazu wird die Verfolgung von Zellen in Messung und Modell auf die umgebende stratiforme Niederschlagsregion ausgeweitet. Die Kombination der horizontalen und vertikalen Perspektive ist dabei eine wesentliche Neuerung unseres Ansatzes im Vergleich zu bisherigen Studien.

Biogenic soil structures: feedbacks between bioactivity and spatial heterogeneity of water storage and fluxes from plot to hillslope scale

Soil structure determines a large part of the spatial heterogeneity in water storage and fluxes from the plot to the hillslope scale. In recent decades important progress in hydrological research has been achieved by including soil structure in hydrological models. One of the main problems herein remains the difficulty of measuring soil structure and quantifying its influence on hydrological processes. As soil structure is very often of biogenic origin (macropores), the main objective of this project is to use the influence of bioactivity and resulting soil structures to describe and support modelling of hydrological processes at different scales. Therefore, local scale bioactivity will be linked to local infiltration patterns under varying catchment conditions. At hillslope scale, the spatial distribution of bioactivity patterns will be linked to connectivity of subsurface structures to explain subsurface stormflow generation. Then we will apply species distribution modelling of key organisms in order to extrapolate the gained knowledge to the catchment scale. As on one hand, bioactivity influences the hydrological processes, but on the other hand the species distribution also depends on soil moisture contents, including the feedbacks between bioactivity and soil hydrology is pivotal for getting reliable predictions of catchment scale hydrological behavior under land use change and climate change.

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