Zahlreiche Prozesse sind an der Entwicklung von Wolkensystemen unter leicht unterkühlten Bedingungen bis zu -10°C beteiligt. Das Zusammenspiel von Thermodynamik, Wasserdampf und Aerosolpartikeln steuert die Verteilung von Flüssigwasser und Eis, die Niederschlagsbildung und die Strahlungseigenschaften. Das Projekt PolarCAP zielt darauf ab, die komplexen Zusammenhänge aufzulösen, indem die Entwicklung der Eisphase unter leicht unterkühlten Bedingungen in einer thermodynamisch und aerosol-kontrollierten natürlichen Umgebung mittels Radarpolarimetrie und Spectral-Bin Modellierung untersucht wird. Zielobjekt der Studie sind flüssigwasserdominierte, unterkühlte stratiforme Wolken, die sich im Winter häufig im Temperaturbereich von -10 bis 0°C über dem Schweizer Plateau bilden. Im Rahmen des externen ERC-Forschungsprojekts CLOUDLAB werden Drohnen eingesetzt, um diese Wolken mit definierten Mengen verschiedener Arten von eisnukleierenden Partikeln, wie Silberjodid oder Snowmax, zu impfen. Die anschließend gebildete Eisphase und die Auflösung der Flüssigphase werden im Rahmen von CLOUDLAB mit Hilfe von In-situ-Messungen und einem Standardsatz von Fernerkundungsinstrumenten wie Lidar und LDR-Wolkenradar charakterisiert. Konkretes Ziel von CLOUDLAB ist, die 1- und 2-Momenten-Parametrisierungen der Eisphase des Wettervorhersagemodells ICON zu verbessern. PolarCAP wird mit dem CLOUDLAB-Projekt zusammenarbeiten, um diesen einzigartigen Datensatz durch die Anwendung modernster polarimetrischer Radar- und Lidar-basierter Fernerkundungstechniken zur Bestimmung der mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken sowie durch die Anwendung wolkenauflösender Spektral-Bin Modellierung zu verbessern und zu nutzen. Synergistische, mehrwellenlängen- und polarimetrische bodengebundene Fernerkundung mit scannendem Radar und Lidar wird eingesetzt, um den Übergang von unterkühlten flüssigen stratiformen Wolken in Mischphasenwolken zu beobachten. Begleitet von wolkenauflösenden Modellsimulationen und Radar-Forward-Operatoren wird PolarCAP die Entwicklung und die beteiligten mikrophysikalischen Prozesse zwischen -10 und 0°C erfassen. Die kombinierten Beobachtungen werden neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Kontakt- und Immersionsgefrieren, sekundärer Eisbildung und Eisvervielfachung liefern, indem Wolken in verschiedenen Temperaturregimen untersucht werden, von denen angenommen wird, dass sie entweder von spezifischen Eisphasenprozessen beeinflusst bzw. unbeeinflusst sind. PolarCAP wird das derzeitige Verständnis wolkenmikrophysikalischer Prozesse und deren Darstellung in atmosphärischen Modellen herausfordern und die wolkenauflösende Modellierung und deren Kopplung an Radarvorwärtsoperatoren vorantreiben. Insgesamt wird PolarCAP Fortschritte in unseren Fähigkeiten erzielen, die Effizienz verschiedener eisbildender Substanzen besser einschätzen zu können und die Zeitskalen von mikrophysikalischen Prozessen und dem Lebenszyklus von Stratusbewölkung zu verknüpfen.
Wasserschutzzonen sind Bereiche zum Schutz des Grundwassers und oberirdischer Gewässer. Sie sind in unterschiedliche Zonen eingeteilt, in denen besondere Ge- und Verbote gelten. Die Grenzen der festgesetzten Wasserschutzzonen wurden durch die Veröffentlichung im Amtsblatt bindend. Daneben gibt es geplante oder nicht festgesetzte Wasserschutzzonen sowie Sonderschutzzonen. Der Datensatz zeigt die Schutzzonen in den Kreisen Kleve, Wesel und Viersen sowie der kreisfreien Stadt Krefeld. Folgende Unterteilung wird dargestellt: - festgelegt: Zone I, II, IIIa, IIIa1, IIIa2, IIIb und IIIc - geplant (Abgrenzung nicht flurstücksscharf): Zone I, II, IIIa und IIIb - Sonderschutzzone
This project aims at the improvement and testing of a modeling tool which will allow the simulation of impacts of on-going and projected changes in land use/ management on the dynamic exchange of C and N components between diversifying rice cropping systems and the atmosphere and hydrosphere. Model development is based on the modeling framework MOBILE-DNDC. Improvements of the soil biogeochemical submodule will be based on ICON data as well as on results from published studies. To improve simulation of rice growth the model ORYZA will be integrated and tested with own measurements of crop biomass development and transpiration. Model development will be continuously accompanied by uncertainty assessment of parameters. Due to the importance of soil hydrology and lateral transport of water and nutrients for exchange processes we will couple MOBILE-DNDC with the regional hydrological model CMF (SP7). The new framework will be used at field scale to demonstrate proof of concept and to study the importance of lateral transport for expectable small-scale spatial variability of crop production, soil C/N stocks and GHG fluxes. Further application of the coupled model, including scenarios of land use/ land management and climate at a wider regional scale, are scheduled for Phase II of ICON.
The present-day configuration of Indonesia and SE Asia is the results of a long history of tectonic movements, volcanisms and global eustatic sea-level changes. Not indifferent to these dynamics, fauna and flora have been evolving and dispersing following a complicate pattern of continent-sea changes to form what are today defined as Sundaland and Wallacea biogeographical regions. The modern intraannual climate of Indonesia is generally described as tropical, seasonally wet with seasonal reversals of prevailing low-level winds (Asian-Australian monsoon). However at the interannual scale a range of influences operating over varying time scales affect the local climate in respect of temporal and spatial distribution of rainfall. Vegetation generally reflects climate and to simplify it is possible to distinguish three main ecological elements in the flora of Malaysia: everwet tropical, seasonally dry tropical (monsoon) and montane. Within those major ecological groups, a wide range of specific local conditions caused a complex biogeography which has and still attract the attention of botanists and biogeographers worldwide. Being one of the richest regions in the Worlds in terms of species endemism and biodiversity, Indonesia has recently gone through intensive transformation of previously rural/natural lands for intensive agriculture (oil palm, rubber, cocoa plantations and rice fields). Climate change represents an additional stress. Projected climate changes in the region include strengthening of monsoon circulation and increase in the frequency and magnitude of extreme rainfall and drought events. The ecological consequences of these scenarios are hard to predict. Within the context of sustainable management of conservation areas and agro-landscapes, Holocene palaeoecological and palynological studies provide a valuable contribution by showing how the natural vegetation present at the location has changed as a consequence of climate variability in the long-term (e.g. the Mid-Holocene moisture maximum, the modern ENSO onset, Little Ice Age etc.). The final aim of my PhD research is to compare the Holocene history of Jambi province and Central Sulawesi. In particular: - Reconstructing past vegetation, plant diversity and climate dynamics in the two study areas Jambi (Sumatra) and Lore Lindu National Park (Sulawesi) - Comparing the ecological responses of lowland monsoon swampy rainforest (Sumatra) and everwet montane rainforests (Sulawesi) to environmental variability (vulnerability/resilience) - Investigating the history of human impact on the landscape (shifting cultivation, slash and burn, crop cultivation, rubber and palm oil plantation) - Assessing the impact and role of droughts (El Niño) and fires - Adding a historical perspective to the evaluation of current and future changes.
Kompensationsflächenkataster Die unteren Naturschutzbehörden sind dazu verpflichtet, ein Ausgleichs- und Ersatzflächenkataster zu führen. Die Aufstellung des Katasters ermöglicht es, unter anderem einen graphischen Überblick über vorhandene Ausgleichs- und Ersatzflächen (Kompensationsflächen) zu erlangen. So können z.B. Doppelbelegungen ausgeschlossen werden, da die Fläche nun nicht mehr für andere Ausgleichs- und Ersatzflächenmaßnahmen herangezogen werden kann. Außerdem spielt die Erfassung solcher Flächen bei Planungen eine wichtige Rolle: Es werden Standortentscheidungen für Eingriffe, aber auch für Ausgleich beeinflusst. Gem. § 34 Abs. 1 Landesnaturschutzgesetz NRW (LNatSchG NRW) werden jedoch nur Flächen aufgenommen, die größer als 500 m² sind. Im Rahmen des Ausgleichs- und Ersatzflächenkataster sind auch die nach § 34 Absatz 5 des Bundesnaturschutzgesetzes durchgeführten Maßnahmen zur Sicherung des Zusammenhangs des Netzes Natura 2000 (Kohärenzsicherungsmaßnahmen), die nach § 44 Absatz 5 des Bundesnaturschutzgesetzes durchgeführten vorgezogenen Ausgleichsmaßnahmen (CEF-Maßnahmen) sowie die nach § 53 durchgeführten Schadensbegrenzungsmaßnahmen gesondert auszuweisen. CEF-Maßnahme - CEF-Maßnahmen (continuous ecological functionality-measures), auch vorgezogene Ausgleichsmaßnahmen genannt, sind Maßnahmen des Artenschutzes, die vor geplanten oder notwendigen Eingriffen stattfinden müssen. Sie sollen eine ökologisch-funktionale Kontinuität betroffener Tierarten oder Populationen sichern. Ersatzaufforstung – Ersatzaufforstungen sind Kompensationsmaßnahmen, bei denen Wald, der an anderer Stelle verloren gegangen ist, wiederhergestellt wird. Ein Waldersatz nach dem Landesforstgesetz stellt auch eine ökologische Aufwertung dar. Kohärenzsicherungsmaßnahme - Als Kohärenzsicherungsmaßnahmen werden Maßnahmen bezeichnet, die der Erhaltung des Zusammenhangs des Europäischen Schutzgebietsnetzwerkes Natura 2000 (EU-Vogelschutzgebiete und FFH-Gebiete) dienen. Maßnahmen zur Kohärenzsicherung zielen darauf ab, für die betroffenen Lebensraumtypen und Arten an anderer Stelle eine Verbesserung ihres Erhaltungszustands zu erreichen. Kompensationsfläche - Für Eingriffe in Natur und Landschaft werden Ausgleichs- oder Ersatzmaßnahmen vorgeschrieben, die geeignet sind, die jeweiligen Eingriffe in den Naturhaushalt wiedergutzumachen. Die gesetzlichen Anforderungen an die Handhabung der Eingriffsregelung sind den §§ 13 – 18 Bundesnaturschutzgesetz sowie den §§ 30-34 des Landesnaturschutzgesetzes Nordrhein-Westfalen zu entnehmen. Für die Anforderungen der Eingriffsregelung im Rahmen der kommunalen Bauleitplanung gelten die Vorschriften des Baugesetzbuches. Ausgleichsmaßnahmen werden direkt am Ort des Eingriffs durchgeführt, bei Ersatzmaßnahmen werden die beeinträchtigten Funktionen des Naturhaushalts an anderer Stelle in dem betroffenen Naturraum in gleichwertiger Weise wiederhergestellt und das Landschaftsbild landschaftsgerecht neugestaltet. Ökokontofläche – In Ökokonten sind Kompensationsflächen zusammengefasst, auf denen bereits im Vorfeld von Eingriffen Maßnahmen zur ökologischen Kompensation durchgeführt und bewertet werden. Bei Bedarf können diese Flächen einem Eingriff zugeordnet und durch die Eingriffsverursachenden gegenfinanziert werden. Diese Flächen stehen nur intern zur Verfügung. Schadenbegrenzungsmaßnahme – Schadenbegrenzungsmaßnahmen nach § 53 LNatSchG sind Maßnahmen des Naturschutzes und der Landschaftspflege, die gewährleisten, dass erhebliche Auswirkungen auf ein Natura 2000-Gebiet ausbleiben. Sie werden im Rahmen einer FFH-Verträglichkeitsprüfung festgelegt. Diese Flächen stehen nur intern zur Verfügung.
<p> <p>Die Veränderungen im globalen Klimasystem haben seit 1950 rapide zugenommen und sind beispiellos im Vergleich zu den vorherigen Jahrtausenden. Der menschliche Einfluss hat zweifellos zur deutlichen Erwärmung der Atmosphäre, Ozeane und Landflächen geführt. Anhaltende Treibhausgas-Emissionen werden auch künftig starke Klimaänderungen und weitere Extremereignisse verursachen.</p> </p><p>Die Veränderungen im globalen Klimasystem haben seit 1950 rapide zugenommen und sind beispiellos im Vergleich zu den vorherigen Jahrtausenden. Der menschliche Einfluss hat zweifellos zur deutlichen Erwärmung der Atmosphäre, Ozeane und Landflächen geführt. Anhaltende Treibhausgas-Emissionen werden auch künftig starke Klimaänderungen und weitere Extremereignisse verursachen.</p><p> Aktueller Stand der Klimaforschung <p>Auf Basis deutlich verbesserter Kenntnisse der Klimaprozesse, besserer (paläoklimatischer) Nachweise zu den Klimabedingungen vergangener Erdepochen sowie der Reaktion des Klimasystems auf den zunehmenden Strahlungsantrieb in der Atmosphäre ist der vom Menschen verursachte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> eindeutig nachweisbar. Er wirkt sich bereits auf sehr viele <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wetter">Wetter</a>- und Klimaextreme in allen Regionen der Welt aus.</p> <p>Dieser Einfluss des Menschen auf das Erdklima (anthropogener Klimawandel) und die damit einhergehenden weitverbreiteten Veränderungen zeigen sich unter anderem in der schnellen Erwärmung der unteren Atmosphäre und der Ozeane, in den Veränderungen des globalen Wasserkreislaufs, in der weltweiten Abnahme von Schnee und Eis, im Anstieg des mittleren globalen Meeresspiegels und an veränderten Jahreszeiten.</p> <p>Zudem werden jetzt global noch mehr Veränderungen von Wetterextremen beobachtet: Weltweit haben Hitzewellen und Starkniederschläge in den meisten Regionen an Häufigkeit und Intensität zugenommen, während sich bei Überflutungen, Dürren und tropischen Wirbelstürmen regional unterschiedliche Trends ergeben – bei Wirbelstürmen vor allem ein steigender Anteil besonders intensiver Ereignisse.</p> <p>Die Attributionsforschung zeigt immer deutlicher, dass ein Großteil dieser beobachteten Veränderungen maßgeblich durch den menschengemachten Klimawandel verursacht wird.</p> <p>Die <a href="https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/">Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre</a> sind auch in den letzten 10 Jahren weiter angestiegen und haben 2025 jährliche Mittelwerte von 426 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ppm-0">ppm</a> für Kohlendioxid (CO2), 1.936 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ppb">ppb</a> für <a href="https://gml.noaa.gov/webdata/ccgg/trends/ch4/ch4_annmean_gl.txt">Methan</a> (CH4) und 339 ppb für Lachgas (N2O) erreicht. Die mittlere globale dekadische Oberflächentemperatur stieg im Zeitraum von 1880 bis 2025 um ca. 1,3 °C (vgl. Abb. „Der Einfluss des Menschen hat das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> in einem Maße erwärmt, wie es seit mindestens 2.000 Jahren nicht mehr der Fall war"). Das Einzeljahr 2025 lag ca. 1,44 °C über dem vorindustriellen Niveau. Auf der Nordhalbkugel war die letzte Dekade die wärmste seit mehr als 125.000 Jahren. </p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_einfluss-mensch_2022-06-21.png"> </a> <strong> Der Einfluss des Menschen hat das Klima in einem Maße erwärmt, wie es seit mindestens 2.000 Jahren.. </strong> Quelle: IPCC </p><p> Zu erwartende globale Klimaänderungen <p>Bis Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Erwärmung der bodennahen Luftschicht fortsetzen. Alle zugrunde gelegten Treibhausgasemissionsszenarien ergeben bis Ende des 21. Jahrhunderts eine weitere Temperaturzunahme. Je nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/szenario">Szenario</a> reicht die mittlere Erwärmung von 1,5 bis 3,7 °C im Vergleich zu vorindustriellen Bedingungen (Referenzperiode: 1850-1900). Bis 2150 könnte die Erwärmung aber auch bis über 5 °C steigen. Nur unter der Voraussetzung äußerst ambitionierter Klimaschutzmaßnahmen und drastischer Verminderung der CO2- und anderer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen ließe sich der mittlere Temperaturanstieg bis 2100 gegenüber der vorindustriellen Zeit auf 1,5 °C bis 2,4 °C begrenzen. </p> <p>Der kommende, Siebte Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimafragen (IPCC, oft „Weltklimarat“ genannt) wird diese Zahlen aktualisieren und voraussichtlich in den Jahren 2028 bis 2029 veröffentlicht. </p> <p>Nähere Informationen zum Sechsten Sachstandsbericht des Weltklimarats (IPCC-AR6) finden Sie auf der Seite der <a href="https://www.de-ipcc.de/250.php">Deutschen IPCC Koordinierungsstelle.</a></p> </p><p> Die Teilberichte des AR6 <em><strong>WG I – Naturwissenschaftliche Grundlagen des Klimawandels</strong></em> <p>Der Bericht der Arbeitsgruppe I des Weltklimarates <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ipcc">IPCC</a> kommt zu dem klaren Schluss, dass die vom Menschen verursachten (anthropogenen) Treibhausgasemissionen eindeutig die Ursache für die bisherige und die weitere Erwärmung des Klimasystems der Erde sind. Die zahlreichen Folgen der Klimaerwärmung - einschließlich der Extremereignisse – werden immer offensichtlicher und lassen sich direkt dem anthropogenen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhauseffekt">Treibhauseffekt</a> zuordnen. Die Auswirkungen der globalen Klimaveränderungen sind somit intensiver und häufiger geworden und werden dies auch in den kommenden Jahrzehnten weiterhin tun. Der Anstieg der globalen, über 20 Jahre gemittelten Oberflächentemperatur wird im Vergleich zum vorindustriellen Niveau wahrscheinlich Anfang der 2030er Jahre den Wert von 1,5°C erreichen.</p> <p>Mehr dazu, dass der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> schneller und folgenschwerer verläuft finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/89510">hier</a>.</p> <em><strong>WG II - Folgen des Klimawandels, Anpassung und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/verwundbarkeit">Verwundbarkeit</a></strong></em> <p>Im Fokus des zweiten Teilberichtes stehen die Folgen des Klimawandels sowie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/anpassung-an-den-klimawandel">Anpassung an den Klimawandel</a>. Der IPCC warnt: Die Klimarisiken für Ökosysteme und Menschen nehmen weltweit rapide zu. Nur konsequenter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> und frühzeitige Klimaanpassung können Risiken verringern.</p> <p>Der Teilbericht beschreibt sehr deutlich die Auswirkungen der Klimakrise. Bereits jetzt sind massive Folgen für Ökosysteme und Menschen in allen Regionen der Welt sichtbar und die weltweiten CO₂ Emissionen steigen weiter. Die Auswirkungen der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/93518">Klimakrise</a> werden Menschen und Ökosysteme selbst dann noch spürbar belasten, wenn es uns gelingt, entschieden umzusteuern und die Erderhitzung auf 1,5 °C zu begrenzen.</p> <p>Mehr zur Anpassung an den Klimawandel finden sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/66170">hier</a>.</p> <em><strong>WG III - Minderung des Klimawandels</strong></em> <p>Die wohl wichtigste Botschaft des dritten Teilberichtes war, dass es technisch und ökonomisch möglich wäre, die globale Erwärmung entsprechend des Übereinkommens von Paris auf 1,5°C bis 2100 zu begrenzen. Dafür sind allerdings eine sofortige globale Trendwende sowie tiefgreifende <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Minderungen in allen Weltregionen und allen Sektoren nötig (d.h. in Energiesystemen, Städten, Land- und Forstwirtschaft, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a>, Gebäuden, Verkehr und Industrie). Sofortige Klimaschutzmaßnahmen würden das globale Wirtschaftswachstum nur geringfügig verringern – verglichen mit einer rein hypothetischen Entwicklung, die den Klimawandel gar nicht enthält. Verglichen mit den zu erwartenden Wirtschaftskrisen und Rezessionen bei einer Erwärmung von mehr als 1,8 °C stellen sofortige Klimaschutzmaßnahmen dagegen auch ökonomisch eine äußerst lohnende Investition dar.</p> <p>Erstmalig stand auch das energie- und emissionssparende Verhalten in Unternehmen und im Alltag im Zentrum des Teilberichtes. Weltweit verbesserte Rahmenbedingungen wie politische und regulatorische Instrumente, internationale Zusammenarbeit, Marktinstrumente (z.B. CO₂-Bepreisung), Investitionen, Innovationen, Technologietransfer, Aufbau von Know-How sowie klimafreundliche Lebensstile bieten Möglichkeiten, die notwendigen System-Transformationen im Einklang mit nachhaltiger Entwicklung und globaler Gerechtigkeit zu gestalten.</p> <p>Armutsbekämpfung und eine gesicherte Energieversorgung könnten global ohne signifikante Emissionssteigerungen erreicht werden. Die allerwichtigsten Optionen liegen dabei in der Nutzung von Sonnenenergie und Windkraft sowie im Mobilitäts-, Gebäude- und Ernährungs-Sektor (hier vor allem weniger Fleischkonsum), aber auch besonders im Schutz und der Verbesserung der Wirksamkeit von Ökosystemen (vor allem der globalen Wälder und Moore).</p> <p>Hier haben wir für Sie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/minderung-des-klimawandels-was-notwendig-moeglich">Kernaussagen des dritten Teilberichts</a> zusammengefasst.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
The FCSN31 TTAAii Data Designators decode as: T1 (F): Forecast T1T2 (FC): Aerodrome (VT < 12 hours) A1A2 (SN): Sweden (Remarks from Volume-C: NilReason)
Das Digitale Landschaftsmodell 1:1 000 000 (DLM1000) beschreibt die topographischen Objekte der Landschaft und das Relief der Erdoberfläche der Bundesrepublik Deutschland im Vektorformat.Die Objekte werden einer bestimmten Objektart zugeordnet und durch ihre räumliche Lage, ihren geometrischen Typ, beschreibende Attribute und Beziehungen zu anderen Objekten (Relationen) definiert. Der Datenbestand umfasst Objektarten sowie deren wichtigste Attribute, z. B. Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gewässer, Siedlungen, Vegetation, Verwaltungsgrenzen (bis zur Gemeindeebene) und das Relief in Form von Höhenlinien und weiteren Oberflächenformen. Welche Objektarten das DLM1000 im Detail beinhaltet und wie die Objekte gebildet werden, ist im ATKIS®-Objektartenkatalog (ATKIS®-OK1000) festgelegt
Wolken beeinflussen den Energiehaushalt durch Streuung des Sonnenlichts und Absorption der Wärmestrahlung der Erde und gelten daher als wichtiger Faktor im Klimasystem. Die Untersuchung von atmosphärischen Prozessen im Allgemeinen und der Eisnukleation im Besonderen ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der mit Wolkenbildung, Niederschlagsentwicklung und Wechselwirkung mit der Strahlung zusammenhängenden Mechanismen. Mineralstaub, der den größten Teil der atmosphärischen Aerosole ausmacht, kann bei geringen Sättigungen und Temperaturen, die über dem homogenen Gefrierpunkt liegen, Eisbildung initiieren und auf diese Weise die Wolkendynamik und auch die Mikrophysik sowie die Eigenschaften der Wolken beeinflussen. Trotz zahlreicher Untersuchungen zum Einfluss von Partikelgröße und Oberflächeneigenschaften von Eiskeimen wissen wir über die heterogene Eisnukleation auf molekularer Ebene immer noch sehr wenig. Übergeordnetes Ziel des vorliegenden Projektverlängerungsantrags ist die Untersuchung der Bedeutung von OH-Gruppen an den Oberflächen mineralischer Aerosolpartikel in heterogenen Eisnukleationsprozessen mit Hilfe der nichtlinearen optischen (NLO-)Spektroskopie und insbesondere der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen. Im DFG-Projekt AB 604/1-1 wurde bereits der Grundstein für das neue Forschungsfeld (Atmosphärische Oberflächenwissenschaft) am IMK-AAF des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelegt. Das Projekt hat deutlich gezeigt, dass sich die NLO-Spektroskopie für die Untersuchung von heterogenen Eisnukleationsprozessen auf molekularer Ebene eignet. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen daher im Wesentlichen Wasser und Hydroxylgruppen an den Oberflächen zweier atmosphärisch relevanter Mineraloxide mit unterschiedlichem Eisnukleationsvermögen (Feldspat und Quarz) während des heterogenen Gefrierens untersucht werden. Mit Hilfe der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen sollen die Grenzflächenwasser (flüssig und Eis) auf mineralischen Oberflächen analysiert sowie der Einfluss der OH-Gruppen an der Oberfläche auf den heterogenen Gefrierprozess bestimmt werden. Die hier geplanten Untersuchungen werden als Grundlage für eine deterministische Beschreibung des Prozesses des heterogenen Gefrierens an atmosphärischen Aerosolpartikeln mineralischen Ursprungs dienen. Solche Studien sind für unser Verständnis der atmosphärischen Prozesse und somit auch des Klimasystems von großer Bedeutung und darüber hinaus auch im Hinblick auf die lokale Wettermodifikation (z.B. Wolkenimpfung, Hagelabwehr) und die Klimaschutzpolitik von besonderem Interesse.
Dieser Fortsetzungsantrag eines bestehenden Forschungsprojekts innerhalb der Forschergruppe INUIT (Ice Nuclei Research UnIT) hat zum Ziel, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von atmosphärischen Eiskeimen (ice nucleating particles, INP) und Eispartikelresiduen (ice particle residuals, IPR) zu untersuchen. Es werden hauptsächlich zwei Messtechniken eingesetzt: virtueller Gegenstromimpaktor und Laserablationsmassenspektrometrie. Eiskeime (INP) aus atmosphärischem Aerosol werden erst in einem Eiskeimzähler aktiviert, so dass sich Eiskristalle bilden, die dann mit einem bepumpten Gegenstromimpaktor aufgrund ihrer Größe extrahiert und verdunstet werden können. Die freigesetzten INP können wiederum mit dem Massenspektrometer oder anderen Messtechniken untersucht werden. Dieses Experiment wird während einer Feldmesskampagne in der Nähe der Quellen von potentiell guten Eiskeimen (Mineralstaub, Biopartikel, anthropogene Partikel) durchgeführt. Ein geeigneter Kampagnenort hierfür ist die Mittelmeerregion, z.B. Südspanien. Die Eispartikelresiduen werden direkt aus unterkühlten Mischphasenwolken gesammelt. Hierzu wird ein spezieller Eis-Gegenstromimpaktor eingesetzt, der nur Eiskristalle sammelt und von den unterkühlten Wolkentröpfchen trennt. Nach der Sammlung wird das Eis der Eiskristalle verdunstet, so dass die Eisresidualpartikel freigesetzt werden und mittels des Laser- Ablationsmassenspektrometers analysiert werden können. Dieses Experiment wird auf einer Bergstation (Jungfraujoch) durchgeführt. Die Kombination aus Eiskeimzähler, bepumptem Gegenstromimpaktor und Massenspektrometer wird auch unter Laborbedingen zur Bestimmung der Eiskeimfähigkeit von internen und externen Partikelmischungen (z.B. biologisch/mineralisch) betrieben. Das Laserablationsmassenspektrometer in seiner Eigenschaft als Einzelpartikel-Analysegerät wird ebenfalls dazu eingesetzt, um den Mischungszustand der erzeugten Mischpartikel zu charakterisieren.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 984 |
| Europa | 9 |
| Global | 1 |
| Kommune | 13 |
| Land | 110 |
| Weitere | 19 |
| Wirtschaft | 3 |
| Wissenschaft | 551 |
| Zivilgesellschaft | 13 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 2 |
| Daten und Messstellen | 2 |
| Ereignis | 5 |
| Förderprogramm | 880 |
| Repositorium | 1 |
| Taxon | 1 |
| Text | 47 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 103 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 49 |
| Offen | 906 |
| Unbekannt | 85 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 759 |
| Englisch | 399 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 14 |
| Bild | 4 |
| Datei | 7 |
| Dokument | 43 |
| Keine | 640 |
| Multimedia | 1 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 363 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 719 |
| Lebewesen und Lebensräume | 941 |
| Luft | 768 |
| Mensch und Umwelt | 1035 |
| Wasser | 865 |
| Weitere | 1021 |