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Found 789 results.

CO-MICC - The open knowledge and data portal on freshwater-related hazards of climate change for decision makers and businesses

CO-MICC is a data portal for freshwater-related climate change risk assessment at multiple spatial scales. It is named after the research project during which it was developed, i.e. the CO-MICC (CO-development of Methods to utilize uncertain multi-model-based Information on freshwater-related hazards of Climate Change) project (2017-2021). The aim of CO-MICC is to support decision making in the public and private spheres dealing with future availability of freshwater resources. This climate service is operated and maintained by the International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC), and more broadly by the German Federal Institute of Hydrology. The portal comprises data of over 80 indicators of freshwater-related hazards of climate change, which can be visualized in the form of global maps or interactive graphs. The indicators are dynamically calculated based on modelled annual and monthly gridded (0.5°) data sets of climate and hydrological variables. These data sets were computed by a multi-model ensemble comprising four Representative Concentration Pathways (RCPs), four General Circulation Models (GCMs), three Global Hydrological Models (GHMs) and two variants per hydrological model, which amounts to 96 ensemble members in total. They were provided by three European research modelling teams that are part of the ISIMIP consortium. The indicator data correspond to absolute or relative changes averaged over future 30-year periods, as compared to the reference period 1981-2010.

Abrupte Veränderungen von Süßwasserökosystemen unter Einwirkung von multiplen Stressoren wie steigenden Temperaturen, Nährstoffen und Pestiziden

Flache Süßwasser-Lebensräume bieten wichtige Ökosystem-Funktionen, sind aber von multiplen Stressoren bedroht. Während die Reaktion auf den globalen Klimawandel wahrscheinlich eher graduell ist, sind abrupte Veränderungen möglich, wenn kritische Schwellenwerte durch zusätzliche Effekte lokaler Stressoren überschritten werden. Die Analyse dieser Effekte ist komplex, da Stressoren additiv, synergistisch oder antagonistisch wirken können. CLIMSHIFT zielt auf ein mechanistisches Verständnis von Stressor-Interaktionen, die auf flache aquatische Ökosysteme wirken. Diese sind aufgrund ihrer hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisse, der großen Ufer-Grenzfläche und der Grundwasser-Konnektivität besonders anfällig für Klimaerwärmung und Stoffeinträge aus landwirtschaftlichen Einzugsgebieten. Die komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Primärproduzenten sowie assoziierten Konsumenten führen zum Auftreten stabiler Regime, und multiple Stressoren können nichtlineare Übergänge zwischen diesen Regimen auslösen, mit weitreichenden Folgen für entscheidende Ökosystemprozesse und -funktionen. Unsere Haupthypothese ist, dass erhöhte Temperaturen die negativen Auswirkungen der landwirtschaftlichen Stoffeinträge, die Nitrat, organische Pestizide und Kupfer enthalten, verstärken. Submerse Makrophyten, Periphyton und Phytoplankton als Primärproduzenten werden kombiniert mit Schnecken, die Periphyton und Pflanzen fressen, sowie benthischen und pelagischen Phytoplankton-Filtriern, Dreissena und Daphnien. Wir testen unterschiedliche Expositionsszenarien auf zwei räumlichen Skalen, Mikrokosmen im Labor und Mesokosmen im Freiland, um Effekte auf individueller, gemeinschaftlicher und ökosystemarer Ebene zu verstehen. Während des gesamten Projekts werden die Experimente durch Modellierungen ergänzt, um kritische Schwellwerte zu simulieren und Stress-Interaktionen vorherzusagen. Die Modellentwicklung wird in Zusammenarbeit mit allen Arbeitspaketen durchgeführt, um empirische Ergebnisse zu integrieren, unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen zu verknüpfen und Ergebnisse zu extrapolieren. Wir erwarten, dass kombinierte Stressoren zu plötzlichen Verschiebungen der Gemeinschaftsstruktur führen. Submerse Makrophyten werden voraussichtlich durch Phytoplankton oder benthische Algen ersetzt, mit Konsequenzen für wichtige Ökosystemfunktionen. Die Stärke unseres Antrages liegt darin, dass ökotoxikologische Stressindikatoren der Organismen wie Wachstum und Biomarker mit funktionalen Gemeinschafts-/Ökosystemansätzen kombiniert werden, die den Metabolismus und die Dynamik des Ökosystems betrachten. Das kombinierte Know-how von 5 Laboren mit komplementärem Fachwissen und allen notwendigen Einrichtungen wird die spezifische Projektfähigkeit sicherstellen. Unsere Ergebnisse sollen dazu beitragen, safe operating spaces/sichere Handlungsräume für eine nachhaltige Landwirtschaft und das Management von flachen aquatischen Ökosystemen in einer sich verändernden Welt zu definieren.

Die Biogeochemie der Ozean-Eis-Interaktion in Grönland

In diesem Projekt werden wir die grönländische Küste als ideales Ziel für eine Prozessstudie nutzen, um zu untersuchen, wie sich Veränderungen des Wasserkreislaufs auf die Biogeochemie und Produktivität des Ozeans auswirken.Mit zunehmender jährlicher Abflussmenge aus dem Grönländischen Eisschild (GrIS) stellt sich die Frage, wie sich dieser Süßwasserabfluss auf die Produktivität der Schelfmeere in Grönland auswirkt. Der GrIS ist das zweitgrößte Eisschild der Erde. Wenn Süßwasser vom GrIS in den Ozean gelangt, entstehen in den Küstengewässern der Insel starke physikalische und biogeochemische Gradienten. Diese Gradienten sind am ausgeprägtesten in den Fjorden Grönlands, die flächenmäßig zu den größten maritimen Kohlenstoffsenken gehören. Grönlands Fjorde und Schelfmeere beherbergen auch national wichtige Fischereien, deren Zukunft für die grönländische Wirtschaft von entscheidender Bedeutung ist.Obwohl allgemein anerkannt ist, dass Süßwasser-Gletscher-Inputs die regionale Ozeanzirkulation beeinflussen, steht unser Verständnis von Verbindungen zwischen der Physik der Schmelzwasser-Freisetzung und langfristigen Veränderungen in der marinen Biogeochemie noch in den Anfängen. Ein Thema von aktuellem Interesse für der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ist, wie Kryosphäre und Ozean biogeochemisch in einem sich erwärmenden Klima interagieren werden. Das Hauptziel hier wird sein, zu bestimmen, wie die physikalischen und chemischen Veränderungen, die durch erhöhte Süßwassereinträge in den Ozean um Grönland verursacht werden, die Verfügbarkeit von Nährstoffen (Makronährstoffe und Mikronährstoffe) für Phytoplankton und somit die Primärproduktion beeinflussen.Durch die Kombination von Feldforschung mit idealisierten Modellen werden die Auswirkungen der drei wichtigsten unterschiedlichen Süßwasserquellen (Oberflächenabfluss, Untergrundabfluss und Eisbergschmelze) bestimmt. Die Chemie des Mündungs-Mischprozesses, welcher häufig schnelle Veränderungen der chemischen Form und damit der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen induziert wenn sich Süß- und Salzwasser mischen, wird untersucht. Der Nährstofflimitierungsstatus von Phytoplanktongemeinschaften in von Süßwasser beeinflussten Gebieten in Grönland wird bestimmt und somit der Nettoeffekt gleichzeitiger Veränderungen der physikalischen und chemischen Zusammensetzung der Wassersäule bewertet.Dadurch wird es möglich sein, die Auswirkungen der Zunahme von Süßwassereintrag in den polaren Ozean, im Hinblick auf Änderungen der Primärproduktion im Meer zu verstehen.

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 200 000 - Versalzung des Grundwassers

Die Karte zeigt die mögliche Grundwasserversalzung im Maßstab 1:200 000. Süßwassererfüllte Grundwasserleiter sind in Niedersachsen nur bis zu einer Tiefe von maximal 300 m anzutreffen. Ihr Vorkommen ist auf die Bereiche beschränkt, in denen ein ständiger Wasseraustausch durch versickerndes Niederschlagswasser erfolgt (Zone des aktiven Wasseraustausches). Darunter ist eine zunehmende Versalzung des Grundwassers zu beobachten (Zone des verzögerten Wasseraustausches). In größeren Tiefen schließt sich ein Bereich mit weitgehend stagnierendem Grundwasser an. Der enge Zusammenhang zwischen Süßwasservorkommen und aktivem Wasseraustausch macht die Grundwasserdynamik zu einem zentralen Kriterium bei der Bewertung der Nutzbarkeit der Grundwasserleiter sowie auch bei der Abgrenzung von Grundwasserkörpern. Die Tiefenlage der versalzten Wässer, dass heißt, der Tiefgang des aktiven Wasseraustausches, wird wesentlich durch die hydraulischen Eigenschaften der Gesteinsschichten und das Potenzial der durchflossenen Süßwasserkörper gesteuert. Sie variiert demzufolge sehr stark. In großflächigen Vorflutbereichen ( z.B. Elbe-, Weser-, und Allerniederung), in denen der hydrostatische Druck infolge des Übertrittes großer Grundwassermengen in die Vorfluter abrupt abgebaut wird, können großräumige Druckgefälle auftreten, die ein Aufdringen von tiefen versalzten Wässern bis in den oberflächennahen Grundwasserbereich bewirken ( Binnenländische Versalzung ). Die Versalzungsbereiche im Tiefengrundwasser sind oft an die in den älteren Untergrund eingeschnittenen quartären Schmelzwasserrinnen gebunden. Die Tiefenlage der Versalzung liegt dort in einem Niveau, in dem außerhalb der Rinnen keine Grundwasserleiter mehr ausgebildet sind. Im Binnenland sind ferner rund 400 km2 als Grundwasserversalzungsbereiche einzustufen, die durch Ablaugungsvorgänge an hoch liegenden Salzstöcken verursacht sind ( Salzstockablaugung, Subrosion, vgl. Salzstrukturen Norddeutschlands 1 : 500 000, © BGR, 2008). An der Nordseeküste ist als Folge des allgemeinen Meeresspiegelanstieges nach der letzten Eiszeit auf breiter Front Meerwasser in die binnenländischen Grundwasserleiter eingedrungen ( Küstenversalzung ), wobei das in ihnen befindliche Süßwasser verdrängt wurde. Betroffen von dieser Art der Grundwasserversalzung ist ein bis zu 20 km breiter, insgesamt 2500 km2 großer Küstenstreifen, der somit für die Grundwassernutzung weitgehend ausfällt. Nur auf den Küsteninseln haben sich unter den Dünengebieten durch versickernde Niederschläge Süßwasserlinsen gebildet, die in begrenztem Umfang eine Trinkwasserförderung erlauben. Insgesamt sind in Niedersachsen Gebiete mit einer Gesamtfläche von rd. 6500 km2 von Grundwasserversalzungen betroffen, die dort eine Grundwassernutzung erschweren oder unmöglich machen. Zur Abgrenzung der Gebiete mit versalztem Grundwasser wurden die Ergebnisse von Wasseranalysen, geoelektrischen Sondierungen und Aufschlussbohrungen mit geophysikalischen Bohrlochmessungen ausgewertet. Ein Wasser wird als versalzt bezeichnet, wenn sein Chloridgehalt 250 mg/l übersteigt, was in etwa der menschlichen Geschmacksgrenze entspricht. In der Karte wird im Lockergestein unterschieden, ob der gesamte Grundwasserkörper versalzt ist oder ob Salzwasser nur in einem Teil des Grundwassers angetroffen wurde. Im Festgestein werden nur oberflächennahe Versalzungen, auch im Bereich von Salzhalden, dargestellt.

IWaTec - Integrated Water Technologies

Egypt passed a revolution and changed its political system, but many problems are still lacking a solution. Especially in the field of water the North African country has to face many challenges. Most urgent are strategies to manage the limited water resources. About 80% of the available water resources are consumed for agriculture and the rest are for domestic and industrial activities. The management of these resources is inefficient and a huge amount of fresh water is discarded. The shortage of water supply will definitely influence the economic and cultural development of Egypt. In 2010, Egypt was ranked number 8 out of 165 nations reviewed in the so-called Water Security Risk Index published by Maplecroft. The ranking of each country in the index depends mainly on four key factors, i.e. access to improved drinking water and sanitation, the availability of renewable water and the reliance on external supplies, the relationship between available water and supply demands, and the water dependency of each countrys economy. Based on this study, the situation of water in Egypt was identified as extremely risky. A number of programs and developed strategies aiming to efficiently manage the usage of water resources have been carried out in the last few years by the Egyptian Government. But all these activities, however, require the availability of trained and well-educated individuals in water technology fields. Unfortunately, the number of water science graduates are decreasing and also there are few teaching and training courses for water science offered in Egypt. However, there is still a demand for several well-structured and international programs to fill the gap and provide the Egyptian fresh graduates with the adequate and up-to-date theoretical and practical knowledge available for water technology. IWaTec is designed to fill parts of this gap.

Water chemistry of Lagrangian samplings of Inland Elbe 2024 (MOSES Hydrological Extremes)

Within the framework of MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) and ElbeXtreme, we performed three longitudinal sampling campaigns in the Elbe catchment in 2024. The campaigns covered the German freshwater part, the tidal Elbe river, and the German Bight. Here we present the results of the freshwater river where the sampling was conducted in a Langrangian way according to flow velocity. Physico-chemical and biological parameters were measured along the Elbe from bridges between Bad Schandau (km 12, Czech-German border) and Lauenburg (km 570, close to Hamburg). A particular scientific focus was on (1) nutrients and eutrophication, (2) composition of dissolved organic matter measured by high-resolution mass spectrometry, (3) greenhouse gas measurements, and (4) micropollutants. This was done during a winter flood event in January, a summer drought in July, and a second smaller flood in September 2024.

Phytoplankton Monitoring in Zingster Strom

<p>Monitoring data were collected from Zingster Strom on behalf of University of Rostock to assess the composition and structure of planktonic microbial communities. The focus of this monitoring program was on phytoplankton, defined here as planktonic photoautotrophic microorganisms, including both eukaryotic microalgae and cyanobacteria, as well as closely associated protists. Water samples were collected directly from the basin using a 2 L water sampler to ensure representative capture of the planktonic community. In the laboratory, each sample was subsampled into two separate 2 mL aliquots to allow for complementary preservation and analysis approaches. One aliquot was fixed with Lugol's iodine solution, a standard preservative widely used in phytoplankton studies due to its effectiveness in maintaining cell morphology and enabling reliable identification and counting under light microscopy. The second aliquot was fixed with glutaraldehyde, which provides superior preservation of fine cellular structures and is particularly suitable for smaller or more delicate taxa. Microscopic examination was conducted using an optical microscope, allowing for taxonomic identification based on morphological characteristics. The monitored taxa encompassed a broad range of phytoplankton groups, including cyanobacteria (e.g., Microcystis, Anabaena), green algae (e.g., Scenedesmus, Pediastrum), diatoms (e.g., Navicula, Cyclotella), dinoflagellates (e.g., Ceratium, Peridinium), cryptophytes, euglenoids, and other protistan lineages. This diverse assemblage reflects the ecological complexity of transitional coastal systems such as Zingster Strom, where freshwater and marine influences intersect.</p>

Geologische Skizze 2007

Geologische Karten stellen eine Synthese der allgemeinen geowissenschaftlichen Information zum gegenwärtigen Zeitpunkt unter Auswertung der gesammelten Bohrergebnisse, der Aufschlüsse, der Morphologie und des bisherigen Wissenstandes dar. Daraus abgeleitet bzw. darauf aufbauend gibt es darüber hinaus Karten zu einzelnen Spezialgebieten wie z. B. Ingenieurgeologische Karten , Grundwassergleichenkarten , Karten des geothermischen Potenzials u.v.a.m. Da sich auf der geologischen Karte in der Regel nur die an der Oberfläche vorkommenden Geologischen Einheiten darstellen lassen, muss das Verständnis der Schichtenabfolge, des dreidimensionalen Baus durch Profilschnitte und die vorliegende textliche Erläuterungen ergänzt werden. Wegen der starken Zusammenfassung einzelner Geologischer Einheiten in Hinblick auf eine leichtere Übersichtlichkeit wird diese Geologische Übersichtskarte als Geologische Skizze bezeichnet. Die Morphologie der Berlin-Brandenburgischen Landschaft und deren Entwicklung Das Grundmuster der Oberflächengestalt von Berlin und Brandenburg wird im Wesentlichen von drei Reliefgroßeinheiten bestimmt, die von Südosten nach Nordwesten durchziehen und ihre Herausbildung und Formung den Prozessen während des Eiszeitalters (Quartär) verdanken (Abb. 1). Es sind dies der Südliche Landrücken mit Fläming und Niederlausitzer Grenzwall, begrenzt im Süden durch das Lausitzer Tal (Breslau-Magdeburger Urstromtal), das breite, aber sehr heterogene Zwischengebiet der Platten und Niederungen mit einer Vielzahl größerer und kleinerer, vielgestaltiger Hochflächenareale und dem Durchzug der drei großen Urstromtäler (Glogau-Baruther, Warschau-Berliner und Thorn-Eberswalder Urstromtal) sowie der Nördliche oder Baltische Landrücken, der im Brandenburgischen die Uckermark umfasst. Das Werden und die Ausgestaltung der natürlichen Landschaft Berlin-Brandenburgs sind auf das Engste mit dem jüngsten Abschnitt der erdgeschichtlichen Entwicklung, dem Quartär verbunden, das allgemein auch als Eiszeitalter bezeichnet wird. Das Quartär ist jener Zeitabschnitt der Erdgeschichte, in dem globale Klimaschwankungen zu einem mehrfachen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten in vergleichsweise kurzen geologischen Zeitabständen geführt haben, verbunden mit einschneidenden Konsequenzen für Fauna und Flora. Im jüngeren Abschnitt des Quartärs kam es zur flächenhaften Ausbreitung gewaltiger Inlandeisdecken im nördlichen Mitteleuropa. Mit Jahresmitteltemperaturen, die unter 0 °C lagen, herrschten während dieser Eiszeiten auch in unseren Breiten Verhältnisse, die denen der heute noch von Eis bedeckten Gebiete Grönlands oder Spitzbergens entsprachen. Für die charakteristische horizontal-räumliche Aufeinanderfolge und morphologische Erscheinungsform, welche im Zusammenhang mit Prozessen während des Vorstoßens sowie anschließenden Zerfalls und Abschmelzens der Inlandeismassen steht, wurde bereits vor mehr als 100 Jahren der Begriff Glaziale Serie geprägt (Abb. 2). Geomorphologische Hauptelemente der Glazialen Serie sind die Endmoräne , am Eisrand durch Aufstauchung oder als Folge eines mehr oder weniger stationären Eisrandes durch Sedimentakkumulation gebildet, die Grundmoräne , im Rückland durch das Eis direkt abgesetzt, der Sander , im Vorland des Gletschers vom Schmelzwasser weitflächig aufgeschüttet, und schließlich das Urstromtal , das die abfließenden Schmelzwässer bündelt und nach Nordwesten abführt. Die Glaziale Serie wird ergänzt durch eine Reihe von insgesamt weniger häufig verbreiteten geomorphologischen Begleitformen, wie die Oser, Kames und Drumlins , durch Zungenbecken und Sölle, vor allem aber durch landschaftsprägende glaziale Rinnen und vielgestaltige Seen (vgl. hierzu MARCINEK & NITZ 1973 sowie LIEDTKE 1975). Geologischer Überblick über die tertiären und quartären Bildungen Die Erdoberfläche und der oberflächennahe Raum des Stadtgebiets von Berlin wird durch tertiäre, pleistozäne und holozäne Ablagerungen gebildet, wobei den tertiären und quartären Sedimenten eine durchaus existenzielle Bedeutung für das städtische Leben zugestanden werden muss. So wird das gesamte Wasser für die öffentliche Wasserversorgung überwiegend aus quartären und teilweise auch aus tertiären Grundwasserleitern entnommen. Die Förderung des Grundwassers erfolgt mit 90 % fast ausschließlich im eigenen Stadtgebiet. Das Tertiär Das Tertiär, auch als Braunkohlenzeitalter bezeichnet, begann vor 65 Millionen Jahren, dem Ende der Kreidezeit und endete am Beginn des Quartärs vor rund 2,6 Millionen Jahren. Sedimente des Tertiärs lagern in Berlin diskordant (mit einer zeitlichen Lücke) über älteren Schichten der Kreide, des Jura oder des Keupers und bilden in nahezu geschlossener Verbreitung das Liegende (die unterlagernden, älteren Schichten) der quartären Schichtenfolge (Abb. 3). In Gebieten tiefreichender quartärer Erosion, wie z. B. in Abschnitten quartärer Ausräumungszonen (Rinnen) fehlen tertiäre Ablagerungen gänzlich. Tertiärsedimente werden im Berliner Stadtgebiet nur an einer Stelle in Lübars oberflächenbildend. Eine besondere Stellung innerhalb des Tertiärs kommt dem etwa 80 m mächtigen, tonig-schluffigen Rupelton zu. Er ist aufgrund seiner weiten Verbreitung nicht nur ein wichtiger geologischer Leithorizont innerhalb des tertiären und quartären Deckgebirges, sondern hat auch eine erhebliche hydrogeologische Bedeutung, da er die Barriere zwischen den Salzwässern im Liegenden und dem Süßwässern im Hangenden (die darüber lagernden, jüngeren Schichten bildet. In Gebieten, in denen die Rupelschichten infolge quartärer Erosion teilweise oder vollständig fehlen, wurden Migrationswege für den Aufstieg mineralisierter Tiefenwässer und ihrer Ausbreitungsfahnen im Süßwasserstockwerk z. T. bis an die Oberfläche geschaffen (Abb. 3). Das Quartär Das Quartär begann mit einem globalen Klimawandel vor 2,6 Millionen Jahren mit dem pleistozänen Eiszeitalter und endet mit dem nacheiszeitlichen Holozän. Es kommen in Berlin im Pleistozän Ablagerungen der drei nordischen Kaltzeiten (Elster-, Saale- und Weichselkaltzeit) vor, deren Ablagerungen aus Schmelzwassersanden und -kiesen nordischen Ursprungs, Bändertonen sowie –schluffen und Geschiebemergel der Grundmoränen bestehen. Daneben existieren auch Sedimente der dazwischen liegenden Holstein- und Eem-Warmzeit mit Mudden, Schluffen, Tonen und Torfen sowie Flusssanden und -kiesen aus weiter südlich liegenden Liefergebieten (Tab. 1). Die Gletscher – besonders die der Elster-Kaltzeit – haben z. T. sehr tiefe Rinnen in die vorgefundene tertiäre Oberfläche erodiert und mit glazialem Gesteinsmaterial verfüllt. Dabei kann es vorkommen, dass die tertiären Schichten, insbesondere der Rupelton, vollständig erodiert wurden und so die schützende Barriere zwischen dem Süß- und Salzwasserstockwerk zerstört wurde. Die Mächtigkeit der pleistozänen Schichten beträgt in Berlin zumeist etwa 20 bis 100 Meter, in elsterzeitlichen Rinnen jedoch auch bis zu 250 Meter (Abb. 3). Nach dem Ende des Pleistozäns vor 12 000 Jahren begann das Holozän. Es kamen Mudden, Torfe, Flusssande und Dünensande zur Ablagerungen, die lokal große Mächtigkeiten (z. T. weit mehr als 10 m) aufweisen können.

Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit gelösten organischen Stoffen und Kolloiden in den Mündungsgebieten des Amazonas und des Rio Pará und der zugehörigen Flussfahnen als Schlüsselprozesse für den Spurenmetallfluss in den Atlantik

Die Flusssysteme Amazonas und Rio Pará tragen das größte Volumen an Süßwasser in den Ozean ein und bilden eine wichtige Schnittstelle für den Eintrag von Spurenmetallen und gelösten organischen Stoffen (DOM) vom Land in den Ozean. Neben der Bedeutung des Amazonas für den globalen Spurenmetallhaushalt des Ozeans hat sein Mikronährstoff-Eintrag auch einen großen Einfluss auf die biologische Produktivität der Küsten- und Schelfregion und darüber hinaus. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, die Rolle der chemischen Speziation und der physiko-chemischen Größenfraktionierung von Spurenmetallen im Mischungskontinuum dieser Flüsse zum Atlantik zu verstehen. Wir werden die Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit DOM und Kolloiden in der Wassersäule und den Oberflächensedimenten der Amazonas- und Pará-Mündung und der damit verbundenen Mischungsfahne sowie des Mangrovengürtels mit Grundwassereintrag südöstlich des Rio Pará untersuchen. Basierend auf Proben, die während der Forschungsfahrt M147 in der Hochwasserperiode 2018 genommen wurden, und vorläufigen Daten, die in unserem Labor erzeugt wurden, werden wir Veränderungen der Spurenmetallverteilungen und -speziationen in der Amazonas-Region entlang der Salzgradienten untersuchen. Um zu beurteilen, was die chemische und physikalische Speziation und den Transport von Spurenmetallen im Ästuar und in der Abflussfahne kontrolliert, werden wir uns auf drei verschiedene Prozesse konzentrieren: • Größenfraktionierung, Sorption und Entfernung von Spurenmetallen: Sorption von Spurenmetallen an Flusspartikeln und Ausfällung durch Koagulation von Kolloiden und Größenfraktionierung; wie verändert sich die Assoziation von Spurenmetallen mit verschiedenen löslichen, kolloidalen und partikulären Fraktionen entlang des Salzgehaltsgradienten?• Lösungskomplexierung: Bildung von löslichen metall-organischen Komplexen; wie verstärkt dieser Prozess den Metalltransport durch Konkurrenz mit Sorption an Kolloiden und Ausfällung? • Akkumulation von Spurenmetallen in Sedimenten: wie wirken die Sedimente als Senke und Quelle von Spurenmetallen, und können Oberflächensediment und Porenwasser zu den Spurenmetallflüssen in der Region beitragen? Zusätzlich zu den voltammetrischen und ICP-MS-Analysen der M147-Proben werden wir eine systematische Untersuchung des Mischungsverhaltens verschiedener Elementgruppen (konservativ, partikel-reaktiv und organisch-komplexiert) durchführen, indem wir Labor-Mischungsexperimente mit Meer- und Flusswasser-Endgliedern durchführen, die während der anstehenden Fahrt M174 im Amazonasgebiet genommen werden. Damit erwarten wir, ein ganzheitliches Bild der komplexen Prozesse der Spurenmetall-Biogeochemie und der Elementflüsse in diesem größten Mündungssystem der Welt zu erhalten. Dieses Wissen wird auch wichtig sein, um mögliche Auswirkungen in diesem Gebiet aufgrund der anhaltenden anthropogenen Einflüsse in dieser Region und der sich ändernden klimatischen Bedingungen vorherzusehen.

Abschätzung des Beitrags des Ozeans zum Massenverlust Grönländischer periphärer Gletscher – ein skalenübergreifender Ansatz

Grönland beheimatet, abgesehen von seinem großen Eisschild, eine Vielzahl von weitaus kleineren peripheren Gletschern. Der Anteil dieser Gletscher am gesamten Eismassenverlust Grönlands geht weit über den Anteil hinaus, den diese Gletscher an der gesamten Eismasse und –fläche einnehmen. Da sie sich meist in gebirgigem Gelände entlang der Küsten befinden, erfordern numerische Modelle dieser Eismassen geeignete räumliche Auflösungen, die nicht von Eisschildmodellen erreicht werden können. Kalbende Gletscher tragen in besonderem Maße zum Gesamtmassenverlust bei. Über den Zeitraum 2003-2008 trugen die peripheren Gletscher 14% zum grönlandweiten Eismassenverlust bei. Ihr Beitrag zum Meeresspiegelanstieg wird Prognosen zufolge in Zukunft weiter ansteigen, wobei aktuell verfügbare Projektionen unter Annahme einer Klimaentwicklung entlang des RCP 8.5 einen Eismassenverlust von bis zu ~50% im 21. Jahrhundert vorhersagen. Es existiert eine deutliche regionale Variabilität, die eine komplexe Kombination von atmosphärischen und ozeanischen Antriebsmechanismen widerspiegelt. Nichtsdestotrotz ist keines der aktuell verfügbaren regionalskaligen Gletschermodelle in der Lage, ozeanische Einflüsse auf die Frontalablation an den kalbenden Gletscherzungen explizit aufzulösen. Abgesehen von zwei Modellen wird Frontalablation sogar vollständig ignoriert. Folglich existieren auch bisher keinerlei Abschätzungen bezüglich der Mengen von Frontalablation an Grönlands peripheren Gletschern, weder für Vergangenheit, Gegenwart, noch Zukunft.Das Ziel des Projektes ist die Erstellung von CMIP6-basierten Projektionen der zukünftigen Entwicklung von Grönlands peripheren Gletschern im 21. Jahrhundert unter besonderer Berücksichtigung von kalbenden Gletschern. Wir werden sowohl Schmelzwasserabflüsse als auch Beiträge zum Meeresspiegelanstieg quantifizieren. Wir werden das Open Global Glacier Model (OGGM) dahingehend weiterentwickeln, dass es in seinem Frontalablationsmodul ozeanische Antriebsmechanismen berücksichtigt. Dies wird durch spezielle Downscaling-Routinen für Klima- und Ozeandaten unterstützt werden. Wir werden die Modelperformance von OGGM in Abhängigkeit von verschiedenen räumlichen Auflösungen der Antriebsdaten im Detail evaluieren, um herauszufinden, ob und inwieweit die Anwendung optimierter Skalenübergänge von der großen synoptischen hinunter auf die kleinere, lokale Skala der peripheren Gletscher dazu beiträgt, die Modelperformance zu steigern. Die Ergebnisse des Projektes werden ein gesteigertes Maß an Verständnis bezüglich der atmosphärischen und ozeanischen Einflüsse auf die Entwicklung der peripheren Gletscher Grönlands liefern. Weiterhin werden wird Empfehlungen bezüglich der optimalen Komplexität zukünftiger, regionalskaliger Gletschermodellierungen abgeben und dabei besonders kalbende Gletscher berücksichtigen.

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