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Vertikaler turbulenter Aerosolpartikeltransport über offenem Wasser und Eis in der zentralen Arktis während des Sommers - Aerosolpartikelquellen und -umwandlung in der arktischen marinen Grenzschicht

Das Projekt "Vertikaler turbulenter Aerosolpartikeltransport über offenem Wasser und Eis in der zentralen Arktis während des Sommers - Aerosolpartikelquellen und -umwandlung in der arktischen marinen Grenzschicht" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.In der Arktis ist aktuell die stärkste Temperaturerhöhung im Zuge des Klimawandels zu beobachten. Diese Tatsache beruht auf einer komplexen Kette von Prozessen und Rückkopplungen, in denen Aerosolpartikel durch ihren Einfluss auf Strahlungsbilanz und Wolkenbildung eine wesentliche Rolle spielen. Um die Auswirkungen der sich ändernden Eisbedeckung abschätzen zu können, müssen die Wechselwirkungen zwischen Ozean sowie Eis und der Atmosphäre besser verstanden werden. Grundsätzlich mangelt es besonders im Bereich des arktischen Ozeans an atmosphärischen Messungen, die zum Verständnis der Prozesse aber auch zur Vorhersage der zu erwartenden Änderungen dringend benötigt werden. Austauschprozesse zwischen Ozean/Eis und Atmosphäre sind in diesen Regionen ebenfalls wenig untersucht. Im Rahmen dieses Projektes sollen mithilfe der RV Polarstern vertikale Austauschprozesse oberhalb von Wasser und Eis im Detail betrachtet werden und damit verbundene Quellen für Aerosolpartikel lokalisiert werden. Dazu ist eine Reihe von kontinuierlichen Aerosolmessungen an Bord des Schiffes geplant, die die Anzahlgrößenverteilungen, optische Parameter (Streuung, Absorption), das Mischungsverhältnis von Partikeln, die schwarzen Kohlenstoff (BC) enthalten, die Konzentration von eisbildenden Partikeln (INP) sowie die chemische Zusammensetzung der Aerosolpartikel umfassen. Weiterhin werden in den im Sommer häufig auftretenden Nebelphasen Nebelwasserproben gesammelt, sowie während der gesamten Kampagne täglich Wasserproben aus dem Ozean entnommen. Diese Proben werden nach der Kampagne auf die Konzentration von INP und BC untersucht. Weiterhin sollen erstmals mit Laser-Inkandeszenz Methoden die BC-Konzentrationen sowohl im luftgetragenen Aerosol als auch in Wasserproben gemessen werden. Zur Vorbereitung der Wasserproben mit hoher Salinität werden neuartige Methoden angewandt. Durch diese Kombination der parallelen Untersuchung von Bestandteilen in Luft und Wasser sollen Transport- und Austauschprozesse dieser Aerosolpartikel quantifiziert werden. Während langsamer Fahrt des Schiffes oder Drift mit dem Eis wird Messtechnik zur Bestimmung von vertikalen Partikelflüssen am vorderen Ausleger des Schiffes eingesetzt. Damit werden Zeitreihen des Windvektors und der Partikelkonzentration erfasst, mit deren Hilfe im Anschluss der vertikale, turbulente Partikelfluss über unterschiedlichen Oberflächen durch die Eddy Kovarianz Methode bestimmt werden soll. Kombiniert mit diesen Messungen wird die Konzentration der INP erfasst, um deren Ursprung und Quellen lokalisieren zu können. Ein weiteres Messsystem, das aus einer eindimensionalen Windmessung und einem Partikelzähler besteht, wird am Kranhaken des vorderen Auslegers befestigt und bestimmt Vertikalprofile der Partikelkonzentration, aus denen ebenfalls eine Abschätzung des Vertikalflusses von Partikeln möglich ist. Diese Methoden sind erprobt und etabliert, wurden nur bisher noch nie in dieser Form über dem arktischen Ozean angewendet.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Fernerkundung des Gesundheitszustandes und des Jagderfolgs von Kaiserpinguinkolonien

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Fernerkundung des Gesundheitszustandes und des Jagderfolgs von Kaiserpinguinkolonien" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.Die Bewältigung der Auswirkungen anthropogener Veränderungen auf die Biodiversität ist eine der drängendsten wissenschaftlichen Herausforderungen, mit denen wir heute konfrontiert sind. Die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die marinen Ökosysteme ist jedoch trotz seiner wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bedeutung stark unterfinanziert. Während bestimmte physikalische Parameter (Salzgehalt, Temperatur, etc.) relativ einfach und kontinuierlich per Fernerkundung gemessen werden können, ist die Überwachung durch ozeanographische Kampagnen logistisch ungleich aufwändiger. Vor allem das empfindliche Ökosystem der Antarktis ist besonders gefährdet und gleichzeitig nur schwer zu untersuchen. Daher besteht die Notwendigkeit, bessere Methoden zur Überwachung des Zustands von marinen Ökosystemen, insbesondere der Produktivität höherer trophischer Ebenen, in und um die Antarktis zu entwickeln. Ein effektiver Ansatz zur Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf marine Ökosysteme ist die Überwachung von Raubtier-Populationen. Raubtiere sind hochsensible Bioindikatoren, da sie von einer Kaskade von Einflussfaktoren betroffen sind, die sich entlang des Nahrungsnetzes aufsummieren. Kaiserpinguine regieren auf die Klimaerwärmung besonders empfindlich, da sie zur Nahrungssuche Tausende von Kilometern zurücklegen und dabei große Teile des Ozeans beproben. Zudem kehren sie immer wieder zur selben Kolonie zurück, wo sie relativ einfach untersucht werden können. Daher sind diese Tiere besonders geeignete Bioindikatoren.Wir haben kürzlich gezeigt, dass das "huddling" Verhalten von Kaiserpinguinen als Phasenübergang von einem flüssigen in einen festen Zustand beschrieben werden kann. Dieser Phasenübergang hängt von der gefühlten Temperatur ab, die neben der Umgebungstemperatur auch von der Windgeschwindigkeit, der Sonneneinstrahlung und der relativer Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird. Kaiserpinguine ändern ihr Huddlingverhalten als Reaktion auf diese gefühlte Temperatur und durchlaufen bei einer bestimmten Übergangstemperatur einen Phasenübergang. Diese Phasen-Übergangstemperatur hängt in erster Linie von der Fettisolierung der Tiere ab. In diesem Projekt werden wir die Hypothese testen, dass wir durch die Beobachtung der Phasen-Übergangstemperatur die durchschnittlichen Energiereserven (Fettisolation) einer ganzen Pinguinkolonie abschätzen und zeitlich verfolgen können. Außerdem wollen wir nachweisen, dass sich aus der Phasen-Übergangstemperatur zu Beginn der Brutsaison (wenn die Tiere über die größten Fettreserven verfügen) sowohl der Jagderfolg als auch die Nahrungsversorgung eines großen Teils des Südozeans abschätzen lässt, da sich der Jagdradius der Kaiserpinguine über 300-500 km um die Kolonie erstreckt. Falls sich unsere Hypothese bestätigt, wäre dies ein wichtiger Meilenstein für eine nicht-invasive Fernerkundung des Zustands von Kaiserpinguinkolonien und damit des marinen Ökosystems großer Teile des Südozeans.

Salzgehalt im Meerwasser 2022

Im Rahmen des gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nord- und Ostsee + weitere Überwachungsprogramme wurde der Parameter "Salzgehalt im Meerwasser " im Meerwasser bestimmt.

Salzgehalt im Meerwasser 2023

Im Rahmen des gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nord- und Ostsee + weitere Überwachungsprogramme wurde der Parameter "Salzgehalt im Meerwasser " im Meerwasser bestimmt.

Salzgehalt im Meerwasser 2000

Im Rahmen des gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nord- und Ostsee + weitere Überwachungsprogramme wurde der Parameter "Salzgehalt im Meerwasser " im Meerwasser bestimmt.

Salzgehalt im Meerwasser 2003

Im Rahmen des gemeinsames Bund/Länder-Messprogramm für die Nord- und Ostsee + weitere Überwachungsprogramme wurde der Parameter "Salzgehalt im Meerwasser " im Meerwasser bestimmt.

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des BSH in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung 900 m) 00

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des BSH in der Nord- und Ostsee (horizontale Auflösung 5 km) 00

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der Nord- und Ostsee (horizontale Auflösung ca. 5 km). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, separater Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, dieser Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des BSH in der Nord- und Ostsee (horizontale Auflösung 5 km) 12

Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der Nord- und Ostsee (horizontale Auflösung ca. 5 km). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, separater Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, dieser Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.

Modellierte Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des BSH in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m) 2025 04

Modellierte Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.

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