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Was bestimmt die Konzentration von Aerosolpartikeln in der marinen Grenzschicht über dem atlantischen Ozean?

Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. Weltweit gibt es deshalb zahlreiche Messstationen, von denen allerdings nur ein kleiner Teil die marine Grenzschicht (MBL) erfasst, obwohl etwa 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, das Wissen über Quellen und Austauschprozesse von Aerosolpartikeln in der MBL mithilfe einer Messkampagne über den Azoren im Nordostatlantik, welche nahezu unbeeinflusst von lokalen Quellen sind, zu verbessern.Die zentrale Hypothese ist, dass sowohl Ferntransport aus Nordamerika, als auch Partikelneubildung in der freien Troposphäre (FT) und an Wolkenrändern mit anschließendem Vertikaltransport wesentlich zur Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel in der MBL beitragen. Das Verständnis der Partikelquellen und Senken zusammen mit dem vertikalen Partikelaustausch zwischen MBL und FT ist daher eine Grundvoraussetzung für die Vorhersagbarkeit der Partikelanzahlkonzentration in den unteren Schichten der MBL wo sie z.B. für die Wolkenbildung von großer Bedeutung ist. Diese Prozesse sind bisher über dem offenen Ozean nur unzureichend quantifiziert. Zur Verifizierung der Hypothese sollen vertikale Austauschprozesse und Partikelquellen über den Azoren mit hoher räumlicher Auflösung untersucht werden. Dazu werden mit einer am TROPOS entwickelten hubschraubergetragenen Messplattform Partikelanzahlkonzentration und Vertikalwind mit einer zeitlichen Auflösung gemessen, die erstmalig eine direkte Bestimmung des vertikalen turbulenten Partikelflusses in verschiedenen Höhen ermöglicht. Die hierfür notwendigen schnellen Partikelmessungen von mind. 10 Hz werden durch den Einsatz eines schnellen Partikelzählers ermöglicht, welcher am TROPOS im Rahmen eines abgeschlossenen DFG-Projektes entwickelt und erfolgreich eingesetzt wurde. Durch dieses Gerät ist es ebenfalls möglich zu prüfen, ob auch in dieser Region regelmäßig die Neubildung von Aerosolpartikeln an Wolkenrändern stattfindet, wie es an Passatwolken auf Skalen von wenigen Dekametern beobachtet wurde. Weiterhin werden Anzahlgrößenverteilungen von Aerosolpartikeln sowie Absorptionskoeffizienten bei drei Wellenlängen bestimmt. Damit sind Rückschlüsse auf die Herkunft der untersuchten Aerosolpartikel möglich.Da die Hubschrauberflüge zeitlich begrenzt sind und damit nur Momentaufnahmen darstellen, werden zusätzlich kontinuierliche Messungen der Partikelanzahlgrößenverteilung an zwei bodengebundenen Stationen installiert. Eine dieser Stationen ist wenige Meter über Meeresniveau gelegen, die andere auf 2200 m und somit in der FT. Damit wird auf der Basis kontinuierlicher Messungen über einen Zeitraum von einem Monat die Untersuchung der Austauschprozesse zwischen MBL und FT ermöglicht. Mit Hilfe der gewonnen Datensätze können Einflüsse globaler Klimaänderungen auf das lokale Klima und mögliche Rückkopplungseffekte über den Einfluss von Aerosol auf Wolken in dieser Region besser eingeordnet werden.

Waldbrände

<p> <p>In 2025 haben sowohl die Anzahl der Waldbrände als auch die betroffene Fläche im Vergleich zum Vorjahr wieder deutlich zugenommen. Dem gegenüber ist der Schaden je Hektar Waldbrandfläche merklich gesunken und fällt im Vergleich zum langjährigen Mittel unterdurchschnittlich aus. Neben finanziellen Schäden sind mit den Waldbränden aber auch ökologische Auswirkungen wie die Freisetzung von Treibhausgasen, Schadstoffen sowie Nährstoffverluste verbunden.</p> </p><p>In 2025 haben sowohl die Anzahl der Waldbrände als auch die betroffene Fläche im Vergleich zum Vorjahr wieder deutlich zugenommen. Dem gegenüber ist der Schaden je Hektar Waldbrandfläche merklich gesunken und fällt im Vergleich zum langjährigen Mittel unterdurchschnittlich aus. Neben finanziellen Schäden sind mit den Waldbränden aber auch ökologische Auswirkungen wie die Freisetzung von Treibhausgasen, Schadstoffen sowie Nährstoffverluste verbunden.</p><p> Waldbrände in Deutschland <p>Mit deutschlandweit 1.175 Waldbränden hat sich 2025 die Anzahl der Waldbrände im Vergleich zu 2024 mehr als verdoppelt. Damit bewegt sich das Waldbrandgeschehen mit Blick auf die Zahl der Brände wieder im Bereich des langjährigen Mittel der Jahre 1991 bis 2024 in Höhe von 1.139 Waldbränden. Demgegenüber liegt die betroffene Waldbrandfläche mit 2.626 Hektar etwa drei Mal so hoch wie das mehrjährige Mittel der Jahre 1991 bis 2024 (844 Hektar) und beträgt in etwa das Achtfache der betroffenen Waldfläche des Vorjahres. Nur in drei Jahren (1992, 2019 und 2022) war seit Erhebung der Waldbrandstatistik mehr Waldfläche von Bränden betroffen als in 2025 (siehe Abb. „Anzahl Waldbrände und Schadensfläche“).&nbsp;Während der finanzielle Schaden insgesamt mit 4,36 Mio. Euro im Jahr 2025 im Vergleich zum Vorjahr um ein Vielfaches gestiegen, liegt der finanzielle Schaden je ha Waldbrandfläche mit 1.660 Euro pro Hektar (Euro/ha) deutlich darunter. Somit ist das Waldbrandjahr 2025 wie die vergangenen Jahre hinsichtlich des Schadenswert je Hektar ein unterdurchschnittliches Jahr gewesen (langjähriges Mittel von 2.494 Euro/ha im Zeitraum 1991 bis 2024) (siehe Abb. „Durchschnittliche Schadensfläche und Schadenssumme“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Waldbraende-Schadensfl_2026-08-26.png"> </a> <strong> Anzahl Waldbrände und Schadensfläche </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Waldbraende-Schadensfl_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (137,47 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_0.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,38 kB)</a></li> </ul> </p><p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Durch-Schadensfl-Schadensum_2026-08-26.png"> </a> <strong> Durchschnittliche Schadensfläche und Schadenssumme </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Durch-Schadensfl-Schadensum_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (141,28 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_6.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,33 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Risikountersuchungen sagen für die kommenden Jahrzehnte ein steigendes Waldbrandrisiko für Deutschland voraus. Dies liegt im Wesentlichen an erhöhten Temperaturen und rückläufigen Niederschlägen in den Frühjahrs-, Sommer- und Herbstmonaten. Die Forstverwaltungen, aber auch die kommunalen und privaten Waldbesitzer haben hierauf auch unter dem Eindruck der Trockenjahre ab 2018 reagiert und die Aufwendungen zur Waldbrandvorbeugung und Kontrolle in den letzten Jahren deutlich erhöht (siehe Abb. „Ausgaben für Waldbrandvorbeugung und Kontrolle“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Ausgaben-Waldbrandvorbeugung_2026-08-26.png"> </a> <strong> Ausgaben für Waldbrandvorbeugung und Kontrolle </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Ausgaben-Waldbrandvorbeugung_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (149,49 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_1.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,35 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Das Auftreten von Waldbränden ist in Deutschland aufgrund der klimatischen und hydrologischen Gegebenheiten und der vorherrschenden Waldbestockung regional unterschiedlich. Im Ergebnis sind weite Teile Nordostdeutschlands, das östliche Nordwestdeutschland und das Oberrheinische Tiefland häufiger von Waldbränden betroffen als andere Regionen Deutschlands. Im Jahr 2025 gab es die meisten Waldbrände in den Bundesländern Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen. Dabei wurden, wie bereits in den Vorjahren, in Brandenburg vor allem aufgrund der sandigen Böden, den vorherrschenden Kiefernwäldern und der Munitionsbelastung auf ehemaligen Truppenübungsplätzen erneut die meisten Brände (317) registriert. Die größte Brandfläche im Jahr 2025 mit insgesamt 1.894 Hektar war in Sachsen zu verzeichnen, dies entspricht fast zwei Drittel der Waldbrandfläche Deutschlands. Dies ist im Wesentlichen auf einen Großbrand in der Gohrischheide im Landkreis Meißen mit 1.867 ha betroffener Waldfläche zurückzuführen. Dieser Brand wurde nach Angaben der zuständigen Staatsanwaltschaft durch hitzebedingte Selbstentzündung von Altmunition ausgelöst. Die vorhandene Altmunition beeinträchtigte zudem die bodengebundenen Löscharbeiten stark. Mit gut 252 Hektar Waldbrandfläche folgt Brandenburg (siehe Abb. „Waldbrandgeschehen in den Bundesländern“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_Headmap-Waldbrandgeschehen-L%C3%A4nder_2026-08-26.png"> </a> <strong> Waldbrandgeschehen in den Bundesländern </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Headmap-Waldbrandgeschehen-L%C3%A4nder_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (98,87 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_2.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,34 kB)</a></li> </ul> </p><p> Waldbrände und ihre Auswirkungen <p>Waldbrände beeinflussen, wie diverse andere Faktoren auch, die Stabilität und die Vitalität der Waldökosysteme. Das Ausmaß der Beeinflussung hängt unter anderem von der Dauer, der Intensität, dem Umfang und der <a href="http://www.wald.de/waldbrand/">Art des Waldbrands</a> ab.</p> <p>Sogenannte Erdfeuer oder Schwelbrände im Boden sind aufgrund der häufigen Zerstörung oder Beeinträchtigung von Wurzeln und Samen von hoher Bedeutung für die Vitalität der Waldbestände.&nbsp;</p> <p>Boden- oder Lauffeuer führen häufig zur Verbrennung der bodennahen Vegetation und der Streuauflage. Bäume werden dabei abhängig von der Baumart (Rindenstärke) geschädigt oder verbrennen. Durch diese Feuer wird außerdem der Mineralisierungsprozess der Streuauflage beschleunigt, wodurch es verstärkt zur Auswaschung von Nährstoffen kommt. Die Nährstoffaufnahme ist durch die Reduzierung der Vegetation sowie durch die Zerstörung von Pflanzenwurzeln und nährstoffbindenden Ton-Humus-Komplexen ebenfalls stark beeinträchtigt. Kurz- bis mittelfristig kann hierdurch die Vitalität und die Stabilität der Waldbestände aufgrund von Nährstoffmangel weiter herabgesetzt werden.</p> <p>Kronenfeuer und Vollfeuer entstehen, wenn die Bodenfeuer auf den Kronenbereich überschlagen. Diese haben häufig den Verlust des gesamten Bestandes zur Folge, da hierbei sowohl die Assimilationsorgane (Blätter und Nadeln) wie auch die Knospen der Bäume verbrennen, wodurch eine Regeneration deutlich erschwert ist.</p> <p>Unmittelbar während des Waldbrands kommt es wie bei jedem Verbrennungsprozess zu Emissionen, die auch die menschliche Gesundheit beeinträchtigen können. Hierbei werden vor allem Feinstaub, aber teilweise auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/dioxine">Dioxine</a> und andere Schadstoffe freigesetzt. Daneben werden auch Treibhausgase emittiert. So haben die eher unterdurchschnittlichen Waldbrände in 2024&nbsp;knapp 3,3 kt CO2-Äquivalente an&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland/emissionen-der-landnutzung-aenderung">Treibhausgasen</a> freigesetzt, Daten für das Jahr 2025 liegen noch nicht vor. Zusätzlich wird die Senkenfunktion der Waldbestände für Kohlenstoff beeinträchtigt.</p> <p>Auf die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a> können Waldbrände hingegen positiven Einfluss haben, da hierdurch ökologische Nischen entstehen, die von besonders angepassten Arten genutzt werden.</p> </p><p> Ursachen für Waldbrände <p>Bei der Mehrzahl der Waldbrände, rund 46 %, konnte 2025 keine Ursache ermittelt werden. In Fällen, in denen eine Ursache bestimmt werden kann, sind im Wesentlichen zwei Faktorenkomplexe von besonderer Bedeutung für das Waldbrandgeschehen: Zum einen das menschliche Handeln (Brandstiftung und Fahrlässigkeit) und zum anderen das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>- bzw. Witterungsgeschehen. Als Hauptursache für das Waldbrandgeschehen kann gemäß den Daten der&nbsp;<a href="https://www.bmel-statistik.de/forst-holz/waldbrandstatistik/">Waldbrandstatistik</a> menschliches Handeln identifiziert werden (sofern eine Ursache ermittelbar ist). Klima und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> hingegen beeinflussen zusammen mit den lokalen Gegebenheiten (wie dem Vorhandensein von brennbarem Material) die Disposition einer Waldfläche für die Entzündung und in Folge das weitere Brandgeschehen (Feuerausbreitung). Fahrlässigkeit und Vorsatz (das heißt Brandstiftung) waren im Jahr 2025 für rund 46 % der Waldbrände ursächlich. Bei den 319 im Jahr 2025 durch Fahrlässigkeit verursachten Bränden waren zu rund 46 % das unvorsichtige Verhalten von Waldbesuchern, Campern oder Kindern die Auslöser. In 26 % der Fälle von Fahrlässigkeit sind wirtschaftliche Aktivitäten (Landwirtschaft, Holzernte etc.) ursächlich. Natürliche Ursachen, wie zum Beispiel Blitzschlag, waren hingegen für nur 2 % der Waldbrände der Auslöser (siehe Abb. „Waldbrandursachen 2025“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Waldbrandursachen_2026-08-26.png"> </a> <strong> Waldbrandursachen 2025 </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Waldbrandursachen_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (276,44 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_3.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,32 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Das Auftreten und die Ausbreitung von Waldbränden sind maßgeblich von der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> abhängig. Selbst im Winter kann es bei fehlender Schneedecke zu Waldbränden kommen. Ein jahreszeitlicher Schwerpunkt der Waldbrandgefährdung lag bisher zumeist im Spätfrühjahr und im Frühsommer. Nach Angaben des Deutschen Wetterdienstes war vor allem das Frühjahr 2025 von wenigen Niederschlägen geprägt. Zudem war das Jahr insgesamt eins der sonnigsten und ungewöhnlich warm und trocken. Dementsprechend begann die Waldbrandsaison im Jahr 2025 bereits im März und erst im September nahm das Waldbrandgeschehen merklich ab. Somit folgt das Waldbrandjahr eher dem seit einigen Jahren zu erkennendem Trend der Verlängerung und Verschiebung der sogenannten Waldbrandsaison in den Spätsommer und Herbst hinein (siehe Abb. „Waldbrände in einzelnen Monaten“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/7_Abb_Headmap-Waldbr%C3%A4nde-Monate_2026-08-26.png"> </a> <strong> Waldbrände in einzelnen Monaten </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_Abb_Headmap-Waldbr%C3%A4nde-Monate_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (107,67 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_4.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,33 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Neben der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> ist auch der Waldbestand von Bedeutung. Besonders jüngere und lichte Nadelwälder mit dichtem Unterwuchs und üppiger Bodenvegetation sind stark waldbrandgefährdet. Zudem spielen die Holzeigenschaften, wie beispielsweise das Vorhandensein von Harzen oder ätherischen Ölen, eine gewisse Rolle bei der Gefährdung. Dies zeigt sich auch in der Betrachtung der Waldbrände der Jahre 2014 bis 2025. Hier waren Nadelholzbestände (rechnerisch rund 54 % der Waldfläche), mit Ausnahme der Jahre 2017, 2023 und 2024, deutlich häufiger von Waldbränden betroffen als von Laubholzarten dominierte Waldbestände (siehe Abb. „Waldbrandfläche nach Bestandsart“). Der Umbau von Nadelbaummonokulturen in mehrschichtige Mischwälder mit hohem Laubholzanteil ist somit weiterhin auch ein wesentlicher Ansatz zum vorbeugenden Schutz vor Waldbränden. Im Jahr 2025 ist erstmals auch eine Fläche von rund 725 ha Nichtholzboden in der Waldbrandstatistik erfasst. Hierbei handelt es sich um nicht mit Waldbäumen bewachsene Flächen des Großbrandes in der Gohrischheide in Sachsen.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/8_Abb_Waldbrandflaeche-Bestandsart_2026-08-26.png"> </a> <strong> Waldbrandfläche nach Bestandsart </strong> Quelle: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_Abb_Waldbrandflaeche-Bestandsart_2026-08-26.pdf">Diagramm als PDF (142,82 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2-bis-8_Abb_Waldbraende_2026-08-26_5.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (102,33 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

WMS Fließwegekarte Hamburg

Web Map Service (WMS) zum Thema Fließwegekarte in Hamburg. Zur genaueren Beschreibung der Daten und Datenverantwortung nutzen Sie bitte den Verweis zur Datensatzbeschreibung.

Stabile Isotope mit Barium und Cadmium als Tracer für Kohlenstoffexport, Remineralisierungsstärke und Diagenese nach Deposition in der Peruanischen Sauerstoffminimumzone

Sauerstoffminimumzonen (SMZs) sind mit den Auftriebsgebieten der östlichen Kontinentalränder assoziiert. In diesen wichtigen Wirtschaftsgebieten fördert der intensive Auftrieb von nährstoffreichem Tiefenwasser eine hohe Primärproduktion im Oberflächenozean und unterstützt dadurch mehr als 50% der weltweiten Fischerei. Als Folge des Klimawandels wird eine vertikale Ausdehnung und Intensivierung von SMZs prognostiziert, da sich in wärmeren Gewässern weniger Sauerstoff auflöst und eine stärkere Schichtung des Ozeans die Sauerstoffzufuhr zum Ozeaninneren verringert. Diese Veränderungen der SMZs beschränken Fischlebensräume unmittelbar auf die oberen Wasserschichten der Meere, erhöhen das Risiko des Überfischens und können zu künftigen Massensterben in Küstenökosystemen führen. Die Variabilität von SMZs beeinflusst auch die Nährstoffverfügbarkeit für den Oberflächenozean und den von ihm unterstützten marinen Kohlenstoffkreislauf. Jedoch sind die genauen Mechanismen dafür nicht vollständig entschlüsselt. Rückschlüsse darüber, wie marine Kohlenstoff- und biogeochemische Zyklen auf den zukünftigen Sauerstoffverlust in Ozeanen reagieren, kann man gewinnen, indem man erfasst, wie Nährstoffzufuhr und Meeresumwelt auf vergangene Änderungen der SMZ-Intensitäten reagiert haben. In dieser vorgeschlagenen Studie werde ich zwei neuartige Proxys verwenden: stabile Cadmium (Cd) - und Barium (Ba)-Isotope von der peruanischen SMZ um 1) einzugrenzen welche Prozesse die Produktivität des Oberflächenozeanes und die Remineralisierung innerhalb der SMZs beeinflussen, und 2) herauszufinden wie die zukünftige Sauerstoffabnahme der Ozeane den globalen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen wird. Sowohl gelöste Cd- als auch Ba-Isotope sind im Meerwasser eng mit biologischen Prozessen und der Wassermassenmischung gekoppelt. In marinen Sedimenten werden Cd- und Ba-Isotope auch durch die authigene Ausfällung dieser Elemente und die Diagenese nach der Ablagerung beeinflusst, wohingegen das Ausmaß der Isotopenfraktionierung während dieser Prozesse bislang kaum quantifiziert wurde. Ich werde Cd- und Ba-Isotopenverhältnisse im Meerwasser, in sinkenden Partikeln, Sedimenten und Porenwasser messen, um deren Isotopenfraktionierungseffekte während verschiedener biologischer, chemischer und physikalischer Prozesse einzugrenzen. Mit diesen Ergebnissen werde ich die Quellen und Senken quantifizieren, die beide Isotopensysteme im modernen Ozean fraktionieren, und einschätzen, wie sich die Diagenese nach der Ablagerung auf die Fraktionierung von Cd- und Ba-Isotopen auswirkt. Das ultimative Ziel dieser vorgeschlagenen Arbeit ist die Entwicklung sedimentärer Cd- und Ba-Isotope als verlässliche Proxys für vergangene Änderungen der Exportproduktion und der Remineralisierungsstärke.

Biogeochemische Prozesse in sandigen Strandsedimenten von Spiekeroog und Majorca

Wellen- und tidebeeinflusste sandige Strände machen einen Großteil der weltweiten Küstenlinie aus und spielen eine wichtige Rolle für Kohlenstoff-, Nährstoff- und Metallkreisläufe. Während Flut strömt Meerwasser in den Sedimentkörper, ebenso wird organisches Material eingetragen. Im Sediment wird dieses von Mikroorganismen abgebaut, sodass bei Ebbe an Nährstoffen angereichertes Wasser zurück in den Küstenozean strömt, wo die rezirkulierten Nährstoffe zur Primärproduktion genutzt werden. Durch mikrobielle Abbauprozesse entwickeln sich Redoxgradienten, die den Porenwasser-Chemismus prägen. Strände können sich außerdem in einer Mischzone zwischen süßem Grundwasser und Salzwasser befinden (subterranes Ästuar), sodass Salinitätsgradienten die Sediment-Porenwasser-Interaktion beeinflussen. Süßwasser ist zudem eine Quelle für terrestrische gelöste Stoffe. Um die globale Rolle von Strandsystemen in Bezug auf Kohlenstoff-, Nährstoff- und Metallzyklen verstehen zu können, ist es notwendig, biogeochemische Prozesse in Strandsedimenten detailliert und an verschiedenen Stränden weltweit zu untersuchen. Da in diesem Forschungsbereich nur wenige Studien existieren und insbesondere die Quellen- oder Senkenfunktion dieser Systeme bezüglich redoxsensitiver Metalle noch weitgehend unbekannt ist, wird dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung der Metallzyklen in solchen Systemen liefern. Wir planen, biogeochemische Prozesse in den subterranen Ästuaren von zwei kontrastierenden Strandsystemen auf den Inseln Spiekeroog (NW Deutschland, mesotidal, siliziklastisch) und Mallorca (Spanien, mikrotidal, carbonatisch) zu untersuchen. Es sollen Hauptionen, DOC, O2, H2S, Nährstoffe (N, P, C, Si) und Spurenmetalle (Mn, Fe, U, Mo, V, Re) sowie Fe-Isotopenverhältnisse im Strandporenwasser analysiert werden. Wir planen ebenfalls die Sedimentzusammensetzung zu charakterisieren, da diese die Porenwasserzusammensetzung maßgeblich beeinflusst. An beiden Standorten sollen Transekte zwischen Düne und Niedrigwasserlinie bis in 5 m (Spiekeroog) bzw. 2 m (Mallorca) Tiefe hochaufgelöst beprobt werden. Der Fokus des Projekts liegt darin, Redox- und Salinitätsgradienten zu identifizieren sowie deren Auswirkungen auf die Porenwasserzusammensetzung zu interpretieren. Hydrochemische Modellierung anhand der erhobenen Daten soll zu einem besseren Verständnis der Effekte der Mischung von Grundwässern unterschiedlicher Zusammensetzung beitragen. Es sollen quantitative Aussagen zur Quellen- oder Senkenfunktion der Strände bezüglich essentieller Nährstoffe und redoxsensitiver Metalle erarbeitet werden. Fe-Isotopenverhältnisse dienen dazu, das limitierte Wissen über den Fe-Kreislauf in subterranen Ästuaren zu erweitern und die Fe-Isotopensignatur des Porenwasserflusses aus diesen Systemen besser zu definieren. Weiterhin wird diese Studie eine solide Datenbasis für die Modellierung des Porenwasser-Austroms von einzelnen Elementspezies aus permeablen Sedimenten in den Küstenozean liefern.

Untersuchungen des Methan Paradoxons in Seen

Methan ist ein höchst potentes Treibhausgas, dennoch ist das globale Methanbudget durch die vielen unbekannten CH4-Quellen und -senken sehr unsicher. Die Höhe der CH4-Anreicherung in der Wassersäule hängt von komplexen Interaktionen zwischen methanogenen Archaeen und methanotrophen Bakterien ab. Das bekannte Methan Paradoxon, das die CH4-Übersättigung im oxischen Oberflächenwasserkörper von Seen und Meeren darstellt, weckt Zweifel, dass die mikrobielle CH4-Bildung nur im anoxischen Milieu stattfindet. Im oligotrophen Stechlinsee haben wir eine wiederkehrende Methanübersättigung im Epilimnion gefunden. Unsere Studien zeigen, dass das CH4 aktiv in der oxischen Wassersäule produziert wird. Die Produktion scheint dabei an die autotrophe Produktion von Grünalgen und Cyanobakterien gekoppelt zu sein. Zur gleichen Zeit sind keine methanotrophen Bakterien im Epilimnion vorhanden, so dass das CH4 nicht oxidiert wird. Unsere Haupthypothese ist, dass pelagische Methanogene hydrogenotroph sind, wobei sie den Wasserstoff aus der Photosynthese und/oder Nitrogenaseaktivität nutzen. Unsere Untersuchungshypothesen sind:1) Die CH4-Produktion ist mit der Photosynthese und/oder N-Fixierung gekoppelt, wobei hydrogenotrophe methanogene Archaeen mit den Primärproduzenten assoziiert sind. Die Methanogenen können angereichert und kultiviert werden, um Mechanismen der epilimnischen CH4-Produktion detailliert zu untersuchen.2) Die CH4-Oxidation ist durch die Abwesenheit der Methanotrophen und/oder der Photoinhibition in den oberen Wasserschichten reduziert.3) Die CH4-Produktion innerhalb mikro-anoxischer Zonen, z. B. Zooplankton und lake snow, ist nicht ausreichend für die epilimnische CH4-Produktion.Die saisonale Entwicklung des epilimnischen CH4-Peaks soll in Verbindung mit den Photoautotrophen und der Seenschichtung im Stechlinsee untersucht werden. Dabei soll eine neu-installierte Mesokosmosanlage (www.seelabor.de) genutzt werden, um CH4-Profile bei unterschiedlichen autotrophen Gemeinschaften und Seenschichtungen zu studieren. Die Verknüpfung zwischen methanogenen Archaeen und den Photoautotrophen soll in Inkubationsexperimenten mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung und qPCR für funktionelle Gene untersucht werden. Methanotrophe werden quantifiziert und die Photoinhibition der CH4-Oxidation durch Inkubationsexperimente gemessen. In Laborexperimenten sollen die methanogenen Archaeen angereichert und kultiviert werden mittels dilution-to-extinction und axenischen Cyanobakterien und Grünalgen. Physiologische Studien an Anreicherungs- oder Reinkulturen sollen die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen ermitteln. Feld- und Laborexperimente sollen helfen, das Methan Paradoxon zu entschlüsseln, um die bisherige und potentiell wichtige CH4-Quelle zu charakterisieren und zu quantifizieren. Die Studien sollen helfen, unser Verständnis des globalen CH4-Kreislaufes zu verbessern, damit zukünftige Prognosen realistischer werden.

Hinweiskarte Oberflächenabfluss und Sturzflut/Geländesenken und potentielle Aufstaubereiche im INSPIRE Datenmodell

Geländesenken befinden sich in lokalen Geländetiefpunkten. In Geländesenken kann sich zufließender Oberflächenabfluss teilweise oder vollständig sammeln. Der zur Ermittlung angewendete, rein topografische Ermittlungsansatz, ermöglicht die Identifizierung von Geländesenken und die belastungsunabhängige Berechnung ihrer maximalen Einstautiefe bei einer angenommenen vollständigen Füllung. Eine belastungsunabhängige Berechnung bedeutet, dass kein definiertes Regenereignis untersucht wird. Bei den potentiellen Aufstaubereichen handelt es sich um die oberhalb von Durchlässen und kleinen Brücken über Gewässer 3. Ordnung liegenden Flächen, die durch Verklausung (Verstopfung) mit Treibgut oder aufgrund unzureichender Durchlasskapazität entstehen können. Potentielle Aufstaubereiche sind Senken vor den genannten Bauwerken, die durch Verschluss dieser Bauwerke entstehen. Die ausgewiesenen Aufstaubereiche füllen sich in Realität allerdings nur dann vollständig, wenn ein Niederschlagsereignis auch über eine entsprechende Fülle (Volumen) verfügt. Ebenso wie die Geländesenken stellen auch die Aufstaubereiche die angenommene Maximalfüllung dar. Die Informationen haben Hinweischarakter und können auf Grund der angewendeten Methodik und der verwendeten Grundlagendaten nicht zur grundstücks- oder gebäudescharfen Abgrenzung von Überflutungsbereichen herangezogen werden. Hinweise aus diesem Layer müssen vor Ort mit lokalem Wissen verifiziert werden. Grundsätzlich kann nicht ausgeschlossen werden, dass auch außerhalb der dargestellten Bereiche und Hinweise Überflutungen auftreten. Weitere Informationen siehe FAQ-Dokument - https://s.bayern.de/StarkregenFAQ

Statistischer Bericht - Umweltökonomische Gesamtrechnungen (UGR) - Luftemissionsrechnung - 2006 bis 2024

Mensch und Umwelt stehen zueinander in einer dynamischen Beziehung. Zum Beispiel nutzt der Mensch einerseits Ressourcen der Umwelt, wie zum Beispiel fossile Energieträger und andere Rohstoffe, für die Herstellung von Konsum- und Investitionsgütern. Zugleich werden durch die Verarbeitung und Nutzung von Materialien auch Rest- und Schadstoffe wie etwa Treibhausgase, Schwefeldioxid oder Feinstaub an die Umwelt abgegeben. Das Leistungspotential der Umwelt als Senke für Schadstoffe ist jedoch begrenzt und die Abgabe von Emissionen in die Luft hat Auswirkungen auf das globale Klima und auf die Gesundheit der Menschen. Die Luftemissionsrechnung gibt Auskunft darüber, in welchem Umfang inländische wirtschaftliche Akteure Emissionen von Treibhausgasen und Schadstoffen in die Luft verursachen. Sie stellt somit die anthropogenen Luftemissionen dar. Zu den für den Klimawandel verantwortlich gemachten sogenannten Treibhausgasen zählen gemäß Kyoto-Protokoll die Stoffe Kohlendioxid (CO2), Distickstoffmonoxid (Lachgas, N2O) und Methan (CH4) sowie die fluorierten Treibhausgase (F-Gase). Zu den fluorierten Treibhausgasen gehören die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3). Der Statistische Bericht enthält Inhalte der bisherigen Publikation " Anthropogene Luftemissionen ", welche letztmalig mit den Daten für 2000 bis 2020 veröffentlicht wurde. Aufgrund methodischer Änderungen beginnen die Zeitreihen ab dem Jahr 2006. Die Inhalte dazu finden sie künftig über das Datenbankangebot GENESIS-Online im Themenbereich 85111 . Ältere Ausgaben dieser Publikation finden Sie in der Statistischen Bibliothek.

Methanemissionen aus den saisonalen Überflussingsgebieten des Amazonas

Methan (CH4) ist ein wichtiges Treibhausgas, welches hauptsächlich durch anaerobe Prozesse erzeugt wird. Eine Hauptquelle für Methan sind Feuchtgebiete. Das Amazonasbecken in Südamerika beherbergt viele dieser Feuchtgebiete und ist deshalb eine Schlüsselregion für tropische CH4-Emissionen. Trotz ihrer Bedeutung für den globalen Methanhaushalt, sind die CH4 Emissionen aus dem Amazonasbecken bisher schlecht quantifiziert und die beitragenden CH4 Quellen nicht gut verstanden. Im Amazonasbecken sind die saisonal überschwemmten Wälder potentiell wichtige Regionen für Methanemissionen, aber die wenigen Messungen erlauben es momentan nicht, den Beitrag dieser Regionen ausreichend zu quantifizieren.Das übergeordnete Ziel dieses Antrags ist es, die Rolle der saisonal überschwemmten Wälder für den CH4-Haushalt im Amazonasgebiet zu verstehen. Speziell sollen Austauschflussmessungen von CH4 (und anderen Gasen) über der Baumkrone in einem saisonal überfluteten Wald im Amazonasbecken über den Zeitraum von mindestens einem Jahr durchgeführt werden. Derartige Messungen existieren derzeit in saisonal überfuteten Wäldern im Amazonasgebiet nicht. Die Austauschflussmessungen über der Baumkrone sollen in diesem Projekt durch direkte Messungen der Methan-Quellen und -Senken ergänzt werden. Diese Kombination von Messungen erlaubt es, die Emissionen der einzelnen Quellen und Senken mit den Messungen über der Baumkrone zu verbinden und damit den CH4-Haushalt in dem Bereich des 'Footprints' der Messungen zu verstehen. Dies ist wichtig, weil einige Quellen nicht gut verstanden sind, z.B. wurden vor kurzem hohe Emissionen aus Baumstämmen in saisonal überfluteten Regionen gemessen. Darüberhinaus liefern die CH4 Flussmessungen oberhalb der Baumkrone über einen vollen Jahreszyklus einen Datensatz, der durch 'Upscaling' mit den Austauschflüssen, die man aus der Inversion atmosphärischer Konzentrationsmessungen erhält, verglichen werden kann. Die vorgeschlagenen Messungen sollen an dem Turm K34, welcher in einem saisonal überfluteten Wald nahe Manaus (Brasilien) steht, durchgeführt werden. Wir haben die Genehmigung unsere Instrumente an diesem Turm zu installieren und für das Spektrometer steht ein klimatisierter Raum zur Verfügung. Für die Flussmessungen werden wir die Relaxed Eddy Accumulation (REA) Technik mit einem FTIR-Spektrometer koppeln. Der Aufbau dieses FTIR-REA Flussmesssystems wurde in dem EU-Projekt INGOS entwickelt und das Messsystem steht zur Verfügung. Das System ist in der Lage, die Flüsse von CH4, CO2, N2O, CO und d13CO2 gleichzeitig zu messen. Die einzelnen Emissionsquellen innerhalb des 'Footprints' der Flussmessungen werden mit einem tragbaren Analysator im Rahmen einzelner Kampagnen bestimmt.

Der Einfluß der Bildung von Thioarsen-Spezies auf die Arsen-Komplexierung an natürliches organisches Material

Unter anoxischen Bedingungen wird Arsen (As) in Form von Arsenit vermeintlich vollständig über Schwefel(S)-Gruppen an natürliches organisches Material (NOM) gebunden. Laborexperimente zeigten, dass selbst unter oxischen Bedingungen die Halbwertszeit mehr als 300 Tage betrug, damit sogar größer war als die von Arsenit an Eisen(Fe)(III)-Oxyhydroxiden. Global betrachtet heißt das, dass z.B. Moore, die reich an Organik und Sulfid sind, wichtige quantitative As-Senken sind. Allerdings wurden alle mechanistischen Studien bisher so durchgeführt, dass Arsenit einem zuvor gebildeten S(-II)-NOM zugegeben wurde. In einem System, das As(III), S(-II) und NOM enthält, spielt aber auch die As(III)-S(-II)-Komplexierung in Lösung unter Bildung von Thioarseniten ((H2AsIIIS-IInO3-n)-, n=1-3) und Thioarsenaten ((HAsVS-IInO4-n)2-, n=1-4) eine Rolle. Unsere zentrale Hypothese ist, dass die Kinetik der Thioarsen-Spezies-Bildung in Lösung schneller ist als die Sorption von As(III) und S(-II) an NOM und dass daher Thioarsen-Spezies das Ausmaß und die Kinetik der As-Sorption an Organik bestimmen. Auch die kompetitive Sorption an gleichzeitig auftretenden (meta)stabilen Fe-Mineralen wird vom bekannten Verhalten von Arsenit abweichen. Aufgrund ihrer Instabilität und einem Mangel an reinen Standards, ist über das Sorptionsverhalten von Thioarseniten bislang nichts bekannt. Für Thioarsenate gibt es keine Information zum Bindungsverhalten an NOM, aber es ist bekannt, dass die Sorption an verschiedenen Fe(III)-Mineralen geringer ist als die von Arsenit. Wir postulieren, dass Thioarsenate weniger und langsamer als Arsenit an S(-II)-NOM binden, da kovalente S-Bindungen in Thioarsenaten die Affinität für S(-II)-NOM Komplexierung verringern. An Fe(III)-NOM sollte die Bindung geringer sein in Analogie zur bekannten geringeren Affinität für Fe(III)-Minerale. Wir postulieren weiter, dass die Sulfidierung eine schnellere und größere As-Mobilisierung bewirkt als die zuvor untersuchte Oxidation, da abiotische Oxidation langsam ist, die As-S-Komplexierung in Lösung aber spontan und so As-Bindungen an NOM und Fe-Minerale schwächt. Um unsere Hypothesen zu testen, werden wir Batch-Experimente durchführen mit Mono- and Trithioarsenat-Standards und einem Arsenit-Sulfid Mix (der Thioarsenite enthält) bei pH 5, 7 und 9 an zwei ausgewählten NOMs (Federseemoor Torf und Elliott Soil Huminsäure; jeweils unbehandelt, S(-II)- und Fe(III)-komplexiert). Wir werden Sorptionsaffinität und -kinetik, sowie mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie Bindungsmechanismen bestimmen. Die Stabilität der (Thio)arsen-beladenen NOMs wird unter oxidierenden aber auch unter sulfidischen Bedingungen studiert und präferenzielle Bindung in binären Systemen (Kombinationen aus Fe-Oxyhydroxiden, Fe(III)-NOM, S(-II)-NOM und Fe-Sulfiden) untersucht. Ziel ist, As-Bindungsmechanismen in S(-II)-Fe(III)-NOM-Systemen besser zu verstehen, um vorhersagen zu können, unter welchen Bedingungen As Senken zu As Quellen werden können.

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