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Klimastatistische Einordnung des meteorologischen Sommers 2021 Einordnung der Temperatur, des Niederschlags und des Sonnenscheins Sommer

Der Sommer 2021, war mit einer Durchschnittstemperatur von 18,8 °C wieder um 1,9 K zu warm, bezogen auf das 30-jährige Mittel von 1961 bis 1990. Gleichzeitig brachte der Sommer deutlich mehr Niederschlag als üblich und die Sonnenscheindauer verpasste das 30-jährige Mittel denkbar knapp. Im Folgenden wird zunächst ein Überblick über die einzelnen Monate gegeben, am Ende wird der gesamte Sommer 2021 zusammenfassend bewertet. Die angegeben Monatsmittelwerte beziehen sich dabei auf das Mittel der Fläche des Landes Sachsen-Anhalt (Datenquelle: Deutscher Wetterdienst). Der August hatte eine Monatsmitteltemperatur von 17,0 °C, welche 0,1 K unter dem -30-jährigen Mittel von 1961 bis 1990 lag und 1,6 K unter dem Klimamittel von 1991 bis 2020. Damit ist der August 2021 der kühlste seit 2014. Im Flächenmittel Sachsen-Anhalts fielen im August 107,3 mm Niederschlag, das entspricht 181,9 % des Solls des 30-jährigen Mittels von 1961-1990 und 185,7 % gegenüber des Klimawertes 1991 bis 2020. Kein August seit 2010 war nasser als der diesjährige. Maßgeblich für den Niederschlagsreichtum, waren wiederholt auftretende Starkregenfälle vor allem im Süden des Landes. So fielen am 22.08.2021 im Süden Sachsen-Anhalts punktuell bis zu 116 mm (DWD-Station Wettin-Löbejün-Neutz) Niederschlag binnen 24 Stunden. Wenige Tage später, am 29.08.2021 kam es erneut zu kräftigen Regenfällen, vor allem im Westen des Landes. So fielen in 24 Stunden im Harz und östlichen Harzvorland verbreitet zwischen 40 und 50 mm Niederschlag. Dies führte in der Folge zu leichtem Hochwasser an Bächen und Flüssen im Lande. Der August brachte 151,5 Sonnenstunden in Sachsen-Anhalt, das entspricht 76,4 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 und 71,6 % des Mittels von 1991 bis 2020. Weniger Sonnenschein in einem August gab es zuletzt 2010. Im Juli erreichte die Durchschnittstemperatur (das Flächenmittel) in Sachsen-Anhalts 19,5 °C und lag damit um 2,0 K über dem 30-jährigen Mittelwert von 1961 bis 1990 und 0,5 K über dem Klimawert von 1991 bis 2020. Die größten Abweichungen oberhalb des 30-jährigen Klimamittels traten im Norden und Osten des Landes auf. Insgesamt fielen im Juli 2021 im Flächenmittel 61,9 mm Niederschlag. Das entspricht 118,6 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990. Da der Juli im späteren 30-jährigen Mittel von 1991 bis 2020 feuchter geworden ist, entspricht die Juliniederschlagsumme nur 86,7 % dieses 30-jährigen Mittels. Gegenüber der Klimaperiode von 1991 bis 2020 war der Juli der vierte zu trockene in Folge. Die Sonnenscheindauer verfehlte mit 200,2 Stunden ihr Soll der 30-jährigen Periode von 1961 bis 1990 mit 96,8 % nur knapp, gegenüber dem Klimawert von 1991 bis 2020 mit 88,9 % hingegen deutlich. Der Juni lag mit 20,0 °C um 3,9 Kelvin (K) über dem Klimawert der Periode von 1961 bis 1990 und um 3,1 K über der Periode von 1991 bis 2020. Der Juni 2021 ist der drittwärmste seit Aufzeichnungsbeginn im Jahre 1881. Damit gehören zu den drei wärmsten Junimonaten (2019, 1917 und 2021) gleich zwei der letzten drei Jahre. Der Monat präsentierte sich dauerhaft sommerlich, so wurden verbreitet mehr als 20 Sommertage (Tageshöchstwert von mindestens 25,0 °C) registriert, so beispielsweise jeweils 22 in Köthen und Wittenberg. In der zweiten Monatshälfte konnten verbreitet fünf Hitzetage registriert werden (Tageshöchstwert von Mindestens 30,0 °C), in Bernburg und Holzdorf sogar 6 Hitzetage. In Wittenberg und Seehausen konnten außerdem zwei Tropennächte (Tagestiefstwert von mindestens 20,0 °C) gemessen werden. In Abbildung 1 ist der historische Verlauf der Anzahl der Sommertage (rot), Hitzetage (grün) und Tropennächten (blau) im Juni in Wittenberg dargestellt. Man sieht, dass vor allem bei den Sommertagen die letzten drei Jahre deutlich mehr Sommertage hervorbrachten, als es die langjährigen Messungen erwarten ließen. In Wittenberg ist auch eine Häufung der Tropennächte zu beobachten. War eine solche Nacht vor 2010 im Juni noch ein absolutes Ausnahmeereignis, sind diese warmen Nächte seitdem fast jedes Jahr zu beobachten. Im Juni fielen 60,1 mm Niederschlag, das entspricht gegenüber des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 95,7 % und gegenüber der Periode 1991 bis 2020 108,3 % des Solls. Die Sonnenscheindauer erreicht 253,7 Stunden. Das entspricht 123,9 % des Soll der Klimaperiode 1961 bis 1990 und 113,8 % zur Periode 1991 bis 2020. Über den gesamten Sommer betrachtet, hatte Sachsen-Anhalt eine Mitteltemperatur von 18,8 °C. Damit lag der Sommer um 1,9 K über dem langjährigen Mittel von 1961 bis 1990 und 0,7 K über dem Klimamittel von 1991 bis 2020. Der drittwärmste Juni seit Aufzeichnungsbeginn konnte den etwas zu kühlen August mehr als ausgleichen. Im gesamten Sommer fielen 229,3 mm Niederschlag, dies entspricht 131,8 % des 30-jährigen Mittels von 1961 bis 1990 bzw. 124,2 % des Mittels von 1991 bis 2020. Damit konnte der Sommer einen guten Beitrag zum Abbau des Niederschlagsdefizits und der Dürre der Jahre 2018 bis 2020 leisten. Siehe dazu die beiden Grafiken des Dürremonitors für Deutschland für den Januar und September 2021 in Abbildung 2. Die Gebiete mit extremer und außergewöhnlicher Dürre (rot und braun) sind deutlich zurückgegangen. Bei der Sonnenscheindauer erreichte der Sommer insgesamt 605,5 Stunden, was 99,3 % des Solls der Klimaperiode von 1961 bis 1990 entspricht. Gegenüber der Klimaperiode von 1991 bis 2020 sind es hingegen 91,8 % der Sonnenscheindauer und damit war dies der sonnenscheinärmste Sommer seit 2012.

DFG Trilateral collaboration Deutschland-Israel-Palestine: 'Biotic and abiotic factor affecting biological soil crust formation and recovery in a semiarid dune ecosystem : Gaza and NW Negev'

Sandy soils of the arid/semiarid dune fields of the Palestinian Gaza Strip and the Israeli western Negev are extensively covered by biological soil crusts (BSC), which stabilize the surface and prevent desertification. Political discussions in Israel suggest transferring a large part of this sand belt to the Gaza Strip within a final peace accord. Inappropriate land uses may lead to destruction of the BSC and initiate desertification, as already occurring in parts of the Gaza Strip. In this interdisciplinary project the influence of environmental factors on the vitality, stability and the recovery potential of the BSC will be investigated in order to evaluate the carrying capacity of this fragile landscape, in relation to rainfall, soil and relief conditions. A transect stretching from the Mediterranean coast in the Palestinian Gaza Strip (370 mm rainfall) to 65 km southwards in Israel ( Nizzana , less than 100 mm rainfall) has been selected. The interactions of molecular biological, physiological, physical and soil chemical processes, expressed in specific characteristics of the BSC and the underlying soil, will be assessed from the molecular to the landscape scale.

Vegetationskundliche Untersuchungen zu Waldpotential und Landschaftsgeschichte hochasiatischer Trockengebiete ('Upper Mustang', Nepal)

Im August und September 2001 soll ein auf nepalischem Staatsgebiet gelegener und bis vor kurzem nicht zugänglicher Teil der Hochgebirgshalbwüste des Tibetischen Himalaya bezüglich seiner Wald- und Baumrelikte vegetationskundlich untersucht werden: Isolierte Vorkommen von Juniperus indica geben Anlaß zur Annahme, daß ein Trockengebiet, dessen Klimastationen 153-210 mm Jahresniederschlag verzeichnen, potentiell zumindest Offenwald haben könnte. Das Vorhaben zielt damit auf grundsätzlich neue Erkenntnisse über die Trockengrenze des Waldes. Mittels Pollenanalyse von Seggentorfen (in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. H.-J. Beug, Göttingen) soll die Klima-, Vegetations- und Kulturlandschaftsgeschichte eines Teilraumes des Tibetischen Himalaya erstmals rekonstruiert werden. Die Untersuchungen ordnen sich damit ein in die 'Human Dimension of Global Change' - die Nichtnachhaltigkeit des Ressourcenmanagements vor allem in Grenzräumen wie der Trockengrenze des Waldes.

Gletscher und Klima am Übergang vom Spätglazial zum Holozän in den Alpen

Gut datierte Gletschervorstöße sind eine wertvolle klimageschichtliche Informationsquelle, weil Gletscher unmittelbar auf Klimaänderungen reagieren. In diesem Zusammenhang ist der Zeitabschnitt von der ausgehenden Jüngeren Dryas (Grönland-Stadial 1) bis zum Ende des Boreals im frühen Holozän besonders interessant. Er ist durch eine sehr rasche Erwärmung um etwa 11.5 ka charakterisiert, die sich dann etwas gedämpfter weiter fortsetzte. Diese Erwärmung wurde durch eine Reihe von klimatischen 'events' (Präboreale Oszillation, Erdalen-event, 9.3 und 8.2 ka event) unterbrochen, die vor allem im europäisch-atlantischen Sektor kurze und kräftige Abkühlung brachten und im Alpenraum in einen Rahmen von allgemein gletscherungünstigen Klimaverhältnissen eingebettet sind. Das Projekt hat zum Ziel, die Gletschervorstöße in diesem Zeitraum näher zu durchleuchten. Der Schwerpunkt wird auf einem System von Moränen liegen, das besonders bei kleineren Gletschern gut erhalten ist, und das eine vermittelnde Stellung zwischen den Moränen der Jüngeren Dryas und denen des 'Little Ice Age' (Neuzeit) einnimmt. Bisher sind derartige Moränen erst an drei Stellen datiert, wobei sich widersprechende Alter und damit zeitliche Einstufungen ergaben (PBO, Erdalen event, 8.2 ka event). Besonders interessant ist daher die Frage, ob und wie kleine Alpengletscher auf den 8.2 ka event reagiert haben, und welche klimageschichtlichen Schlußfolgerungen sich daraus ableiten lassen. Die Testgebiete befinden sich in Gebieten, die für eine klimageschichtliche Interpretation günstig gelegen sind und das entsprechende Moräneninventar aufweisen. Es handelt sich dabei vor allem um die westliche Silvrettagruppe (nordwestlicher Alpenrand mit Übergang zum zentralen Alpenraum), das Karwendelgebirge (nördlicher Alpenrand) und die westlichen Ötztaler Alpen (inneralpines Trockengebiet). Die Datierung soll in bewährter Weise mit den kosmogenen Radionukliden 10Be und 36Cl in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Teilchenphysik an der ETHZ erfolgen. Für die klimageschichtliche Interpretation werden die Energie- und Massenbilanzgleichung an der Gleichgewichtslinie, empirische Niederschlags-Temperaturmodelle und positive Gradtagsmodelle herangezogen. Die dafür zusätzlich nötigen Klimainformationen (vor allem Sommertemperatur) werden aus allen sinnvoll verwertbaren Proxydatenquellen der entsprechenden Zeitabschnitte entnommen. Damit können Änderungen der Niederschlagsstrukturen im Alpenraum und Hinweise auf die atmosphärischen Zirkulationsverhältnisse in Zeiträumen eines raschen Klimawandels hergeleitet werden.

Modelling vegetation dynamics and biomass in semiarid ecosystems (Eastern Africa) using remote sensing multisensor approaches

This pre-study pilot project will be carried out in Kenya and Tanzania and is part of a more extensive remote sensing project (initiated by the European Space Agency, ESA) aiming to develop a monitoring system for the assessment of land cover change of farmlands, rangelands and forest standings (logging, fires, uncontrolled deforestation, new settlements, etc.) at a national regional level. An integrated approach of remote sensing techniques (both through the use of satellite and ground data), physical vegetation models and ground measurements will be adopted. Operatively, the execution will consist of a 6-month period (pre-study) consisting in a ground campaign along a north-south transect, which is almost unknown to the current vegetation cartography. Based on the field results of the pre-study and within an on-going 30 month period (extended study, see Annexed 3), new classification methods and algorithms will be developed for assessment of land use and cover change using ENVISAT-data. An outcoming of this research will be a system capable to monitor and plan the available agricultural food resources for those developing regions.

Rekonstruktion der Paläoumwelt im nördlichen Oman

Die Verlagerung der hauptsächlichen sommerlichen Position der innertropischen Konvergenzzone (ITC) über der südlichen Arabischen Halbinsel hat starken Einfluss auf die klimatischen Verhältnisse des südlichen Arabiens. Eine Verschiebung der ITC nach Norden führt zu einer gleichgerichteten Verlagerung des Indischen Monsuns, was einen Anstieg der Niederschläge im südlichen Arabien zur Folge hat. Das Projekt befasst sich mit der Rekonstruktion der Paläoumwelt der heute ariden Jabal Bani Jabir Region in der südlichen Hajar Bergkette im Nordosten Omans, die im hohem Maße von den Paläoniederschlägen in dieser Region abhängig ist. Die Rekonstruktion der Paläoumwelt wird auf der Grundlage eines 20 m mächtigen Sedimentarchivs erstellt werden, das sich in einer Senke in der Nähe der Bergoase von Maqta in einer Höhe von 1.160 m befindet. Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten liegt im Bereich holozäner Klimaschwankungen unter besonderer Berücksichtigung ihrer möglichen Einflüsse auf die landwirtschaftliche Tätigkeit in diesem Gebiet.

Der Einfluss der Eutrophierung auf die Wasserqualität und deren Bestimmung - Transformation von algenbürtigem organischem Material in Gewässern

Wasser aus Talsperren ist in vielen Länder eine der wichtigsten Trinkwasserresourcen. Dies gilt besonders für aride Zonen, und/oder in Ländern mit hoher Bevölkerungsdichte. Allerdings sind diese Gewässer oftmals durch einen extrem euthrophen Zustand gekennzeichnet. Das Ziel dieses Projektes ist es, den Gewässergütezustand zu beschreiben, den derzeitigen Zustand der Gewässer in Hinblick auf Nährstoffgehalte und organische algenbürtige Schadstoffe zu erfassen, Ursachen, die zu einer Algenblüte führen zu bestimmen und Verfahren für die Aufbereitung zu Trinkwasser zu entwickeln. Dazu soll der Gütezustand ausgewählter Gewässer in den drei Ländern der Projektpartner (Deutschland, Israel, Jordanien) verglichen werden. Der Einfluss unterschiedlicher klimatischer Bedingungen (Mitteleuropa, Mittlerer Osten) und die unterschiedliche Nutzung der Gewässer auf deren Eutrophierung soll dabei besonders beachtet werden. Die klassischen Aufbereitungsverfahren Filtration, Adsorption, Oxidation und Desinfektion sollen auf die algenspezifische Rohwasserqualität optimiert werden. Die Ergebnisse werden sowohl hinsichtlich ökologischer Gesichtspunkte als auch hinsichtlich der Wassernutzung ausgelegt werden. Die Untersuchungen werden jeweils in Modellsystemen im Labormaßstab und im Technikumsmaßstab mit Realproben durchgeführt. Ein Probenaustausch ermöglicht die Bestimmung der unterschiedlichsten Parameter in den einzelnen Laboratorien der Projektpartner. Dazu gehört auch ein Austausch von Doktoranden, die Schulung von Mitarbeitern und die Durchführung von gemeinsamen Workshops.

Die Rolle von Petrichor, der Duft von Regen, in Wüstenökosystemen und die Folgen unter der globalen Erwärmung

In Wüstenökosystemen wird die zeitliche Dynamik durch Nass-Trocken-Zyklen bestimmt, und diese werden durch den Klimawandel zunehmend gestört. Niederschläge in Wüstenökosystemen lösen einen unmittelbaren CO2-Anstieg aus, verbunden mit erheblichen Emissionen von Petrichor, dem "Geruch von Regen". Dieser erdige Geruch setzt sich aus verschiedenen flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) zusammen, die mit dem Wind über große Entfernungen transportiert werden. Die Wassertröpfchen, die mit trockenen Böden in Berührung kommen, setzen zuvor gebundene VOCs frei und regen Bakterien und Pilze zur Neuproduktion von VOCs an. Sechzig Jahre nach der ersten Beschreibung von Petrichor ist immer noch wenig über seine Rolle in der Bodenökologie und seine Bedeutung für die Atmosphärenchemie bekannt.Biotische Interaktionen zwischen Mitgliedern mikrobieller Gemeinschaften im Boden erfolgen durch den Austausch von Signalmolekülen. Flüchtige Signale wirken auf einer größeren räumlichen Skala als lösliche Verbindungen und werden zunehmend als entscheidende Infochemikalien zur Vermittlung von intra- und interspezifischen Interaktionen zwischen Bodenmikrobiota anerkannt. Dennoch ist wenig über die spezifischen Funktionen von VOCs und ihre Rolle bei der Vermittlung von Wechselwirkungen zwischen Organismen bekannt, insbesondere in Trockengebieten.Die Emissionen von Petrichor aus Trockengebieten wie der Negev-Wüste (Israel) werden sich in naher Zukunft verändern, da die Niederschlagsmenge bis 2050 voraussichtlich um ~40 % zunehmen wird. Biogene flüchtige organische Verbindungen (VOC) - insbesondere Terpenoide und Benzoide - sind als wesentliche Akteure der Atmosphärenchemie bekannt und beeinflussen das Klima durch Wolkenbildung und die Entstehung sekundärer organischer Aerosole die Strahlungsenergie absorbieren und streuen. Mikrobielle Bodengemeinschaften dominieren die Wüstenökosysteme, die sich über 20 % der Erdoberfläche erstrecken. Daher ist es dringend erforderlich, die Rolle der mikrobiellen Gemeinschaften im Wüstenboden für die Chemie der Atmosphäre zu untersuchen. Unser Ziel ist es, die Quellen, Regulierungsmechanismen und Kontrollfaktoren der VOC-Emissionen in Wüstenökosystemen zu verstehen, was für die Erstellung umfassender globaler Klimaprojektionsmodelle von größter Bedeutung ist. Zu diesem Zweck wollen wir Veränderungen in der Petrichor-Zusammensetzung entlang eines Trockenheitsgradienten in der Negev-Wüste (Israel) quantifizieren und charakterisieren, die gesamte aktive mikrobielle Gemeinschaft (Eukaryonten, Prokaryonten, Archaeen) nach Niederschlagsereignissen in den Biokrusten der Wüste und in tieferen Bodenschichten identifizieren, mit Hilfe von Netzwerkanalysen Kandidaten für die Produktion von und die Reaktion auf VOC ermitteln und die Rolle der VOC durch Experimente mit mikrobiellen Isolaten und durch die Anwendung von Inhibitoren der wichtigsten Petrichor-VOC in Böden verifizieren und die globalen Auswirkungen der Petrichor-Emissionen hochskalieren.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt D01: Kosmogene Nuklide: Datierung alter kontinentaler Sedimente in Trockengebieten

Ziel ist es, Methoden zu entwickeln, die geeignet sind alte Sedimente in Trockengebieten verlässlich zu datieren: (i) Entwicklung einer Methode um mittels kosmogenen 10Be and 53Mn terrestrische Alter von Mikrometeoriten (aus Trockenseesedimenten und der Gipsstaubbedeckung der Landschaft) zu bestimmen, (ii) Entwicklung und Anwendung der 10Be/21Ne-Bedeckungalterdatierung an Grobsedimenten, (iii) Entwicklung einer kosmogenen 21,22Ne Methode um Halit (Steinsalz) in Oberflächensedimenten (z.B. fossile Salzseen) zu datieren. Erwartete erschließbare Altersbereiche: ca. 1 bis 22 Ma bzw. ca. 0.5 bis 10 Ma, für 53Mn und 10Be/21Ne Bedeckungsaltersdatierung, es gibt keine theoretische Obergrenze für 21,22Ne.

Salz- und Ionenaufnahme in Halophyten der Trockengebiete des Vorderen Orients und anderer Wuestenregionen

Untersuchung der Flora und Vegetation unter Salzeinfluss (natuerlich und/oder anthropogen). Oekologische Adaption, Ionenverhaeltnisse, Ionenmuster, Halophytentypen; Vegetationstypen, Verjuengung und Konkurrenzverhaeltnisse, oekologische Bedeutung der Blasenhaare bei Atriplex.

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