Das Forschungsprojekt verfolgt das Ziel, beobachtbare Änderungen in der Geomorphodynamik und im Landschaftshaushalt nordpolarer Räume systematisch zu erfassen und deren Verursachung zu ergründen. Als Arbeitshypothese dient die Diskussion und Szenarienentwicklung des globalen Klimawandels ('Global Warming'), wobei von einer natürlichen Erwärmung seit der Mitte des 19. Jahrhunderts und einer potentiellen, progressiven und anthropogenen Klimabeeinflussung ('Treibhauseffekt') der letzten 60 Jahre ausgegangen wird. Als Modellregion wurde dafür das Adventtal und Umgebung in West-Spitzbergen ausgewählt. Kriterien waren dabei ein weit ausgedehntes, facettenreiches Periglazialrelief, gute Erreichbarkeit und Zugänglichkeit, die Verfügbarkeit von Karten- und Luftbildmaterial sowie die Zugriffsmöglichkeiten auf meteorologische Daten. Mit Hilfe einer detaillierten Kartierung und Dokumentation sollen subrezente, rezente und aktuell sich verändernde geomorphodynamische Prozesse als Indikatoren für Klimaänderungen (insbesondere Erwärmung) systematisch getestet, klassifiziert und bewertet werden. Weiterhin wird versucht, mögliche Auswirkungen einer Klimaveränderung im Landschaftshaushalt polarer Regionen als Szenario zu ermitteln.
Dieses Teilprojekt schlägt neuartige Beobachtungsstrategien für arktische Wolken vor durch Kombination von flugzeuggetragenen Fernerkundungsmethoden mit in-situ mikrophysikalischen Messungen von Wolken- und Aerosoleigenschaften. Unter der Verwendung von zwei nebeneinanderfliegenden Flugzeugen (Polar 5 & 6) wird es möglich sein die mikrophysikalischen Partikeleigenschaften innerhalb von Wolken gleichzeitig durch in-situ Sensoren zu messen. Ebenfalls wird die vertikale Säule und deren Strahlungseinfluss mittels Fernerkundungsmessungen oberhalb von Wolken gemessen. Beide Kampagnen werden im Sommer 2017 (ACLOUD, Svalbard) und Frühling 2019 (AFLUX, Svalbard und Grönland) durchgeführt um typische arktische Grenzschichtwolken als Teil der hauptsächlichen experimentellen Aktivitäten innerhalb des TR 172 zu untersuchen.
Pflanzensoziologische und synsoziologische Uebersicht von NW-Spitzbergen. Vegetationskartierungen ausgewaehlter Gebiete. Biomassen-Messungen. Photosynthese- und Respirationsrate bei ausgewaehlten Pflanzengesellschaften.
Die umfassende Zielstellung dieses Teilprojektes ist es die thermodynamische Struktur, Wolken, Aerosole, Spurengase und Strahlungseffekte in der atmosphärischen Säule basierend auf einer Langzeitreihe auf der deutsch/französischen Forschungsstelle in Ny-Alesund/Svalbard zu charakterisieren und damit das Zusammenspiel verschiedenster Fernerkundungsinstrumente zu nutzen. Die Daten werden für Modelauswertungen und Verbesserungen verwendet, sowie dienen sie als Referenz für satelliten- und flugzeuggetragene Ableitungsalgorithmen und ergänzen so die in-situ Beobachtungen. Basierend auf hoch-qualitativen Beobachtungsdaten werden Vertikalprofile des thermodynamischen Zustandes, Wolken, Aerosole und Spurengaskonzentrationen unter der Verwendung von integrierten Profilansätzen abgeleitet, welche es erlauben eine Analyse des Strahlungseinflusses von Wolken, Aerosolen und Spurengasen (inklusive Wasserdampf und Ozon) durchzuführen.
Das Projekt untersucht die physiologische Funktion UV-absorbierender Mycosporin-ähnlicher Aminosäuren (MAAs) als Sekundärmetabolite in marinen Evertebraten. Die Tiere nehmen diese Verbindungen mit ihrer pflanzlichen Nahrung auf und lagern sie offenbar gezielt in UV-gefährdete Gewebe und in die Gonaden ein. Das Projekt gliedert sich in 2 Phasen: 1.) Im ersten Jahr soll das natürliche Vorkommen von MAAs in ausgewählten Gruppen mariner Evertebraten erstmalig aus der Arktis (Spitzbergen) als auch aus der Antarktis (Süd Shetland Inseln) quantitativ und qualitativ erfaßt werden. Die Beziehung zwischen MAA-Akkumulation einerseits und der UV-Exposition sowie der Nahrungsspezifikation der Tiere andererseits soll zeigen, ob MAAs von heterotrophen Organismen gezielt resorbiert und als UV-Schutz angereichert werden können. 2.) Im zweiten, experimentellen Teil sollen die physiologischen Funktionen der MAAs in tierischen Geweben untersucht werden. Dazu werden in Bestrahlungsexperimenten die UV-Schutzfunktionen in 'MAA-aufgeladenen' Geweben mit optischen Mikrosensoren untersucht. Die Bildung von reaktiven Sauerstoffkomponenten (ROS) in tierischen Geweben als Folge von UV-Strahlung soll in Abhängigkeit von UV-Dosis mit Fluoreszenztechniken (u.a. konfokale Lasermikroskopie) gemessen werden. Eine mögliche antioxidative Schutzwirkung der MAAs wird vergleichend mit den bekannten Antioxidantien (Vitamine c, e, Urat, Glutathion etc.) untersucht.
Auf Grund einer mehrstufigen Messmethodik, die verschiedene Genauigkeitsstufen repraesentiert (punktuelle Testparzellenmessungen; experimentelle punktuelle Regensimulation auf Testparzellen; quasiflaechenhafte Messungen mit Feldstationen, Materialfangkaesten und Erosionsmessstaeben; flaechenhafte Messung durch komplexe Schadenkartierung; flaechenhafte geochemische Messungen und Bestimmungen im Zusammenhang mit Gebietsabflussmessungen). Mit dieser Methodik wird ein geooekologischer Ansatz realisiert, der den Vorgang Bodenerosion in den Landschaftshaushalt eingebunden sieht. Daraus leitet sich ab, dass die Bodenerosionsforschung zu grossen Teilen geooekologische Forschung ist, weil sie wesentliche Aspekte des Landschaftshaushaltsgeschehens in den Geooekosystemen beruecksichtigt. Im Vordergrund stehen geooekologisch-geomorphodynamische Feldarbeit und Feldmessung. Ergaenzt wird dies durch umfassende Laboraufarbeitung der Boden-, Sediment- und Wasserproben unter geochemischen Aspekten. Im Moment stehen fuer die naechsten 3-4 Jahre folgende Perspektiven im Vordergrund: Verstaerkung der Erforschung des landschafthaushaltlichen Hintergrunds, ausgehend vom geooekologischen Ansatz, mit geochemisch-wasserhaushaltlichem Schwergewicht. Untersuchungen des Beziehungsgeflechtes Bodenerosionsschaeden-Bodenerosionsbekaempfungsmassnahmen im Hinblick auf rationale Schadenerfassungsmethoden. Das Projekt basiert zwar auf topologischen Untersuchungen, laesst sich aber auch auf weitere Flaechen ausserhalb der gemaessigten Klimazone Mitteleuropa anwenden. Es versteht sich nicht ausschliesslich als Grundlagenforschung, sondern es dient auch der praktischen Anwendung.
Unser Projekt zielt darauf ab die Klimaänderungen in der Arktis zuverlässig zu quantifizieren und zwar auf der Basis einer detaillierten Analyse von langjährigen Stationsdaten (z.B. in Spitzbergen, auf russischen Driftstationen und Bojen) sowie Satellitendaten (z.B. von CryoSat-2). Die beobachteten Trends in meteorologischen Parametern (z.B. Lufttemperatur und Feuchte, kurz- und langwellige Strahlung) und Meereisparametern (Ausdehnung, Drift, Dicke) und die Zusammenhänge zwischen atmosphärischen und ozeanischen Bedingungen werden wir nutzen, um Simulationen mit dem regionalen gekoppelten Atmosphäre-Eis-Ozean-Klimamodell der Arktis HIRHAM-NAOSIM zu evaluieren. Um unser Verständnis der Prozesse und Rückkopplungen zu vertiefen, werden Modellsensitivitätsstudien arktischer Schlüsselprozesse (z.B. Meereisalbedo, Oberflächenrauhigkeit, Mischphasenwolken) durchgeführt, die dann die Darstellung dieser Prozesse in regionalen und globalen Klimamodellen (ECHAM6, ECHAM6-FESOM) verbessern. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie diese Schlüsselprozesse und ihre Änderungen das Wetter und Klima in Eurasien beeinflussen und welche Mechanismen hier zugrunde liegen. Zusätzlich wird untersucht, wie z.B. Meereisanomalien die Zyklonen-Zugbahnen, die großskaligen atmosphärischen Wellenmuster, den Strahlstrom und damit extreme Wetterereignisse in mittleren Breiten (z.B. winterliche Kälteperioden) verändern können. Extreme Wettereignisse wie z.B. starke Stürme und die damit verbundene Meereisdrift und -deformation können sozioökonomische Auswirkungen haben, und z.B. die Schiffbarkeit der Nordostpassage beeinflussen. Für verschiedene Szenarien werden daher Navigationsrisiken und Kriterien von Meereisbedingungen berechnet und so mögliche Folgen des Klimawandels abgeschätzt. Klimatische Veränderungen, insbesondere der Meereisbedeckung, beeinflussen auch die pelagischen Ökosysteme.
Im Rahmen des Internationalen Polarjahres (IPY) soll das Projekt als Teil des IPY Kernprojektes 'IPY Kinnvika' einen Beitrag zur Erforschung der Reaktion arktischer Gletscher auf Klimaänderungen leisten. In Nordaustlandet, Spitzbergen, befinden sich mit Vest- und Austfonna die größten Eismassen der europäischen Arktis. Über aktuelle Variabilitäten und Trends der Energie- und -massenbilanz an ihrer Oberfläche inklusive ihrer Klimasensitivität ist nur wenig bekannt. Basierend auf während Feldkampagnen gewonnenen Messdaten, atmosphärischen Reanalysedaten der letzten 50 Jahre und GCM-Szenarien der nächsten Jahrzehnte sollen gekoppelte numerische Modelle der dynamischen Reaktion von Vest- und Austfonna auf Klimaänderungen entwickelt und die Klimasensitivität der Eiskappen bestimmt werden.
Das vorgeschlagene Projekt hat die Weiterführung bereits etablierter Zeitserien von Messungen stratosphärischer Spurengase in der Arktis (Spitzbergen, 79°N) und in den Tropen (Surinam, 6°N) zum Inhalt. Da es ab ca. 2015 keine Satellitenmessdaten in der Stratosphäre mehr geben wird und die nachfolgende Generation von Satelliteninstrumenten, die geeignet für solche Beobachtungen ist, noch am Anfang der Planung steht, sind die bodengebundenen Zeitserien die einzige Möglichkeit, den Verlauf der Ozonerholung nach der Implementierung des Montrealprotokolls zu beobachten. Die bodengebundenen Messungen sind ebenfalls notwendig, um den Anschluss der Satellitenzeitserien bis 2015 und die neuen Zeitserien voraussichtlich ab 2020 zu gewährleisten sowie eventuelle Offsets zu bestimmen. Arbeitsplan: 1. Auswertung von Millimeterwellenspektren in Kiruna, Schweden, 2. Analyse von FTIR-Daten (Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer), 3. Expeditionen nach Paramaribo, Surinam, 4. Veröffentlichung der Ergebnisse.
| Origin | Count |
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| Bund | 33 |
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| Type | Count |
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| Förderprogramm | 31 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
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| geschlossen | 2 |
| offen | 31 |
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| Deutsch | 26 |
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| Resource type | Count |
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| Archiv | 2 |
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| Boden | 25 |
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