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Wechselwirkungen zwischen saisonale arktische Meereisprozessen und Stabilität der Halokline – auf dem Weg zum Verständnis arktischer Gas- und Stoffflüsse

In Folge des globalen Klimawandels hat sich die Meereisdecke in der Arktis dramatisch verändert. Im derzeitigen Zustand spielt die arktische Eisdecke eine wichtige Rolle; so schirmt sie das Oberflächenwasser, die sogenannte arktische Halokline (Salzgehaltsschichtung), von der Erwärmung durch die sommerliche Sonneneinstrahlung ab. Zudem wird die Halokline durch die Salze, welches beim Gefrierprozess des Meerwassers aus der Kristallstruktur austritt, gebildet und stabilisiert. Gleichzeitig wirkt die Halokline als Barriere zwischen der Eisdecke und dem darunter liegenden warmen atlantischen Wasser und trägt so zum Erhalt der arktischen Meereisdecke bei. Dieses Gleichgewicht ist nun durch die insgesamt wesentlich dünnere arktische Meereisdecke und ihre verringerte sommerliche Ausdehnung gestört. Im Meerwasser sind zudem Gase und biogeochemisch wichtige Spurenstoffen enthalten. Diese werden durch die Gefrierprozesse eingeschlossen, beeinflusst und wieder ausgestoßen. So beeinflusst die Meereisdecke die Gas- und Stoffflüsse zwischen Atmosphäre, Eis und oberer Wasserschicht. Durch die Eisbewegung findet außerdem ein Transport statt z.B. in der sogenannten Transpolarendrift von den sibirischen Schelfgebieten, über den Nordpol, südwärts bis ins europäische Nordmeer. Nun wird mit den weitreichenden Veränderungen des globalen und arktischen Klimawandels bereits von der „neuen Arktis“ gesprochen, da angenommen wird, dass sich die Arktis bereits in einem neuen Funktionsmodus befindet. Dabei ist jedoch weitgehend unbekannt wie dieses neue System funktioniert, sich weiterentwickelt und wie sich dies auf die Eisbildungsprozesse und damit die Stabilität der Halokline und die damit verbundenen Gas- und Stoffflüsse auswirkt. Für solche Untersuchungen werden über den Jahresverlauf Proben der oberen Wassersäule und der Eisdecke benötigt. Ermöglicht wird dies durch die wissenschaftliche Initiative MOSAiC. Mithilfe der stabilen Isotope des Wassers (?18O und ?D) aus dem Eis und der Wassersäule kann Rückschlüsse auf die Herkunftswässer und den Gefrierprozess gezogen werden und diese Ergebnisse sollen in direkten Zusammenhang mit Gas- und biogeochemischen Stoffuntersuchungen (aus Partnerprojekten) gesetzt werden. Dabei können z.B. Stürme, Schmelzprozesse, Schneebedeckung, Teichbildung und Alterungseffekte des Eises eine Rolle spielen. Untersucht wird parallel die Veränderung der Wassersäule welche z.B. durch Wärmetransport, wiederum die Eisdecke beeinflussen kann.Diese prozessorientierten Untersuchungen der saisonalen Eisbildungsprozesse in Eis und Wassersäule der zentralen Arktis, werden einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Stabilität der arktischen Halokline und der arktischen Gas- und Stoffflüsse liefern. Da sich die Gase und Stoffe nicht-konservativ verhalten, während die Isotope im Gefrierprozess konservativ sind, erwarten wir aus der Diskrepanz wiederum wichtige Informationen z. B. über wiederholtes Einfrieren von Süßwasserbeimengungen ableiten zu können.

Biogeochemical Processes in Tropical Soils

In recent years science has taken an increased interest in mineralization processes in tropical soils in particular under minimal tillage operations. Plant litter quality and management strongly affect mineralization-nitrification processes in soil and hence the fate of nitrogen in ecosystems and the environment. Plant secondary metabolites like lignin and polyphenols are poorly degradable and interact with proteins (protein binding capacity) and hence protect them from microbial attack. Nitrification, a microbiological process, directly and indirectly influences the efficiency of recovery of N in the vegetation as well as the loss of N (through denitrification and leaching) causing environmental pollution to water bodies and contributes to global warming (e.g. the greenhouse gas N2O is emitted as a by-product of nitrification and denitrification). Nitrifiers comprise a relatively narrow species diversity (at least as known to date) and are generally thought to be sensitive to low soil pH and stress. Despite these properties nitrification occurs in acid tropical soils with high levels of aluminium and manganese. Thus the main objective of the project will be the identification of micro-organisms and mechanisms responsible for mineralization-nitrification processes in acid tropical soils and the influence of long-term litter input of different chemical qualities and minimal tillage options. The project will include the use of stable isotopes (15N, 13C), mass spectrometry, gas chromatography (CO2, N2O), biochemical methods (PLFA) and molecular biology (16s rRNA., PCR, DGGE)

Alkane abundance and stable isotope measurements from ELSA stack lake sediments, Eifel Volcanic Field, Germany

n-alkane peak areas from GC-FID measurements. Compound specific hydrogen and carbon isotope measurements made using GC-IRMS. Samples taken from Auel Maar, Holzmaar, and Schalkenmehrener maar lake sediment cores spanning 60,000 years. Age model information and additional proxy data from the ELSA-20 stack are found in Sirocko et al., 2021 (Nature Geoscience) and Sirocko et al., 2022 (Scientific Reports). Full methodological details are found in Zander et al., 2025 (Rapid Communications in Mass Spectrometry).

Effect of diffusive/dispersive processes on stable isotope ratios of organic contaminants in aquifer systems

Groundwater contamination by organic compounds represents a widespread environmental problem. The heterogeneity of geological formations and the complexity of physical and biogeochemical subsurface processes, often hamper a quantitative characterization of contaminated aquifers. Compound specific stable isotope analysis (CSIA) has emerged as a novel approach to investigate contaminant transformation and to relate contaminant sources to downgradient contamination. This method generally assumes that only (bio)chemical transformations are associated with isotope effects. However, recent studies have revealed isotope fractionation of organic contaminants by physical processes, therefore pointing to the need of further research to determine the influence of both transport and reactive processes on the observed overall isotope fractionation. While the effect of gasphase diffusion on isotope ratios has been studied in detail, possible effects of aqueous phase diffusion and dispersion have received little attention so far.The goals of this study are to quantify carbon (13C/12C) and, for chlorinated compounds, chlorine (37Cl/35Cl) isotope fractionation during diffusive/dispersive transport of organic contaminants in groundwater and to determine its consequences for source allocation and assessment of reactive processes using isotopes. The proposed research is based on the combination of high-resolution experimental studies, both at the laboratory (i.e. zero-, one- and two-dimensional systems) and at the field scales, and solute transport modeling. The project combines the expertise in the field of contaminant transport with the expertise on isotope methods in contaminant hydrogeology.

Datenarchiv Sondermessungen in Mecklenburg-Vorpommern

Zur Erfassung der Luftqualität in Mecklenburg-Vorpommern werden an ausgewählten Standorten Sondermessprogramme durchgeführt. U.a. handelt es sich um Sondermessprogramme zur Ermittlung der Immissionsbelastung im Rostocker Stadtgebiet, zur Beurteilung der Verkehrsimmissionen an verschiedenen Standorten in M-V, zur Ermittlung von Ammoniakimmissionen und Nährstoffeinträgen in der Nähe von Tierhaltungsanlagen und zur Ermittlung der Feinstaubimmissionen (zeitliche Entwicklung und Ursachen) in M-V. Der Datenbestand setzt sich aus kontinuierlichen und diskontinuierlich gewonnenen Messdaten der Hauptluftschadstoffe - Schwebstaub, Feinstaub (PM10), Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon, Benzol, Toluol, Ruß und Ammoniak zusammen. Dabei handelt es sich um Messdaten, die aus zusätzlich durchgeführten Messprogrammen gewonnen wurden. U.a. wurden Messdaten mit einem Messwagen an verschiedenen Standorten in M-V ermittelt. An verschiedenen ländlichen Standorten wird die NH3-Konzentration bestimmt. Es werden Messprogramme zur Ermittlung der Verkehrsimmissionen an verschiedenen Standorten in M-V durchgeführt (u.a. zur Ermittlung sogenannter "hot spots").

Global distribution of deltaD values in C-bonded hydrogen of soil organic matter

Stable isotope ratios of various elements including H ((D), C, N, and S have been related to origin and turnover of soil organic matter (OM), because incomplete (bio)chemical reactions fractionate stable isotopes. On a global scale, the (D values in precipitation are related to the number of rain events that water vapor undergoes on its way to the poles, across mountains or towards inland because of evaporation/condensation-related isotope fractionation. As plants rely on local water sources that reflect the global distribution of (D values in precipitation for biosynthesis, C-bonded H in soil OM might show a geographically ordered distribution of (D values on a global scale. However, C-bonded (D values in soil OM might locally be modified by organic matter turnover. Our objectives are to 1) establish a method for the analysis of (D values of C-bonded H in soil, 2) determine the relationship between (D values in precipitation and in C-bonded H of soil OM on a global scale, 3) quantify the effect of decomposition on C-bonded (D values in soil OM with laboratory incubations and by assessing the vertical distribution of (D values in C-bonded H of soil OM in different climates (litter to subsoil). The proposed project adds a novel quantitative tool in Physical Geography to improve our understanding of C sequestration and turnover at the global scale.

The role of the East Greenland Current in the mid to late Holocene North Atlantic climate variability

Variations in the strength of arctic freshwater export via the East Greenland Current (EGC) can affect thermohaline circulation and the strength of the Subpolar Gyre and, therefore, can modulate the northward heat transport in the North Atlantic Ocean. To assess the role of the EGC in the mid to late Holocene North Atlantic climate variability, its palaeoceanographic history and spatial extent will be studied at three key sites; two sites in the EGC core (Foster Bugt and Nansen Trough) and one site in the Subpolar Front area (SPF; Reykjanes Ridge). For the first time, palaeoceanographic data sets, spanning the last 6000 years, for the EGC core will be produced at a multi-decadal to centennial time scale. A multi-proxy approach, combining foraminifera, diatom, dinoflagellate as well as stable isotope, trace element (Mg/Ca) and IP25 analyses on the same sample set will be performed in close collaboration with national and international project partners. The proposed reconstructions will be linked to marine and terrestrial high-resolution studies from the North Atlantic Drift, the West Greenland Current, the Fram Strait, the Baltic Sea and continental Europe, in order to investigate the timing (in-phase/out-of-phase) of mid to late Holocene climatic oscillations in the different regions. Reconstructing the role of the EGC at high resolution will increase our understanding of trigger mechanisms underlying natural mid to late Holocene climate variability in the North Atlantic region.

RUBIN - PhoTech - VP3 biogene & industrielle Luft, TP3.2: Photonischer Abbau biogener und industrieller Schadstoffe mittels Photokatalyse

WFS zum Bebauungsplan 060 Steuerung Tierhaltungsanlagen Sandhatten Urschrift der Gemeinde Hatten

WFS zum Bebauungsplan 060 Steuerung Tierhaltungsanlagen Sandhatten Urschrift im originären Datenformat

Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg

Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu den betriebenen Tierhaltungsanlagen aus dem Anlageninformationssystem LIS-A. Die Angaben zu den Anlagen enthalten jeweils den Standort und die genehmigte Leistung. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute. Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu den betriebenen Tierhaltungsanlagen aus dem Anlageninformationssystem LIS-A. Die Angaben zu den Anlagen enthalten jeweils den Standort und die genehmigte Leistung. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute. Der Datensatz Agricultural And Aquaculture Facilities / Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen in Brandenburg ist die Datengrundlage der interoperablen INSPIRE-Darstellungs- (WMS) und Downloaddienste (WFS): Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE View-Service (WMS-AF-TIERE) Tierhaltungsanlagen nach BImSchG in Brandenburg - Interoperabler INSPIRE Download-Service (WFS-AF-TIERE) Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu den betriebenen Tierhaltungsanlagen aus dem Anlageninformationssystem LIS-A. Die Angaben zu den Anlagen enthalten jeweils den Standort und die genehmigte Leistung. Dabei erfolgte eine sog. Schematransformation und Belegung der INSPIRE-relevanten Attribute.

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