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Export von organischem Kohlenstoff aus Islands Gletschern: Quantifizierung, Herkunft und Kohlenstoffflüsse in Gletscherbächen

Gletscher sind bedeutende Speicher organischen Kohlenstoffs (OC) und tragen zum Kohlenstofffluss vom Festland zum Meer bei. Aufgrund des Klimawandels wird eine Intensivierung dieser Flüsse erwartet. Der Export von OC aus Gletschern wurde weltweit in verschiedenen Regionen quantifiziert, trotzdem liegen keine vergleichbaren Daten für Island vor, obwohl sich dort die größte europäische außerpolare Eiskappe befindet. Um die globalen Prognosen der glazialen Kohlenstofffreisetzung zu verbessern, ist es das Ziel dieses Pilotprojektes, den Export von gelöstem und partikulärem organischen Kohlenstoff (DOC, POC) aus Islands Gletschern erstmalig zu quantifizieren und neue Kooperationen mit isländischen Wissenschaftler/innen für gemeinsame zukünftige Forschungsprojekte aufzubauen. Hierzu werden 4 Feldkampagnen zu unterschiedlichen Jahreszeiten sowie Treffen mit isländischen Kollegen/innen durchgeführt. In jeder Feldkampagne werden von 23 Gletschern der Eiskappen Vatnajökull, Langjökull, Hofsjökull, Myrdalsjökull und Snaeellsjökull Eisproben entnommen, um die biogeochemische Diversität des glazialen OC zu charakterisieren sowie dessen Export in Verbindung mit Massenbilanzen zu quantifizieren. In Gletscherbächen werden Wasserproben entnommen, um den Austrag von OC direkt am Gletschertor zu bestimmen sowie die Kohlenstoffflüsse entlang von 6 Gletscherbächen mit unterschiedlicher Länge (2 km bis 130 km) beginnend am Gletschertor bis zur Mündung zu untersuchen. Wie sich der Gletscherrückgang langfristig auf ein Gletscherbachökosystem auswirkt, wird durch die taxonomische Bestimmung von Makroinvertebraten im Vergleich zur Bestimmung von Prof. Gíslason aus dem Jahre 1997 beurteilt. Gleichzeitig werden in diesem Gletscherbach Wasserproben zum eDNA-Barcoding entnommen, um eine rasche und gering invasive Methode zur laufenden Beobachtung des zukünftigen Einflusses der Gletscherrückgang zu entwickeln. Vor Ort werden Wassertemperatur, elektr. Leitfähigkeit, pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Trübung und Chlorophyll alpha gemessen. Innovative Labormethoden (HPLC, DNA-Barcoding, Picarro, GC, TOC) werden zur Analyse des OC im Eis und Wasser (DOC, DIC, POC, Fluoreszenz, Absorption), der Nährstoffe (P-PO4, N-NO3, N-NO2, N-NH4), stabiler Isotope (18O, 2H), Chlorophyll alpha, CO2 und aquatischen Organismen eingesetzt. Die Anwendung statistischer Methoden (Faktorenanalyse, Hauptkomponentenanalyse) basierend auf Anregungs- und Emissionsmatrizen erlauben die Quellen des OC im Gletschereis sowie -schmelzwasser zu bestimmen und die räumliche Vielfalt des OC zu erklären. Das gewonnene Wissen wird zur Verbesserung globaler Prognosen glazialer Kohlenstofffreisetzung beitragen sowie einen intensiven Einblick in das glaziale Ökosystem geben. Für die antragstellenden Nachwuchswissenschaftler/innen entstehen vielversprechende Kooperationen mit isländischen Wissenschaftlern/innen, fokussierend auf die zeitlichen sowie räuml. Aspekte der glazialen Kohlenstoffflüsse sowie das Ökosystem Gletscher

Stadtklimatologie

Im Rahmen des Projektes wird seit 1977 die Stadtklimastation Theresienstrasse betrieben, in der im 2-min-Zyklus die meteorologischen Elemente Temperatur, Feuchte, Wind, Windrichtung, Globalstrahlung, Sonnenscheindauer, Niederschlag und Luftdruck, in Dachniveau (27 m) und in 2 m Hoehe gemessen, registriert werden. Die Station wird derzeit um die Elemente Gegenstrahlung, Ausstrahlung des Bodens, Bodentemperatur, Lufttruebung (kontinuierlich) und Einstrahlung auf geneigte Flaechen ergaenzt. Die Messwerte werden geprueft und als Stundenmittelwerte archiviert. Neben einer routimemaessigen statistischen Bearbeitung des Materials wird insbesondere ein Stadt-Land-Vergleich mit den Messungen der Flugwetterwarte Riem des DWD und des Meteorologischen Observatoriums Garching des Meteorologischen Instituts durchgefuehrt.

Copernicus-Daten für die Ostsee (2022-2025)

Die Marine Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE) stellt Copernicus-Daten für die Ostsee zur Verfügung. Die Daten wurden für den Zeitraum 2022-2024 aggregiert (gemittelt) sowie zeitvariant ausgewertet und können u.a. für das MSRL Reporting genutzt werden. Bereitgestellte Parameter sind: Cyanobakterien, Trübung, Salinität, Temperatur und Azidität. Die Daten werden über unterschiedliche Zeiträume (täglich, monatlich, saisonal, 2-wöchentlich, MSRL-abgestimmt Jul-Aug) aggregiert, repräsentiert durch statistische Kennziffern.

Water chemistry of Lagrangian samplings of Inland Elbe 2024 (MOSES Hydrological Extremes)

Within the framework of MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) and ElbeXtreme, we performed three longitudinal sampling campaigns in the Elbe catchment in 2024. The campaigns covered the German freshwater part, the tidal Elbe river, and the German Bight. Here we present the results of the freshwater river where the sampling was conducted in a Langrangian way according to flow velocity. Physico-chemical and biological parameters were measured along the Elbe from bridges between Bad Schandau (km 12, Czech-German border) and Lauenburg (km 570, close to Hamburg). A particular scientific focus was on (1) nutrients and eutrophication, (2) composition of dissolved organic matter measured by high-resolution mass spectrometry, (3) greenhouse gas measurements, and (4) micropollutants. This was done during a winter flood event in January, a summer drought in July, and a second smaller flood in September 2024.

Steuerrandmessungen Elbe und Jade/Weser 2012

Die BAW (Bundesanstalt für Wasserbau) führt im Auftrag der WSV (Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes) umfangreiche F&E-Untersuchungen (Forschung- und Entwicklung) zur Klimafolgenforschung sowie zur Auswirkung geplanter Ausbaumaßnahmen an Seeschifffahrtsstraßen durch. Hierfür werden hochauflösende dreidimensionale numerische Simulationsmodelle eingesetzt. Die Aussagefähigkeit und Qualität der Simulationsergebnisse ist hierbei entscheidend von der Güte der Steuerung an den Modellrändern abhängig. Die Modelltopographie (= "Rechengitter") und die verwendeten hydrologischen Bedingungen auf den Modellrändern sollten möglichst einen identischen Zeitraum repräsentieren. Da die Modelltopographien für die Modellgebiete des "Jade-Weser" und des "Elbe" - Modells der BAW im Jahr 2012 neu aufgebaut worden sind, ist im Sommer 2012 ein Messprogramm zur Erfassung der hydrologischen Randbedingungen durchgeführt worden. Zu diesem Zweck hat die BAW - Dienstort Hamburg ein Messnetz aus insgesamt 13 Beobachtungsstationen entlang der Steueränder der numerischen Modellsysteme eingerichtet. Mindestens über den Zeitraum eines "Nipp-Spring-Zyklus" (~ 14 Tage) wurden in verschiedenen Gerätekonfigurationen folgende Parameter gemessen: CTD-Messungen (Conductivity, Temperature, Depth): - Wasserspiegelauslenkung (Tidekurve) - Salinität - Temperatur - Trübung (teilweise) Für Zwecke der Modellvalidierung sind auf einem ca. 10 km parallel in das Modellgebiet verschobenen Rand ADCP-Messungen (Acoustic Doppler Current Profiler): - Strömungs- und - Seegangsmessungen (teilweise) durchgeführt worden. Soweit verfügbar sind Daten der von der WSV betriebenen Pegelstationen einbezogen worden. Für meterologische Informationen stehen Daten des DWD zur Verfügung (Quelle: Deutscher Wetterdienst).

Sauerstoffzehrung von Gewaessersedimenten und Sauerstoffproblem bei der Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich

Zweck und Ziel: Aufgabe ist es, die verkehrswasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen fuer die Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich (Ems-Weser-Aestuar) und im Brackwasser der Ostsee durch gezielte Untersuchungen zu quantifizieren und insbesondere Vorschlaege fuer eine Risikominderung zu formulieren. Ausfuehrung: Fuer die Frage nach der Auswirkung einer Umlagerung von Baggermaterial auf den Sauerstoffhaushalt sind folgende systematische Untersuchungen erforderlich: 1. Kartierung der zur Baggerung anstehenden Sedimente hinsichtlich ihrer Zehrungseigenschaften; 2. Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Baggermaterial in Suspension im Saug-Baggerbetrieb, einschliesslich der Sauerstoffzehrung des ueberfliessenden Spuelwassers; 3. In-situ-Messungen (Sauerstoffgehalt, Truebungskonzentration) bei der Baggerung und Umlagerung; 4. Erfassung der stoffwechseldynamischen Situation und Berechnungen zum Sauerstoffhaushalt im Tidebereich. Ergebnisse: Eine Reihe weiterer Sedimentuntersuchungen im Weser-Aestuar und an der Ostseekueste (Flensburger Foerde, Kieler Foerde, Hafen Neustadt) wurden gutachterlich bearbeitet. Es zeigt sich immer deutlicher, dass feinkoernige Sedimente aus dem inneren Teil der Ostseefoerden vielfach stark anaerob sind und dementsprechend eine hohe Sauerstoffzehrung aufweisen. Im Falle einer Umlagerung dieser Baggersedimente wird zur Minimierung negativer Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt eine moeglichst kompakte Ablagerung empfohlen. Feinkoernige Sedimente aus dem Weser-Aestuar zwischen Brake und Bremerhaven sind hingegen weniger zehrungsintensiv und durchweg aerob.

Mathematische Guetemodelle zur Prognose des Stoffhaushalts von Fliessgewaessern

Zweck und Ziel: Simulation und Prognose des Stoffhaushaltes abwasserbelasteter Fliessgewaesser zur Beurteilung der Auswirkungen wasserwirtschaftlicher und wasserbaulicher Massnahmen, einschliesslich Eutrophierungserscheinungen und Auswirkungen von Verklappungsmassnahmen. Ausfuehrung: Weiterentwicklung des von Dr. G. Huthmann in der BfG aufgebauten Modells, welches weitgehend empirische Zusammenhaenge verwendet, zu einem fuer verschiedene Anwendungen aussagekraeftigen Modell. Dabei werden die biologischen Vorgaenge - soweit erforderlich - mit Hilfe deterministischer Ansaetze formuliert. Die Modellentwicklung enstsprechend den Ergebnissen von Gewaesseruntersuchungen, Laborexperimenten und Literaturstudien. Ergebnisse: Das Modell besteht jetzt aus einem hydrologischen Modell, einem Temperaturmodell und dem eigentlichen Guetemodell. Folgende Stoffkonzentrationen werden berechnet: C-BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf der organischen Kohlenstoffverbindungen), CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf, Bichromatoxidation), organischer Stickstoff, Ammoniumstickstoff, Nitratstickstoff, geloester Phosphor, ungeloester Phosphor, geloester Sauerstoff, Truebung. Ferner werden die Biomassen derjenigen langsam wachsenden Organismen berechnet, welchen einen wesentlichen Einfluss auf den Stoffhaushalt ausueben (Nitrifikanten, Algen, Zooplankter). Neuere Guetemodellrechnungen zum Sauerstoffhaushalt der Saar nach Ausbau zeigen, dass besonders in den Sommermonaten in den mittleren Stauhaltungen Lisdorf, Rehlingen und Mettlach mit Sauerstoffmangelsituationen zu rechnen ist. Um Fischsterben zu vermeiden, muss deshalb - beim jetzigen Sanierungszustand der Einleiter - kuenstlich

Copernicus-Auswertung für die Ostsee (WMS)

Dieser Darstellungs-Dienst (WMS) der Marinen Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE) stellt Copernicus-Daten für die Ostsee zur Verfügung. Die Daten wurden für den Zeitraum 2022-2024 aggregiert (gemittelt) sowie zeitvariant ausgewertet und können u.a. für das MSRL Reporting genutzt werden. Bereitgestellte Parameter sind: Cyanobakterien, Trübung, Salinität, Temperatur und Azidität. Die Daten werden über unterschiedliche Zeiträume (täglich, monatlich, saisonal, 2-wöchentlich, MSRL-abgestimmt Jul-Aug) aggregiert, repräsentiert durch statistische Kennziffern.

Physical oceanography during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM123

Physical oceanography data was acquired by a ship-based Seabird SBE911plus CTD-Rosette system onboard RV MARIA S. MERIAN during research cruise MSM123. The CTD system is comprised of a Seabird SBE911plus including dual respectively redundant sensor and pump packages. The SBE11plus Deck Unit remains on board in a laboratory and supplies on one hand power to the SBE9plus underwater unit, on the other hand data telemetry between the SBE9plus and a measurement PC. The SBE9plus underwater unit itself holds a pressure sensor and is interfacing with dual SEB3 temperature, SBE4 conductivity and SBE43 oxygen sensors, as well as two SBE5 pumps to provide a pumped water supply past each sensor. The system also carries an optical FLNTU sensor to measure a combination of back-scattering, turbidity, and chlorophyll-a. To quantify the photo-synthetically active radiation a PAR sensor is installed as well.

FerryBox-integrated membrane-based pCO2, temperature, salinity, oxygen, chlorophyll, turbidity and pH measurements of BU-C-2203 during RV Burchana cruise

The submitted data were collected with a FerryBox-Device on RV Burchana in the transitional and coastal waters of Lower Saxony, Germany. It contains data for temperature, salinity, pH, chlorophyll, oxygen, turbidity and carbon dioxide partial pressure (pCO2) at a water depth of approximately 1.3 m. Within the Carbostore project, totally 8 measurement campaigns were carried out in the years 2021 to 2023. The data is reprocessed and related to a 60 s period. In order to obtain a complete (but rough) overview of the pCO2 situation in this area, values outside the calibration limits (200-1000 µatm) were retained. Dissolved oxygen measurements were corrected by temperature and salinity. The sensors are regularly calibrated, maintained and replaced if necessary. The files are named according to the project, the year and the month of the campaign.

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