Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der zeitlichen Variabilität in der Energie von internen Wellen und der Stärke von vertikaler Vermischung in Abhängigkeit des Nordatlantikstroms und dem damit verbundenen Wirbelfeld. Hierfür werden 5-6 Jahre von Strömungsmesserdaten und Temperatur/Leitfähigkeitsmessungen von drei Verankerungen entlang eines Schnittes westlich des Mittelatlantischen Rückens (MAR) sowie LADCP/CTD Daten von fünf Schifffahrten genutzt. Konkrete wissenschaftliche Ziele dabei sind:- Erstellung von Zeitserien der Energie in internen Wellen unter Benutzung der Verankerungszeitreihen von Strömung und Schichtung- Untersuchung der Zeitskalen auf denen Veränderungen in der Energie interner Wellen stattfinden. Mögliche Ursachen für Variabilität sind der Windeintrag, Position des Nordatlantikstroms und Wirbel- Identifizierung von Prozessen, welche die beobachteten internen Wellen generieren, wie z.B. Gezeiten, Stürme, Jahresgang, Wirbel, die Arme des Nordatlanikstroms (Verhältnis von lokalen zu großräumigen Erzeugungsmechanismen)- Bestimmung der Vermischungsraten (Temperaturinversionen, Thorpe Skalen, Feinstrukturparameterisierung) in Abhängigkeit der variablen Hintergrundbedingungen Hierfür werden zunächst Spektren potentieller und kinetischer Energy der internen Wellen auf ihre Abhängigkeit von veränderlichen Hintergrundbedingungen wie z.B. Wind, Gezeiten, Wirbel, Schichtung und Variabilität im Nordatlantikstrom sowieso des Einflusses der Topographie untersucht. Die instrumentelle Ausstattung der Verankerungen seit Sommer 2012 erlaubt zusätzlich die Approximation der internen Wellen durch vertikale Moden und damit verbunden die Berechnung von Energieflüssen, welche wichtige Informationen über die Menge und die Variabilität in der Energie, die in internen Wellen im Nordatlantik transportiert wird, liefern. Außerdem geben diese so gewonnenen Energieflüsse in Kombination mit der Berechnung von Ausbreitungspfaden von internen Wellen, welche am mittelatlantischen Rücken erzeugt wurden, Aufschluss über die relative Bedeutung der Topographie des MAR für die Erzeugung von internen Wellen. Beginnend vom Sommer 2015 werden die Analysen erweitert, indem Temperatur- und Druckdaten mit hoher Tiefenauflösung für die Berechnung von Thorpe Skalen und Dissipationsraten und deren zeitlichen Variabilität genutzt werden. Weitere Informationen über die zeitliche und räumliche Variabilität der Vermischungsraten im Nordatlantik werden durch die Analyse von Diffusionsraten, die anhand von LADCP/CTD Daten und einer Feinstrukturparameterisierung berechnet werden, erlangt. Dies liefert weitere Aufschlüsse über die dominanten Prozesse in der Erzeugung von internen Wellen und vertikaler Vermischung im Nordatlantik, sowie deren zeitlicher und räumlicher Variabilität.
Der Meeresspiegelanstieg wird üblicherweise als Problem von Risiko und Verwundbarkeit diskutiert, insbesondere in Bezug auf die Inselstaaten Südostasiens. Ein Ergebnis dieser Diskussionen ist die 'Aufrüstung' der urbanen Küstenlinien in der Region, die massive Investitionen für Infrastrukturmaßnahmen zum Schutz vor steigenden Überflutungsrisiken, Subsidenz und anderen damit verbundenen Gefahren nach sich zieht. Parallel dazu findet eine starke ökonomische Aufwertung der Küstengebiete statt, etwa durch die Erschließung für hochwertige Immobilienprojekte und andere Privatisierungsprozesse. Diese Entwicklungen zeigen eine gegensätzliche Realität der zukünftigen Entwicklung von städtischen Küsten auf. Das beantragte Projekt 'Towards Blue Urbanism for Sea Level Change Adaptation' erforscht dieses scheinbare Paradoxon, indem sowohl risikobezogene, als auch solche Lösungsansätze und Paradigmen der Anpassung an Meeresspiegeländerungen Gegenstand der Analyse werden, die stärker als Chance und positive Entwicklungsperspektive wahrgenommen und diskutiert werden. Den empirischen Kern bildet dabei die Fokussierung auf zwei Technologien der Anpassung, die in den letzten Jahren in verschiedenen räumlichen Kontexten an Bedeutung gewonnen haben: multifunktionelle Deiche und schwimmende Inseln und Häuser. Anhand dieser Lösungsansätze werden globale Trajektorien sowie diskursive Verschiebungen und Infragestellungen untersucht, die mit der Verbreitung solcher Technologien einhergehen. Das Forschungsprojekt verbindet dabei Schauplätze der Innovation mit Orten der Weiterverbreitung von Wissen, bis hin zu Orten der Umsetzung der Technologien in den drei Städten Jakarta, Singapur und Manila. Während diese verschiedenen Orte als 'diskursive Räume' konzipiert werden, legt das Projekt besonderes Augenmerk auf die Akteure und Akteurskonstellationen der Wissensdiffusion ('Diskursträger'), sowie die Modi und Bedingungen der Weiterverbreitung ('epistemic channels'). In diesen drei Dimensionen wird untersucht, inwiefern die Anpassung an den Meeresspiegel im 21. Jahrhundert zu einem gewinnträchtigen Investitionsbereich werden kann, der neue Formen des 'blue urbanism' ermöglicht. Auf konzeptioneller Ebene trägt das Projekt damit zu den aktuellen Diskussionen um Mikropolitiken in globalen Wissensnetzwerken bei, sowie zur Rolle von spekulativen Zukunftsentwürfen für die Anpassung urbaner Küstenregionen an Meeresspiegeländerungen.
Das aktuelle Klima der Erde verändert sich schneller, als von den meisten wissenschaftlichen Prognosen vorhergesagt wurde. Dabei erwärmen sich die Polargebiete schnellsten von allen Regionen der Erde. Die Polargebiete haben auch starke globale Auswirkungen auf das Erdklima und beeinflussen daher das Leben und die Lebensgrundlagen auf der ganzen Welt. Trotz der großen Fortschritte der Polarforschung der letzten Jahre gibt es nach wie vor schlecht verstandene Prozesse; einer davon ist die Aerosol-Wolke-Klima-Wechselwirkung, die daher auch nicht zufriedenstellend modelliert werden können. Wolken und deren Wechselwirkungen im Klimasystem sind eine der schwierigsten Komponenten bei der Modellierung, insbesondere in den Polarregionen, da es dort besonders schwierig ist, qualitativ hochwertige Messungen zu erhalten. Die Verfügbarkeit hochwertiger Messungen ist daher von entscheidender Bedeutung, um die zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen und in Modelle integrieren zu können. Im ersten Teil des hier vorgeschlagenen Projekts schlagen wir, d.h. TROPOS, vor, die bestehenden Aerosolmessungen an der Neumayer III-Station um in-situ Wolkenkondensationskern- (CCN) und Eiskeim- (INP) Messungen zu erweitern für einen Zeitraum von fast zwei Jahren. Die erfassten Daten wie Anzahl der Konzentrationen, Hygroskopizität, INP-Gefrierspektren usw. werden mit meteorologischen Informationen (z.B. Rückwärtstrajektorien) und Informationen über die chemische Zusammensetzung der vorherrschenden Aerosolpartikel verknüpft, um Quellen für INP und CCN über den gesamten Jahreszyklus zu identifizieren. In einem optionalen dritten Jahr wollen wir die Ergebnisse der südlichen Hemisphäre mit den TROPOS-Langzeitmessungen des CCN und INP aus der Arktis (Villum Research Station) vergleichen, welche uns im Rahmen dieses Projekts von DFG-finanzierten TR 172, AC3, Projekt B04 zur Verfügung stehen werden. Ein Ergebnis des beantragten Projekts wird ein tieferes Verständnis dafür sein, welche Prozesse die CCN- und INP-Population in hohen Breiten dominieren. Die im Rahmen des vorliegenden Projekts gesammelten quantitativen Informationen über CCN und INP in hohen Breiten werden öffentlich zugänglich veröffentlicht, z.B. für die Evaluierung globaler Modelle und Satellitenretrievals.
Im Projekt 'Circulation and Climate of the Indian Ocean' (CICIO) wird beantragt, die Zirkulation des westlichen Südindischen Ozeans mit profilierenden Tiefendriftern (Typ APEX) zu untersuchen, die auf flachen Trajektorien (200 m und 400 m) mit den Wassermassen mittreiben und alle 10 Tage Profile von Temperatur und Salzgehalt bis 2000 m messen und über Satelliten (ARGOS) absetzen. ... Die Arbeiten haben folgende Zielsetzungen: - Verbesserte Kenntnis der mittleren Zirkulation; Verfolgung des durch die Indonesischen Passagen eindringenden Pazifik-Wassers sowie des in der Südhemisphäre im Winter bei Abkühlung in die Sprungschicht eingetragenen (subduzierten) Wassers mit dem Südäquatorialstrom nach Westen, anteilige Aufspaltung in Somalistrom bzw. Verlassen des subtropischen Indischen Ozeans nach Süden und damit auch ein Beitrag zur Bestimmung der Ankopplung des Indischen Ozeans an das Weltmeer. - Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Sprungschichtvariabilität im Auftrieb in der Auftriebszone bei 5-10 Grad S und deren Relevanz für die atmosphärische Variabilität. Diese Zone nimmt nach neuen Erkenntnissen eine Schlüsselrolle für die Niederschlagsvariabilität über Ostafrika ein. - Beitrag zu ARGO: Das Vorhaben soll auch ein deutscher Beitrag zum internationalen Programm ARGO ('Array for Real-time Geostrophic Oceanography') sein, mit dem in den kommenden drei Jahren derartige Floats alle Ozeane (mit einer geplanten Gesamtzahl von ca. 3000) abdecken sollen, um die Rolle des Ozeans für Klimaschwankungen besser verstehen zu können. Die Auswertung der Beobachtungen wird großteils in internationaler Absprache mit anderen ARGO-Gruppen des Indischen Ozeans (besonders USA und Frankreich) erfolgen.
Ziel dieses Projektes ist es, ein teilchenbasiertes numerisches Modell für die Simulation der Staubemission im Rahmen des äolischen Sandtransports zu entwickeln. Die Quantifizierung dieser Emission ist für die zuverlässige Repräsentation des Staubzykluses in Klimamodellen wesentlich, da die Aufnahme von Staubpartikeln in die Atmosphäre hauptsächlich durch den Beschuss des Sedimentbettes mit Sandpartikeln verursacht wird. Um den vertikalen Fluss emittierter Staubteilchen als Funktion der Boden- und Windbedingungen vorherzusagen, wurden verschiedene empirische Staubparametrisierungsschemata erarbeitet. Die Physik interpartikulärer Wechselwirkungen ist jedoch durch weitgehend unverstandene stochastische Kräfte gekennzeichnet, was die Entwicklung eines zuverlässigen theoretischen Staubemissionsmodells erschwert. Deshalb soll im vorliegenden Projekt ein numerisches Simulationswerkzeug, welches numerische Strömungsmechanik mit einem auf der Diskrete-Elemente-Methode basierenden Modell für granulare Dynamik koppelt, entwickelt werden, um die Trajektorien äolischer Sand- sowie emittierter Staubpartikel zu berechnen. Dabei werden die Trajektorien aller Teilchen in Luft und im Sedimentbett aus der Wirkung der Schwerkraft sowie interpartikulärer bzw. Teilchen-Wind-Wechselwirkungen berechnet, sodass auf die Annahme einer Splash-Funktion verzichtet wird. Zunächst soll ein physikalisches Modell für die interpartikulären Wechselwirkungen --- welche sowohl Kontakt- als auch van-der-Waals-Kräfte einbeziehen --- unter Berücksichtigung deren stochastischer Natur entwickelt werden. Um die Parameter dieses Modells zu bestimmen, werden Windkanalmessungen von Staubemissionsraten aus einem Sedimentbett unter gegebenen Partikelgrößenverteilungen und Windgeschwindigkeiten mit Vorhersagen der Simulationen verglichen. Daraufhin soll die Staubemission unter verschiedenen Verfügbarkeitsbedingungen mobilisierbarer Sedimente untersucht werden. Dies ist wichtig, um ein Parametrisierungsschema für die Staubemission aus schwer erodierbaren Böden (z.B. Böden mit biogener Kruste) aufstellen zu können.
Zur Lösung von Fluss- und reaktiven Transportgleichungen in heterogenen Grundwassersystemen werden neue Global Random Walk (GRW) Algorithmen entwickelt und implementiert, die stabil und frei von numerischer Diffusion sind. Um das Auftreten von Interpolationsfehlern zu vermeiden, wird ein integriertes GRW-Lösungsverfahren entwickelt, das Geschwindigkeiten und Konzentrationen auf dem selben regulären Gitter berechnet. Wir nutzen grobkörnige (engl. Coarse grained) (CG) Mittelwerte in Raum und Zeit über die Trajektorien der berechneten Partikel, die die Konzentrationen der reaktiven chemischen Spezies in den GRWSimulationen beschreiben. Diese werden genutzt, um eine kontinuierliche Beschreibung der Transportprozesse zu erhalten. Nachdem die Mittelungsprozedur die Variation der simulierten Konzentrationen reduziert, genügt eine relativ kleine Anzahl von Monte Carlo - Simulationen, um die statistischen Kennzahlen zu gewinnen, und gleichzeitig der Auswirkung der Raum-Zeit-Skalen der hydrologischen Beobachtungen Rechnung zu tragen. Des weiteren können lokale Bilanzgleichungen für die CG Raum-Zeit-Mittel genutzt werden, um die hochskalierten Diffusionskoeffizienten und Reaktionsterme zu berechnen.
Vorwärtstrajektorien der regionalen Kaltluftströmungssysteme. Die Daten sind Teil der landesweiten Planungshinweiskarte und zeigen gemeinsam mit den regionalen Kaltluftströmungssystemen die Bedeutung der überregionalen Betrachtung von Kaltluft. Die Trajektorien beschreiben den Pfad bestimmter kühler Luftpakete im Laufe der modellierten Nacht vom Entstehungsort bis hin zum Siedlungsraum.
Im Rahmen dieses Antrags werden neuartige hochaufgelöste Spurengasmessungen genutzt, um Mischungsprozesse auf verschiedenen Skalen zu untersuchen um:1)den Effekt der Tropopauseninversionsschicht auf Mischung und Austausch zu untersuchen 2) um den Zerfall von Filamenten zu untersuchen, die aus dem Monsumsystem stammen 3) um den Anteil von Luftmassen aus verschiedenen Quellregion zu quantifizieren, die die extratropische obere Troposphäre/ untere Stratosphäre (ExUTLS) beeinflussen. Zu diesem Zweck schlagen wir vor, der HALO Nutzlast ein neues Messinstrument hinzuzufügen. Dabei handelt es sich um ein Quantenkaskadenlaserabsorptionsspektrometer, das in der Lage ist, simultan CO und N2O mit einer Genauigkeit von 0.1 ppbv/Hz zu messen bei einer Messfrequenz von 3 Hz. Die hohe Präzision der Messungen erlaubt es, Mischungsprozesse mit beispielloser Genauigkeit zu vermessen und Mischung zwischen Luftmassen innerhalb der Stratosphäre zu identifizieren. Damit sollen die Mischungsprozesse, die beim Zerfall von monsunbeeinflussten Filamenten zu einem Spurenstoffaustauch innerhalb der Stratosphäre führen, untersucht werden. Neben den kleinskaligen Prozessen werden auch die großräumigen Verteilungen der Spurenstoffe untersucht. Hierzu sollen CLaMS Trajektorien und ein CO-basierter Budgetansatz kombiniert werden, um Luftmassenanteile aus verschiedenen Ursprungsregionen, die die Zusammensetzung der ExUTLS zur Monsunzeit bestimmen, zu quantifizieren. Dieser Ansatz soll auf die HALO Messungen bei POLSTRCC angewendet werden, um ein komplementäres Bild zur Winterjahreszeit zu erhalten und die Daten in einen jahreszeitlichen Kontext zu setzen.
Cloud samples for the isotopic analysis were collected in the framework of the Hill Cap Cloud Thuringia 2010 (HCCT-2010) campaign on Schmücke (50° 39'N/ 10° 46'E, 937 m a.s.l.; Germany) in September and October 2010 with a three-stage Caltech Active Strand Cloudwater Collector (CASCC) during 13 different cloud events with a temporal resolution of 1 to 3 hours. In a first step, we ensured that no additional fractionation occurred during sampling with the CASCC. The d values of the three sizes classes of the CASCC (4 µm to 16 µm, 16 µm to 22 µm and >22 µm) did not differ significantly, revealing that the cloud droplets of different sizes quickly equilibrate their delta value with the one of the surrounding vapor. delta values in the cloud droplets varied from -77 per mil to -15 per mil in d2H and from -12.1 per mil to -3.9 per mil in d18O and were fitted by d2H =7.8*d18O +13*10**-3. delta values decreased with temperature as well as towards the end of the campaign, representing a seasonal trend which is known from d values in precipitation. The deuterium excess of the cloud samples was generally higher than the Local Meteoric Water Line of the closest GNIP (Global Network of Isotopes in Precipitation) station. Rain decreases its deuterium excess during falling through an unsaturated air column, while the cloud droplets conserve the deuterium excess of the initial evaporation and thus have been found to be a good indicator for the airmass source region: higher deuterium excess was measured for polar air masses and lower deuterium excess for Mediterranean air masses. Changes in d values during one cloud event were up to 3.6 per mil (d2H) and 0.23 per mil (d18O), except for frontal passages, which were associated with increases of ~6 per mil per hour (d2H) and ~0.6 per mil per hour (d18O). Using a box model, we showed that the influence of condensation only was able to explain the variation in the isotope signal of two cloud passages. Consequently, we deduced that the water vapor "feeding" the cloud advected the measured changes. A trajectory analysis and moisture source diagnostic revealed that it is very likely that the variations were either related to rain out along the trajectories or to meteorological changes in the moisture source region. This was the first study using stable water isotopologues in cloud water manifesting their potential in the context of atmospheric water vapor circulation.
Flying alternative trajectories for the benefit of ClimateF4ECLIM's primary aim is to advance aCCFs by integrating weather forecasts and climate science to address uncertainties tied to CO2, contrails, ozone, methane, and water vapor climate effects. This involves evolving aCCFs to version 2.0, broadening their geographical scope (currently limited to the North Atlantic), considering diverse weather and seasonal patterns, and incorporating various climate metrics. These advancements will feed into a climate service for the aviation community. Additionally, F4ECLIM will explore aviation's potential to reduce its climate impact through the development of robust flight planning algorithms. These algorithms will identify eco-efficient aircraft trajectories, assessing the associated climate impact reduction and costs. Backtesting procedures will be employed to scrutinize trajectories and climate models, providing insights into model specifications. The project will culminate in recommendations and the introduction of key performance indicators (KPIs) to guide stakeholders in implementing eco-efficient trajectories, reducing uncertainties, and advancing understanding of the non-CO2 impact of aviation for a greener future.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 272 |
| Europa | 3 |
| Land | 12 |
| Weitere | 2 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 288 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 168 |
| Förderprogramm | 253 |
| Text | 14 |
| unbekannt | 25 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 17 |
| Offen | 343 |
| Unbekannt | 100 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 205 |
| Englisch | 283 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 12 |
| Datei | 60 |
| Dokument | 9 |
| Keine | 211 |
| Webseite | 173 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 273 |
| Lebewesen und Lebensräume | 406 |
| Luft | 251 |
| Mensch und Umwelt | 427 |
| Wasser | 380 |
| Weitere | 460 |