Laminierte Seesedimente sind unschätzbare Informationsquellen zur Geschichte der Umwelt und des Klimas direkt aus der Lebenssphäre des Menschen. Ein exzellentes Beispiel dafür ist der Sihailongwan-Maarsee aus NE-China. In einem immer noch dicht bewaldeten Vulkangebiet gelegen, bieten seine Sedimente ein ungestörtes Abbild der Monsunvariationen über zehntausende von Jahren. Nur die letzten ca. 200 Jahre zeigen einen deutlichen lokalen anthropogenen Einfluss. Das Monsunklima der Region mit Hauptniederschlägen während des Sommers und extrem kalten Wintern unter dem Einfluss des Sibirischen Hochdrucksystems bildet die Voraussetzung für die Bildung von saisonal deutlich geschichteten Sedimenten (Warven), die in dem tiefen Maarsee dann auch überwiegend ungestört erhalten bleiben. Insbesondere die Auftauphase im Frühjahr bringt einen regelmässigen Sedimenteintrag in den See, der das Gerüst für eine derzeit bis 65.000 Jahre vor heute zurückreichende Warvenchronologie bildet. Für das letzte Glazial zeigen Pollenspektren aus dem Sihailongwan-Profil Vegetationsvariationen im Gleichklang mit bekannten klimatischen Variationen des zirkum-nordatlantischen Raumes (Dansgaard-Oeschger-Zyklen) zu dieser Zeit. Der Einfluss dieser Warmphasen auf das Ökosystem See war jedoch sehr unterschiedlich. So sind die Warven aus den Dansgaard-Oeschger (D/O) Zyklen 14 bis 17 mit extrem dicken Diatomeenlagen (hauptsächlich Stephanodiscus parvus/minutulus) denen vom Beginn der spätglazialen Erwärmung zum Verwechseln ähnlich, während Warven aus dem D/O-Zyklus 8 kaum Unterschiede zu überwiegend klastischen Warven aus kalten Interstadialen aufweisen. Gradierte Ereignislagen mit umgelagertem Bodenmaterial sind deutliche Hinweise auf ein Permafrost-Regime während der Kaltphasen. Auch während des Spätglazials treten deutliche klimatische Schwankungen auf, die der in europäischen Sedimentarchiven definierten Gerzensee-Oszillation und der Jüngeren Dryas zeitlich exakt entsprechen. Das frühe Holozän ist von einer Vielzahl Chinesischer Paläoklima-Archive als Phase mit intensiverem Sommermonsun bekannt. Überraschenderweise sind die minerogenen Fluxraten im Sihailongwan-See während des frühen Holozäns trotz dichter Bewaldung des Einzugsgebietes sehr hoch. Sowohl Mikrofaziesanalysen der Sedimente als auch geochemische Untersuchungen deuten auf remoten Staub als Ursache dieses verstärkten klastischen Eintrags hin. Der insbesondere in den letzten Jahrzehnten zunehmende Einfluss des Menschen zeigt sich in den Sedimenten des Sihailongwan-Maarsees vor allem in einem wiederum zunehmenden Staubeintrag und einer Versauerung im Einzugsgebiet. Der anthropogene Einflusss auf die lokale Vegetation ist immer noch gering.
Die Grenzfläche zwischen Ozean und Atmosphäre ist durch einen allgegenwärtigen, < 1 mm dicken marinen Oberflächenfilm, den sogenannten sea-surface microlayer (SML), charakterisiert. Der SML ist nicht nur direkter UV-Strahlung und atmosphärischen Oxidantien ausgesetzt, sondern zeichnet sich im Vergleich zum unterliegenden Wasser auch durch höhere Konzentrationen an organischen Stoffen aus. Bisher ist unklar, welche Bedeutung die dadurch bedingten SML-spezifischen abiotischen Prozesse für die Umsetzung und die Emission organischer Stoffe insgesamt haben und wie man diese Prozesse parametrisieren kann. In diesem Projekt, das eng mit anderen Projekten der interdisziplinären Forschungsgruppe â€ÌBiogeochemische Prozesse und Ozean/Atmosphäre- Austauschprozesse in marinen Oberflächenfilmen (BASS)â€Ì verbunden ist, sollen daher molekulare Details SML-spezifischer Reaktionen (Photochemie, heterogene Oxidation, Radikalchemie) genauer untersucht werden. Ziel ist es, Reaktionsprodukte und -geschwindigkeiten quantitativ zu erfassen und Unterschiede zwischen Reaktionen im SML und in der freien Wassersäule herauszuarbeiten. Basierend auf der Expertise der drei beteiligten Arbeitsgruppen im Bereich Photochemie, Reaktionskinetik, Laserspektroskopie, Analytik und theoretischer Modellierung, soll ein molekulares Verständnis ausgewählter Reaktionen und des Einflusses der komplexen SML-Reaktionsumgebung erreicht werden. Dazu sollen experimentelle Verfahren wie Schwingungs-Summenfrequenzerzeugung, hochempfindliche Chromatographie-Massenspektrometrie und gepulste Laserphotolyse-Langwegabsorption mit Methoden der Quantenchemie und Molekulardynamik kombiniert werden. Arbeitsschwerpunkte bilden die Oxidationskinetik von Halogen- bzw. Hydroxyl-Radikalreaktionen in der flüssigen Phase, die Ozonolyse von Fettsäure-Monoschichten und die durch Photosensibilisatoren verstärkte Bildung von reaktiven Radikalen bzw. Zersetzung von organischen Schichten. Neben wohldefinierten Labor-Modellsystemen werden auch natürliche Proben analysiert werden. Dabei stellt sich z.B. die Frage nach den Einflussfaktoren der während einer Algenblüte zunehmenden Bildung von oberflächenaktiven Stoffen im SML und der Bedeutung der durch die Sonne bedingten Photolyse auf die abiotische Umsetzung organischer Stoffe. Flankierend werden im Projekt auch die eingesetzten Untersuchungsmethoden weiterentwickelt; das beinhaltet sowohl die Ausarbeitung von Messprotokollen zur Quantifizierung bestimmter organischen Substanzklassen (z.B. Carbonyle und Kohlenhydrate) im SML, die Synthese und Charakterisierung von neuartigen oberflächenaktiven Photosensibilisatoren (z.B. Benzoyl-Benzoesäure-funktionalisierte Lipide) sowie die Entwicklung und Erprobung mehrstufiger Modellierungsverfahren zur theoretischen Beschreibung von Struktur-Reaktivitätsbeziehungen der Fettsäure-Ozonolyse (z.B. Beschreibung des Einflusses sterischer und elektronischer Effekte der organischen Matrix).
Hauptziel dieses Projektes ist es, das Upscaling der FuE-Ergebnisse zu neuen Kulturen zur Biogaserzeugung im On-Farm Research-Ansatz wissenschaftlich zu begleiten und diese zukünftig in optimierte Energiepflanzen-Anbausysteme zur nachhaltigen Biogasproduktion zu implementieren. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit der Ruhe Agrar GmbH, die ca. 5.600 ha landwirtschaftliche Nutzfläche an vier Standorten bewirtschaftet und auf jedem Standort eine Biogasanlage mit je fünf BHKW (526 kWel) betreibt. Neben Einjährigen (Sorghum, Wickroggen), sollen Mehrjährige (Silphie, Wildpflanzen, Thinopyrum ponticum) in großflächigen Streifenversuchen angebaut werden. Im On-Farm Research-Ansatz werden mittels Technologien des Precision-farmings vier großflächige Streifenversuche mit den zu untersuchenden neuen Kulturen sowie mit Mais und einer Fruchtfolge des EVA Projektes als Referenzen angelegt. Ein besonderer Augenmerk liegt auf den landtechnischen und arbeitswirtschaftlichen Aspekten. Der Nährstoffhaushalt, die Humusreproduktion und die Regenwürmer werden untersucht. Zur Bestimmung des tatsächlichen Gasertrags der neuen Kulturen in Praxisfermentern werden die beiden parallel betriebenen Fermenter der vier Biogasanlagen verwendet. Im zweiten Arbeitsschritt wird ein Konzept zum nachhaltigen Energiepflanzenanbau für die vier Betriebe der Ruhe Agrar GmbH unter Berücksichtigung der neuen Kulturen erfolgen.
To gain a detailed understanding of the temporal and spatial evolution of the Antarctic Peninsula drifts, extensive numerical process simulations are essential to reconstruct the geological as well as oceanographic framework over long-time periods during the Neogene. This project will be directly connected to the IODP initiative - extreme climates. Numerical models enable a wide spectrum of scenarios to be tested, specifically to evaluate (a) current conditions and (b) sediment input variations in space and time for sediment transport processes in particular to quantify the along-slope vs. down-slope component. Accordingly, simulations obtain detailed information about past oceanic circulation and environmental conditions to identify climate shifts. However, sediment physics as well as erosion and deposition criteria are only partially implemented in ocean circulation models. Thus, this project focuses on two major aspects: (I) improvement of the sediment transport module in ROMS (Regional Ocean Circulation Model) and (II) development of a high-resolution 3D forward model to investigate the evolution of Drift 7. We have selected the area of OOP Leg 178, because a dense grid of seismic profiles and numerous high-resolution cores document extreme climate episodes. These considerable sedimentological and geophysical data supply information about: (a) event horizons, (b) seismostratigraphic unit thicknesses, (c) grain-size distributions within seismostratigraphic units, and (d) physical properties of sediments at event horizons and will serve as an excellent model input.
Within the first stage of SPP-1294, the design and assembly of two novel DOAS (Differential Optical Absorption Spectrometry) instruments - briefly called HALO mini-DOAS and 2-D imaging DOAS (2-D I-DOAS) spectrometer- were funded for future deployments on the HALO aircraft. At present (late 2009) both instruments await final aircraft certification for participating in upcoming test missions and scientific missions. It is expected that testing of the instruments on HALO will be accomplished before the end of the still ongoing project (late 2010). The follow-on project will then be devoted to scientific applications i.e. to actually making use of the investment of developing and building the two instruments. The two optical spectrometers are design to monitor 1-D and/or 2-D spatial and temporal maps, vertical profiles, and/or column amounts of a suite of atmospheric trace gases (e.g., O3, NO2, CH2O, C2O2H2, BrO, OClO, IO, OIO, O4, O2, H2O) and cloud parameters (e.g., gaseous, liquid, and solid water contents, cloud optical thickness). Due to the wide range of important atmospheric parameters accessible for observation with the two instruments (of which some recent examples are given in the report below) either of the two instruments or both are invited to participate in the upcoming HALO test missions and scientific missions (e.g., TACTS, TACTS/SALSA, CIRRUS-ML, CIRRUS-RS, OMO, POLSTRACC, HALO-EO, EU-SHIVA, SHIVA/NOX-HOX-XOX, NARVAL, and ACRIDION). A full exploitation of the measured field data, e.g., to infer concentration profiles from the measured slant column amounts, however will require further evaluation steps. These steps will involve the interpretation of the spectroscopic measurements with sophisticated radiative transfer calculations in combination with mathematical inversion techniques, which are constraint by outputs of photochemical, microphysical, or dynamical modeling depending on the application.
Non woven acoustic insulators are key elements of vehicles to enhance comfort and to avoid noises inside the vehicle. Despite automotive industry efforts towards new acoustic insulating felts with improved properties, some issues need to be acomplished: manufactures must make dismantling and recycling of end-of-life vehicles more environmentally friendly quantifying to a minimum of 85% by mass the reuse, recycling and recovery of the on end-of-life vehicles (ELVs) and their components (Directive 2000/53/EC, ELV) and this should be done at the earliest stages of development of vehicles (Directive 2005/64/EC). On the other hand, current vehicle felts are not only manufactured with petrochemical-derived materials such as polypropylene (PP) and polyester (PET) polymers which generate greenhouse gas emission effect but also highly cost, selling price of current acoustic insulators exceed €2.6/m2 on average for an insulator of 10 mm. To overcome these needs Arifieltros have developed GEOPET products which are more environmentally friendly and sustainable non woven acoustic insulators, since they are made of 80 % recycled natural fibers and are 100% recyclable, generating less greenhouse gas emission and complying with European Directives on ELVs. Moreover, the use of more economical raw materials, 0.75 €/Kg in comparison with 2€/Kg of petrochemicals derivatives, reduces product cost up to €1.3/m2 (10 mm thickness), in comparison with current acoustic insulators €2.6/m2. When compared to Sawasorb® (Sandler GA acoustic insulator), similar absorption performances were obtained. GEOPET is currently a prototype within a range of insulators with a TRL6, having successfully been tested in alpha cabin and fitted in a vehicle tested in a petit cabin. It is envisioned that we will penetrate in the automotive market with 3 prototypes GEOPET STANDARD, GEOPET PREMIUM and GEOPET XTR which have been designed to satisfying all types of vehicle passengers and segments.
Cloud processes remain one of the largest challenges in atmospheric research partly due to a gap in statistically significant observations of cloud macro- and microphysical properties. The most detailed and continuous observations available today come from the combination of state-of-the-art ground-based sensors at a few 'super sites' worldwide. The integrated profiling technique (IPT) developed by the proposers has been established to provide cloud liquid water (LWC) profiles with their error and the associated environmental conditions (temperature, humidity) from a combination of microwave radiometer, cloud radar and ceilometer. Here we propose to extend this method by incorporating satellite observations by Meteosat SEVIRI into the IPT optimal estimation framework for the additional retrieval of cloud microphysics (effective radius, optical thickness) and cloud radiation budget. In addition SEVIRI measurements will be exploited to provide auxiliary information on a) the history of the cloud observed at the super site (lifetime, microphysical development, environment) and b) the representativeness of the cloud for the cloud field around the site. The method will be developed on the basis of existing data sets from observation sites at Cabauw, Lindenberg and AMF/Murg Valley.
The Antarctic ice sheet and ice shelves cover an area of ca. 14 million km2, over 300 times the area of Switzerland. An additional 19 million km2 of winter sea ice expands the overall southern cryosphere to greater than 6 percent of the Earths surface. With ca. 15 million km2 of that sea ice melting away each summer, the Southern Ocean sea ice cover is one of the largest annual changes on the Earths surface. These large numbers underscore the importance of the Antarctic to global climate processes, and challenge our ability to accurately represent the Antarctic in global climate models. Switzerlands long history of involvement in Antarctic climate and paleoclimate research became grounds for its advancement to full membership in the Scientific Committee on Antarctic Research in 2004. In recognition of growing Swiss interest in the Antarctic, field research described in this proposal will be an international collaborative effort, using logistics and environmental permits issued by Australia, Belgium and Germany. Three distinct lines of research will be pursued with the support requested from SNF and with the assistance of facilities and graduate students provided by the EPFL-ENAC-IIE-CRYOS Laboratory. These research topics will contribute to an increased understanding of oceanic and atmospheric processes influencing the mass balance of the Antarctic sea ice and ice sheet. 1) Field measurements of precipitation, blowing snow, and snow thickness distribution in the Antarctic sea ice zone. International research cruises into Antarctic sea ice fields in consecutive austral winters (September - October 2012 and June - August 2013) will measure blowing snow transport, precipitation, and snow accumulation patterns on sea ice. A PhD student whose dissertation research focuses on snow distribution on sea ice will participate in this work. 2) Numerical modeling of precipitation, blowing snow, and accumulation of snow over sea ice and coastal regions of the Antarctic ice sheet. Precipitation, blowing snow and related measurements obtained during these expeditions will be used in the validation of a high-resolution numerical model of blowing snow transport. That model will in turn be used in larger-scale studies of precipitation enhancement of blowing snow processes, sublimation and riming of atmospheric ice crystals, and the recycling of moisture between the sea ice zone and the Antarctic ice sheet. 3) Time-series oceanographic measurements in a remote area of the east Antarctic coastline, in collaboration with Belgian and EU research programs on ice sheet stability and sea level rise. This study will focus on coastal ocean processes that have been largely overlooked in recent assessments of ice sheet mass balance and the potential contribution of the East Antarctic ice sheet to near-term sea level rise.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 21 |
| Wissenschaft | 11 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 21 |
| License | Count |
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| Offen | 21 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 6 |
| Englisch | 19 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 13 |
| Webseite | 8 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 17 |
| Lebewesen und Lebensräume | 19 |
| Luft | 16 |
| Mensch und Umwelt | 21 |
| Wasser | 17 |
| Weitere | 21 |