Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geowissenschaftler untersuchen den Kreislauf von Wasser

23.11.2010
Geowissenschaftler untersuchen den Kreislauf von Wasser und Kohlendioxid im Boden-Pflanzen-Atmosphären-System / Transregio-Sonderforschungsbereich 32 wird verlängert

Der Transregio (TR) / Sonderforschungsbereich 32 wird verlängert. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wird den TR mit dem Titel ,„Muster und Strukturen in Boden-Pflanzen-Atmosphären-Systemen: Erfassung, Modellierung und Datenassimilation“ in den nächsten vier Jahren mit rund 10 Millionen Euro fördern.

Der TR 32 läuft bereits erfolgreich seit 2007. Ziel des TR 32 ist es, die komplexen Austauschprozesse zwischen Boden, Pflanzen und Atmosphäre zu erforschen. Dabei stehen der Austausch von Wasser und Kohlendioxid im Mittelpunkt der Untersuchungen. Da die Austauschprozesse sowohl zeitlich als auch räumlich sehr variabel sind, stellt die Vorhersage des Systemverhaltens eine große Herausforderung dar.

Die Ergebnisse der Grundlagenforschung sollen einen Beitrag dazu leisten, den globalen Klimawandel besser zu verstehen und konkret die Wetterprognosen zu verbessern. Beteiligt an dem interdisziplinärem Projekt sind Wissenschaftler aus Agrar-, Geo- und Materialwissenschaften. An dem TR sind die Universitäten Aachen, Bonn und Köln sowie das Forschungszentrum Jülich (FZJ) beteiligt. Sprecher des Projekts ist Professor Clemens Simmer (Bonn), Sprecherin der Kölner Wissenschaftler ist Professorin Susanne Crewell.

Die Wissenschaftler verfolgen im TR einen neuen Ansatz, um besser zu verstehen, wie die komplexen Austauschprozesse zwischen Boden-Vegetation und Atmosphäre funktionieren. „Die neue Hypothese des Transregio ist, dass wir nicht die volle Komplexität der gekoppelten Prozesse im System Boden-Vegetation-Atmosphäre beschreiben müssen, sondern nur bestimmte Muster in Raum und Zeit“, erklärt Susanne Crewell. Zur Identifikation diese Muster führen die Wissenschaftler umfangreiche Messungen und hochaufgelöste Modellierungen durch. Im Fokus ist dabei der Austausch von Wasser und Kohlendioxid zwischen den Teilsystemen Boden, Vegetation und der Atmosphäre.

„Gerade die Flüsse von Wasser und Kohlendioxid sind in unserem Klimasystem eine der hochvariabelsten und wichtigsten Größen“, so Crewell. Denn durch sie werden nicht nur materielle Stoffe zwischen den Teilen des Systems ausgetauscht, sondern auch Energie, das heißt Wärme. „Etwa fünfzig Prozent der von der Sonne empfangenen Energie wird vom Erdboden absobiert, erklärt Susanne Crewell. „Dies wird zum großen Teil über Verdunstung von Wasser zurück in die Atmosphäre geführt.“ Allerdings auf sehr unterschiedliche und zum Teil sehr kleinteilige Weise: „Wer schon mal von einer Wiese auf den danebenliegenden Asphalt getreten ist, kennt die Unterschiede in Temperatur und Feuchtigkeit auf kleinstem Raum.“

Aufgrund der hohen Variabilität im Raum und Zeit untersuchen die Forscher Prozessabläufe vom Bodenpartikel bis hin zu ganzen Feldlandschaften.. So wird das Verhalten der sehr kleinen Teile des Systems erforscht und die Ergebnisse mit den Messungen größerer räumliche Abteilungen verglichen. „Wir untersuchen im Labor die Bodenpartikel auf ihr Verhalten. Danach messen wir auf dem Feld kleine und größere Bodenstücke.“ . Um die Schnittstellen im System des Bodens, der Vegetation, der Atmosphäre zu verstehen, sind eine große Zahl an Disziplinen am Projekt beteiligt. Geophysiker, Bodenkundler, Hydrologen, Meteorologen, Geographen, Agrarwissenschaftler, Pflanzenphysiologen und Informatiker arbeiten Hand in Hand. Die enge Zusammenarbeit führt zu willkommenen Nebeneffekten. So konnten die Meteorologen der Universität zu Köln in einer engen Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich ein weltweit einzigartiges Observatorium mit Messgeräten beider Institutionen aufbauen.

Die DFG honoriert mit der Verlängerung des TR 32 die umfangreiche praktische und theoretische Arbeit der Wissenschaftler. Denn neben den vielfältigen Messungen in allen räumlichen und zeitlichen Skalen, haben die Forscher Methoden entwickelt, die ermittelten Daten in einem Modell des Boden-Vegetation-Atmosphären-Systems zu integrieren: „Wir haben im Labor Methoden entwickelt, die wir jetzt ins Feld bringen wollen. Wir haben Modelle entwickelt, die jetzt angewandt werden können, und wir haben die Instrumentierung verbessert.“

Das umfangreiche Programm der Forscher soll dazu dienen, Lücken im Wissen über den Kreislauf von Wasser und Kohlendioxid zu füllen. „Wir betreiben hier Grundlagenforschung“, erklärt die Sprecherin der Kölner Wissenschaftler. Trotzdem erhoffen sich die Forscher über das verbesserte Prozessverständnis konkrete Verbesserungen zum Beispiel in den operationellen Wettervorhersagemodellen, hydrologischen Modellen und der Klimaforschung. „Insbesondere das Kohlendioxid ist da wichtig“, so Crewell. Das Treibhausgas, das anthropogen durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen in Industrie, Energiegewinnung und Verkehr entsteht, tritt lokal in hohen Konzentrationen auf, wie die Wissenschaftler feststellen konnten. „Gerade in den Morgenstunden haben wir hier im Rheinland sehr verschmutzte Luft am Boden“, weiß Crewell. „Das müssen wir auch in unseren Modellen berücksichtigen, wenn wir die Aufnahme von Kohlendioxid durch Pflanzen analysieren.“

Bei Rückfragen: Professor Susanne Crewell, 0221 – 470 5286,
crewell@meteo.uni-koeln.de
Verantwortlich: Dr. Patrick Honecker

Gabriele Rutzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de
http://tr32.uni-koeln.de/index.php

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Meeresforschung in Echtzeit verfolgen
22.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Weniger Sauerstoff in allen Meeren
16.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie