Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Daten zur UV-Strahlung sollen der Ökosystemforschung helfen

22.04.2014

Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben vorhandene Daten zur UV-B-Strahlung auf der Erde so aufbereitet, dass Wissenschaftler sie zur Beantwortung ökologischer Fragestellungen nutzen können. Damit lassen sich, laut Publikation im Online-Journal der British Ecological Society „Methods in Ecology and Evolution“, neue Rückschlüsse auf die globale Verbreitung von Tier- und Pflanzenarten ziehen.

Welchen Einfluss Temperatur und Niederschläge auf die globale Verteilung von Tier- und Pflanzenarten haben, steht im Fokus vieler Forschungsvorhaben. Eine andere wichtige Komponente der Klimaforschung wird dagegen oft vernachlässigt: Die UV-B-Strahlung.


UV-B Durchschnittswerte mit der im Schnitt höchsten monatlichen Strahlungsintensität weltweit.

Quelle: Tomáš Václavík/UFZ


UV-B Durchschnittswerte mit der im Schnitt niedrigsten monatlichen Strahlungsintensität weltweit.

Quelle: Tomáš Václavík/UFZ

Landschaftsökologen des UFZ haben nun unter Mitarbeit von Wissenschaftlern der Universitäten Olomouc (Tschechien), Halle und Lüneburg Daten der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA zur UV-B-Belastung so aufbereitet, dass sie zur Erforschung des Einflusses von UV-B-Strahlung auf Organismen genutzt werden können.

Die Basisdaten dazu lieferte ein NASA-Satellit, der seit 2004 in einer Höhe von 705 Kilometern um die Erde kreist und täglich die UV-Strahlung misst. „Entscheidend für uns sind aber nicht die Tages-, sondern die Langzeitwerte der Strahlung, da diese für Organismen relevant sind“, sagt UFZ-Wissenschaftler Michael Beckmann, Hauptautor der Studie. Die Daten zur UV-B-Strahlung haben die Forscher deshalb nach sechs Parametern ausgewertet. Dazu zählen Jahresdurchschnitt, Saisonalität sowie Monate und Quartale mit der im Schnitt höchsten oder niedrigsten Strahlungsintensität.

Um die gewaltigen NASA-Datensätze nutzen zu können, entwickelten die UFZ-Forscher einen Rechenalgorithmus, mit dem sich nicht nur fehlende oder fehlerhafte Messwerte entfernen, sondern auch die Tagesmessungen monatsweise aufsummieren und langjährige Durchschnittswerte ermitteln ließen. Die aufbereiteten Daten liegen bislang für die Jahre 2004 bis 2013 vor und sollen künftig jährlich aktualisiert werden.

Mit dem Datenmaterial können Wissenschaftler nun in makroökologischen Analysen modellieren, wie UV-B-Strahlung die weltweite Verbreitung von Tier- und Pflanzenarten beeinflusst. „Zwar gibt es da noch viele Unwägbarkeiten“, sagt Michael Beckmann, „aber die UV-Strahlung ist ein weiterer Faktor, der erklären kann, warum eine Art an einem Standort vorkommt oder nicht.“

Auch bei anderen Fragestellungen kann der Datensatz helfen. Materialforscher können analysieren, wie UV-sensible Materialien wie Lack oder Plastik in bestimmten Regionen der Welt besser geschützt werden können. Für Humanmediziner bieten die Daten die Chance, Häufungen von Hautkrankheiten möglicherweise besser erklären zu können. „Der Phantasie, wie Forscher die Daten nutzen, sind keine Grenzen gesetzt“, sagt Beckmann.

Auch deshalb sind die Daten kostenlos im Internet abrufbar und in Form von Landkarten optisch aufbereitet. Sie dokumentieren, dass beispielsweise in Ländern auf der Südhalbkugel wie etwa Neuseeland die UV-B Strahlung bis zu 50 Prozent höher ist als in Ländern auf der Nordhalbkugel wie zum Beispiel Deutschland. Generell ist die UV-Belastung im Winter wegen der kürzeren Sonnenscheindauer geringer als im Sommer.

Hintergrund: Die energiereiche UV-B-Strahlung verursacht, anders als die eher ungefährlichen UV-A-Strahlen, gesundheitliche Schäden bei Menschen, Tieren und Pflanzen. Bekannt sind höhere Hautkrebsrisiken aus Neuseeland und Australien für Menschen, die sich längere Zeit ungeschützt der Sonne aussetzen. Auch bei Walen und Amphibien sind Hautschäden belegt. Bei Amphibien kann die UV-B-Strahlung außerdem die Überlebenswahrscheinlichkeit der Kaulquappen und der Eier in den Laichballen reduzieren. Bei Pflanzen verringern die Strahlen die Leistung der Photosynthese, mit der die Pflanzen Kohlendioxid und Wasser mithilfe der Sonnenenergie in Zucker und Sauerstoff umwandeln. Das hemmt den Aufbau von Biomasse und reduziert damit beispielweise den Ertrag von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen.

Publikation:
Beckmann, M., Václavík, T., Manceur, A. M., Šprtová, L., von Wehrden, H., Welk, E., Cord, A. F. (2014), glUV: a global UV-B radiation data set for macroecological studies. Methods in Ecology and Evolution. doi: 10.1111/2041-210X.12168
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.12168/abstract

Weitere Informationen:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ
Michael Beckmann
Telefon: 0341/235-1946
E-Mail: michael.beckmann@ufz.de
oder über
Tilo Arnhold, Susanne Hufe (UFZ-Pressestelle)
Telefon: +49-(0)341-235-1635, -1630
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Link:
Datensatz (global UV-B dataset for macroecology: glUV) als Version 1.0. zur kostenlosen Nutzung: www.ufz.de/gluv


Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg mehr als 1.100 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.
http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie sowie Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 35.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,8 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894). http://www.helmholtz.de/

Susanne Hufe | UFZ News

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Wasserqualität von Flüssen: Zusätzliche Reinigungsstufen in Kläranlagen lohnen sich
24.05.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Eisenmangel hemmt marine Mikroorganismen
19.05.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften