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 Das Schweigen der Hummeln
15.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Nachhaltige Wasseraufbereitung löst Algenprobleme
26.10.2017 | SCHOTT AG

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie