Küstenforschung


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Forschung vor Anker 2018

Auch in diesem Jahr gibt es wieder eine „Forschung vor Anker“ Tour. Diesmal geht es mit dem Forschungsschiff „Ludwig Prandtl“ zu Stationen in der Nordsee. Vom 9. – 13. Juli ist das Team auf der Route Norderney –> Helgoland –> Cuxhaven unterwegs. Die Planungen dazu sind in vollem Gang und wir werden rechtzeitig das Programm mit den Einzelheiten kommunizieren.

Grafik: Bianca Seth / HZG


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Publications

Neumann, A., & Flohr, A. (2018): The bivalve Lembulus bicuspidatus may enhance denitrification in shelf sediment at the Angola–Benguela Frontal Zone. African Journal of Marine Science, Vol. 40:1, Pages 91-96, doi:10.2989/1814232X.2018.1437774

Abstract:

We collected living individuals of the bivalve Lembulus bicuspidatus, which shows an unusual preference for the oxygen-deficient habitat found at the Angola–Benguela Frontal Zone of the southeastern Atlantic. With a series of incubation experiments with 15N-labelled nitrate as a tracer in combination with membrane-inlet mass spectrometry, we studied the potential contribution of L. bicuspidatus to nitrate reduction in the upper sediment layer. Our preliminary results suggest that L. bicuspidatus enhances nitrate reduction if the oxygen concentration is sufficiently low. The Lembulus-mediated nitrate reduction rate is then similar to the rate of microbial nitrate reduction in the surrounding sediment.


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Integrative Studien im Fluss-Meer Kontinuum

Beitrag (Text und Fotos) von Sina Bold, Abteilung Aquatische Nährstoffkreisläufe

Erfolgreiche neue Session “Integrative Studien im Fluss-Meer Kontinuum” bei der Generalversammlung der European Geoscience Union in Wien

Wie funktionieren Fluss-Meer Systeme? Wie verändern sie sich durch menschliche Drücke? Was ist sind die Einflüsse von Prozessen im Einzugsgebiet auf Flüsse und auf das angrenzende Küstenmeer und vice versa? Diese Fragen bildeten die Grundlage für die neue Session „Integrative Studien im Fluss-Meer Kontinuum“ bei der Generalversammlung der European Geosciences Union (EGU), die vom 8.-13. April in Wien stattfand.

Einige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) haben zu der Session beigetragen, die mit dem Forschungsinfrastrukturvorhaben DANUBIUS-RI assoziiert ist, an dem das HZG ebenfalls beteiligt ist. Die Session bot eine wissenschaftliche Plattform für den Austausch von Forschungsergebnissen, die sich mit dem Fluss-Meer Kontinuum beschäftigen. Die Initiatorin der Session, Jana Friedrich (HZG), möchte gerne „Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Fluss-, Küsten- und Meeresforschung zusammenbringen“.

Am 12. April haben über 60 Interessierte an der Session teilgenommen, um sich über aktuelle Ergebnisse zu informieren und diese zu diskutieren. Die sechs Vorträge reichten von Modellierungen der Hydrodynamik und biogeochemischen Prozessen in komplexen Fluss-Meer Systemen, über die Auswirkungen von Extremereignissen auf die angrenzenden Küstenmeere (Onur Kerimoglu, HZG), bis zur Dynamik von Phytoplankton, Kohlenstoff und Nährstoffen sowie dem Transport von organischen Schadstoffen in Fluss-Meer Systemen (Pu Wang, HZG).

Danach wurden über 15 Poster in einer der großen Posterhallen präsentiert, wo interessierte Wissenschaftler mit den jeweiligen Autoren der Poster direkt vor Ort reden konnten. Zum Beispiel, gab Jana Friedrich (HZG) einen Überblick zu dem Forschungsinfrastrukturvorhaben DANUBIUS-RI, Sina Bold (HZG) stellte die Ideen und Pläne für die Elbe-Nordsee Supersite vor, Annika Eisele (HZG) präsentierte Auswertungen von Langzeit-Daten zur Stickstoff-Dynamik im Elbe Ästuar und Tina Sanders (HZG) zeigte Ergebnisse zu Stickstoffprozessen im Sediment und Wasser in Elbe und Ems.

Die Beschreibung der Session sowie die Liste der Vorträge und Poster, können Sie hier herunterladen (in Englisch).

==> EGU 2018 Session Integrative studies of the River-Sea-Continuum

Wir danken den Forschenden, die Vorträge und Poster präsentiert haben, und der Wissenschaftsgemeinde für ihr Interesse, ihre Fragen und Anmerkungen während der Session. Wir freuen uns bereits auf die Generalversammlung der EGU im Jahr 2019 sowie auf viele weitere interessante Beiträge und Diskussionen zu der Session „Integrative Studien im Fluss-Meer Kontinuum“.

Anprechpartnerin:

Dr. Jana Friedrich, Abteilungsleiterin Aquatische Nährstoffkreisläufe


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Das Freitagsfoto

Foto: Ina Frings / HZG

Spontan fällt uns die Frage ein: Wie viele Regentropfen zieren die Schautafel? Das wollen wir aber gar nicht wissen. Es geht eher darum, welche Informationen diese Tafel zu einem bestimmten Objekt bereit hält. Wer also ganz genau hinschaut und sich von der Sonnenreflexion und den Regentropfen nicht irritieren lässt, könnte unsere Frage beantworten: Welches Objekt wird anhand der Schautafel erklärt? Bitte nicht zu verkniffen betrachten 😉 Wir wünschen ein schönes Wochenende!


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Das Schlauchboot

Foto: Christiane Hagemann / HZG

auf dem Oberdeck unseres Forschungsschiffs „Ludwig Prandtl“ war auf unserem letzten Freitagsfoto zu sehen. Wozu braucht man es? Für den Notfall als Rettungsboot, fällt den Besuchern meist als erster Zweck ein. Das ist sicher eine Möglichkeit, doch auf dem Forschungsschiff gibt es ausreichend Rettungsinseln, die im Notfall zu nutzen sind. Vielleicht suggeriert auch die Abdeckung mit einer Plane einen höchst seltenen Einsatz 🙂

Der naheliegende Verwendungszweck als Arbeitsboot für die Wissenschaftler scheint also nicht so offensichtlich zu sein. Eine Probennahme auf einer Sandbank wäre oftmals ohne das Schlauchboot nicht möglich. Oder das Anfahren von Messpunkten, wo die „Ludwig Prandtl“ aufgrund ihres Tiefgangs nicht mehr hinkommt. Ebenso beim Aussetzen oder Einsammeln von Messgeräten, wie z.B. dem Glider.

Das Schlauchboot wird also recht häufig mit dem Kran von der „Ludwig Prandtl“ herabgehievt für unterschiedliche Einsätze.

Foto: Ina Frings / HZG


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Der Weg durch die Küstenforschung – mit jedem Schritt schlauer

Beitrag (Text und Fotos) von Lisa Wischnewski, Schülerpraktikantin 

Mein Name ist Lisa und zurzeit absolviere ich am Helmholtz-Zentrum Geesthacht mein Schülerpraktikum. Vor einigen Tagen hat mich der Physiker Dr. Götz Flöser durch das Institut für Küstenforschung geführt. Es war sehr spannend, und die aktuellen Themen, die mich selber auch betreffen, haben mich sehr interessiert.

Zuerst hat Götz mir erklärt, dass die Küstenforschung in drei Bereiche eingeteilt ist: Biogeochemie im Küstenmeer, Operationelle Systeme und Systemanalyse und Modellierung. Einige Wissenschaftler fahren auf Forschungsfahrt und messen aktiv im Meer, an Küsten und in Flüssen. Zurück in Geesthacht untersuchen sie die dort genommenen Proben mit verschiedenen Geräten für bestmögliche Ergebnisse. Aber es gibt auch Wissenschaftler, die am Computer anhand der erfolgten Messungen Modellrechnungen erstellen.

Dann sind wir ins Geochemielabor gegangen, wo wir ein wissenschaftliches Gerät, die sogenannte Totalreflexions-Röntgenfluoreszenz (TXRF), die mithilfe von Röntgenstrahlen zum Beispiel aus Wasserproben bis zu 60 Elemente analysieren kann, gesehen haben. Außerdem haben mir zwei Wissenschaftler erklärt, wie ein ICP-MS Gerät funktioniert, das messen kann, wie hoch die Konzentration der in die Gewässer gelangten Kontrastmittel (z.B. aus medizinischen Röntgen- und MRT-Untersuchungen) in Proben aus Seen, Flüssen usw. ist. Diese Kontrastmittel gelangen übers Abwasser und die Flüsse ins Meer, da sie in Kläranlagen nicht herausgefiltert werden können.

Danach ging die Führung zu den Messgeräten und zum Schnellboot „Eddy“. Leider konnte ich das Forschungsschiff „Ludwig Prandtl“ nicht erkunden, da dieses zurzeit auf Forschungsfahrt unterwegs ist. Allerdings war es möglich, dass ich unter anderem zum Beispiel den modifizierten Messpfahl, der seit 15 Jahren in der deutschen Bucht Messungen vorgenommen hat, aus der Nähe betrachten konnte. Nun aber hat ihn ein Wissenschaftler umgebaut, um den Austausch von Gasen und Wassertröpfchen zwischen Ozean und Atmosphäre zu erforschen.

Schnellboot „Eddy“

Sehr interessant fand ich auch den Glider, ein autonomes Unterwasserfahrzeug, das sogar bis zu mehreren Monaten unabhängig vom Wetter durchs Wasser fahren kann. Der Glider bewegt sich auf und ab und nimmt dabei Messungen in unterschiedlichen Tiefen vor. Die Glider sind nicht nur in der deutschen Bucht, sondern zum Beispiel auch im Atlantik und weiteren Gewässern im Einsatz gewesen.

Eine weitere gute Idee der Wissenschaftler ist die FerryBox, die man auf Fähren oder Schiffen findet, die viel unterwegs sind. Diese misst dann zum Beispiel den pH-Wert, die Temperatur und den Salz- und Sauerstoffgehalt des Wassers. Im Anschluss an die Fahrt werden die gesammelten Daten an die Forscher in Geesthacht geschickt. Sechs FerryBoxen sind in der Ostsee unterwegs und acht in der Nordsee.

Die Forscher, die Modellrechnungen von den Messwerten und Befunden machen, haben sich unter anderem mit den Offshore-Windparks und deren Auswirkungen auf Strömung und Seegang, die auch mithilfe der Glider untersucht werden, beschäftigt. Die Glider konnten Verwirbelungen feststellen und wie stark sie sind. Anhand der Messwerte können Schätzungen über Folgen auf biologische und chemische Prozesse im Meer vorgenommen werden. Das Erforschen des Seegangs und der Strömungen erfolgt unter anderem mit Radargeräten. Dabei finde ich es interessant, dass Schiffe und Tiere vom Radar anders aufgefasst werden und somit keine verfälschten Ergebnisse entstehen.

Darstellung einer Forschungsinfrastruktur

Es hat mich sehr gefreut, dass ich einen Einblick in die Küstenforschung erhalten und sehr viel neues Wissen gewinnen konnte. Vielen Dank an Götz Flöser, dass er mir alles geduldig und freundlich erklärt hat, auch wenn ich etwas nicht gleich verstanden habe. In allem war es eine schöne Erfahrung, die ich sehr genossen habe.


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Herzlichen Glückwunsch!

Birgit Gerkensmeier hat am 10.04.2018 erfolgreich ihre Dissertation verteidigt! Wir freuen uns sehr und gratulieren von Herzen. Sie lässt uns ein bisschen an ihrer Doktorarbeit und ihrem Werdegang im Institut für Küstenforschung teilhaben:

Der Titel der Arbeit lautet: Governing Risks in a Social Process – Risk Management in the Multi-Risk, Multi-Scale and Multi-Stakeholder Environment of the Trilateral Wadden Sea Region

Küstenregionen, wie das Fallstudiengebiet in der trilateralen (niederländischen, deutschen und dänischen) Wattenmeerregion, sind mit der zunehmenden Komplexität von Risikomanagement-Prozessen konfrontiert; und in den kommenden Jahrzehnten werden weitere Herausforderungen, wie zum Beispiel der demografische Wandel, hinzukommen. Für ein erfolgreiches Risikomanagement in diesen Situationen braucht es vor allem einen Paradigmenwechsel weg von hochgradig technisch hin zu verstärkt sozialen Prozessen im Risikomanagement.

Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die Arbeit mit einer der wesentlichen Herausforderungen dieses Paradigmenwechsels, nämlich der Überführung von vorhandenen wissenschaftlichen Konzepten in die praktische Umsetzung. Dazu stellt die Arbeit einen ‚Integrative Risk Management Approach (IRMA)‘ vor. Dieser stellt die sozialen Prozesse im Risikomanagement in den Fokus und zeigt, wie horizontale (multi-sector) und vertikale (multi-scale) Governance Strukturen ausgebaut werden können. Aus den Erfahrungen in der trilateralen Wattenmeerregion ergeben sich konkrete, übertragbare Empfehlungen für andere Küstenregionen, wie zum Beispiel der Sektor-übergreifende Ansatz einer Multi-Stakeholder-Partnerschaft.

Wie ist die Arbeit entstanden – und wie geht es weiter?

Die Arbeit ist in der Arbeitsgruppe Sozioökonomie des Küstenraums von Prof. Dr. Beate Ratter entstanden und war dort Teil des EU-Projektes ENHANCE (Enhancing risk management partnerships for catastrophic natural hazards in Europe.

Nachdem das Projekt und die Dissertation nun abgeschlossen sind, freue ich mich umso mehr auf meine neuen Aufgaben im Institut für Küstenforschung. Seit Anfang 2018 arbeite im Norddeutschen Küsten- und Klimabüro bei Dr. Insa Meinke. Dort werde ich mich im Zuge des Projektes Co-Cli-Serv (Co-development of place-based Climate Services for Action) weiter verstärkt praxisnah und partizipativ mit der Entwicklung und Umsetzung von Klimaservices in Küstenregionen beschäftigen.

von links nach rechts: Prof. Dr. Beate Ratter, Birgit Gerkensmeier, Prof. Dr. Annegret Thieken, Prof. Dr. Gabriele Gönnert (Foto: Dr. Jürgen Schaper / Uni Hamburg)


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Publications

Feser, F. (2018): Constructing Records of Storminess. Oxford Research Encyclopedia of Climate Science, doi:10.1093/acrefore/9780190228620.013.5

Summary:

Storms are characterized by high wind speeds; often large precipitation amounts in the form of rain, freezing rain, or snow; and thunder and lightning (for thunderstorms). Many different types exist, ranging from tropical cyclones and large storms of the midlatitudes to small polar lows, Medicanes, thunderstorms, or tornadoes. They can lead to extreme weather events like storm surges, flooding, high snow quantities, or bush fires. Storms often pose a threat to human lives and property, agriculture, forestry, wildlife, ships, and offshore and onshore industries. Thus, it is vital to gain knowledge about changes in storm frequency and intensity. Future storm predictions are important, and they depend to a great extent on the evaluation of changes in wind statistics of the past.

To obtain reliable statistics, long and homogeneous time series over at least some decades are needed. However, wind measurements are frequently influenced by changes in the synoptic station, its location or surroundings, instruments, and measurement practices. These factors deteriorate the homogeneity of wind records. Storm indexes derived from measurements of sea-level pressure are less prone to such changes, as pressure does not show very much spatial variability as wind speed does. Long-term historical pressure measurements exist that enable us to deduce changes in storminess for more than the last 140 years. But storm records are not just compiled from measurement data; they also may be inferred from climate model data.

The first numerical weather forecasts were performed in the 1950s. These served as a basis for the development of atmospheric circulation models, which were the first generation of climate models or general-circulation models. Soon afterward, model data was analyzed for storm events and cyclone-tracking algorithms were programmed. Climate models nowadays have reached high resolution and reliability and can be run not just for the past, but also for future emission scenarios which return possible future storm activity.


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Trial cruise in the North Sea

Posting by Tianzhen Zhang, The Second Institute of Oceanography, SOA, China

Since March 11th, I have been visiting the Institute of Coastal Research at Helmholtz-Zentrum Geesthacht. I live in the HZG Guesthouse and the people I meet here are very nice and friendly. After safety training and preparation in the laboratory, I go to a trial cruise in the North Sea with Dr. Zhiyong Xie, and the other two visiting scholars, Dr. Xindong Ma and Lijie Mi from 9th to 18th April 2018.

This is my first time attending a voyage abroad, everything here is fresh and very interesting for me. The research vessel LUDWIG PRANDTL looks cool, which is operated by the captain Helmut Bornhöft and the chief engineer Detlef Heinze. My main job on the ship is to collect water samples and filter seawater by GF/F membrane for TOCPOC and pigments measurements at every station.

Photo: Zhiyong Xie

The German scientific research vessel is clean and orderly, and it really surprises me that there are only two men working on the vessel — a captain and a chief engineer. Another place which is different from the Chinese expedition vessel is that there is a small tidy kitchen on this boat and we could cook lunch for ourselves at noon, which is also new to me.

Since we work offshore, we often encounter various kinds of boats. On the second day we met a small fishing boat, on the third day we encountered a warship in the open sea and that was the first time I saw a warship at such a close distance. We also encountered two large cargo ships, one of them was too close to our vessel and forced us to make an emergency turn, which was also an exciting experience. On the fourth day working in the river Weser, I saw the yachts and the windmill generator on both sides of the river, which often appear in the movies. I also saw the sewage outlets discharge sewage into the river directly, which may be the same throughout the world I think 🙂

Due to the fresh gale in the past two days and the bad sea condition, we had to live in a small town called Norddeich. This is a scenic seaside town with a large sandy beach where you can see a beautiful sunset. After a short break, we will continue to sail, and I am looking forward to the next voyage.

Photo: Zhiyong Xie


Das Freitagsfoto

Foto: Christiane Hagemann / HZG

Eine häufig gestellte Frage: Wozu braucht man das? Wir greifen sie heute mal auf und reichen sie in unserem Rätsel weiter. Zunächst mal: Wo ist das fotografiert worden? Was ist das (unter der Plane)? Meist liefern sich die Besucher auf das „Wozu?“ gleich selbst eine Antwort mit und diese ist oft nur eine der Möglichkeiten, was den Zweck angeht 🙂 Viel Vergnügen beim Rätseln und ein schönes Wochenende!