Quelle: Helmholtz-Zentrum Hereon 8. Mai 2023.

8. Mai 2023 – Einen attraktiven Zugang zu allen wichtigen Webseiten aus dem Helmholtz-Forschungsbereich „Erde und Umwelt“ schaffen – das ist das Ziel einer zentralen Landing Page, die von der Helmholtz-Gemeinschaft neu veröffentlicht wurde.

Helmholtz ist eine der größten Wissenschaftsorganisationen Europas. Entsprechend vielfältig sind die Informationen, die von der Gemeinschaft ihrer Forscher:innen im Internet veröffentlicht werden. Auch im Forschungsbereich (FB) „Erde und Umwelt“, einem der sechs Forschungsbereiche der Helmholtz-Gemeinschaft, ist dieses Angebot groß. Da wären beispielsweise die sieben Webseiten der beteiligten Helmholtz-Zentren mit ihren vielen Forschungs- und Projekt-Subsites, ihren Job- und Datenportalen, Expert:innendatenbanken, Mediatheken, Presseportalen, Social-Media-Kanälen, Veranstaltungskalendern, Transferaktivitäten, Apps und vielem mehr. Zum Webkosmos des FB „Erde und Umwelt“ gehören aber auch zahlreiche wissenschaftliche Initiativen, Zentren-übergreifende große Projekte oder Infrastrukturen und das gemeinsame Forschungsprogramm„Changing Earth – Sustaining our Future“.

Die Zugänge zu dieser eindrucksvollen Vielfalt digitaler Präsenzen mit all ihren Inhalten werden nun erstmals über eine zentrale Webseite gebündelt und erschlossen. Unter https://earthenvironment.helmholtz.de/changing-earth/program/ ist die neue Einstiegspforte in die faszinierende Welt der Helmholtz-Erdsystemforschung jetzt erreichbar. Als sogenannte „Progressive WebApp“ (PWA) programmiert, lässt sie sich über Ihren Internet-Browser auch ganz unkompliziert auf dem „Homescreen“ jüngerer Smartphones installieren.

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• Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

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Quelle: Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg 10. Oktober 2022.

10. Oktober 2022 – Am Forschungs- und Transferzentrum Nachhaltigkeit und Klimaforschung der HAW Hamburg untersucht das Forschungsprojekt „Ukraine-Nature“ (Juli 2022 bis Dezember 2023) das Ausmaß der Kriegsschäden in Schutzgebieten der Ukraine. Schäden in sensiblen Ökosystemen sollen überwacht und dokumentiert werden, auch um eine Grundlage für künftige Wiederherstellungsmaßnahmen zu liefern. Das Forschungsvorhaben wird von Prof. Dr. Dr. Walter Leal koordiniert und von der ukrainischen Wissenschaftlerin Dr. Maria Fedoruk durchgeführt. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt fördert das Projekt jetzt mit 124.000 Euro.

In der Ukraine liegen viele ökologisch intakte Naturräume wie Feuchtgebiete und Wälder und eine große Fläche bislang unberührter Steppe. Russische Truppen haben inzwischen in mehr als einem Drittel der geschützten Naturgebiete des Landes Militäroperationen durchgeführt. Dadurch wurden Ökosysteme und die Lebensgrundlage vieler Tier- und Pflanzenarten stark beeinträchtigt. Das am Forschungs- und Transferzentrum Nachhaltigkeit und Klimaforschung (FTZ-NK) der HAW Hamburg durchgeführte Forschungsprojekt Ukraine-Nature untersucht die Auswirkungen des Ukraine-Krieges auf die Umwelt. Die Schäden in den sensiblen und einzigartigen Naturlandschaften sollen überwacht und dokumentiert werden. Das Ziel ist, eine Datengrundlage zu schaffen, die unter anderem bei künftigen Wiederherstellungsmaßnahmen unterstützt.

„Es gibt Anzeichen dafür, dass die Umweltzerstörung eine ausdrückliche militärische Taktik ist. Die militärischen Aktivitäten haben in einigen Gebieten Brände ausgelöst, die so groß sind, dass sie vom Weltraum aus zu sehen sind. Wir haben Anlass zur Sorge, dass zum Beispiel wichtige Bruthabitate für Vögel betroffen sind“, sagt Prof. Dr. Dr. Walter Leal, Leiter des FTZ-NK am Campus Life Sciences der HAW Hamburg.

Die Nationalparks, Naturschutzgebiete und andere geschützte Gebiete in der Ukraine erbringen wichtige Ökosystemleistungen zum menschlichen Wohlbefinden und versorgen unter anderem die Menschen mit landwirtschaftlichen Produkten wie Getreide. Dadurch, dass Soldaten Gräben ausheben, Panzer über die Vegetation fahren und diese stark verdichten und Sprengstoffe Brände auslösen, sind deren natürlichen Ressourcen stark bedroht. Dazu stoßen die eingesetzten Waffen giftige Gase und Partikel in die Luft und Schwermetalle gelangen in den Boden und ins Wasser. „Kriege zerstören Menschenleben und Lebensräume, töten Wildtiere, verursachen Umweltverschmutzung und schädigen Ökosysteme in hohem Maße, mit Folgen, die Jahrzehnte lang anhalten. Die Umwelt ist ein stilles Opfer des Konflikts“, so Prof. Walter Leal.

Weitere Informationen:
https://www.haw-hamburg.de/forschung/forschungsprojekte-detail/project/project/show/ukraine-nature/

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• Planet Erde

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Quelle: GFZ.

Zusammenfassung
24. November 2021 – Satellitendaten bieten wertvolle Informationen, um die Erdoberfläche und ihre Prozesse besser zu verstehen, und sie stehen zunehmend kostenfrei zur Verfügung. Damit sind sie nicht nur für die Wissenschaft interessant, sondern auch für Anwender*innen aus so vielfältigen Bereichen wie Land- & Forstwirtschaft, Naturschutz und Planung. Um ihnen den Zugang zu den Fernerkundungsdaten und den Einstieg in ihre Nutzung zu erleichtern, bietet das Deutsche GeoForschungsZentrum Potsdam nun über seine kürzlich eröffnete Webplattform FERN.Lern eine Reihe digitaler Weiterbildungen zur Fernerkundung an. So steht ab heute im Rahmen der Initiative HYPERedu der Online-Kurs ‘Beyond the Visible – Introduction to Hyperspectral Remote Sensing’ zum individuellen Lernen zur Verfügung, für den sich bereits mehr als 500 Personen angemeldet haben. Er vermittelt die Grundlagen der abbildenden Spektroskopie. Weitere Angebote laufen bereits erfolgreich. So wie die SAPIENS Online Schulungen, zu welchen man sich bereits jetzt für eine zweite Schulungsreihe im Februar 2022 anmelden kann.

Satellitendaten als Basis für detaillierte Umweltmessungen
Satellitendaten liefern weit mehr als nur schöne Bilder unserer Erde. Dank der zunehmend freien Datenpolitik der Raumfahrtagenturen stehen hochaktuelle und flächenhafte Umweltinformationen, beispielsweise aus dem Copernicus-Satellitenprogramm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), kostenfrei zur Verfügung. Sie umfassen hochauflösende optische und spektrale Daten, auf deren Basis detaillierte Karten und Bilder erstellt werden können. So lassen sich zum Beispiel Stoffeinträge in Gewässern bestimmen, Nährstoff- und Wasserbedarf in der Landwirtschaft ermitteln, Überflutungsflächen detektieren oder kritische Infrastrukturen überwachen.

Und im kommenden Jahr wird mit EnMAP (Environmental Mapping Analysis Program) die erste deutsche Hyperspektral-Satelliten-Mission gestartet. Das Hyperspektralinstrument an Bord des Satelliten registriert die von der Erde reflektierte Sonnenstrahlung vom sichtbaren Licht bis zum kurzwelligen Infrarot. Das wird noch mehr Detailinformationen über die Ökosysteme auf der Landoberfläche der Erde liefern.

Potenzial für Landwirtschaft, Naturschutz, Planung, Behörden
So wächst der Schatz an frei verfügbaren Fernerkundungsdaten zwar exponentiell an und wird zunehmend nicht nur für die Wissenschaft interessant, sondern auch für mögliche Anwender*innen aus Land- und Forstwirtschaft, Naturschutz, Planung, Behörden. Noch aber ist die Nutzung dieser Daten oft wenig in den Arbeitsalltag und in Entscheidungsprozesse dieser Gruppen integriert. Für viele unerfahrene Nutzende ist die Hemmschwelle, Satellitendaten zu verwenden hoch. Weder der Zugang zu den Daten noch ihre Nutzung sind selbsterklärend. Tutorials oder Anleitungen sind in der Regel auf wissenschaftlichem Niveau und oft nur auf Englisch verfügbar.

Neue Plattform FERN.Lern zur digitalen Weiterbildung
Diese Lücke zwischen Nutzenden und Wissenschaft zu schließen, hat sich FERN.Lern zum Ziel gesetzt. Auf der kürzlich eröffneten Online-Plattform bietet das Deutsche GeoForschungsZentrum externen Zielgruppen nun Zugang zu neu entwickelten digitalen Weiterbildungsangeboten. Im engen Austausch mit Nutzenden werden Schulungsbedarfe ermittelt und das Wissen in Form von niederschwelligen digitalen Schulungsformaten verfügbar gemacht.

Hierzu gehören unter anderem:
HYPERedu – Eine neue online Lern-Initiative für hyperspektrale Fernerkundung, gefördert durch die DLR Raumfahrtagentur mit Mitteln des BMWi.
Die Ausbildungsinitiative HYPERedu ist Teil der Nutzungsvorbereitung der EnMAP-Mission und hat zum Ziel, zukünftige Nutzergruppen in der Anwendung von hyperspektralen Daten zu schulen. Sie stellt eine stetig wachsende Zahl von Lehrmaterialien und Online-Kursen zur Verfügung, darunter der heute gestartete.

Massive Open Online Course (MOOC)
‘Beyond the Visible – Introduction to Hyperspectral Remote Sensing’.
Der MOOC vermittelt die Grundlagen der abbildenden Spektroskopie und gibt darüber hinaus einen Überblick über frei nutzbare Datenquellen und Open-Source-Software, sowie einen Einstieg in die praktische Nutzung der Daten mit der EnMAP-Box. Er richtet sich an Studierende und Anwender auf der ganzen Welt und setzt Grundkenntnisse auf dem Gebiet der optischen Fernerkundung voraus. Der Kurs umfasst drei thematische Lektionen in englischer Sprache und ist so konzipiert, dass er in etwa fünf Stunden zu einem selbstgewählten Zeitpunkt und in eigenem Tempo absolviert werden kann.
Anmeldung über: https://eo-college.org/courses/beyond-the-visible/

SAPIENS – Satellitendaten für Planung, Industrie, Energiewirtschaft und Naturschutz, gefördert von der Helmholtz Gemeinschaft.
In interaktiven Live-Online-Schulungen lernen die Teilnehmenden die Grundlagen und Anwendungsfelder der multispektralen Satelliten-Fernerkundung kennen. In praktischen Übungen wird die selbstständige Arbeit mit multispektralen Satellitendaten gefördert.

Die Kurse der ersten Runde im November waren komplett ausgebucht (> 200 Anmeldungen). Ab Februar startet eine neue Schulungsreihe.
Die Anmeldung ist ab jetzt hier möglich: https://fernlern.gfz.de/live

KONSAB – Kommunikationsinitiative zur Nutzung von Satellitendaten in der Agrar- und Forstwirtschaft Brandenburgs, wurde gefördert vom MWFK Brandenburg.
In einer Vielzahl von Lernvideos und Webseminaren werden die Grundlagen der Satelliten-Fernerkundung für die Land- und Forstwirtschaft vermittelt und Anwendungsbeispiele gezeigt.

Steigendes Interesse an digitaler Weiterbildung
„Unsere Weiterbildungsangebote werden sehr gut angenommen: Wir verzeichnen viele Aufrufe unserer KONSAB Tutorials & Videos, die SAPIENS live Online-Schulungen waren komplett ausgebucht“, sagt die Fernerkundungs-Expertin Nora Meyer zu Erpen, Projektleiterin von SAPIENS und FERN.Lern. „Aus unserer Sicht zeigt diese große Nachfrage ein steigendes Interesse an innovativen Methoden und zugleich praxistauglichem Know-how, das von der Wissenschaft zielgruppenspezifisch aufbereitet werden muss. Hierfür haben wir eine starke didaktische, technische und grafische Expertise aufgebaut.“

Alle Weiterbildungsangebote der GFZ zur Fernerkundung finden Sie über die Webplattform FERN.Lern. Dort können Sie sich auch anmelden.

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• EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) auf PLSV von Sriharikota

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Quelle: Universität Bayreuth.

17. November 2021 – Die Prozesse beschreiben Forscher*innen der Universität Bayreuth in einer neuen, in „Microplastics and Nanoplastics“ veröffentlichten Studie. In einer ersten, in mehrfacher Hinsicht noch mit Unsicherheiten behafteten Abschätzung kommen sie zu dem Ergebnis: Weltweit könnten infolge von Regenfällen jährlich bis zu 100 Billionen Mikroplastik-Partikel in die Atmosphäre gelangen.

Die Untersuchungen zeigen: Schlägt ein Regentropfen auf eine Wasseroberfläche auf, werden Tröpfchen aus einem kleinen ringförmigen Bereich um die Einschlagsstelle in die Luft geschleudert. Sie stammen aus einer Tiefe von wenigen Millimetern unterhalb der Wasseroberfläche. Die in den Tröpfchen enthaltenen Mikroplastik-Partikel haben fast die gleiche Konzentration wie in dieser schmalen Wasserschicht. Auch ihre Flugbahnen in der Luft sowie ihre Flugdauer haben die Bayreuther Wissenschaftler*innen berechnet. Daraus ergibt sich ein klares Bild: Das Wasser von Regentropfen, das frei von Mikroplastik ist, landet in den Ozeanen, während plastikhaltiges Wasser aus den Ozeanen in die Luft gelangt. Wenn die Tröpfchen so lange in der Luft fliegen, bis sie verdunsten, entlassen sie die Mikroplastik-Partikel in die Atmosphäre. Dies geschieht besonders häufig oberhalb der Wasseroberflächen von Ozeanen, wo Windverhältnisse und Temperaturen eine vergleichsweise lange Flugdauer und eine rasche Verdunstung begünstigen. Die meisten der in die Luft geschleuderten Mikroplastik-Partikel fallen allerdings nach einer kurzen Flugdauer wieder zurück ins Wasser.

„Es war eine riesige Herausforderung festzustellen, wie viele Tröpfchen durch einen einzigen einschlagenden Regentropfen hochgeschleudert werden, wie groß und wie schnell diese Tröpfchen sind und wie viele Mikroplastik-Partikel sie möglicherweise enthalten. Experimente allein hätten zu wenige Informationen geliefert. Deshalb haben wir für Simulationen dieser Prozesse einen völlig neuen Code erarbeitet und ein Computermodell entwickelt, das es erlaubt, diese Fragen mit hoher Genauigkeit und in einer noch nie dagewesenen Detailtiefe zu beantworten“, sagt der Koordinator der Studie, Prof. Dr. Stephan Gekle, Professor für die Simulation und Modellierung von Biofluiden an der Universität Bayreuth. „Wie realistisch unsere Simulationen sind, zeigt sich beim Vergleich mit technisch anspruchsvollen Experimenten: Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von einschlagenden Regentropfen bestätigen die auf unserem Modell basierenden Berechnungen“, sagt Erstautor Moritz Lehmann, Physik-Doktorand an der Universität Bayreuth.

Um herauszufinden, wie viele Mikroplastik-Partikel durch diese Prozesse letztlich in der Atmosphäre landen, haben die Bayreuther Forscher*innen eine Vielzahl empirisch verfügbarer Daten zusammengeführt und in ihre Berechnungen einbezogen. Diese Daten betreffen unter anderem die Mikroplastik-Konzentrationen an Meeresoberflächen, die jährlichen Niederschlagsmengen, die von der Regenintensität abhängige Größe der Regentropfen und die zeitliche Verteilung der Regenintensität. Eine erste Abschätzung führt zu dem Ergebnis, dass durch die Einschläge von Regentropfen auf Wasseroberflächen weltweit bis zu 100 Billionen Mikroplastik-Partikel pro Jahr in die Atmosphäre gelangen könnten.

Die Autor*innen betonen, dass diese Abschätzung noch mit zahlreichen Unsicherheiten und Ungenauigkeiten behaftet ist: Turbulenzen im Wind, welche die Einschlagskraft von Regentropfen beeinflussen können, wurden in die Berechnungen noch nicht einbezogen. Zudem weisen die Meeresoberflächen auf der Erde nicht überall eine gleich hohe Konzentration von Mikroplastik-Partikeln auf – im Gegenteil, die Unterschiede sind sehr groß. Satellitenmessungen in Verbindung mit Wettermodellen könnten aber schon bald genaueren Aufschluss über die „Hotspots“ geben, an denen besonders viele Mikroplastik-Partikel aus dem Ozean in die Atmosphäre transportiert werden.

Forschungsförderung und Kooperation:
Die in der Fachzeitschrift „Mikroplastics and Nanoplastics“ veröffentlichte Studie ist aus einem Forschungsprojekt des von der DFG geförderten Sonderforschungsbereichs „Mikroplastik“ an der Universität Bayreuth hervorgegangen. Das Bayreuther Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Stephan Gekle hat dabei mit Prof. Dr. Andreas Held, Professor für Umweltchemie und Luftreinhaltung an der TU Berlin, zusammengearbeitet.

Veröffentlichung:
Moritz Lehmann, Lisa Marie Oehlschlägel, Fabian P. Häusl, Andreas Held, Stephan Gekle: Ejection of marine microplastics by raindrops: a computational and experimental study. Microplastics and Nanoplastics (2021)

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• Planet Erde

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