SFB/TRR 32: Muster in Boden-Vegetations-Atmosphärensystemen: Monitoring, Modellierung und Datensammlung
Der Boden, die Vegetation und die untere Atmosphäre sind wichtige Kompartimente des Erdsystems, in dem fast alle menschlichen Aktivitäten stattfinden. Dieser Bereich ist durch komplexe Muster, Strukturen und Prozesse auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen charakterisiert. Während Energie, Wasser und Kohlenstoff kontinuierlich ausgetauscht werden, sind die entsprechenden Flüsse zeitlich und räumlich sehr heterogen und variabel. Deshalb stellt die quantitative Vorhersage des Systemverhaltens eine große Herausforderung dar, besonders im Hinblick auf den globalen Klimawandel. Traditionell haben sich Geophysik, die Boden- und Pflanzenwissenschaften, die Hydrologie und Meteorologie in ihrer Forschung mit Erfolg auf einzelne Kompartimente konzentriert. Deren Interaktion wirft allerdings noch eine Reihe von Fragen auf, welche in dieser Forschungsinitiative adressiert werden. Im Vordergrund steht der Einfluss von Mustern und Strukturen in den physikalischen und chemischen Eigenschaften und Flüssen auf das Verhalten des Boden-Vegetations-Atmosphärensystems. Unsere Hypothese ist, dass eine explizite Berücksichtigung von Mustern und Strukturen zu einer verallgemeinerungsfähigen Methode führt, die Verständnis und Vorhersagevermögen des Boden-Vegetations-Atmosphärensystems verbessert. Forschergruppen der Aachener, Bonner und Kölner Universitäten sowie des Forschungszentrums Jülich arbeiten unter diesem neuen Paradigma zusammen. Wir verbessern das Verständnis über die Mechanismen, die zu den räumlichen und zeitlichen Mustern in den Energie- und Massenflüssen des Boden-Vegetations-Atmosphärensystems führen. Im Gelände werden diese Muster kontinuierlich mit existierenden und neuartigen geophysikalischen and fernerkundlichen Methoden auf lokaler und regionaler Skala gemessen, unter anderem mittels Georadar, induzierter Polarisation, Radiomagnetotellurik, geoelektrischer Tomografie, Scintillometrie, Lidar-Techniken, Mikrowellenradiometrie und polarimetrischen Niederschlagsradaren. Eine Reihe hochmoderner Methoden zur Simulation und Datenassimilation, die in den verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen entwickelt wurden, werden derzeit evaluiert, verbessert und in das Modellierungskonzept unter dem neuen Paradigma integriert.
Gesamtfördermittel:
Koordinierende Institution:
Meteorologisches Institut Details von Meteorologisches Institut
Bereichsleiter:
- Makromolekurale Chemie
Details von Makromolekurale Chemie
A: Porenskala - Institut Agrosphäre
Details von Institut Agrosphäre
B: Feldskala - Wasser Forschungsgruppe
Details von Wasser Forschungsgruppe
C: Mikro Einzugsgebiete - Institut für Geophysik und Meteorologie
Details von Institut für Geophysik und Meteorologie
D: Regionalskala - Geographisches Institut
Details von Geographisches Institut
Z: Datenbank, Koordination, Administration
Teilprojekte
A: Porenskala
- SFB/TRR 32 Teilprojekt A3 Phase 1: A3 Characterization of effective hydraulic properties of unsaturated soils at the cm to m scale using electrical spectroscopic and tomographic non-invasive methods - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt A3 Phase 1: A3 Characterization of effective hydraulic properties of unsaturated soils at the cm to m scale using electrical spectroscopic and tomographic non-invasive methods
- SFB/TRR 32 Teilprojekt A2 Phase 1: Characterization of flow and transport properties of unsaturated soils using non-invasive methods and numerical modelling at the µm to dm scale - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt A2 Phase 1: Characterization of flow and transport properties of unsaturated soils using non-invasive methods and numerical modelling at the µm to dm scale
- SFB/TRR 32 Teilprojekt A1 Phase 1: Pore structure, moisture, and water transport in soil by NMR - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt A1 Phase 1: Pore structure, moisture, and water transport in soil by NMR
B: Feldskala
- SFB/TRR 32 Teilprojekt B1 Phase 1: Characterizing spatio-temporal patterns of water and C-fluxes at field-scale - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt B1 Phase 1: Characterizing spatio-temporal patterns of water and C-fluxes at field-scale
- SFB/TRR 32 Teilprojekt B3 : Spatial and temporal patterns of soil carbon pools - a MIR-spectroscopic approach - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt B3 : Spatial and temporal patterns of soil carbon pools - a MIR-spectroscopic approach
- SFB/TRR 32 Teilprojekt B4 : Upscaling of local C02, water and heat fluxes to the field scale from observed spatio-temporal patterns using an integrative 3-D mechanistic process model - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt B4 : Upscaling of local C02, water and heat fluxes to the field scale from observed spatio-temporal patterns using an integrative 3-D mechanistic process model
C: Mikro Einzugsgebiete
- SFB/TRR 32 Teilprojekt C3: Analysis of temporal and spatial structures of soil moisture by integrating remote sensing and process based modelling - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt C3: Analysis of temporal and spatial structures of soil moisture by integrating remote sensing and process based modelling
- SFB/TRR 32 Teilprojekt C1 : Spatio-temporal variability of catchment properties and their effect on water, solute, and CO2 fluxes from the micro to the mesoscale - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt C1 : Spatio-temporal variability of catchment properties and their effect on water, solute, and CO2 fluxes from the micro to the mesoscale
- SFB/TRR 32 Teilprojekt C4 : Scale–consistent two-way coupling of land-surface and atmospheric models - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt C4 : Scale–consistent two-way coupling of land-surface and atmospheric models
D: Regionalskala
- SFB/TRR 32 Teilprojekt D1 : Modelling of time-space patterns of energy and mass fluxes over heterogeneous land surfaces with special consideration of CO2 and H2O - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt D1 : Modelling of time-space patterns of energy and mass fluxes over heterogeneous land surfaces with special consideration of CO2 and H2O
- SFB/TRR 32 Teilprojekt D2 : Experimental study of spatio-temporal structures in atmosphere-land surface energy, water and CO2 exchange - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt D2 : Experimental study of spatio-temporal structures in atmosphere-land surface energy, water and CO2 exchange
- SFB/TRR 32 Teilprojekt D3: CO2-and water flux estimation by four-dimensional variational assimilation of in situ and remote sensing data - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt D3: CO2-and water flux estimation by four-dimensional variational assimilation of in situ and remote sensing data
Z: Datenbank, Koordination, Administration
- SFB/TRR 32 Teilprojekt Z2 : Central Services, Administration and Coordination - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt Z2 : Central Services, Administration and Coordination
- SFB/TRR 32 Teilprojekt Z1 : Project Database and Data Management - Detailsvon SFB/TRR 32 Teilprojekt Z1 : Project Database and Data Management