550 Geowissenschaften
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Die Bewertung der Nitrataustragsgefährdung (NAG) landwirtschaftlich genutzter Flächen in Wasserschutzgebieten (WSG) erfolgte bislang auf Basis bodenkundlicher Kartierungen und wurde seit 1996 nach einem im Staatsanzeiger für das Land Hessen veröffentlichten Merkblatt des ehemaligen Hessischen Landesamtes für Bodenforschung im Rahmen der Muster-Wasserschutzgebietsverordnung geregelt (HLfB 1996, HMUJFG 1996). Infolge der Verfügbarkeit hochauflösender Bodendaten in Form der „Bodenflächendaten 1: 5.000, landwirtschaftliche Nutzfläche“ (BFD5L) wird die Ermittlung der Nitrataustragsgefährdung landwirtschaftlich genutzter Flächen neu geregelt. Die BFD5L liefert Auswertungen der Bodenschätzungsdaten zur Feldkapazität des Wurzelraums sowie weiterer relevanter Parameter, die zur Bewertung der Nitrataustragsgefährdung herangezogen werden können.
Um die Eignung der BFD5L-Daten zur Ermittlung der Nitrataustragsgefährdung zu überprüfen, wurden in den Jahren 2009 bis 2012 bodenkundliche Vergleichskartierungen im Rahmen eines Pilotvorhabens im Wasserschutzgebiet Eschollbrücken/Pfungstadt in Südhessen, im Wassereinzugsgebiet der Quelle Meineringhausen bei Korbach, im Wasserschutzgebiet des Tiefbrunnens Spieß der Gemeinde Bad Emstal sowie im WSG Quelle Ohmes der Stadt Kirtorf durchgeführt. Ziel war es, die Umsetzungsmöglichkeiten bei der Nutzung der BFD5LDaten in organisatorischer und technischer Hinsicht zu erproben und das bisherige Verfahren zu überarbeiten (PETER & MILLER 2009, PETER & MILLER 2010a und 2010b, PETER & MILLER 2012).
Die Ergebnisse der Vergleichskartierungen zeigen, dass sich die Daten der BFD5L grundsätzlich für die Ermittlung der Nitrataustragsgefährdung in Wasserschutzgebieten eignen. Lediglich für Flächen, für die nach den bislang im System BFD5L enthaltenen Methoden keine Kennwerte abgeleitet werden können sowie für Sonderstandorte, muss die Nitrataustragsgefährdung durch bodenkundliche Geländearbeiten ermittelt werden.
Erstmals trägt dieses nationale Assessment den Forschungsstand zum Klimawandel umfassend für alle Themenbereiche und gesellschaftlichen Sektoren zusammen. Womit müssen wir in Deutschland rechnen, welche Auswirkungen werden die Klimaveränderungen auf Wirtschaft und Gesellschaft haben, und wie können wir uns wappnen? 126 Autoren aus ganz Deutschland äußern sich zu Themen wie bereits beobachtete und zukünftige Veränderungen, Wetterkatastrophen und deren Folgen, den Projektionen für die Zukunft, den Risiken sowie möglichen Anpassungsstrategien.
Die Autoren stellen in verständlicher Sprache den aktuellen Forschungsstand dar und veranschaulichen die wichtigsten Gedanken in Grafiken und Tabellen. Alle Texte wurden mehrfach wissenschaftlich begutachtet. Klimawandel in Deutschland ist die erste Gesamtschau zu dem Themenkomplex, benennt offene Fragestellungen und liefert eine Grundlage für Entscheidungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel.
Deutschland reiht sich damit ein in die Liste von Ländern wie die Vereinigten Staaten, Österreich und Großbritannien, in denen derartige Berichte bereits vorliegen.
Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie und der Goethe-Universität Frankfurt fand in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) eine umfassende Studie zum konvektiven Unwetterpotential über Thüringen statt. Unwetterereignisse, die durch konvektive Prozesse in der Atmosphäre verursacht werden, besitzen ein nicht unerhebliches Schadenspotential, obwohl sie oftmals eine räumlich eng begrenzte Ausdehnung aufweisen. Aufgrund ihrer Charakteristik ist sowohl die Vorhersage solcher Ereignisse, als auch eine vollständige, systematische Erfassung für eine detaillierte Auswertung längerer Zeitreihen noch immer eine Herausforderung. Zusätzliches Interesse besteht in der Abschätzung der durch den Klimawandel abhängigen Entwicklung des zukünftigen Gefährdungspotentials konvektiver Unwetter. Für eine gezielte Untersuchung des Themenkomplexes ist eine Vielzahl unterschiedlicher Daten und Methoden verwendet worden. Mit Hilfe von Fernerkundungsdatensätzen wird ein räumlich differenziertes Gefährdungspotential über Thüringen nachgewiesen. Bedingt durch das Relief ist das Auftreten von Konvektion am häufigsten und intensivsten über dem südlichen Thüringer Wald und dessen Ostrand zu beobachten, während Nordthüringen eine deutlich geringere Aktivität solcher Unwetterereignisse aufweist. Eine Abschätzung mittels globaler Klimamodelle und daraus abgeleiteten Wetterlagen zeigt unter Berücksichtigung des RCP8.5 Klimaszenarios für die nahe Zukunft (2016-2045) eine Zunahme des Gefährdungspotentials durch konvektive Unwetter. Aufgrund des Anstiegs feuchter Wetterlagen (49 % auf 82 %) erhöht sich die Zunahme der Gefährdung für den Zeitraum 2071-2100 noch deutlicher. Im Vergleich zu diesem statistischen Ansatz nimmt die projizierte Gefährdung durch extreme Ereignisse erheblich zu (Faktor 6), wenn die Ergebnisse expliziter Simulationen konvektiver Ereignisse mit einem regionalen Klimamodell (mit horizontaler Gitterdistanz von 1 km) und eine Zunahme der Tage mit konvektiven Extremereignissen berücksichtigt werden. Ein Anstieg der Gefährdung durch konvektive Unwetter in der Zukunft ist wahrscheinlich. Eine Quantifizierung bleibt jedoch unsicher.
Seit nunmehr 20 Jahren findet regelmäßig alle zwei Jahre das Symposium "Tektonik — Strukturgeologie — Kristallingeologie" (TSK) statt. Die Tagung soll insbesondere jungen Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit bieten, ihre Ergebnisse zu diskutieren und einem breiten Fachpublikum vorzustellen. Dies ist natürlich besonders attraktiv, wenn auch die ‚alten Hasen‘ der Zunft eifrig dabei sind.
In diesem Jahr wird schon TSK 11 — nach Tübingen, Erlangen, Graz, Frankfurt, Salzburg, Freiberg, Freiburg und Aachen nun zum zweiten Mal nach 1994 wieder in Göttingen durchgeführt. Wir freuen uns, auch dieses Mal wieder ein vielseitiges Tagungsprogramm präsentieren zu können. Die vorgestellten Arbeiten befassen sich mit Geländebeobachtungen, Laboranalysen und -experimenten bis hin zu Computermodellierungen. Im Maßstab reichen sie vom submikroskopischen Bereich bis hin zu ganzen Orogenen. Dabei werden sowohl duktile als auch spröde Deformationsprozesse beleuchtet. Regionale Geologie ist ebenso Thema wie auch eher angewandte Fragestellungen.
Um die einzelnen Beiträge schnell auffinden zu können, wurden diese alphabetisch nach Erstautoren geordnet. Aus Zeitgründen konnte nur der kleinere Teil der mehr als einhundert eingegangen Beiträge in das Vortragsprogramm aufgenommen werden. Auf parallele Vortragssitzungen haben wir bewusst verzichtet. Besonderen Raum für anregende Diskussionen sollen auch die thematisch zusammengestellten Postersitzungen bieten, für die wir spezielle Zeiten eingeräumt haben. Hierzu werden Poster jeweils vorher im Plenum kurz vorgestellt.
Die eingegangenen Manuskripte wurden, wie bei TSK üblich, für die Publikation keinem Gutachterverfahren unterzogen. Daher sind die jeweiligen Autoren allein für den Inhalt verantwortlich. ...
Innerhalb einer Stadt bildet sich durch die dichte Bebauung und den erhöhten Energieumsatz gegenüber dem Umland ein davon deutlich abweichendes "Stadtklima" aus. Dieses ist beispielsweise durch eine höhere Temperatur in der Stadt gekennzeichnet, welche zur Ausbildung der sogenannten städtischen Wärmeinsel führt. Zudem lassen regionale Klimamodelle für die nächsten Jahrzehnte Klimaänderungen erwarten, die sich in den städtischen Ballungsräumen durch die Überlagerung mit der städtischen Wärmeinsel deutlich belastender auswirken als im Umland. Dies ist für die Menschen von elementarem Interesse, da bereits heute mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten lebt. Der Klimawandel findet bereits statt: 60-jährige Messungen des Deutschen Wetterdienstes am Flughafen Frankfurt/Main belegen einen signifikanten Anstieg des Jahresmittels der Lufttemperatur von 0,35 °C pro Dekade. Die Anzahl der mittleren jährlichen Sommertage, das sind Tage an denen die Lufttemperatur 25 °C erreicht oder überschreitet, weist ebenfalls einen signifikanten Trend von 4,3 Tagen pro Dekade auf. Wenn dieser beobachtete Trend unverändert weiterginge, so wären für die Klimaperiode 2021 - 2050 durchschnittlich etwa 21 Sommertage pro Jahr mehr als in der Klimaperiode 1971 - 2000 zu erwarten. Eine zuverlässige Abschätzung muss jedoch die erwartete Änderung klimarelevanter Spurenstoffe berücksichtigen und daher auf den verfügbaren globalen und regionalen Klimaprojektionen basieren. Ziel der Untersuchung war es deshalb, auf der Basis von Projektionen regionaler Klimamodelle die Auswirkungen des Klimawandels für detaillierte Stadtstrukturen aufzuzeigen. Mit Hilfe eines Stadtklimamodells und der am Beispiel Frankfurt/Main entwickelten sogenannten „Quadermethode“ (Früh et al., 2011) konnte erstmals sowohl die vergangene als auch die zukünftige Wärmebelastung für Frankfurt am Main unter Berücksichtigung der vielfältigen Bebauungsstrukturen und sonstiger Flächennutzungen simuliert werden. Auch die klimatischen Auswirkungen der größeren Planungsvorhaben der Stadt wurden in diesem Zusammenhang untersucht. Auf der Grundlage des moderaten IPCC Emissionsszenarios A1B ergibt sich für das Stadtgebiet von Frankfurt bis zum Jahr 2050 eine Zunahme der mittleren jährlichen Anzahl von Sommertagen von derzeit etwa 44 Tagen pro Jahr, um weitere 5 bis 31 Tage. Damit wird Mitte des Jahrhunderts im Sommerhalbjahr jeder zweite bis vierte Tag in Frankfurt wärmer als 25 °C sein. Gleichzeitig wird auch die mittlere jährliche Anzahl "Sommerabende", das sind Abende an denen es um 22 Uhr noch mindestens 20 °C warm ist, um 5 bis 33 Tage ansteigen. Auch die Anzahl der "heißen Tage" mit einer Höchsttemperatur von mindestens 30 °C und der Tropennächte mit Lufttemperaturen, die nicht unter 20 °C sinken, wird deutlich zunehmen. Aufgrund der heute noch geringen Anzahl solcher Tage lassen sich für die Zukunft derzeit keine verlässlichen Aussagen treffen. Dies gilt auch für alle Untersuchungen, die für die Klimaperiode 2071 - 2100 durchgeführt wurden. Die Studie zeigt, dass die Zunahme der Sommertage bis Mitte des Jahrhunderts sich nicht signifikant zwischen dicht und locker bebauten Stadtteilen unterscheidet. Die Wärmebelastung wird also gleichermaßen stark zunehmen und zukünftig auch dort am höchsten sein wo sie es heute schon ist. Die Unterschiede zwischen Stadt und Umland werden sich aber nicht wie befürchtet verschärfen. Aber die Wahrscheinlichkeit, dass Hitzesommer – wie beispielsweise im Jahr 2003 – häufiger auftreten werden, nimmt bis Mitte des Jahrhunderts zu. Betrachtet man unterschiedliche Bebauungsstrukturen in Frankfurt, so belegen die Modellergebnisse zusätzlich, dass in dicht bebauten Gebieten, wie zum Beispiel der Innenstadt, die Wärmebelastung mit bis zu 54 Sommertagen pro Jahr bereits heute am stärksten ist. Hochhäuser, wie im Frankfurter Bankenviertel, können den Effekt dichter Bebauung zwar durch ihre abschattende Wirkung zumindest tagsüber etwas mildern. Da allerdings der Effekt der nächtlichen Wärmeinsel durch die Hochhäuser verstärkt wird, ist keineswegs als Anpassungsmaßnahme auf den Hochhausbau zu setzen. Neben den Auswirkungen der regionalen Klimaänderungen auf die Stadt werden auch die Auswirkungen bereits geplanter Veränderungen der Stadt untersucht. Dabei kann gezeigt werden, dass eine Umwandlung von bebauten Flächen in Grünflächen die durch den Klimawandel erwartete Zunahme an Sommertagen und -abenden etwa halbieren würde. Umgekehrt kann eine Verdichtung der Bebauung die erwartete Zunahme an Sommertagen und -abenden nahezu verdoppeln. Die Auswirkungen solcher Maßnahmen werden aber lokal sehr begrenzt sein. Um der erwarteten regionalen Klimaerwärmung im gesamten Stadtgebiet gegenzusteuern ist daher eine klimagünstige Gestaltung der Stadt in möglichst vielen Stadtbereichen notwendig. Parks und Grünanlagen nehmen unter zukünftigen Klimabedingungen somit in ihrer Bedeutung stark zu.
Nach dem aktuellen Stand der Klimaforschung, der vor allem im jüngsten Bericht des ‘Intergovernmental Panel on Climate Change’ (IPCC) zusammengefaßt ist, liegt es nahe, von einem menschlichen Einfluß auf das globale Klima zu sprechen.Wenn es nicht gelingt, die bestehenden Wirtschafts- und Lebensweisen zu ändern, droht mit großer Wahrscheinlichkeit eine globale Klimaänderung in einem Ausmaß und in einer Geschwindigkeit, wie sie in den letzten 10.000 Jahren (im jüngeren Quartär) niemals aufgetreten ist. Um die deshalb zum Schutz des Klimasystems notwendigen Emissionsreduktionen zu bestimmen, wendet der Beirat das bereits 1995 in der Stellungnahme zur ersten Vertragsstaatenkonferenz genutzte Konzept der „Toleranzfenster“ erneut an. Dabei wird der für die kommenden 200 Jahre noch verbleibende Handlungsspielraum durch die normative Vorgabe von auf keinen Fall hinnehmbaren ökologischen, ökonomischen und sozialen „Leitplanken“ der Klimaentwicklung und der Klimapolitik ermittelt. Die Summe der Leitplanken definiert das „Toleranzfenster“ im Klimaschutz. Der Beirat geht davon aus, daß entsprechend dem „Berliner Mandat“ von 1995 und den in der Klimarahmenkonvention niedergelegten völkerrechtlichen Grundsätzen zunächst nur die in Anlage I aufgeführten Staaten (Industrieländer) durch konkrete Reduktionsziele in die Pflicht genommen werden. Für die Verteilung von Pflichten zwischen den einzelnen Ländern empfiehlt der Beirat den sogenannten „Pro-Kopf-Ansatz“ als grundsätzliches Kriterium, wobei in einer Übergangsphase andere Ansätze vorübergehend zum Einsatz kommen können. Daraus ergibt sich notwendigerweise ein stark verengter Handlungsspielraum für die Industrieländer. Der Beirat kommt zu dem Ergebnis, daß sein 1995 in der Stellungnahme zur ersten Vertragsstaatenkonferenz vorgeschlagenes Emissionsprofil („WBGUSzenario“) nur dann als mit den ökologischen, ökonomischen, sozialen und völkerrechtlichen Leitplanken verträglich ist, wenn es sich nicht nur auf Kohlendioxid bezieht, sondern auch die anderen wichtigen Treibhausgase wie Methan und Distickstoffoxid berücksichtigt.
Der Beirat gibt ein globales CO2-Reduktionsziel an, das in einem „Invers-Szenario“ auf der Grundlage mathematisch-physikalischer Modelle berechnet wurde. Aus der Analyse der ökologisch und ökonomisch vermutlich noch tragbaren Belastungen durch Klimaänderungen wird zunächst ein „Toleranzfenster“ für die zulässigen Klimaentwicklungen festgelegt. Ökologische Grenzen ergeben sich dabei aus der Maximaltemperatur und den Temperaturgradienten, an die sich die Biosphäre noch anpassen kann. Ökonomische Grenzen sind durch die für die Weltwirtschaft gerade noch zumutbaren Klimafolgekosten bestimmt. Die Hauptergebnisse des Szenarios sind: • Die anthropogenen CO2-Emissionen müssen langfristig, d.h. über mehrere Jahrhunderte, nahezu auf Null reduziert werden. Dabei läßt das Klimasystem allerdings beträchtliche Freiheiten zu, was die Gestaltung des Emissionsprofils anbetrifft. • Die Fortsetzung der gegenwärtigen Emissionspraxis (Business as Usual) würde uns zwar noch ca. 25 Jahre Zeit geben, dann aber innerhalb weniger Jahre einen solch drastischen Minderungszwang erfordern, daß kaum Strukturen und Technologien vorstellbar sind, die diese Minderung erbringen könnten. • Deshalb erscheint dem Beirat ein Emissionsprofil umsetzbar und sinnvoll, bei dem die globalen CO2-Emissionen, nach einer Übergangszeit von etwa 5 Jahren, über mehr als 150 Jahre um jährlich knapp 1% reduziert werden. • Dadurch kommen vor allem auf die Industrieländer mittelfristig große Reduktionspflichten zu. Der Beirat regt an, die aus der Selbstverpflichtung Deutschlands zur Minderung der CO2-Emissionen entstehenden Maßnahmen konsequent zu verwirklichen. International sind Vereinbarungen abzuschließen, die über das Jahr 2000 hinausreichen.
Northern Chile, which includes the extremely arid Atacama Desert and the semiarid Andean Highlands, has more than 100 basins with interior drainage; most contain salars (salt-ilncrusted playas). The area of interior drainage totals more than 38,000 square miles, within which salara and clay playas extend over a total area of about 2,800 square miles. In addition, hills and valleys in the Atacama Desert are extensively covered either with a thin hard saline crust, chiefly salt-cemented soil, or with a powdery soil that has a high content of saline material, chiefly anhydrite and gypsum. The region has an exceptional variety of types of hard saline crusts that are generally rare in other deserts, and many morphological and structural salt features, some of which may be unique. Soft saline crusts and clay playas, more characteristic of arid regions elsewhere, are also present. Hard salar crusts have formed by deposition of saline material in open water or by capillary migration and evaporation of near-surface ground water. Such crusts generally range from a few inches to several feet in thickness. Locally, crusts may attain thicknesses of several tens of feet, and one salar, Salar Grande, is a basin filled with high. purity rock salt to a local depth of at least 560 feet. Six general types of hard salar crusts are distinguished: (1) layered massive rock salt with a rugged surface, (2) slabby or nodular silty rock salt, (3) rugged gypsum or anhydrite, (4) massive coarsely crystalline rock salt, (5) smooth rock salt, and (6) silty nitrate-bearing saline crust. Soft surfaces or crusts include moist gypsum-bearing crusts, which commonly contain nodules and layers of ulexite in Andean salars, and moist to dry puffy soils and crusts that contain gypsum, thenardite and mirabilite as the principal saline constituents. An unusual chemical feature of the salars and the desert soils of northern Chile is the general paucity of carbonate minerals (for example, trona, calcite, and aragonite) which are widespread in other desert regions. Among the many morphological and structural features that can be recognized in and near salars of northern Chile, the most unusual occur in hard rock-salt crusts, which in themselves are scarce in other arid regions. Included are features due to corrosion of rock-salt crusts by windblown water or free-flowing surface water, such as: (1) salt cusps and crenulate margins of salars, (2) salt channels, (3) salt pseudobarchans, and (4) salt tubes. Constructional features in the salars include: (1) gypsum buttresses at borders of saline ponds, (2) salt veins, (3) salt stalactites, and (4) salt cones. In some salars, new fresh-water springs have formed steep-walled brine pools in thick rock-salt crusts. Prominent salt cascades and constructional salt terraces have been built up in one Andean valley by springs that are fed by brine from a nearby salar (Salar de Pedernales). Sag basins and prominent scarps occur along faults that cut through the salt mass of Salar Grande. Of, the 67 closed basins in the Andean Highlands of northern Chile, at least 35 show shorelines or deltas of former perennial lakes. Today only flve perennial lakes occur in this area. The former lakes probably formed at one or more times during the Pleistocene and perhaps continued to form into Holocene time. They indicate a climate that was either more rainy or cooler, or both, during the time of their formation. However, the absence of glacial features throughout most of the northern Chilean Andes indicates that the climate during the Pleistocene glacial stages was not greatly different from today's climate. It is estimated that perennial lakes would form in nearly all thil Andean basins if the mean annual rainfall of the region above 10,000 feet in altitude were increased to 15 inches from its present 8 inches, and if the mean annual temperature were about 2° F. less than it is at present.