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Institut für Bio- und Geowissenschaften

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DFG Transregio 32

Muster und Strukturen in Boden-Pflanzen-Atmosphären-Systemen: Erfassung, Modellierung und Datenassimilation

D2 – Experimentelle Studien zur raum-zeitlichen Struktur des Energie-, Wasser- und CO2 Austausches zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche

Der Sonderforschunsgbereich (SFB/TR32) ist ein interdisziplinäres Forschunsgprojekt der Universitäten Aachen, Bonn, Köln und des Forschunsgzentrum Jülich und beinhaltet eine weite Bandbreite von Naturwissenschaften welche sich mit den Flüssen zwischen Boden, Vegatation und Atmosphäre beschäftigen. Die Austauschprozesse des Systems Boden-Vegetation-Atmosphäre umfassen den Transfer von Massen, Energie und Impulsen. Diese sind untrennbar miteinander verbunden und führen zu Wechselwirkungen innerhalb des Systems welche die Quantifizierung und Vorhersagbarkeit erschweren. Trotz der Heteorogenität und Variabilität von natürlichen Systemen prägen sich raum-zeitliche Strukturen und Muster auf unterschiedlichen Skalen aus.

Transregio 32


Das Ziel des SFB/TR32 ist es diese Strukturen und Muster zu charakterisieren, um ein qualitatives und quantitatives Verständnis des Systems Boden-Vegetation-Atmosphäre zu erlangen und somit die Vorhersagbarkeit des Wasser-, Energy-, und CO2-Transfers zu verbessern.


Der Projektteil D2, welcher in Kooperation zwischen dem IBG-2 und dem Meteorologischen Institut der Universität Köln, AG Prof. S. Crewell durchgeführt wird, beschäftigt sich insbesondere mit der detaillierten Untersuchung der Mechanismen des Austauschs zwischen Pflanzen und Atmosphäre. Hierfür werden Langzeituntersuchungen des Pflanzenbestandes mittels kontinuierlicher hyperspektraler Fernerkundungsinstrumente genutzt. Diese Untersuchungen werden ergänzt durch Thermal-, Infrarotspektroskopie-, und Wolkenradarmessungen. Weiterhin werden im Rahmen dieses Projekts mehrere Überflugkampagnen mit neuartigen, spektral höchstauflösenden Sensoren durchgeführt, die räumliche Karten des funktionellen Zustandes der Vegetationsoberfläche liefern. Diese nichtinvasiven Messtechniken werden mit fortschrittlichen, auf Datenassimilation basierenden, Modellierungsverfahren kombiniert um numerische Modellvorhersagen von Wasser-, Energy-, und CO2-Transfer unter Berücksichtigung der ermittelten Strukturen unterschiedlicher Skalen zu verbessern.

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