outreach Report 2010

Zweijahresbericht 2008/2009

Report 2008/2009

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft

Zweijahresbericht 2008/2009

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft

Report 2008/2009

Inhalt Content

11

1. Vorwort | Introduction

17

2. Ausgewählte Forschungsthemen | Selected research topics

Methanemission aus dem Permafrost im Lena-Delta

Torsten Sachs, Julia Boike

Neue Biomarker belegen Schwankungen der arktischen Meereisbedeckung während der letzten 30.000 Jahre

Juliane Müller, Rüdiger Stein

18

Methane emission from permafrost in the Lena River Delta

24

New biomarkers reveal fluctuations in Arctic sea ice cover during the past 30,000 years

Die Stabilität des Westantarktischen Eisschildes – Ergebnisse der ANDRILL Tiefbohrungen

Gerhard Kuhn, Frank Niessen

28

The stability of the West Antarctic ice sheet – results of ANDRILL deep drilling operations

Meeresalgen global - detaillierter Blick aus dem All

32

Detailed view from space – marine algae globally observed

Astrid Bracher, Tilman Dinter, Ilka Peeken, Bettina Schmitt

Was verrät der Jahreszyklus über die Klimaentwicklung der letzten Millionen Jahre?

Thomas Laepple, Gerrit Lohmann

36

What does the annual cycle tell us about climate change in the last millions of years?

Der Puls der Atmosphäre: Dekadisches

40

The pulse of the tmosphere: The decadal

Auf und Ab

Ups and Downs

Dörthe Handorf, Klaus Dethloff, Sascha Brand, Matthias Läuter

Das Eisendüngungsexperiment LOHAFEX

46

The Iron Fertilization Experiment LOHAFEX

Philipp Assmy, Christine Klaas, Victor Smetacek, Dieter Wolf-Gladrow

Ein nützliches genetisches Erbe - Wie alte

Gene das Überleben in neuen Lebensräumen

52

A convenient genetic heritage - How ancestral genes help to survive in new habitats

ermöglichen

Doris Abele, Ellen Weihe, Magnus Lucassen, Christoph Held, Kevin Pöhlmann

Verursacher von Muschelvergiftungen identifiziert

58

Cause of Shellfish Poisoning Identified

Urban Tillmann, Malte Elbrächter, Bernd Krock, Uwe John, Allan Cembella

Mikrobielle Stoffumsätze im Klimawandel

62

Climate change and the microbial cycling of organic matter

Anja Engel, Judith Piontek, Mascha Wurst, Nicole Händel, Mirko Lunau, Corinna Borchard

80

84

88

67

68

70

3. Forschung | Research

PACES

3.1 TOPIC 1: The changing Arctic and Antarctic

3.2 TOPIC 2: Coastal change

3.3 TOPIC 3: Lehrstunden aus der Erdgeschichte | Lessons from the past

3.4 TOPIC 4: Das Erdsystem aus polarer Perspektive | The Earth System from a Polar Perspective

94

4. Helmholtz-Nachwuchsgruppen | Helmholtz Young Investigator Groups

96

5. Entwicklungen in den Fachbereichen | Progresses in the scientific divisions

119

6. Tiefseeökologie und -technologie (HGF-MPG) | Deep-sea ecology and technology (HGF-MPG)

125

7. Logistik und Forschungsplattformen | Logistics and research platforms

158

8. Nationale und internationale Zusammenarbeit | National and international cooperation

168

9. Wissenschaftliches Rechenzentrum | Scientific data processing centre

180

10. Bibliothek | Library

186

192

11. Technologietransfer | Technology transfer

12. Kommunikation und Medien | Communications and Media

198

203

13. Schulprojekt | School project

14. Personeller Aufbau und Haushaltsentwicklung | Personnel structure and budget trends

209

15. Veröffentlichungen, Patente | Publications, patents

213

Anhang | Annex

Solvin Zankl

Das Titelfoto und einige Fotos der Zwischentitel für diesen Zweijahresbericht stammen von dem Naturfotografen Solvin Zankl und aus einem internen

Wettbewerb für den Kalender 2010.

Im AWI-Kalender für dieses Jahr stellte das Alfred-

Wegener-Institut seine Arbeit mit den besten Fotos seiner Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen vor. Eine Auswahl haben wir auch für den Zweijahresbericht verwendet.

„Das Meer hat mich schon früh in seinen Bann gezogen“ sagt der Kieler Naturfotograf Solvin Zankl.

„Auf Helgoland, wo diese Bilder entstanden, spüre ich die Hochsee.“ Nach Abschluss seines Studiums der Meeresbiologie machte er seine zweite Leidenschaft, die Fotografie, zu seinem Beruf. Solvin Zankl hat außerdem 2007 an einer Expedition der ,Polarstern‘ durch den Atlantik teilgenommen.

Solvin Zankl

The cover photo and some of the photos under the subheadings in this biennial report are from the wildlife photographer Solvin Zankl as well as from an internal competition for the 2010 calendar.

The Alfred Wegener Institute calendar for this year comprises the best photographs of women and men at work, taken by AWI employees. We used a selection for the biennial report.

„The ocean has fascinated me from an early age” says the wildlife photographer Solvin Zankl from

Kiel. „On Heligoland, where these pictures were taken, I feel close to the open ocean.“ After completing his studies in marine biology, he made photography, his second passion, to his profession. In

2007, Solvin Zankl participated in a ‘Polarstern‘ expedition across the Atlantic Ocean.

6

Organe der Stiftung Organisation of the Foundation

Die Mission der Helmholtz-

Gemeinschaft

Wir leisten Beiträge zu großen und drängenden Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch strategisch-programmatisch ausgerichtete Spit- zenforschung in den Bereichen Energie, Erde und

Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum.

Wir erforschen Systeme hoher Komplexität unter

Einsatz von Großgeräten und wissenschaftlichen

Infrastrukturen gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern.

Wir tragen bei zur Gestaltung unserer Zukunft durch Verbindung von Forschung und Technologieentwicklung mit innovativen Anwendungs- und Vorsorgeperspektiven.

The Mission of the Helmholtz

Association

We contribute to solving grand challenges which face society, science and industry by performing top- rate research in strategic programmes in the fields of Energy, Earth and Environment, Health, Key Technologies, Structure of Matter, Transport and Space.

We research systems of great complexity with our large-scale facilities and scientific infrastructure, cooperating closely with national and international partners.

We contribute to shaping our future by combining research and technology development with innovative applied and forward-planning perspectives.

Organe der Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

Organisation of the Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research

Kuratorium

Mitglieder

Ministerialdirektorin

Bärbel Brumme-Bothe

(Vorsitzende), Bundes- ministerium für Bildung und Forschung, Bonn

Staatsrat Carl Othmers

(stellv. Vorsitzender),

Senatorin für Bildung und

Wissenschaft der Freien

Hansestadt Bremen

Ministerialrat

Prof. Dr. Diethard Mager

Bundesministerium für

Wirtschaft und Technologie,

Berlin

1

Dr. Ingo Winkelmann

Vortragender Legationsrat

1. Klasse, Auswärtiges Amt,

Berlin

Staatsrat

Dieter Mützelburg

Senatorin für Finanzen der

Freien Hansestadt Bremen

Ministerialdirigent

Dr. Josef Glombik

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg,

Potsdam

Michael Wagner

Ministerialrat beim Ministerium für Wissenschaft,

Wirtschaft und Verkehr des Landes Schleswig-

Holstein, Kiel

Prof. Dr. Eva-Maria Pfeiffer

(Vorsitzende des Wissenschaftlichen Beirats), Universität Hamburg, Institut für

Bodenkunde

Sandra Ahrens

Mitglied der Bremischen

Wissenschaftlicher Beirat

Mitglieder

Prof. Dr. Peter Gruss,

Präsident der Max-Planck-

Gesellschaft ständiger Vertreter:

Prof. Dr. Bo Barker Jørgensen,

Präsident Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

Prof. Dr. Matthias Kleiner,

Präsident der Deutschen

Forschungsgemeinschaft

Bürgerschaft, Bremen

Niels Stolberg

Geschäftsführender Gesellschafter, Beluga Shipping

GmbH, Bremen

Prof. Dr. Joachim Treusch

Präsident der Jacobs

University Bremen ständiger Vertreter:

Dr. André Freiwald

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Institut für Paläontologie

Prof. Dr. Hans-Joachim Kümpel, Präsident der Bundesanstalt für Geowissenschaften

Prof. Dr. Peter Herzig

IFM-GEOMAR, Kiel

Prof. Dr. Maria-Theresia

Schafmeister, Universität

Greifswald, Institut für geologische Wissenschaften,

Greifswald

1 (im zweijährigen Wechsel mit und Rohstoffe, Hannover ständiger Vertreter:

Dr. Christian Reichert,

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe im Geozentrum, Hannover

Dir. & Prof. Dr. habil Cornelius Hammer, Leiter der

Gerd Conrad, Bundesministerium

für Ernährung, Landwirtschaft

und Verbraucherschutz, Bonn)

Bundesforschungsanstalt für

Fischerei, Hamburg ständiger Verstreter: NN

Prof. Dr. Wilfried Müller,

Rektor der Universität Bremen ständiger Vertreter:

Prof. Dr. Wilhelm Hagen

Universität Bremen

Fachbereich Biologie -

Marine Zoologie

Prof. Dr. Eva-Maria Pfeiffer,

Vorsitzende Universität Hamburg

Prof. Dr. Martin Heimann

(stellv. Vorsitzender)

Prof. Konrad Steffen

Cooperative Institute for

Research in Environmental

Sciences (CIRES), USA

Prof. Peter Henry Burkill,

Director Sir Alister Hardy

Foundation for Ocean Science, United Kingdom

Prof. Dr. Olav Eldholm,

Department of Earth Science

Universitetet i Bergen,

Norwegen

Prof. Dr. Karen J. Heywood,

University of East Anglia

School of Environmental Sciences, Great Britain

Prof. Dr. Douglas William

Roy Wallace, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften

Chemische Ozeanographie

Forschungsbereich Marine

Biogeochemie

7

8

Organe der Stiftung Organisation of the Foundation

Dr. Dominique Raynaud,

Laboratoire de Glaciologie et éophysique de l‘Environment,

Frankreich

Dr. Leif Gunnar Anderson,

Göteborg University

Department of Chemistry,

Schweden

Prof. Dr. Martin Claußen

Geschäftsführender Direktor Max-Planck-Institut für

Meteorologie, Hamburg

Teilnehmer

MinDir Bärbel Brumme-

Bothe, (Vorsitzende) des

Kuratoriums des AWI, Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin

Staatsrat Carl Othmer, (stellv.

Vorsitzende) des Kuratoriums des AWI, Senatorin für

Bildung und Wissenschaft,

Bremen

Dr. Brigitte Kleinen (vorerst für Dr. Bienhold) (Vertreterin)

Senatorin für Bildung und

Wissenschaft, Bremen

Prof. Dr. Karin Lochte, Direktorin der Stiftung Alfred-

Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Bremerhaven

Dr. Heike Wolke, Verwaltungsdirektorin der Stiftung

AWI

Prof. Dr. Heinz Miller,

Stellvertreter der Direktorin der Stiftung AWI

Prof. Dr. Karen Helen

Wiltshire, Stellvertreterin der

Direktorin der Stiftung AWI

Prof. Dr. Dieter Wolf-

Gladrow, Vorsitzender des

Wissenschaftlichen Rates der

Stiftung AWI

Dr. Karsten Gohl, Stellvertreter des Vorsitzenden des

Wissenschaftlichen Rates der

Stiftung AWI

Wissenschaftlicher Rat

Vorsitz

Prof. Dr. Dieter Wolf-

Gladrow

Dr. Karsten Gohl

(Stellvertreter)

Mitglieder

Dr. Ragnhild Asmus

Dr. Thomas Brey

Prof. Dr. Alan Cembella

Prof. Dr. Klaus Dethloff

Dr. Eberhard Fahrbach

Prof. Dr. Rüdiger Gerdes

Dr. Gunnar Gerdts

Dr. Christian Hass

Prof. Dr. Wolfgang Hiller

Prof. Dr. Hans-Wolfgang

Hubberten

Dr. Wilfried Jokat

Dr. Rainer Knust

Prof. Dr. Gerrit Lohmann

Prof. Dr. Heinrich Miller

Dr. Roland Neuber

Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner

Dr. Claudio Richter

Prof. Dr. Michael Schlüter

Dr. Michael Schröder

Dr. Jens Schröter

Dr. Ralf Tiedemann

PD Dr. Ulrike Wacker

Prof. Dr. Karen Wiltshire

Prof. Dr. Dieter Wolf-Gladrow

Ständige Gäste

Prof. Dr. Antje Boetius

Prof. Dr. Franciscus Colijn

(GKSS)

Dr. Ursula Schauer

(Frauenbeauftragte)

Dr. Hartwig Gernandt

Prof. Dr. Peter Lemke

Prof. Dr. Karin Lochte

Margarete Pauls

(Pressesprecherin)

Dr. Stefan Hain

Prof. Dr. Karsten Reise

Ingo Schewe (Personalrat)

Dr. Heike Wolke

Direktorium

Prof. Dr. Karin Lochte,

(Direktorin)

Dr. Heike Wolke,

(Verwaltungsdirektorin)

Prof. Dr. Heinrich Miller,

(Stell. Direktor/AWI)

Prof. Dr. Karen Helen

Wiltshire, (Stell. Direktorin/

AWI)

Dr. Stefan Hain,

(Wissenschaftliches Referat)

Dr. Angelika Dummermuth,

(Wissenschaftliches Referat)

(Stand 10.12 . 2009)

Wissenschaftlicher Beirat

(Prof. Dr. Pfeiffer)

Nationale Büros

Geschäftsstelle des

Wissenschaftlichen Beirats

der Bundesregierung

Globale Umweltveränderungen

(WBGU)

(Dr. Paulini)

Senatskommission für Ozeanographie

(Prof. Dr. Lochte)

Klimabüro für Polargebiete

und Meeresspiegelanstieg

(Dr. Treffeisen)

Ombudsmann

(Prof. Dr. Augstein)

Nutzerbeiräte

(Großgeräte)

Wissenschaftlicher Rat

(Prof. Dr. Wolf-Gladrow)

Personalrat

(Schewe)

Frauenbeauftragte

(Prof. Dr. Schauer)

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

Direktorium

Prof. Dr. Lochte · Dr. Wolke

Prof. Dr. Miller · Prof. Dr. Wiltshire

Wissenschaftliches Referat

(Dr. Dummermuth, Dr. Hain)

Administratives Referat

(Friederich)

Angewandte Forschung/

Technologietransfer

(Dr. Sauter)

Arbeitsschutz

(Marold)

EU-Forschungsförderung

(Dr. Biebow)

Innenrevision

(Sündermann)

Kommunikation und

Medien

(Pauls)

Rechtsabteilung

(Ruholl)

Kuratorium

(MinDir’in Brumme-Bothe)

Internationale Büros

International Permafrost

Association (IPA)

(Prof. Dr. Hubberten)

International Arctic

Science Committee (IASC)

(Dr. Rachold)

World Radiation Monitoring

Center

(Dr. König-Langlo)

Integrated Ocean Drilling

Program (IODP)

(Prof. Dr. Stein)

ICSU World Data Center for

Marine Environmental Sciences

(WDC-MARE)

(Dr. Grobe)

Wissenschaftliche Fachbereiche, Forschungsgruppen und allgemeine Dienste

Geowissenschaften

(Prof. Dr. Tiedemann)

Geophysik

(Dr. Jokat)

Glaziologie

(Prof. Dr. Miller)

Periglazialforschung

(Prof. Dr. Hubberten)

Marine Geologie und Paläontologie

(Prof. Dr. Tiedemann)

Marine Geochemie

(Prof. Dr. M. Schlüter)

Dr. Boike

Dr. Eisen

Prof. Dr. Herzschuh

Dr. Mollenhauer

Dr. Schlindwein

Biowissenschaften

(Prof. Dr. Bathmann)

Polare Biologische Ozeanographie

(Prof. Dr. Bathmann)

Marine Biogeowissenschaften

(Prof. Dr. Wolf-Gladrow)

Funktionelle Ökologie

(Prof. Dr. Brey)

Bentho-Pelagische Prozesse

(Prof. Dr. Richter)

Integrative Ökophysiologie

(Prof. Dr. Pörtner)

Ökologische Chemie

(Prof. Dr. Cembella)

Ökologie von Schelfmeersystemen

(Prof. Dr. Wiltshire)

Ökologie der Küsten

(Dr. R. Asmus)

HGF-MPG Brückengruppe

Tiefseeökologie und -technologie

(Prof. Dr. Boetius)

Wissenschaftliche Nachwuchsgruppen

Dr. Engel

Dr. Niehoff

Dr. Rost

Dr. Metfies

Klimawissenschaften

(Prof. Dr. Lemke)

Atmosphärische Zirkulationen

(Prof. Dr. Dethloff)

Meteorologie der Polargebiete

(PD Dr. Wacker)

Messende Ozeanographie

(Dr. Fahrbach)

Ozeandynamik

(Dr. J. Schröter)

Meereisphysik

(Prof. Dr. R. Gerdes)

Dynamik des Paläoklimas

(Prof. Dr. Lohmann)

Dr. Bracher

Infrastruktur/

Verwaltung

Logistik und Forschungsplattformen

(Dr. Nixdorf)

Rechenzentrum und Datenbanken

(Prof. Dr. Hiller)

Bibliothek

(Brannemann)

Bau und Facility Management

(D. Neumann)

Allgemeine Verwaltung und

Organisation

(Bong)

Personalabteilung

(Hornke)

Finanzen

(Ewen)

Einkauf

(Eilers, komm.)

(Stand 31.12 . 2009)

9

1. Vorwort Introduction

11

12


1. Die Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

2008 und 2009

Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz - Gemeinschaft (AWI) gehört zu den weltweit führenden Einrichtungen der Polarforschung und liefert signifikante Beiträge zur internationalen Erdsystem- und Klimaforschung in den Polarregionen und Küstengewässern. Als

Helmholtz-Zentrum unterstützt es die Mission der

Helmholtz-Gemeinschaft, Lösungen für große und drängende wissenschaftliche Herausforderungen mit gesellschaftlicher Relevanz zu erarbeiten.

Die Beobachtungen der Temperaturveränderungen in den Polarregionen zeigen eine etwa doppelt so rasche Erwärmung in der Arktis und auf der Antarktischen Halbinsel im Vergleich zum globalen Mittel.

Diese rasche Erwärmung betrifft nicht nur die Polarregionen, sondern hat weltweite Auswirkungen. Das

Schmelzen der Eisschilde in Grönland und in der

Westantarktis beschleunigt den Meeresspiegelanstieg, die Verringerung des Meereises beeinflusst das globale Klima, der Verlust von Permafrostregionen

ändert ganze Landschaften und setzt Klimagase frei und tiefgreifende Veränderungen des polaren Ökosystems sind als Folge zu erwarten. Im September 2009 betrug die Ausdehnung des arktischen Meereises am

Ende des Sommers nur noch etwa 70 % des langfristigen Mittelwertes der Jahre 1979 bis 2000 und bestätigte damit die Entwicklung der letzten drei Jahre.

1. The foundation Alfred Wegener

Institute for Polar and Marine

Research 2008 und 2009

The Alfred Wegener Institute for Polar and Marine

Research in the Helmholtz Association (AWI) is one of the worlds leading institutions in polar research and contributes significantly to international earth system and climate research in Polar Regions and coastal waters. As a Helmholtz centre it supports the mission of the Helmholtz Association to develop solutions for the major and urgent scientific challenges with social relevance.

Observations of the temperature changes in the

Polar Regions show that the Arctic and the Antarctic

Peninsula are getting warmer twice as fast as the rest of the world (global mean). This rapid warming not only affects the Polar Regions but has a global impact. The melting of the ice sheets in Greenland and the western parts of Antarctica increases the rise of sea level, the reduction of sea ice influences the global climate, the loss of permafrost regions changes whole landscapes and emits greenhouse gases, and severe alterations of the polar ecosystems are expected as a result.

In September 2009, the sea ice cover in the Arctic at the end of summer reached only 70% of the long term mean value from 1979 to 2000, thereby confirming the trend of the last three years. This develop-

Diese Entwicklung kann in Zukunft den Zugang zu den arktischen Gewässern und Schifffahrtsrouten erleichtern, wodurch verstärkte politische und wirtschaftliche Interessen auf diese Regionen gelenkt werden. Arktisforschung ist daher ein Thema von hoher Dringlichkeit und wird international stark unterstützt. Das Alfred -Wegener-Institut sieht es als eine seiner wichtigsten Aufgaben an, die raschen

Veränderungen in den Polarregionen zu verfolgen.

Auch die fortschreitenden Änderungen durch menschliche Nutzung und Klimawandel an den Küsten der

Nordsee und der Arktis sind zentrale Themen. Gute

Beobachtungssysteme sind dabei notwendig, um die treibenden Prozesse zu analysieren und Modelle für die Erfassung dieser Veränderungen und für Vorhersagen zu entwickeln. Diese Beiträge der Forschung sind grundlegend, um den Schutz der Umwelt sichern zu können.

Der globale Klimawandel und seine regionalen

Ausprägungen bilden den Schwerpunkt im aktuellen

Forschungsprogramm PACES (Polar Regions and Coasts in Changing Earth System). Dieses Forschungsprogramm, das nach intensiver Vorbereitung 2008 von einer externen Gutachtergruppe der HGF sehr positiv begutachtet wurde, tritt nun an die Stelle des ersten

MARCOPOLI Programms und wird die Forschungen des AWI bis 2013 leiten. Es werden zwei neue Themen im PACES Programm aufgegriffen: Veränderungen der arktischen Küsten werden im Vergleich zu Änderungen der heimischen Küsten analysiert; die Einzelergebnisse werden im neuen TOPIC 4 in übergreifenden

Modellen zusammengeführt.

ment may ease access to arctic waters and shipping routes, leading to heightened political and economic interest in these regions. Arctic research is therefore an issue of great urgency and is strongly supported internationally. The Alfred Wegener Institute considers work on the rapid changes in the Polar

Regions as one of its most important tasks. The increasing changes to the coasts of the North Sea and the

Arctic due to human use and climate change are central themes as well. Good observation systems are therefore necessary to analyse the driving processes and to generate models which capture the changes and predict future developments. These contributions of our research are necessary to be prepared for measures to protect the environment.

Global climate change and its regional characteristics are the focus of the current research programme

PACES (Polar Regions and Coasts in Changing Earth

System). This research programme, after intensive preparations in 2008, was evaluated extremely positively by an external Helmholtz review group. It replaces the first programme MARCOPOLI and will guide research at the AWI until 2013. Two new themes were taken up in the PACES programme: changes of the Arctic coasts are analysed in comparison with coasts of the temperate regions; the individual results are merged in overarching models under the new TOPIC 4.

13

14


Seit Oktober 2009 stärkt der neue Helmholtz -Verbund „Regionale Klimaänderungen“ (REKLIM), an dem unter AWI-Koordination sieben Helmholtz-Zentren beteiligt sind, den Schwerpunkt der regionalen

Klimaänderung. Das 2008 am AWI eröffnete Regionale Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg sorgt für den Transfer der wissenschaftlichen

Ergebnisse in die Gesellschaft.

FS ,Polarstern‘ konnte als erstes konventionelles, nicht atomar angetriebenes Schiff im Sommer 2008 den Nordpol in einer Saison umrunden. Für Forschungen auf dem sibirischen Schelf fuhr das Schiff durch die kanadische Nordwestpassage und kehrte

über die russische Nordostpassage zurück. Diese

Fahrt zeigt deutlich, welch starker Rückgang des

Meereises zu verzeichnen ist. Das neue Forschungsflugzeug ,Polar 5‘ hat in einer großen Kampagne eine umfangreiche Vermessung der Meereisdicke nördlich von Grönland, Kanada und den USA durchgeführt, die wichtige Daten für die Modellierung der Schmelzprozesse des Meereises liefern.

Nach 17 Jahren zuverlässiger Nutzung wurde die alte

Antarktisstation Neumayer II geschlossen und der Bau der neuen Station konnte nach harter und schwieriger

Bauzeit, die sich über zwei Saisons hinzog, abgeschlossen werden. Am 28. Februar 2009 nahm Bundesforschungsministerin Prof. Annette Schavan die neue ,Neumayer-Station III‘ in Betrieb, mit der der deutsche Beitrag zum Internationalen Polarjahr (IPY)

2007/2008 realisiert wurde. Die neue Antarktisstation schafft hervorragende Voraussetzungen für langfristige Forschung und ist ein wichtiger Bestandteil der internationalen wissenschaftlichen und logistischen Zusammenarbeit in der Antarktis. ,Neumayer-

Station III‘ hat ihren ersten antarktischen Winter

Since October 2009, the new Helmholtz Regional

Climate Change Initiative (REKLIM), supported by seven Helmholtz Centres under the leadership of the AWI, strengthens the focus on regional climate change. The transfer of the results to society is carried out by the Climate Service Center for Polar Regions and sea level rise, established at the AWI in

October 2008.

In summer 2008, the RV ‘Polarstern‘ became the first conventional, not-nuclear powered, vessel able to circumnavigate the North Pole in one season.

In order to carry out research on the Russian-Siberian shelf, the vessel passed through the Northwest

Passage off Canada and returned via the Northeast

Passage off Russia. This cruise demonstrated clearly the extensive decrease in sea ice. The new research aircraft ‘Polar 5‘ carried out a large campaign to comprehensively measure the thickness of sea ice north of Greenland, Canada and the USA, which provided important data for modelling of sea ice melting processes.

The old Antarctic research station Neumayer II was closed after 17 years of reliable use. The construction of the new station was completed after two seasons of hard and difficult work. On 28 February

2009, the German Minister of Education and

Research, Prof. Annette Schavan, officially put the new ‘Neumayer Station III‘ into service, thereby realising the German contribution to the International

Polar Year (IPY) 2007-2008. The new Antarctic station offers outstanding conditions for long-term research and is an important component of the international scientific and logistic cooperation in Antarctica. ‚Neumayer Station III‘ has endured its first

Antarctic winter successfully. We are grateful to our

erfolgreich überstanden. Wir sind unseren Zuwendungsgebern und auch dem Bauteam sehr dankbar, dass diese technisch innovative Infrastruktur errichtet werden konnte.

Am 19. Juni 1959 kehrte die Biologische Anstalt

Helgoland (BAH) mit der offiziellen Einweihung ihrer neuen Gebäude, die die im Krieg zerstörten Häuser ersetzten, auf die Insel Helgoland zurück. Am 20.

Juni 2009 haben wir dies mit einem Festakt, sowie einem Tag der offenen Tür gefeiert. Auch wenn sich die Schwerpunkte der Forschung in den vergangenen

50 Jahren geändert haben, ist die Hauptaufgabe der

BAH das Ökosystem der Nordsee und die Effekte anthropogener Einflüsse auf dieses System zu untersuchen und Langzeitänderungen zu dokumentieren.

Änderungen in den Wechselwirkungen zwischen

Räuber- und Beuteorganismen sind dabei genauso wichtig wie die Effekte von neuen Arten und neuen

Habitaten. Auch innerhalb des AWI entwickelt sich die BAH ständig weiter. Mit Hilfe diverser Machbarkeitsstudien planen wir jetzt die komplette Renovierung der in den 50er Jahren entstandenen Gebäude, damit wir das Ziel, in den nächsten Jahren unsere Klimafolgenforschung klimafreundlich zu gestalten, erreichen können.

Viele interessante wissenschaftliche Ergebnisse werden in diesem Zweijahresbericht präsentiert. Wir danken

Zuwendungsgebern, Mitarbeitern, Freunden und Förderern, die diese Forschungsarbeit ermöglicht haben.

financial supporters, as well as the building team, which made it possible to erect this technically innovative infrastructure.

On 19 June 1959 the Biologische Anstalt Helgoland (BAH) returned back to Heligoland, officially opening the new buildings, which replaced those that were destroyed during the war. With a celebration followed by an open day of the institute this 50 th anniversary was commemorated on 20 June 2009.

Despite the changes in the main scientific interests during the last decennia, the main focus of the BAH remains: to investigate the North Sea ecosystem, understand the effects of anthropogenic influences, and document long-term changes. Shifts in the interactions between predators and prey, as well as the effects of changes in community composition and habitat structure are our main interest. The BAH continues to develop constantly. Several studies were carried out to investigate the possibilities to renovate the buildings that are now 50 years old. For the future we aim to produce as little CO

2

as possible in our studies on the effects of global change on ecosystems.

This biennial report would like to present many interesting scientific results. We thank the funding agencies, staff, friends and supporters, who enabled this research.

15

2. Ausgewählte Forschungsthemen

Selected research topics

17

18

2. Ausgewählte Forschungsthemen Selected research topics

Methanemission aus dem

Permafrost im Lena-Delta

Torsten Sachs, Julia Boike

Die globale Erwärmung zeigt sich in den hohen Breiten der nördlichen Hemisphäre stärker und schneller als in den mittleren oder niederen Breiten. Fast 1700

Gigatonnen organischer Kohlenstoff sind nach neuesten Schätzungen in den ausgedehnten Dauerfrostgebieten der Nordhalbkugel gespeichert - deutlich mehr als in der gesamten globalen Vegetation oder auch der Atmosphäre.

Permafrost reagiert äußerst sensibel auf steigende

Temperaturen. Daher ist zu befürchten, dass eine weitere Erwärmung der arktischen und subarktischen

Permafrostgebiete den Boden großflächig tiefer auftauen könnte. Große Mengen des darin gespeicherten Kohlenstoffs würden dabei für die mikrobielle

Zersetzung verfügbar werden, Kohlendioxid oder

Methan könnten produziert und freigesetzt werden.

Als äußerst wirksame Treibhausgase könnten sie bei einer Freisetzung in erheblichen Mengen zu einer weiteren Erwärmung der Atmosphäre führen. Derzeitige Klimamodelle berücksichtigen diese beträchtlichen, zusätzlichen Mengen nur unzureichend.

Permafrost-Gebiete in den hohen Breiten sind von gewaltiger Ausdehnung und daher nur mit großem

Aufwand zu erschließen. Die vorhandene Datenbasis eignet sich kaum für gesicherte regional oder gar global gültige Aussagen über die aktuelle und zukünftige

Entwicklung der Methanemissionen aus Dauerfrostböden.

Methane emission from permafrost in the Lena River Delta

Torsten Sachs, Julia Boike

Global atmospheric warming is stronger and faster in the northern high latitudes than in the middle or lower latitudes. Almost 1700 gigatons of organic carbon are currently estimated to be stored in the extensive permafrost areas of the northern hemisphere – much more than in the entire global vegetation or in the atmosphere.

Because permafrost is very sensible to rising temperatures, there is concern that continued warming of the Arctic and Subarctic permafrost areas would result in spatially extensive thawing of the soil. Large quantities of the stored carbon would then become available for microbial decomposition, which could lead to the production and emission of CO

2

or methane as very climate relevant greenhouse gases.

These emissions would cause an additional warming if emitted in large quantities. Current global climate models do not sufficiently account for these large amounts of additional greenhouse gas.

Scientific studies in the vast high latitude permafrost areas require substantial logistical efforts.

Therefore, the existing database is very limited and barely able to support sound regional or global estimates of the current or future development of methane emissions from permafrost soils.

Abb. 1: Eddy-Kovarianz Messsystem zur Bestimmung der vertikalen

CO

2

und Methanflüsse zwischen Boden und Atmosphäre.

Fig. 1: Eddy covariance system to measure vertical

CO

2

and methane fluxes between the soil and the atmosphere. (Photo: T. Sachs)

19

20


80

60

40

20

CH4 flux wind speed

0

9 Jun

16

Jun

23

Ju n

30 Jun

7 Jul

14 Jul 21

Ju l

28 Ju l

4 Aug

Date (2006)

11

Aug

18

Aug

25

Au g

1 Sep 8 Sep

15

Se p

22 Se p

6

4

10

8

2

Abb. 2: Saisonale Dynamik der Windgeschwindigkeit und der davon stark abhängigen Methanemissionen aus der Feuchtgebiets-Tundra im Lena-

Delta. Dargestellt sind jeweils Tagesmittelwerte.

Fig. 2: Seasonal dynamics of wind speed and methane emissions from wet polygonal tundra in the Lena River Delta that strongly depend on wind speed. The graph shows daily averages.

(Graphic: T. Sachs)

In arktischen Ökosystemen ist die Menge des freigesetzten Methans schwer zu messen. Zeitlich und räumlich variieren die Emissionen so stark, dass repräsentative Aussagen aufgrund der bisher vorwiegend angewandten Methoden kaum möglich sind.

Die Studien konzentrieren sich fast ausschließlich auf sehr kleine räumliche Skalen von bis zu etwa einem Quadratmeter. Dabei werden geschlossene

Kammersysteme verwendet.

Wissenschaftler setzen seit 2002 an der Russisch-

Deutschen Station Samoylow zusätzlich die über mehrere Hektar integrierende so genannte Eddy-Ko- varianz Methode ein (Abb. 1, eddies = Wirbel). Das sibirische Lenadelta ist einer der weltweit wenigen

Standorte für diese - im Gegensatz zum Kammersystem - nicht-invasive mikrometeorologische Methode.

Die viermonatige Expedition Lena-2006 lieferte damit erstmals kontinuierlich Daten zur Methanemission in der Fläche über eine gesamte Vegetationsperiode hinweg: von der Schneeschmelze an bis nach dem ersten Schneesturm.

The amounts of released methane cannot be easily quantified in Arctic ecosystems. Most studies are based on very small spatial scales of up to 1 m² using closed chamber systems. But emissions vary significantly in terms of time and space, so that general conclusions should not be derived from this commonly used.

Since 2002, scientists at the Russian-German research station Samoylov have also used the eddy covariance method, which integrates fluxes across several hectares (Fig. 1). The Siberian Lena River

Delta is one of the few study sites globally, where this non-invasive (as opposed to closed chambers) micrometeorological method has been deployed.

During the four-month expedition Lena-2006, continuous areal methane emission data were collected, covering for the first time an entire vegetation period from snow melt until the first blizzards.

21

22


Der Vergleich beider Messmethoden zeigt deutliche

Unterschiede: Kleinräumige Messungen ergeben punktuell hohe Emissionen im saisonalen Mittel von bis zu 100 mg m

-2

d

-1

. In der weiteren Umgebung aber sind weder Menge noch zeitliche Dynamik repräsentativ. Die Messdaten lassen hier im Mittel weniger als 20 mg m -2 d -1 Methanemission erkennen.

Das wichtigste Ergebnis ist jedoch: In der Feuchtgebiets-Tundra sind Methanemissionen ganz entscheidend durch die Eigenschaften der unteren Atmosphäre gesteuert - neben den bekannten bodenbürtigen Faktoren, wie z.B. der Bodentemperatur. Vor allem die

Stärke der atmosphärischen Turbulenz (direkt abhängig von der Windgeschwindigkeit, Abb. 2) und die

Luftdruckentwicklung beeinflussen die Methanemissionen erheblich. Dabei spielen die großen Wasserflächen der Landschaft die entscheidende Rolle. Über den Tundra-Gewässern ist der Gasaustausch mit der

Atmosphäre von den genannten atmosphärischen

Größen Turbulenz und Luftdruck abhängig. In aktuellen Prozessmodellen zur Methanemission sind sie als treibende Einflussgrößen jedoch nicht berücksichtigt.

The comparison between the two methods revealed substantial differences: Small-scale measurements showed locally very high methane emissions of up to

100 mg m -2 d -1 in the seasonal average. However, neither with regard to the total amount nor with regard to the temporal dynamics these results could be considered being representative for a larger area.

Here, the average methane emissions were less than

20 mg m -2 d -1 .

However, the most important result is: In wet polygonal tundra, methane emissions are to a large degree determined by conditions of the lower atmosphere

– in addition to the well-known soil related parameters such as soil temperature. Above all, atmospheric turbulence (directly dependent on wind speed, Fig.

2) and pressure have a strong influence on methane emissions due to the presence of spatially significant water surfaces in the region. Gas exchange between water surfaces and the atmosphere is known to be dependent on atmospheric turbulence and pressure.

In current process models for methane emissions, these parameters are not recognized as driving forces.

Abb. 3: Das Lena-Delta Anfang Juni 2006 ca.

30 km westlich der Station Samoylow.

Die Methanemissionen dieser heterogenen Landschaft aus verschieden großen Seen, Flußarmen, und Altarmen in einer Matrix aus polygonalen

Frostmusterstrukturen können schon auf wenigen

Metern stark variieren.

Fig. 3: The Lena River Delta at the beginning of

June 2006 about 30 km west of the station Samoylov. Methane emissions from this heterogeneous landscape of different-sized lakes, river channels and backwaters in a matrix of polygonal frost pattern vary greatly on a scale of few meters.

(Photo: T. Sachs)

23

24


Neue Biomarker belegen Schwankungen der arktischen Meereisbedeckung während der letzten 30.000 Jahre

Juliane Müller, Rüdiger Stein

Meeresströmungen regulieren den Wärme- und Salzgehalt in den Gewässern der südlichen und nördlichen Breiten und beeinflussen damit stark das globale

Klima. Ein kräftiges Schwungrad dieses thermohalinen Zirkulationssystems arbeitet in der Framstraße, der Tiefwasserpassage zwischen dem Arktischem und dem Atlantischen Ozean. Kalte Wassermassen und

Meereis aus der Arktis treffen hier auf warmes Atlantikwasser. Verändert sich dieser gewaltige Austauschprozess, kommt es zu Fluktuationen der Meereis- bedeckung in der Framstraße, die mit Abkühlungs- und Erwärmungsphasen im Nordatlantik einhergehen.

Organisch-geochemische Untersuchungen eines

Sedimentkerns (PS2837-5) aus der nördlichen Framstraße (siehe Abb. 4) liefern nun Beweise für extreme

Schwankungen der Meereisbedeckung. Mit Hilfe von

Biomarkern konnte so erforscht werden, wann die

Framstraße während der letzten 30.000 Jahre eisbedeckt oder eisfrei war. Biomarker sind molekulare Fos- silien, die in den Sedimentschichten konserviert sind.

Zwei Biomarker standen dabei im Blickpunkt der

Untersuchung (Abb. 5): Der Biomarker IP

25

gilt als

Indiz für Eisbedeckung, denn er wird von Algen produziert, die im Meereis leben. Der Biomarker Brassicasterol hingegen wird von Algen gebildet, die im offenen Wasser leben, und ist somit ein Anzeiger für eisfreie Perioden. Die Kombination beider Parameter ermöglicht es, verschiedene Eisbedingungen zu rekonstruieren.

New biomarkers reveal fluctuations in Arctic sea ice cover during the past

30,000 years

Juliane Müller, Rüdiger Stein

Ocean currents mainly influence global climate by controlling the heat and salinity transfer between southern and northern latitudes. A powerful driving mechanism of this thermohaline circulation system is located in the Fram Strait, the only deep-water passage between the Arctic and Atlantic Ocean, where cold water and sea ice from the Arctic and warm Atlantic water converge. Changes in this transfer process are linked to fluctuations of sea ice coverage in the Fram Strait. These are in concert with cooling and warming events in the North Atlantic.

The organic geochemical examination of a sediment core (PS2837-5) from the northern Fram Strait

(Fig. 4) provides clues for extreme fluctuations in sea ice coverage. By means of biomarkers it was possible to ascertain periods when the Fram Strait was either ice-covered or ice-free during the past 30,000 years. Biomarkers are molecular fossils, which are preserved within the sediment layers.

Two biomarkers were in the focus of the study (Fig.

5): the biomarker IP

25

is produced by algae living in the sea ice and serves as an indicator for ice coverage. The biomarker brassicasterol, on the contrary, is produced by algae living in the open water and thus indicates ice-free periods. The combination of both parameters enables the reconstruction of different sea ice conditions.

PS2837-5

SPITZ-

BERGEN

GRØNLAND

ISLAND

SKANDINAVIEN

Abb. 4: Warme (rot) und kalte (blau)

Meeresströmungen aus dem Atlantischen bzw. dem Arktischen Ozean beeinflussen die

Meereisbedingungen in der Framstraße.

Fig. 4: Warm (red) and cold (blue) ocean currents from the Atlantic and the

Arctic Ocean impact the sea ice conditions in the Fram Strait.

Map based on Figure 1: IBCAO 2008 (Jakobsson, M., R. Macnab, L. Mayer, R. Anderson, M. Edwards,

J. Hatzky, H. W. Schenke, and P. Johnson (2008), An improved bathymetric portrayal of the Arctic Ocean:

Implications for ocean modeling and geological, geophysical and oceanographic analyses, Geophysical

Research Letters, DOI: doi: 10.1029/2008gl033520.)

heutige Sommer-Meereisbedeckung

modern summer sea ice extent

heutige Winter-Meereisbedeckung

modern winter sea ice extent

LGM Sommer-Meereisbedeckung

LGM summer sea ice extent

LGM Winter-Meereisbedeckung

LGM winter sea ice extent

LGM Eisschilde

LGM ice shields

25

26


permanente Eisbedeckung

permanent ice cover

saisonale Eisbedeckung

saisonal ice cover

Algenblüte

algal bloom

eisfreie Meeresoberfläche

ice-free water surface

Meereis

sea ice

Eisalgen

ice algae

Algenreste/Biomarker

algae remains/biomarkers

IP

25

Brassicasterol

IP

25

Brassicasterol

-

IP

25

Brassicasterol

++

++

Biomarkerkonzentrationen im Sediment

biomarker content within sediment

IP

25

Brassicasterol

-

++

Abb. 5: Schematische Darstellung unterschiedlicher Eisbedingungen mit variierender

Algenproduktivität und unterschiedlichen IP

25

- und Brassicasterolgehalten im Sediment.

Fig. 5: Schematic illustration summarizing different sea ice conditions with varying algal productivity and different IP

25

and brassicasterol contents within the sediment.

So deutet beispielsweise das Fehlen beider Biomarker während des letzten Glazialen Maximums vor ca.

20.000 Jahren auf eine permanente Eisbedeckung in der nördlichen Framstraße hin. Der Grund: Unter dem dicken Eispanzer herrschte andauernder Licht- und Nährstoffmangel, der auch das Wachstum der

Eisalgen ganzjährig verhinderte.

Wenn der Eismarker IP

25

in den Sedimenten fehlt, aber der Gehalt an Brassicasterol stark erhöht ist, kann auf eine eisfreie Zeit geschlossen werden: Eine sehr kurze aber heftige Erwärmung des Klimas vor ca.

15.000 Jahren, im frühen Bølling, ließ das arktische

Meereis so weit schrumpfen, dass die Framstraße während der gesamten Wachstumsperiode beider

Algentypen, also während der Frühlings- und Sommermonate, eisfrei blieb.

Während der letzten 5.000 Jahre, im späten Holozän, kommen beide Marker gleichzeitig vor: Die

Meerenge war nur saisonal (im Winter und Frühling) mit Eis bedeckt.

Diese Rekonstruktion unterschiedlichster Eisbedingungen zeigt deutlich, wie empfindlich die Arktis sogar auf kurzzeitige Klimaschwankungen reagiert.

Weitere Untersuchungen zur Paläo-Ausdehnung des

Meereises sollen Aufschluss über die Variabilität der ozeanisch-atmosphärischen Wechselbeziehungen geben und damit die Entwicklung zukünftiger Klimamodelle unterstützen.

The absence of both biomarkers during the Last Glacial Maximum about 20,000 years ago, for instance, suggests a permanent ice cover in the northern Fram

Strait. The lasting unavailability of light and nutrients under the thick pack ice also minimized the growth of the ice algae throughout the year.

Another case which refers to ice-free conditions is a lack of the ice proxy IP

25

while the brassicasterol content is highly increased: a short but significant warming of the climate about 15,000 years ago, the

Early Bølling, caused the Arctic sea ice to retreat so far that the Fram Strait remained ice-free during the entire growth period of both algal species (i.e., during spring and summer months).

The simultaneous occurrence of both biomarkers during the past 5,000 years, the Late Holocene, shows that the strait was only seasonally ice-covered

(i.e., during the winter and spring months).

This reconstruction of highly various sea ice conditions reveals how susceptible the Arctic is even to short-term climate fluctuations. Further examinations of the palaeo-extent of sea ice may provide valuable information about oceanic-atmospheric interactions and hence support the development of future climate models.

27

28


Die Stabilität des Westantarktischen

Eisschildes – Ergebnisse der ANDRILL

Tiefbohrungen

Gerhard Kuhn, Frank Niessen

ANDRILL ist ein multinationales Bohrprogramm, mit dem die geologische Entwicklung der Antarktis erforscht wird. Mit Hilfe von ANDRILL soll vor allem geklärt werden, wie sich die Antarktischen Eisschilde in der Vergangenheit veränderten, aber auch wie sie sich in der Zukunft verhalten werden. Von besonderem Interesse sind Zeiträume mit global deutlich wärmeren Klimabedingungen als heute. Dafür muss man

20 Millionen Jahre in die Erdgeschichte zurück blikken. Informationen über die Variation des globalen

Eisvolumens aus der Isotopenzusammensetzung mariner Mikrofossilien sind für diesen Zeitraum vorhanden. Die Reaktion der regionalen polaren Eiskappen ist jedoch nur unzureichend bekannt.

Das Westantarktische Eisschild (WAIS) überdeckt heute einen Archipel und befindet sich nahezu im

Schwimmgleichgewicht. Daraus ergibt sich die Frage:

Wie stabil ist das WAIS und welchen Einfluss hat es auf globale Meeresspiegel-Änderungen?

Bohrungen in natürliche Archive vor Ort sollen dar-

über Aufschluss geben, denn hier finden sich gespeicherte Informationen aus der Vergangenheit. Das

„Victoria Land Basin“ des westlichen Rossmeeres ist ein solches Naturarchiv der Antarktis. Günstige geologische Bedingungen haben Sedimente konserviert, die in Zeiten mit kälteren und wärmeren Klimabedingungen im Vergleich zu heute abgelagert wurden.

In der ersten ANDRILL-Phase 2006 und 2007 wurden vom McMurdo Schelfeis, als Teil des Ross Schelfeises,

The stability of the West Antarctic ice sheet – results of ANDRILL deep drilling operations

Gerhard Kuhn, Frank Niessen

ANDRILL is a multinational drilling programme involving research on the geological development of the Antarctic. The chief objective of ANDRILL is to help in clarifying how the Antarctic ice sheet changed in the past as well as how it will behave in the future. Of particular interest are periods with significantly warmer global climate conditions than today. For this purpose it is necessary to look back

20 million years in the Earth’s history. Information on the variations in the global ice volume gained from the isotopic composition of marine micro- fossils is available for this period. However, not enough is known about the response of the regional polar ice caps.

Today the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) covers an archipelago and is in a nearly isostatic equilibrium. This leads to the question: How stable is the

WAIS and what influence does it have on global changes in the sea level?

Drilling into natural geological archives is aimed at providing answers to this question, since these archives contain stored information from the past.

The Victoria Land Basin of the western Ross Sea is such a natural archive in the Antarctic. Favourable geological conditions have preserved sediments that were deposited in times when climate conditions were colder and warmer than the present.

2A

1B

Ross Island

Ross Ice Shelf

Abb. 6: Lage der Bohrungen AND-1B und AND-

2A in der Nähe von Ross Island; das Bohrcamp AND-

1B auf dem McMurdo Schelfeis; das „Rac-Zelt“ in

McMurdo, hier wurden die geochemischen XRF-

Messungen durchgeführt; der XRF-Core-Scanner im Flugzeug auf dem Weg zurück nach Neuseeland.

Fig. 6: Location of AND-1B and AND-2A dril- lings near Ross Island; the AND-1B drilling camp on the McMurdo Ice Shelf; the “Rac tent“ in McMurdo, the geochemical XRF measurements were carried out here; the XRF drilling core scanner in the aircraft on the way back to New Zealand.

(Photo 1: http://www2.jpl.nasa.gov/pub/images/ browse/ross_1227_arrows_browse.jpg,

Photo 2: T. Naish, Photos 3 und 4: G. Kuhn)

29

30

2. Ausgewählte Forschungsthemen Selected research topics und vom Meereis im südlichen McMurdo Sound die bisher tiefsten Bohrungen in der Antarktis (AND-1B

1285 Meter; AND-2A 1139 Meter, Kerngewinn ca.

98 %) in das „Victoria Land Basin“ abgeteuft. Die gewonnenen Proben wurden in den vergangenen zwei Jahren ausgewertet.

Das Alfred-Wegener-Institut übernahm sechs Prozent der Bohrkosten. Zwölf deutsche Wissenschaftler konnten teilnehmen, davon fünf vom Alfred-Wegener-Institut. Sie untersuchten den Bohrkern gesteinsphysikalisch und geochemisch (Abb. 6).

Die erbohrten Gesteinstypen und deren Interpretation ergaben für die vergangenen sechs Millionen

Jahre (6 Ma) drei Szenarien für die Paläo-Umwelt des

McMurdo Schelfeises (Abb. 7): I. eine auf dem Untergrund aufliegende Eiskappe, II. ein Schelfeis wie in der heutigen Situation und III. offenes Wasser.

Orbitale Oszillationen im 41.000 - Jahreszyklus haben den Wechsel von Eiskappe zu Schelfeis und offenem Wasser gesteuert. Modellierungen und die geologischen Befunde zeigen einen periodischen

Zerfall des WAIS (zuletzt beobachtet vor 1,07 Ma) bei gegenüber heute nur leicht erhöhten globalen Temperaturen (+3 Grad Celsius) und Kohlendioxd-Gehalten. Während dieser Super-Warmzeiten ergeben

Modellierungen einen Beitrag der Antarktis zur Meeresspiegelerhöhung von ca. sieben Metern.

Erste Ergebnisse archäobotanischer Arbeiten der

AND-2A Bohrung zeigen für das Klima-Optimum im

Mittleren Miozän (MMCO; 15,7 Ma) eine abrupte

Warmphase in der Antarktis: Ein verstärkter Süßwassereintrag verringerte den Salzgehalt bei reduziertem

Meereisvorkommen. Landtemperaturen im südlichen

Rossmeer erreichten 10 Grad Celsius (mittlere Temperatur Januar), mittlere saisonale Temperaturen der

Meeresoberfläche zwischen 0 und 11,5 Grad Celsius.

The first ANDRILL phase in 2006 and 2007 involved the deepest sedimentary drill holes in the Antarctic to date (AND-1B 1285 m; AND-2A 1139 m, core recovery approx. 98%) in the Victoria Land Basin from platforms on the McMurdo Ice Shelf, as part of the Ross Ice Shelf, and sea ice in southern McMurdo

Sound. The samples obtained were analysed in the past two years.

The Alfred Wegener Institute supported six percent of the drilling costs. Twelve German scientists were able to take part, five of them from the Alfred Wegener Institute. They conducted petrophysical and geochemical investigations on the drill core (Fig. 6).

The types of rock drilled through and their interpretation resulted in three scenarios for the paleoenvironment of the McMurdo Ice Shelf for the past six million years (Ma) (Fig. 7): I. An ice cap grounded at its base, II. an ice shelf as in the present situation and III. open water.

Orbital oscillations in a 41,000-year cycle have controlled the change from ice cap to ice shelf and open water. Models and geological findings show a periodic disintegration of the WAIS (last observed

1.07 Ma ago) at global temperatures (+3 °) and CO

2 concentrations only slightly higher than today.

Models result in a contribution of the Antarctic to a rise in sea level of approx. 7 metres during these super warm periods.

Initial results of archaeobotanical work on the

AND-2A drill core show an abrupt warm phase in the Antarctic for the Middle Miocene Climate Optimum (MMCO; 15.7 Ma). Land temperatures in the southern Ross Sea reached 10°C (mean temperature in January) while mean seasonal temperatures of the sea surface were between 0 and 11.5 °C. An increased input of freshwater lowered the salt concentration with reduced occurrence of sea ice.

Abb. 7: Drei rekonstruierte Umweltszenarien für das McMurdo Schelfeis (Material: Science

Management Office, Univ. Lincoln-Nebraska);

Bohrkern-Fotos (Breite ca. 8 cm), Alter und Lithologie der AND-1B Bohrung (grau = glazialmarine, terrigene Sedimente; gelb = Kieselalgen-Sediment; grün = Diamiktit, glazialer Till; orange = vulkanische Ablagerungen); Gehalt an biogenem Opal im

Sediment als Proxy für offen marine Umweltbedingungen ohne Schelfeis.

Age

[Ma]

0.8-

0.98

1.6

1.67-

1.94

2

2.63-

2.929

100

200

0

Depth

[mbsf]

3.46

300

3.387

400

4

3.68-

4.28

4.724

500

6

6.033

6.436

600

700

8

800

900

10

1000

1100

12

13.7

1200

0

Biogenic Opal [%]

20 40 60 1.2

1.6

Fig. 7: Three reconstructed environmental scenarios for the McMurdo Ice Shelf (material: Science

Management Office, Univ. of Nebraska-Lincoln); drilling core photos (width approx. 8 cm), age and lithology of the AND-1B drilling (grey = glacialmarine, terrigenous sediments; yellow = diatomaceous sediment; green = diamictite, glacial sediments, boulder clay; orange = volcanic deposits); content of biogenic opal in the sediment as proxy for open marine environmental conditions without ice shelf; total thickness of the sediment as proxy for compaction (due to ice and rock load).

2.0

2.4

31

32


Meeresalgen global - detaillierter

Blick aus dem All

Astrid Bracher, Tilman Dinter,

Ilka Peeken, Bettina Schmitt

Marines Phytoplankton lebt frei driftend in den Meeren und ist die Grundlage des Nahrungsnetzes. Als

Teil der biologischen Pumpe spielt die enorme Menge der mikroskopisch kleinen Algen eine bedeutende

Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Verschiedene

Algengruppen haben sowohl im marinen Nahrungsnetz als auch für unser weltweites Klima unterschiedliche Funktionen.

Zusammen mit dem Institut für Umweltphysik der

Universität Bremen entwickelte das Alfred-Wegener-

Institut PhytoDOAS, die Differentielle optische Absorptions-Spektroskopie, angewandt auf Phytoplankton. Die Methode PhytoDOAS nutzt Daten des

Sensors SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption

Spectrometer for Atmospheric CHartography), der seit 2001 von Bord des europäischen Umweltsatelliten ENVISAT vom Weltraum aus die Farbe der Weltmeere detektiert. Aus den Bildern können die

Verteilungen von bedeutenden Phytoplankton-Gruppen, Kieselalgen und Blaualgen, quantitativ als Konzentrationen in mg/m 3 abgeleitet werden. Algen gewinnen Energie aus Photosynthese mit bestimmten

Pigmenten, wie dem Chlorophyll, durch die Absorption des Sonnenlichts. Die aufgenommene Strahlung ergibt ein so genanntes Absorptionsspektrum, das aus den SCIAMACHY-Daten bestimmt werden kann. Aufgrund der Pigmentzusammensetzung ist jedes Spektrum für eine einzelne Algengruppe spezifisch. Eine qualitative Aussage ist somit möglich.

Detailed view from space – marine algae globally observed

Astrid Bracher, Tilman Dinter,

Ilka Peeken, Bettina Schmitt

In the open water, floating algae or marine phytoplankton are the basis of the marine food web. The large amount of the microscopic small algae as part of the biological pump plays within the global carbon cycle an important role. Different groups of algae have different functions and impact both in the marine food web and within our global climate.

Together with the Institute of Environmental Physics of the University Bremen, the Alfred-Wegener-

Institute developed PhytoDOAS, the Differential

Optical Absorption Spectroscopy applied to phytoplankton. The PhytoDOAS method uses data of the sensor SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption

Spectrometer for Atmospheric CHartography), which has been depicting ocean colour for seven years continuously on board the European environmental satellite ENVISAT. From the images quantitative distribution of important phytoplankton groups, diatoms and blue algae in concentrations of mg/m

3

can be derived. Algae conduct photosynthesis by absorbing sunlight through certain pigments, such as chlorophyll, generating energy. The absorbed radiation creates a spectral profile, which can be identified in SCIAMACHY data. Because each algae group has a specific pigment composition, every spectral profile is typical for the group and allows a quantitative evaluation.

Abb. 8: Der Umweltsatellit ENVISAT, auf dem der Sensor „Sciamachy“ die Farbe des Ozeans detektiert.

Fig. 8: The environmental satellite ENVISAT, detected on the sensor „Sciamachy“ the color of the ocean. (Photo: ESA=European Space Agency)

33

34


30

30

0

0

-30

-30

-60

-60

-90

-180

Diatoms in chl-a biomass retrieved with PhytoDOAS fromSCIAMACHY: 15. Oct-14. Nov 2005

90

90

5.00

180

3

Abb. 9: Globale Biomasse-Verteilungen von

Kieselalgen (Diatomeen, oben) und Blaualgen

(Cyanobakterien, unten) im Oktober/November

2005: Ergebnisse der radiometrischen Messungen des Satellitensensors SCIAMACHY auf ENIVSAT, analysiert mit der PhytoDOAS Methode.

Fig. 9: Global biomass distributions of diatoms

(upper panel) and blue algae (lower panel) in

October/November 2005: results of radiometric measurements of the satellite sensor SCIAMACHY on ENIVSAT analysed with the PhytoDOAS method.

Literature: Bracher A. Vountas M., Dinter T.,

Burrows J.P., Röttgers R., Peeken I. (2009):

Observation of cyanobacteria and diatoms from space using PhytoDOAS on satellite sensor SCIA-

MACHY data. Biogeosciences 6:751-764.

30

30

0

0

-30

-30

-60

-60

Cyanobacteria in chl-a biomass retrieved with PhytoDOAS fromSCIAMACHY: 15. Oct-14. Nov 2005

90

90

60

60

-90

-180

-180

0.00

0.00

0.01

0.01

-120

-120

0.05

0.05

0.10

0.10

-60

-60

0.20

0.20

0.30

0.30

0.40

0.40

0

0

0.50

0.50

0.60

0.60

60

60

0.70

0.70

1.00

1.00

120

120

180

Chl (mg/m )

Chl (mg/m )

10.00

180

3

Die Auswertung der Algengruppen muss zusätzlich die Absorption anderer Stoffe berücksichtigen, denn auch diese absorbieren Sonnenlicht, das von Erdoberfläche und Ozean zurück gestreut und vom

Satelliten gemessen wird: das Wasser selbst und die

Spurengase, z.B. Ozon, in der Atmosphäre. Nur unter

Beachtung aller Beiträge kann der Anteil des Phytoplanktons quantifiziert werden. Bei Wolken kann die

Farbe des Ozeans nicht vom Satelliten gesehen,

Algenkarten können nicht erstellt werden. Dann helfen nur die Messungen vor Ort. Absorptionseigenschaften und Zusammensetzung der Algen werden direkt an Wasserproben bestimmt und mit den Satellitendaten verglichen.

Wissenschaftler an Bord der deutschen Forschungsschiffe ,Polarstern‘, ,Maria S. Merian‘ und ,Sonne‘ nahmen während mehrwöchigen Schiffsexpeditionen im Atlantischen und Pazifischen Ozean Planktonproben. Die Satellitendaten wurden validiert, d.h. am Boden beim so genannten „ground truthing“

überprüft. Dabei und beim Vergleich mit einem globalen biogeochemischen Modell zeigt sich, dass die

Satellitenkarten die Verteilung der Algengruppen mit großer Genauigkeit wiedergeben.

Die einzelnen Gruppen von Phytoplankton wirken unterschiedlich auf das Klima und das marine Nahrungsnetz. Mit ihren Silikatschalen sind Kieselalgen wesentlich am Aufbau von biologischem Material beteiligt, das sich auf dem Grund des Ozeans ablagert. Blaualgen können selbst elementaren Stickstoff fixieren. Sie benötigen keinen organischen Stickstoff zum Wachsen. Die neuen Satellitenkarten ermöglichen es, zeitliche Veränderungen unterschiedlicher

Algengruppen global zu beobachten. Die Auswirkungen des Klimawandels werden damit besser sichtbar.

In the Analysis of algae groups the absorption of additional substances has to be considered because these also absorb sunlight being reflected from the earth’s and ocean surface and are then measured by the satellite: water itself and atmospheric trace gases, e.g. ozone. Only under consideration of all these contributions the phytoplankton can be quantitatively extracted. Clouds impede the satellite to recognize the colour of the ocean, so that algae maps cannot be created. Then only in-situ measurements help: the absorption characteristics and the composition of algae are directly determined on water samples and compared to the satellite data.

Scientist on-board the German research vessels

‘Polarstern‘, ‘Maria S. Merian‘ and ‘Sonne‘ sampled and analysed phytoplankton in the Atlantic and Pacific Oceans during several ship expeditions. The satellite data have been validated, i. e. ground truthed by real samples. These comparisons and comparisons to a global biogeochemical model showed that the satellite maps depict the distribution of the algae groups with high accuracy.

The interaction of the different groups of phytoplankton with climate and the marine food web is heterogenous. With their silicate shells, diatoms contribute considerably to the buildup of biominerals, which are deposited at the sea floor. Blue algae can fix elementary nitrogen and therefore do not need organic nitrogen for their growth. The new satellite maps enable us to observe the temporal changes of different algae groups. They are a tool for detecting many more effects of climate change.

35

36


Was verrät der Jahreszyklus über die Klimaentwicklung der letzten

Millionen Jahre?

Thomas Laepple, Gerrit Lohmann

Regelmäßige Temperatur-Schwankungen prägen das

Klima der Erde auf langen Zeitskalen. Eis- und Warmzeiten sind die bekanntesten Varianten. Sehr langsamer Klimawandel wird den Variationen der Erdbahn um die Sonne zugeschrieben: Exzentrizität der Erdbahn (~100,000 Jahre), die Neigung der Erdachse

(~41,000 Jahre) und die Präzession, das Taumeln der

Rotationsachse (~21,000 Jahre).

Die aktuelle Forschung geht gleichzeitig mehreren

Fragen nach: Über welchen Mechanismus haben die kleinen Schwankungen im Strahlungshaushalt einen

Einfluss auf das Klima? Sind diese Zyklen global aufgeprägt? Wie variieren sie von Ort zu Ort, variieren z.B. die Pole synchron oder gegenläufig? Die Analyse der Einstrahlung und Temperatur des modernen Jahresgangs, d.h. der letzten zehn bis 50 Jahre, helfen dabei weiter. Auch beim Gang der Jahreszeiten beeinflusst die Erd-Sonnengeometrie das Klima. Die

Einstrahlung kann berechnet werden, die moderne

Temperatur wird direkt gemessen. Also kann der

Zyklus genau analysiert werden.

Dabei zeigt sich, dass die Temperatur nicht einfach der Sonneneinstrahlung folgt. Die Erde reagiert - je nach Region – empfindlich oder aber weniger sensibel auf die Sommer- oder die Wintereinstrahlung

(Abb. 10). Verantwortlich dafür sind verschiedene

Faktoren: saisonale Änderungen der Meereisbedekkung, Variationen der Ozean-Deckschichttiefe, sowie saisonale Regenfälle. Solche jahreszeitabhängigen

What does the annual cycle tell us about climate change in the last millions of years?

Thomas Laepple, Gerrit Lohmann

Regular temperature variations are shaping the Earth’s climate on long time scales. Ice ages and interglacial ages are the most known variants. Very slow climate change is attributed to variations in the Earth’s orbit around the Sun: the eccentricity of the Earth’s orbit

(~100,000 years), the Earth’s axial tilt (~41,000 years) and the precession, the gyration of the rotation axis (~21,000 years).

Current research investigates several questions:

Which is the mechanism that transfers small variations in the radiation budget into an impact on climate? Are these cycles shaped globally? How do they vary from place to place; do the poles, for example, vary in a synchronous or in an opposite way? To approach these questions, it is useful to analyse the insolation and temperature of the modern seasonal cycle, i.e. the last ten to 50 years. The

Earth-Sun geometry influences the climate during the seasonal cycle as well. As the insolation can be computed and the modern temperature is directly measured, this cycle can be analysed in detail.

It becomes apparent that the temperature does not simply follow the solar insolation. Depending on the region, the Earth reacts more or less sensitive to summer or winter insolation (Fig. 10). This is caused by different factors: seasonal changes in sea ice cover, variations in the ocean mixed layer depth as well as seasonal rainfalls. These seasonally dependent reactions also have a long-term influence on climate

A B C D

100 300 150 250 350 450

0 200 400

300 400

60N

30N

EQ

30S

60S

B

C

A

D

180 90W

Abb. 10: Regionaler Zusammenhang zwischen

Oberflächentemperatur und Sonneneinstrahlung und Karte der jahreszeitlichen Temperatursensitivität. A: Auf Land, außerhalb der Tropen, reagiert die Temperatur auf die Einstrahlung aller Jahreszeiten gleichmäßig. B: Die geringere Tiefe der

Ozeandeckschicht im Sommer verstärkt Empfindlichkeit gegenüber Sommereinstrahlung. C:

Meereis im Winter stärkt die Reaktion auf die

Einstrahlung im Winterhalbjahr D: Regenfall im

Sommer schwächt den Einfluss der Sommereinstrahlung auf die Temperatur.

0 90E

Fig. 10: Regional relation between surface temperature and solar insolation and map of seasonal temperature sensitivity. A: On extratropical land areas, the temperature reacts homogeneously to insolation during all seasons. B:

The reduced depth of the ocean mixed layer in summer increases the sensitivity to summer insolation. C: Sea ice in winter reinforces the reaction to insolation in winter. D: Rainfall in summer weakens the impact of summer insolation on the temperature.

(Modified by: T. Laepple und G. Lohmann,

PO 2009.)

180

37

38


Reaktionen beeinflussen die Klimaentwicklung auch langfristig. Der Grund: Die Änderung der Erdbahn hält die mittlere Jahreseinstrahlung nahezu konstant, verteilt aber Energie zwischen den Jahreszeiten um, d.h. weniger Einstrahlung im Winter und mehr im

Sommer oder umgekehrt. Reagiert das Klima empfindlicher auf die Änderung der Einstrahlung einer

Jahreszeit, dann übersetzt sich das Einstrahlungssignal in ein langfristiges Temperatursignal und beeinflusst damit das Jahresmittel.

Wird diese gemessene Klimaantwort nun auf die

Einstrahlungskurve der letzten Millionen Jahre angewendet, ergibt sich: Ein Großteil der langfristigen Klimavariabilität, die mit Hilfe von komplexen Klima- modellen gemessen wurde, kann mit lokalen Re- aktionen auf höhere oder geringere Einstrahlung erklärt werden. Ferner werden je nach Region unterschiedlich starke Temperaturvariationen vorhergesagt

(Abb. 11). So kann die Temperatur einer Region von der Präzession geprägt sein, während eine Nachbarregion im Takt der Erdschiefe (Neigung) variiert. Klimaindikatoren bestätigen diese Beobachtung.

Auch bei der Interpretation von Klimaindikatoren lernen wir vom modernen Jahreszyklus. Durch den

Jahresgang der Schneeablagerung in Eisbohrkernen der Antarktis kann z.B. das Temperatursignal im Eiskern nicht als Jahresmittel aufgefasst werden: Weil im

Sommer Schnee verdunstet, geht ein Teil des Sommer- signals verloren. Das Temperatursignal im Eisbohrkern ist dadurch verzerrt. Entgegen dem klassischen

Ansatz, in der Temperaturrekonstruktion werde das nordhemisphärische Sommersignal und eine globale

Verbindung gefunden, kann das gefundene Muster der Präzession der Erdachse auch einfacher als lokale

Antwort auf die Einstrahlung in Verbindung mit der saisonalen Schneeablagerung interpretiert werden.

change. The reason: The variation in the Earth’s orbit keeps the mean annual insolation nearly constant, but it redistributes energy between the seasons, i.e. less insolation in winter and more in summer or vice versa. When the climate reacts sensitive to an insolation change of a specific season, the insolation signal translates into a long-term temperature signal and thus influences the annual mean.

The measured climate response is now applied to the insolation time-series of the last millions of years. The results: A large part of long-term climate variability, which was derived using complex climate models, can be explained by local reactions to insolation changes. Furthermore, the predicted temperature variations strongly depend on the region

(Fig. 11). The temperature in one area can thus be shaped by the precession cycle while an adjacent area varies in time with the Earth’s obliquity (tilt).

Climate indicators confirm this observation.

When interpreting climate indicators, we also learn from the modern annual cycle. Owing to the seasonal change of snow accumulation in Antarctic ice cores, the temperature signal in the ice core, cannot be interpreted as an annual mean: As snow evaporates in summer, part of the summer signal gets lost. The temperature signal in the ice core is thus biased. Contrary to the classical approach that the summer signal of the northern hemisphere is found in the Antarctic temperature reconstruction, the detected pattern of the precession of the Earth’s axis can also be interpreted more simply as a response to local insolation in combination with seasonal snow accumulation.

Exzentrizität (~100,000 Jahre)

60N

30N

EQ

30S

60S

Erdschiefe (~41,000 Jahre)

60N

30N

EQ

30S

60S

180 90W 0 90E

Abb. 11: Temperaturvariationen der letzten eine

Million Jahre. Die Karten zeigen die durch lokale

Einstrahlung erwartete Stärke der Temperaturschwankungen in den jeweiligen Rhythmen der

Erd-Sonnengeometrie.

Präzession (~21,000 Jahre)

180 90W 0 90E 180

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1 1,5 2 3 4 5

Stärke der erwarteten Temperaturvariationen auf den orbitalen Zeitskalen (°C)

180

Fig. 11: Temperature variations of the last millions of years. The maps show the strength of the temperature variations that are expected due to local insolation in the respective rhythms of the

Earth-Sun geometry.

Modified by: T. Laepple und G. Lohmann,

PO 2009.

Wie groß der relative Effekt der örtlich nahen und fernen Wirkungen ist, und ob ähnliche Prozesse auch

Klimadaten aus dem Ozeansediment betreffen, ist noch unbekannt. Um das vergangene Klima zu entschlüsseln, müssen wir wissen, wie sich das Strahlungssignal jahreszeitlich in das Klimasignal transferiert und wie Klimasignale in Klimaindikatoren

übersetzt werden.

It is still unknown how large the relative influence of the local and remote impacts is and whether similar processes also concern climate data from the ocean sediment. To decipher past climate, we must know how the insolation signal seasonally transfers into the climate signal and how climate signals are translated into climate indicators.

39

40


Der Puls der Atmosphäre:

Dekadisches Auf und Ab

Dörthe Handorf, Klaus Dethloff,

Sascha Brand, Matthias Läuter

Sektion Atmosphärische Zirkulationen

Atmosphärische und ozeanische Zirkulationssysteme bestimmen den mittleren Zustand der Atmosphäre, der dekadischen Schwankungen unterliegt. Betrachtet man die globale Mitteltemperatur der Erde, so ergibt sich über die letzten Jahrzehnte ein Erwärmungstrend, dem Perioden mit abnehmender Temperatur überlagert sind. Diese Temperaturentwicklung wird sowohl durch äußere Antriebsfaktoren als auch durch komplexe nichtlineare Prozessketten (z.B. die

Eis-Albedo-Rückkopplung) innerhalb des Klimasystems verursacht.

Computer-Modelle des Erdsystems ermöglichen ein besseres Verständnis dekadischer Klimaschwankungen. Diese Modelle offenbaren einen Schlüsselmechanismus der dekadischen Schwankungen: Das

Klimasystem erzeugt bevorzugte atmosphärische

Zirkulationszustände, und dekadische Variabilität entsteht durch unregelmäßige Übergänge zwischen diesen verschiedenen großskaligen Zirkulationszuständen.

The pulse of the atmosphere:

The decadal Ups and Downs

Dörthe Handorf, Klaus Dethloff,

Sascha Brand, Matthias Läuter

Section Atmospheric Circulations

The mean state of the atmosphere, characterised by decadal variations, is determined by atmospheric and oceanic circulation systems. By examining the global mean temperature of the Earth, a warming trend over the last decades is observed superimposed by periods with decreasing temperature. This temperature series is caused by external forcing factors as well as complex nonlinear processes (e.g. the ice-albedo feedback) within the climate system.

Computer models of the Earth system enable an improved understanding of decadal climate variations. These models have revealed a key mechanism: the climate system generates preferred atmospheric circulation states and decadal variability arises due to irregular transitions between the different largescale circulation states.

Für das Klima der Nordhalbkugel – insbesondere

Europas – spielt das Zirkulationsmuster der Arktischen Oszillation (AO) eine große Rolle. Es tritt in den zwei Zuständen der positiven (AO+) und negativen Phase (AO-) auf. In der positiven Phase zeigt das

Bodenluftdruckmuster starke Luftdruckunterschiede zwischen den Aktionszentren in der Arktis und den mittleren Breiten (Abb. 12a). Damit ist eine starke westliche Strömung mit verstärktem Transport warmer und feuchter Meeresluft nach Nord- und Mitteleuropa verbunden. Solche Verhältnisse traten in den

1990er Jahren gehäuft auf und verursachten die häufigen milden europäischen Winter. Dementsprechend sind in der Zeitreihe des AO-Index in Abb. 12b positive

Werte ablesbar. In der negativen Phase der AO mäandriert die großskalige atmosphärische Strömung viel stärker und transportiert kalte Polarluft nach Europa.

Simulationen des gegenwärtigen Klimas mit Klimamodellen zeigen, dass das räumliche Muster der AO sehr gut wiedergegeben wird. Der zeitliche Verlauf wird jedoch nicht abgebildet. Die simulierte AO-

Zeitreihe des Klimamodells des Max-Planck-Instituts,

Hamburg, (Abb. 12c) ist dafür exemplarisch.

The circulation pattern of the Arctic oscillation (AO) plays an important role for the climate of the Northern Hemisphere and especially that of Europe. The

AO appears in the two states of the positive (AO+) and negative phase (AO-). The pattern of the mean sea-level pressure displays strong pressure differences between the centres of action in the Arctic and in the mid-latitudes during the positive phase

(Fig. 12a). This results in a strong westerly flow of relatively warm and moist air from the Atlantic to

North and Middle Europe. Such conditions occurred more frequently during the 1990s and caused the frequent occurrence of mild European winters.

Accordingly positive values can be detected from the time-series of the AO-index in Fig. 12b. The large-scale atmospheric flow displays blocking patterns during the negative phase of the AO and transports cold polar air to Europe.

Simulations of the present-day climate, performed with climate models, show the good reproduction of the spatial pattern of the AO. However, the temporal development is not well simulated. This is illustrated by the time-series of the AO, simulated by the climate model of the Max Planck Institute, Hamburg, in

Fig. 12c.

41

42


a)

240°

210°

1

180°

1

-1

150°

-2

-3

1

300°

60

°

330°

30°

0°

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

[hPa]

1 2 3 4 5 6 7 8

120°

Abb. 12: (a) Bodenluftdruckmuster für die positive Phase der Arktischen Oszillation, bestimmt aus NCEP/NCAR-Reanalysedaten, Wintermittel

1948-2007. (b) Zugehörige Zeitreihe des AO-

Index, NCEP/NCAR-Reanlysedaten Wintermittel

1948-2007. (c) Zeitreihe des AO-Index, bestimmt aus einer Simulation des Klimas des 20. Jahrhunderts mit dem Klimamodell ECHAM5/OM1 des

MPI Hamburg für den IPCC AR4, Wintermittel

1948-1999.

Fig. 12: (a) Pattern of mean sea-level pressure of the positive phase of the Arctic Oscillation, determined from NCEP/NCAR-Reanalysis data, winter means 1948-2007. (b) Corresponding time-series of the AO-Index, NCEP/NCAR- Reanalysis data, winter means 1948-2007. (c) Timeseries of the AO-Index, determined from a simulation of the climate of the 20th century, performed with the climate model ECHAM5/

OM1 of the MPI Hamburg for the IPCC AR4, winter means 1948-1999.

b)

3

2

1

0

-1

-2

-3

1950 1960

c)

1970

Jahr

1980

3

2

0

1

-1

-2

-3

1950 1960

1990 2000

1970

Jahr

1980 1990 2000

43

44


Um die dekadische Klimavariabilität zu erfassen, müssen Klimamodelle die beobachteten bevorzugten atmosphärischen Zirkulationszustände und die Häufigkeit ihres Auftretens gut wiedergeben können. Mit statistischen Analysen wurden die Simulationen von vier Klimamodellen sowie Beobachtungsdaten bearbeitet, um die bevorzugten Zirkulationszustände zu bestimmen. In guter Übereinstimmung mit den Beobachtungen zeigen die Klimamodelle für die mittlere

Troposphäre im 20. Jahrhundert vier bevorzugte Zirkulationszustände, zu denen auch die AO+ und AO-

Zustände gehören. Die Häufigkeit des Auftretens dieser Zustände zeigt für die Klimamodelle ein ähnliches

Verhalten wie die Beobachtungen mit einem etwas häufigeren Auftreten des AO- Zustandes (s. Abb. 13).

Eine ähnliche Analyse von Modellsimulationen für das 21. und 22. Jahrhundert, bei der ein moderater

Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen unterstellt wird, ergibt sechs bevorzugte Zirkulationszustände – wiederum mit den AO+ und AO- Zuständen. Dies bestätigt, dass sich ein Wandel im äußeren Antrieb, in diesem Fall ein Anstieg von CO

2

in der Atmosphäre, auf natürliche Zirkulationsmuster projiziert. Gleichzeitig ändert sich die Aufenthaltswahrscheinlichkeit in den einzelnen Zirkulationszuständen, die meisten

Modelle zeigen im Vergleich zu den Simulationen des 20. Jahrhunderts eine schwache Zunahme der

Häufigkeit des AO+ Zustandes und eine geringe

Abnahme der Häufigkeit des AO- Zustandes (s. Abb.

13). Dadurch wird die dekadische Klimavariabilität modifiziert.

In order to capture the decadal climate variability, climate models have to be able to reproduce the observed preferred atmospheric circulation states as well as the frequency of their occurrence. To determine the preferred circulation states, simulations of four state-of-the art climate models and observational data have been analysed by statistical methods.

The climate models revealed four preferred circulation states for the middle troposphere of the 20th century, including the AO+ and AO- state. This is in good agreement with the observations. The frequency of occurrence of these states shows a similar behaviour to the observations, with a slightly enhanced occurrence of the AO- state (Fig. 13).

A similar analysis was performed for model simulations of the 21st and 22nd century with a prescribed moderate increase of the concentration of greenhouse gases. The analysis gave evidence for six preferred circulation states, again including the AO+ and AO- state. This result confirms, that changes of external forcing factors, in this case an increase of greenhouse gases in the atmosphere, projects onto natural circulation patterns. Simultaneously, the frequency of occurrence of the different states is changed. In comparison to the simulations for the

20th century, most models display slightly more frequent AO+ states and slightly less frequent AO- states (Fig. 13). In this way, the decadal climate variability is modified.

10

8

6

4

2

0

AO + 20. Jh.

AO – 20. Jh.

AO + 21./22. Jh.

AO – 21./22. Jh.

NCEP MPI NCAR UKMO CCC

Abb. 13: Häufigkeitsverteilung für das Auftreten der Regime AO+ und AO- in der mittleren Troposphäre.

Gezeigt werden die Ergebnisse für die NCEP/NCAR-

Reanalysedaten (Monatsmittel der Wintermonate von

1948-1999) und für Simulationen mit 4 komplexen

Klimamodellen jeweils für das 20. Jahrhundert

(Monatsmittel der Wintermonate von 1870-1999)

Fig. 13: Frequency distribution for the occurrence of the AO+ and AO- states in the middle troposphere. Results are shown for the NCEP/

NCAR-Reanalysis data (monthly means of the winter month 1948-1999) and for the simulations with four complex climate models for the 20th century (monthly means of the winter month

und für das 21./22. Jahrhundert (Monatsmittel der

Wintermonate von 2000-2199).

1870-1999) and for the 21st and 22nd century

(monthly means of the winter month 2000-2199).

(The four models are:

MPI=ECHAM5/MPI-OM, Max Planck Institute for Meteorology, Germany;

NCAR=CCSM3, National Center for Atmospheric Research, USA;

UKMO=UKMO-HadCM3, Hadley Centre for Climate Prediction and Research, Met Office, UK;

CCC=CGCM3.1(T63), Canadian Centre for Climate Modelling & Analysis.)

45

46


Das Eisendüngungsexperiment

LOHAFEX

Philipp Assmy, Christine Klaas, Victor Smetacek,

Dieter Wolf-Gladrow

Die einzelligen Algen im Ozean, das so genannte

Phytoplankton, erzeugen organische Substanz aus

CO

2

und Nährstoffen. Sie liefern damit die Nahrung für alle marinen Lebewesen und spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulation von atmosphärischem

CO

2

. Im Südlichen Ozean begrenzt Eisenmangel das

Algenwachstum. Daher ist diese Region unproduktiv aber reich an Pflanzennährstoffen. Während der kalten, trockenen Eiszeiten war die Zufuhr von eisenhaltigem Staub zum Südlichen Ozean erheblich höher.

Die dadurch erhöhte Algenproduktion hat möglicherweise wesentlich mehr CO

2

im Südlichen Ozean gebunden als heute. Die niedrigeren, eiszeitlichen

CO

2

-Konzentrationen wären dadurch erklärbar. Die

Eisenhypothese wurde mit Hilfe von fünf Eisendüngungsexperimenten im landfernen Ozean gestestet, zwei davon durch das Alfred-Wegener-Institut. Bei den Versuchen wurden Phytoplanktonblüten, dominiert von Kieselalgen (Diatomeen), erzeugt. Diese

Algenklasse ist mit einem Panzer aus Silizium (Glas) geschützt.

The Iron Fertilization Experiment

LOHAFEX

Philipp Assmy, Christine Klaas, Victor Smetacek,

Dieter Wolf-Gladrow

Organic matter produced from CO

2

and nutrients by the unicellular algae (phytoplankton) of the ocean provides food to all marine organisms and, by sinking carbon to the deep ocean, plays a key role in regulating atmospheric CO

2

levels. Productivity of the

Southern Ocean is low despite abundant nutrients, because iron deficiency limits phytoplankton growth.

During the cold, dry ice ages the abundant supply of iron-rich dust to the Southern Ocean will have stimulated productivity resulting in sequestration of much more carbon than today, which could explain the lower atmospheric CO

2

levels. This iron hypothesis has been tested by five iron fertilization experiments (two from RV ‘Polarstern‘) carried out in severely iron-limited, open ocean waters which all stimulated phytoplankton blooms dominated by diatoms, an algal class with a protective shell made of silica (glass).

Abb.14: Fahrtteilnehmer der Forschungs- expedition LOHAFEX auf FS ,Polarstern‘

Fig. 14: Participants of the LOHAFEX cruise onboard the RV ‘Polarstern‘

(Photo: T. Bresinsky)

47

48


Das deutsch-indische Experiment LOHAFEX (Loha =

Hindi für Eisen) wurde dagegen im Vergleich zu den

Vorgängerexperimenten im Silizium-armen Wasser des südwestlichen atlantischen Sektors des Antarktischen Zirkumpolarstroms, einer kalten Meeresströmung auf der Südhalbkugel, durchgeführt. Das

LOHAFEX-Team von Physikern, Chemikern und Biologen war von Januar bis März 2009 auf dem Forschungsschiff ,Polarstern‘ unterwegs und verwendete zehn Tonnen gelöstes Eisensulfat, um eine Fläche von

300 km 2 im Zentrum eines Ozeanwirbels zu düngen.

Binnen zwei Wochen entstand eine Phytoplanktonblüte im eisenreichen Wasser, die danach - trotz einer weiteren Düngung - nicht weiter zunahm. Siliziummangel begrenzte das Wachstum von Diatomeen. Die Biomassen von anderen großen Phytoplanktonarten, die in Küstengewässern häufig Blüten erzeugen, wurden durch den Wegfraß der großen

Zooplanktonbestände, vor allem der Ruderfußkrebse

(Copepoden), in Schach gehalten. Die Blüte bestand aus nackten, begeißelten Algen (Flagellaten), die sich am unteren Ende des Nahrungsspektrums (<5 µm) von Copepoden befinden. Obwohl sie sich vorwiegend wie Pflanzen ernähren, fressen diese Flagellaten auch Bakterien. Daher blieben die Bakterienbestände außergewöhnlich niedrig. Vermutlich wurde das Nährstoff-Recycling, einschließlich Eisen, vom

Zooplankton bewältigt. Dieser überraschende Befund widerlegt die Meinung, dass Bakterien notwendigerweise an der Basis aller Recyclingsysteme stehen.

In contrast, the joint Indo-German experiment

LOHAFEX (Loha is the Hindi word for iron) was carried out from RV ‘Polarstern‘ in the silicon-depleted waters of the productive south-west Atlantic sector of the Antarctic Circumpolar Current (ACC) from

January to March 2009. The LOHAFEX team of physicists, chemists and biologists fertilised a patch of

300 km2 with a solution of 10 tonnes of iron sulphate in the centre of an eddy. The fertilised phytoplankton formed a bloom within two weeks but biomass stopped growth thereafter, despite a second fertilisation. Diatom increase was limited by the lack of silicon and the other large algal species, that form extensive blooms in coastal waters, were heavily grazed by the large population of zooplankton, chiefly copepods. The bloom was hence composed of naked, motile algae, known as flagellates, smaller

(<5 µm) than the size range accessible to copepod grazing. Although primarily plants, these small algae also feed on smaller cells including bacteria whose cell numbers remained unusually low throughout, presumably due to this grazing pressure. Hence most of the nutrient recycling (including iron) was carried out by the zooplankton. This is a particularly surprising finding because the microbial food web based on bacteria is believed to be at the base of all recycling plankton ecosystems.

45°S

47°S

49°S

35°S

23°W 21°W 19°W 17°W 15°W 13°W 11°W 9°W 7°W 5°W 3°W 1°W 1°E 3°E

Aqua MODIS

35°S

37°S

Tristan da Cunha

Island

37°S

39°S

Gough

Island

39°S

41°S 41°S

43°S 43°S

LOHAFEX

45°S

47°S

49°S

51°S 51°S

3

Chlorophyll (mg/m )

53°S

Abb.15: Chlorophyll a Satellitenaufnahme der

LOHAFEX Blüte von der NASA Web-Seite (http:// oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/image_archive.cgi)

Bouvet

14 February 2009

Transverse Mercator projection centered on 10° West

29°W 27°W 25°W

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

23°W 21°W 19°W 17°W 15°W 13°W 11°W 9°W 7°W 5°W 3°W 1°W 1°E 3°E

Fig. 15: Chlorophyll a satellite picture of the

LOHAFEX bloom from the NASA website (http:// oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/image_archive.cgi).

5°E 7°E 9°E

53°S

49

50


Die gleiche Planktongemeinschaft herrschte auch im ungedüngten Wasser vor, allerdings bei niedrigeren

Biomassen. Sie war somit nicht durch die künstliche

Düngung bedingt, sondern Folge des starken Fraßdrucks bei fehlender Siliziumverfügbarkeit für Diatomeenwachstum. Die Mengen absinkender Partikel innerhalb und außerhalb des Flecks waren ungefähr gleich. Daher kann angenommen werden, dass die

Eisendüngung unter den gegebenen Bedingungen nicht zur erhöhten Einlagerung von Kohlenstoff im

Ozean führt. Ein wichtiger Befund von LOHAFEX:

Andere Algengruppen sind nicht imstande, große

Blüten wie die der Diatomeen aufzubauen, obwohl sie von der Eisenzugabe stimuliert wurden. Wegen des niedrigen Siliziumgehalts im gesamten nördlichen Teil des Südlichen Ozeans, wird die großflächige Düngung dieses Gebiets eine nur geringe Wirkung auf den CO

2

-Gehalt der Atmosphäre haben.

Daher sind weitere Experimente notwendig, um die

Eignung dieser Methode für die CO

2

-Entsorgung zu erforschen.

The same type of plankton community also prevailed in surrounding waters but at lower levels of biomass, indicating that this novel ecosystem structure was not an artefact of the fertilisation, but was shaped by heavy grazing pressure in the absence of silicon for diatoms. Loss rates of carbon by particles sinking from the surface layer were the same inside and outside the patch indicating that iron fertilization under these conditions does not lead to significantly more carbon being sequestered in the ocean. Hence a major finding of LOHAFEX was that other algal groups, although stimulated by iron fertilization, are unable to make blooms equivalent to those of diatoms. Since the silicic acid content in the entire northern half of the Southern Ocean is low, large-scale iron fertilization in this vast region is not likely to remove significant amounts of CO

2

from the atmosphere. Clearly more research is needed to determine the feasibility of this technique as a geoengineering option.

Abb.16: Copepodit-Stadien der Ruderfußkrebsart

Calanus simillimus

Fig. 16: Copepodite stages of the copepod species Calanus simillimus

(Photo: M.G. Mazzocchi)

51

52


Ein nützliches genetisches Erbe - Wie alte Gene das Überleben in neuen

Lebensräumen ermöglichen

Doris Abele, Ellen Weihe, Magnus Lucassen,

Christoph Held, Kevin Pöhlmann

Die Napfschnecke Nacella concinna gehört zu den wenigen Gewinnern des Klimawandels in den Küstengebieten der West-Antarktis. Durch das Abschmelzen der Landgletscher werden große Teile des Gezeitenbereichs ganzjährig eisfrei, was den Schnecken die

Besiedlung eines neuen Lebensraums mit verbesserter Nahrungsgrundlage ermöglicht. Auf der anderen

Seite stellt der Gezeitenbereich extreme Anforderungen an die Physiologie seiner Bewohner. Gewöhnt an enge Temperaturfenster um 0 °C werden die Organismen bei Ebbe direkter Sonneneinstrahlung und damit plötzlicher Temperaturerhöhungen ausgesetzt, während im Gezeitenbereich schon geringfügig fallende

Temperaturen, etwa in der Nacht, akute Gefahr durch

Einfrieren bedeuten. Nur wenige Spezialisten können hier Fuß fassen.

Die Napfschnecken haben sich angepasst: Während ein Teil der Population den antarktischen Gezeitenbereich erobert hat, hält sich die andere Teilpopulation weiterhin ganzjährig in Wassertiefen unterhalb von 10 Meter auf, wo die Umweltschwankungen deutlich geringer ausfallen. Die Tiere aus der Gezeitenzone besitzen ein höheres und stabileres Schnekkenhaus als ihre tiefer lebenden Artgenossen, das bei

A convenient genetic heritage - How ancestral genes help to survive in new habitats

Doris Abele, Ellen Weihe, Magnus Lucassen,

Christoph Held, Kevin Pöhlmann

The limpet Nacella concinna seems to be among the few winners which benefit from the rapid climate change currently affecting the coastal areas at the

West Antarctic Peninsula. Retreating land glaciers opened newly ice-free areas along the Peninsula shore line, providing new habitats with rich algal vegetation; a profitable feeding ground for limpets.

However, the Antarctic intertidal is also extremely challenging for its inhabitants. Adapted to narrow thermal tolerance windows around 0 °C, organisms are exposed to direct impact of solar irradiation and quickly heated up on sunny days, whereas temperatures falling by only a couple of degrees centigrade over night bear the acute danger of freezing on the rocky surfaces. It takes real specialists to survive here.

The limpets could make it: part of their population has conquered the Antarctic intertidal, while the other subpopulation remains in water depths below

10m, where the vacillation of environmental factors is low. Intertidal limpets have a higher and more stable shell than their deeper dwelling relatives, which they can contract over their soft body in order

Trockenfall den Weichkörper einschließt und vor

Austrocknung und Vereisung schützt. Die Schnecken können weiterhin aktiv bleiben und ihren Energiebedarf zusätzlich durch anaerobe Gärung decken. Bei längerem Trockenfall oder bei zu niedrigem Sauerstoffgehalt im Schneckenhaus greifen diese Tiere auf ein evolutionär altes molekulares Regulationssystem zurück, den Hypoxie-induzierten Faktor (kurz HIF).

Dieser Transkriptionsfaktor wird für kurze Zeit aktiviert, in welcher er Gene anschaltet, die unter anderem die Nutzung anaerober Stoffwechselwege verstärken. Unsere Experimente zeigen, dass Artgenossen aus dem Sublitoral HIF während des Trockenfalls nicht aktivieren können. Sie leiden stärker unter Sauerstoffmangel und Temperaturschwankungen und sind den Extrembedingungen in der Gezeitenzone nicht gewachsen.

to avoid desiccation and freezing. In so doing, limpets can stay active and cover energy demand through anaerobic fermentation. On longer-lasting aerial exposure or when oxygen deficiency occurs in the shell, the limpets activate an evolutionary old molecular regulation system, the hypoxia inducible factor (short HIF). This transcription factor is transiently activated and switches on genes that, among other things, reinforce anaerobic energetic pathways.

Our experiments also showed that sublitoral limpets failed to induce HIF during aerial exposure. They suffer more from oxygen deficiency and thermal stress and are not well equipped in confronting extreme intertidal conditions.

53

Abb. 17: Bei Niedrigwasser sind die Napfschnecken im Felswatt von Austrocknung bedroht.

Fig. 17: Limpets are air exposed during low tides. (Photo: D. Abele)

54


Der molekulare Stammbaum des Regulationsproteins

HIF (Abb. 20) zeigt, wie sich das evolutionär alte

System von den Schnecken bis hin zum Menschen diversifiziert hat. Während die Schnecken mit einem

HIF auskommen, besitzen wir Menschen drei unterschiedliche Gewebe - spezifische Varianten. Dabei bleibt die ur-sprüngliche Funktion, eine Sauerstoffunterversorgung der Gewebe zu verhindern, erhalten.

Beim Menschen wird das System aktiv, wenn zum

Beispiel bei Herzinfarkt oder Hirnschlag die Sauerstoffversorgung kritische Werte unterschreitet. Unsere

Gewebe sind tatsächlich in einem viel höheren Maße durch Sauerstoffmangel bedroht als die der langsamen Napfschnecken.

HIF ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie wir einerseits die Anpassungsfähigkeit wirbelloser Meeresorganismen bei der Besiedlung neuer Lebensräume studieren können und gleichzeitig die Grundlagen molekularer Mechanismen in evolutionsbio- logisch frühen Organismen besser verstehen lernen

– ein nützliches Erbe, sollte uns selbst einmal die Luft knapp werden.

The molecular tree of known HIF genes (Fig. 20) shows how this evolutionary old system has evolved and diversified between limpets and humans. Whereas the limpets make do with only one HIF isoform, humans need three tissues specific variants. At the same time, the original function of the protein, consisting in the stabilization of tissue oxygen levels, has been conserved throughout the evolutionary process. HIF is activated in human tissues when oxygen concentrations fall below critical values during stroke or heart attack. Indeed, our tissues are much more sensitive to oxygen deficiency than those of the slow living limpets.

HIF is an insightful example of how we can investigate the adaptive capacities of marine invertebrates as they colonize new habitats in a changing world, and, at the same time, learn more about the basic mechanisms of molecular evolution between simple organisms and human beings – a useful heritage in case we should happen to run low in oxygen.

Abb. 18: Das Felswatt auf King-George Island in der Antarktis.

Fig. 18: The rocky shore intertidal at King-

George Island, Antarctica. (Photo: D. Abele)

55

56


HIF-3 alpha

HIF-3 alpha

6

5

8

7

4

3

2

1

0

0

2

1

0

5

4

3

8

7

6

0 6 12

Luft-Exposition [Std]

Tiere aus dem Gezeitenbereich

Tiere aus dem Sublitoral

24

Tiere aus dem Gezeitenbereich

Napfschnecken aus dem Gezeitenbereich (dunkelblau) und aus dem Sublitoral aus 15 m Wassertiefe (hellblau) während eines Luftexpositions-

Experiments. Beide Gruppen von Schnecken besitzen das HIF-Protein, aber nur in den Schnekken aus dem Gezeitenbereich wird die HIF Menge nach 12h Trockenfall um das 5-fache hochreguliert. Nur die an Trockenfall angepassten Schnekken schaffen es, Gene zu aktivieren, die ihnen das

Überleben in dieser Extremsituation erleichtern.

Fig. 19: The relative amount of HIF-alpha protein in limpets from the intertidal (dark blue) and from the sublitoral in 15m water depth (light blue) during an air exposure experiment. Both groups of limpets express the protein but only in the intertidal limpets the protein levels are 5-fold increased after 12h of exposure to air. Only those limpets naturally adapted to air exposure on the higher shore levels are able to activate genes that help them to survive this extreme situation. (Graphic: E. Weihe, K. Pöhlmann, AWI)

6 12

Luft-Exposition [Std]

24

HIF-1 alpha

Nacella concinna

früher

HIF-1 HIF-3

HIF-2

Abb. 20: Der genetischer Stammbaum des

HIF-alpha Proteins (Hypoxie induzierter Faktor) zeigt die Verteilung der 3 Isoformen (strukturell unterscheidbare Versionen des Proteins) über die unterschiedlichen Tiergruppen. HIF-1 (blau) findet sich in allen bisher untersuchten Organismen und stellt die evolutionär älteste Variante des Proteins dar (x-Achse). Das grüne HIF-2 alpha wurde nur in Wirbeltieren, das gelbe HIF-3 nur in Säugetieren nachgewiesen. Beide Formen sind später in der Evolution in den komplexeren

Tieren entstanden. Wirbellose Tiere wie z. B. die

Napfschnecken besitzen eine besondere und sehr ursprüngliche Variante von HIF-1.

Evolution

Fig. 20: The genetic tree of the HIF protein

(hypoxia inducible factor) shows the distribution of three different protein isoforms (structurally differing versions of the protein) among animal groups. HIF-1 (blue) is found in all investigated species including the invertebrate fauna and has occurred early in the evolution of species. Especially the invertebrate HIF represents an evolutionary old protein version (x-achsis). The green

HIF-2 alpha has been located only in vertebrates and the yellow HIF-3 alpha only in mammals, indicating both protein isoforms to have originated when organisms of higher complexity evolved. (Graphic: K. Pöhlmann, AWI)

heute

57

58


Verursacher von Muschelvergiftungen identifiziert

Urban Tillmann, Malte Elbrächter, Bernd Krock,

Uwe John, Allan Cembella

Der Ursprung des Nervengiftes Azaspiracid, das nach

Anreicherung in Muscheln zu schweren Vergiftungen beim Menschen führen kann, ist gefunden. Eine winzig kleine Planktonart, der bisher unbekannte und nun neu beschriebene Dinoflagellat Azadinium spi-

nosum

, wurde aus dem Meer isoliert, im Labor vermehrt und als Produzent der Giftstoffe identifiziert.

Muscheln sind für viele eine Delikatesse, die allerdings nicht immer ganz ungefährlich ist. Seit langem ist bekannt, dass ihr Verzehr zu ernsten Vergiftungen mit Durchfall, Übelkeit, Erbrechen und Lähmungserscheinungen führen kann. Die Ursache sind zumeist

Nervengifte, die von bestimmten Arten planktischer

Einzeller, den „toxischen Algen“ im Meer, produziert werden. Muscheln filtern im Laufe der Zeit riesige

Mengen Planktonorganismen aus dem Wasser. Dabei können sie auch Toxine aufnehmen und anreichern.

Die neuste als giftig identifizierte Gruppe von Algentoxinen sind sogenannte Azaspiracide. Vergiftungen mit Azaspiraciden traten erstmalig 1995 in den Niederlanden nach dem Verzehr von irischen Muscheln auf. Zwei Jahre später war die Substanz, ein Nervengift komplizierter Struktur, aus Muschelfleisch isoliert und identifiziert. Seit mehreren Jahren arbeiten nun

Forscher mit Hochdruck daran, die Nachweismethoden zu verfeinern. Um Vergiftungsfolgen für den

Menschen zu vermeiden oder wirkungsvolle Grenz-

Cause of Shellfish Poisoning

Identified

Urban Tillmann, Malte Elbrächter, Bernd Krock,

Uwe John, Allan Cembella

The origin of the neurotoxin azaspiracid, which can lead to serious poisoning in humans after consumption of shellfish that have accumulated this toxin, has been found. A tiny type of plankton, formerly unknown and now newly described as the dinoflagellate Azadinium spinosum, was isolated from the sea, cultured in the laboratory and identified as the toxin producer.

Shellfish are considered by many to be a delicacy, but they are not always without risk. For a long time it has been known that consumption of toxic shellfish can cause symptoms including diarrhea, nausea, vomiting and paralysis. The cause is most often neurotoxins that can be produced by certain types of single-celled plankton, known as “toxic algae”, in the sea.

Over time, shellfish filter a large quantity of planktonic organisms from the water. In this way they can also take up and accumulate the toxins contained therein. The most recent group of newly identified algal toxins are the so-called azaspiracids. Poisoning by azaspiracids occurred for the first time in 1995 in the Netherlands after consumption of blue mussels from Ireland. Two years later a neurotoxin with a complicated structure was isolated and identified from mussel tissues. For several years researchers have worked intensively to improve the detection methods. In order to prevent further incidents of

werte für Muscheln festlegen zu können, müssen sie die Giftigkeit und die Wirkmechanismen dieses Nervengiftes entschlüsseln.

Während so die Kenntnisse über das Toxin selbst ständig erweitert wurden, lag die Frage nach der biologischen Quelle trotz intensiver Forschungen weitgehend im Dunkeln. Seit 2003 galt nach Untersuchungen irischer Wissenschaftler die bis dato als völlig harmlos geltenden Planktonalge Protoperidi-

nium crassipes

als ultimative Quelle des Toxins.

Durch den Einsatz eines hochsensiblen Massenspektrometers an Bord des Forschungsschiffes Poseidon konnten wir nun jedoch zeigen, dass andere gefrä-

ßige Einzeller wie Protoperidinium nur Vektor, nicht aber Produzent der Giftstoffe ist. Uns ist es gelungen, eine kleine als Azadinium spinosum neu beschriebene Algenart aus der Nordsee zu isolieren und deren

Toxinproduktion im Labor zu messen. Mit Kulturen der Art ist es nun unter anderem erstmals möglich, mit Hilfe molekularbiologischer Techniken Gensonden herzustellen, die einen zweifelsfreien Nachweis des Giftproduzenten in Meerwasserproben ermöglicht und so ein effektives Frühwarnsystem für Küstenregionen in Aussicht stellt. Neben solchen angewandten Aspekten liegt unser Forschungsschwerpunkt bei grundlegenden Fragen, insbesondere, warum die

Algenart Azaspiracide produziert, also die Frage nach der ökologischen Funktion der Toxine. Menschen nach dem Verzehr von Muscheln außer Gefecht zu setzen, kann dabei nicht der evolutionär treibende

Vorteil für die Mikroalge sein.

human poisoning and to establish meaningful regulatory limits for toxins in shellfish, the toxicity and mode of action of the neurotoxins must be resolved.

Although knowledge of the toxins involved has been continually increasing, the answer to the question of the biological source remained elusive, in spite of intensive research efforts. Since 2003, according to studies by Irish scientists, the planktonic alga

Protoperidinium crassipes, heretofore believed to be completely harmless, was considered as the ultimate source of the toxins. By installation of a highly sensitive mass spectrometer on board the research ship

Poseidon we were now able to demonstrate that single-cell grazers such as Protoperidinium were only vectors but not producers of the poison. We were able to isolate a small algal species from the North

Sea, newly described as Azadinium spinosum, and to measure its toxin production in the laboratory.

With cultures, among other aspects, it is now possible to achieve unequivocal detection of the toxigenic alga in seawater samples with gene probe techniques from molecular biology, and thus an effective early warning system for coastal regions is foreseeable. Besides such applied aspects, our research focus is underscored by fundamental questions, in particular, why the algal species produces azaspiracids, as well as the question of the ecological function of the toxin. Incapacitating humans after consumption of shellfish cannot be an evolutionary driving force or advantage for the microalga.

59

60


a) b)

2 µm

Abb. 22: : Lichtmikroskopische (a) und rasterelektronemikroskopische (b) Aufnahme von Azadi-

nium spinosum, dem neu entdeckten Produzenten von Azaspiraciden

2 µm

Fig. 22: Light microscopy (a) und scanning electron microscopy (b) images of Azadinium spinosum, the newly confirmed producer of azaspiracids

(Photos: U. Tillmann)

61

Abb. 21: Das Massenspektrometer an Bord zum direkten Aufspüren auch kleinster Toxinmengen

Fig. 21: The mass spectrometer on board for the direct search for tiny amounts of toxin

(Photo: B. Krock)

62


Mikrobielle Stoffumsätze im

Klimawandel

Anja Engel, Judith Piontek, Mascha Wurst,

Nicole Händel, Mirko Lunau, Corinna Borchard

Der Anstieg der CO

2

-Konzentrationen in der Atmosphäre durch anthropogene Emissionen führt zu nachweislichen Veränderungen im Ozean: Die mittlere Temperatur der oberen Wasserschichten steigt, die Ausdehnung des Meereises in den Polarregionen geht zurück und mit der höheren CO

2

-Aufnahme sinkt der pH-Wert des Meerwassers: Der Ozean versauert. Mit dem Klimawandel ändern sich auch die

Lebensbedingungen planktischer Mikroorganismen.

Sie leisten den Großteil der Stoffumsätze im Ozean und bilden die Basis des marinen Nahrungsnetzes.

Mehr als 40 Gigatonnen Kohlenstoff werden jährlich in

Prozessen wie Photosynthese, Wachstum und Zellatmung gebunden, umgesetzt und recycelt. Das Verhält- nis zwischen autotrophen - CO

2

-bindenden -, und heterotrophen – CO

2

-freisetzenden - Prozessen entscheidet dabei, ob der mikrobielle Stoffumsatz im Meer das

CO

2

in der Atmosphäre vermindert oder mehrt.

Steigt die CO

2

-Konzentration in der Atmosphäre entsprechend der Projektionen des Intergovernmental Panel for Climate Change, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), für 2100 (540 – 790 ppm), so sinkt der Meerwasser-pH um 0.1 bis 0.3 Einheiten. Mit dem Anstieg der freien Protonen im Meerwasser ändert sich die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen.

In unseren experimentellen Simulationen zukünftiger Umweltbedingungen stieg die Rate der hydrolytischen Spaltung von Polysacchariden bis um das

14-fache an, während der Abbau von Proteinen verlangsamt wurde (Abb. 23). Die Spaltung der Biomo-

Climate change and the microbial cycling of organic matter

Anja Engel, Judith Piontek, Mascha Wurst,

Nicole Händel, Mirko Lunau, Corinna Borchard

The increase in atmospheric carbon dioxide, CO

2 concentration due to anthropogenic emissions has led to measurable changes in the ocean: the average temperature of the surface ocean has increased, the coverage of sea-ice in polar regions has declined, and the enhanced uptake of CO

2

in surface water has led to a decline in seawater pH (referred to as ocean acidification). As climate changes, the living conditions of planktonic microorganisms also change.

In the ocean, planktonic microorganisms are responsible for most of the turn-over of organic matter and provide the basis of the marine food web. Every year, more than 40 gigatons of carbon are incorporated into organic matter, and converted into other compounds or recycled to CO

2

by processes such as photosynthesis, growth, and respiration. The ratio between autotrophic, CO

2

-fixing, and heterotrophic, CO

2

-producing processes determines whether microbial cycling of organic matter is a source or sink for atmospheric CO

2

.

If the atmospheric CO

2

concentration increases as much as predicted by the IPCC for 2100 (540-790 ppm), the seawater pH will decrease by 0.1 to 0.3 units. With a concurrent increase of free protons in seawater, the rate of chemical reactions will change.

During our experimental simulations of future environmental conditions, the hydrolysis rate of polysaccharides increased by a factor of 14. In contrast the protein hydrolysis decreased slightly (Fig.

23). The cleavage of biomolecules is catalysed by

8

4

-0.0

1000

2000 atmospheric CO

800

2020

2

2040 year

2060

600

400

200

8.1

8.0

7.9

7.8

7.7

16

Ocean Acidification

2080

-glucosidase

12

-glucosidase

2100

0.0

2.1

4.6

7.9

12.0

-0.2

aminopeptidase

-0.4

-0.6

0 5 10 15 20 25

Abb. 23: Effekte der Ozeanversauerung auf den bakteriellen Abbau von organischem Material.

Oben: Basierend auf dem Emissions-Szenario

IS92a des IPCC wird ein Anstieg der atmosphärischen CO

2

-Konzentration von derzeit ca. 380

µatm auf 750 µatm bis zum Jahr 2100 prognostiziert. Durch diesen CO

2

-Anstieg in der Atmosphäre könnte der pH-Wert im Oberflächenozean von derzeit 8.1 auf 7.8 sinken, was einer Zunahme an Protonen (H+) um 7.9 nmol L

-1

entspricht und als Ozeanversauerung bezeichnet wird.

Unten: In der experimentellen Simulation zeigte sich der Einfluss der Ozean-Versauerung auf den bakteriellen Stoffumsatz. Eine Zunahme der [H+]-

Konzentration führte zu einem beschleunigten enzymatischen Abbau von Polysacchariden durch

Glucosidasen. Im Gegensatz dazu verlangsamte sich die Spaltung der Proteine durch Aminopeptidasen.

Fig. 23: Effects of ocean acidification on the bacterial degradation of organic matter.

Upper panel: Based on the emission scenario

IS92a of the IPCC the atmospheric CO

2

concentration is predicted to increase from the present

380 µatm to 700 µatm by the year 2100.

Due to this rise in atmospheric CO

2

, the pH of the surface ocean could decrease from the present 8.1 to a future 7.8, equivalent to an increase in proton (H+) concentration of 7.9 nmol L

-1

.

Lower panel: During experimental simulations the influence of ocean acidification on the bacterial turnover of organic matter was observed

An increase in [H+] concentration increased the enzymatic decomposition of polysaccharides by glucosidases. In contrast, the enzymatic cleavage of proteins by aminopeptidases decreased.

63

64

2. Ausgewählte Forschungsthemen Selected research topics leküle wird durch extrazelluläre Enzyme katalysiert.

Diese werden im Wesentlichen von heterotrophen Bak- terien, den Konsumenten der niedermolekularen Spaltprodukte, produziert. Die Versauerung der Ozeane könnte so den heterotrophen Stoffumsatz erhöhen und damit die natürliche Freisetzung von CO

2

verstärken.

Im Fokus unserer Feldforschung liegt die Arktis - eine der am stärksten vom Klimawandel betroffenen

Regionen weltweit. Erkenntnis leitend sind folgende

Fragen: Inwieweit decken pH-bedingt höhere Abbauraten organischer Materie den Energiebedarf von

Bakterien, der durch die Erwärmung steigt? Kann die photosynthetische Fixierung von CO

2

die erhöhte

Freisetzung kompensieren? Welche Konsequenzen ergeben sich für den Kreislauf organischer Verbindungen auf lange Sicht?

Um zukünftige Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf der Arktis verstehen und quantitativ abschätzen zu können (Abb. 24), haben wir eine Reihe von Simulationsexperimenten im Labor und während einer

Polarstern Expedition im Hausgarten (ARK XXIV) des

Alfred-Wegener-Instituts, der Langzeit-Forschungsstation vor Spitzbergen, durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen einen deutlichen Einfluss von Temperatur- und pH-Wert auf die Aktivität mariner Mirkoorganismen und einen Anstieg der Umsatzraten gelöster organischer Verbindungen und der Produktion von

Gelpartikeln, im Besonderen von Transparenten

Exopolymeren Partikeln (TEP).

extracellular enzymes. These enzymes are produced mainly by heterotrophic bacteria, which consume the low-molecular weight hydrolysis products. In this respect, ocean acidification could accelerate heterotrophic metabolism, particularly of carbohydrates, and thus enhance the production of CO

2

.

Our field research focuses on the Arctic Ocean, one of the areas that is most affected by climate change. Our research addresses the issues of:

To what extent will faster decomposition rates of organic matter, which are induced by decreasing ocean pH, counterbalance bacterial energy requirements that may increase due to warming? Can the photosynthetic fixation of CO

2

compensate its enhanced release? What are the long-term effects of climate change on the cycling of organic compounds?

To gain an in-depth-understanding and in order to quantify future changes in arctic carbon cycling (Fig.

24), we conducted a series of simulation experiments, both in the lab and during the Polarstern

(ARK XXIV) expedition to the Hausgarten, the timeseries station of the Alfred Wegener Institute near

Svalbard.

Initial results indicate that temperature and pH have a clear impact on the activities of marine microorganisms and increase the turnover of dissolved organic matter as well as the production of gel particles, such as Transparent Exopolymer Particles

(TEP).

CO

2

CO

2

H

+

Ice sheet

remineralisation

H

+

H

+

Phytoplankton

aggregation

DOM

TEP

diagenesis

Bacteria

Export

Deeper, colder mixed layer

Present day

CO

2

Ice sheet

H

+

H

+

remineralisation

H

+

Phytoplankton

H

+

DOM

aggregation

H

+

H

+

H

+

Bacteria

TEP

diagenesis

Shallower, warmer mixed layer

Export

?

Future scenario

Abb. 24: Potentielle Änderungen im mikrobiellen Stoffumsatz in arktischen, pelagischen Ökosystemen als Folge des Klimawandels

Fig. 24: Potential changes in the microbial cycling of organic matter in the arctic, pelagic ecosystems due to climate change

65

3. Forschung Research

67

P A C E S

Polar Regions and Coasts in a Changing Earth System

Aus MARCOPOLI wird PACES | MARCOPOLI changes to PACES

Die erste Periode der programmorientierten Förderung ging 2008 zu Ende. Für die zweite Förderperiode wurde deshalb aufbauend auf den Ergebnissen der Zwischenevaluierung und den wissenschaftlichen Ergebnissen, die in MARCOPOLI erzielt wurden, ein neues Programm unter dem Titel „Polar

Regions and Coasts in the Changing Earth System

(PACES)“ formuliert. Es ist die logische Fortentwicklung von MARCOPOLI und berücksichtigt in seinen Zielen insbesondere die Tatsache, dass die in den vergangenen Jahren beobachteten starken Ver-

änderungen im arktischen Raum einer besonderen

Aufmerksamkeit bedürfen. Zum einen ist es Ziel, die wirksamen Prozesse und Wechselwirkungen zu erkennen und zum anderen darauf aufbauend die

Prognosefähigkeit für die Fernwirkungen im Klimasystem zu verbessern. Deshalb wird in PACES ein neuer Schwerpunkt in der Modellierung gesetzt mit dem Ziel, aus der Beobachtung und Modellierung polarer Prozesse einen gewichtigen Beitrag zur Verbesserung eines globalen Erdsystemmodells zu leisten. Nach wie vor ist auch in PACES die Bereitstellung und der Betrieb großer Infrastruktur für die

Polar- und Meeresforschung ein besonderes Anliegen.

The first period of programme oriented funding came to an end in 2008. A new programme called

“Polar Regions and Coasts in the Changing Earth

System (PACES)“ was initiated, based on an interim evaluation of MARCOPOLI as well as scientific results achieved during this period. It is the logical continuation of MARCOPOLI and in its objectives focuses on the observed recent major changes in the Arctic, which require special attention. A major aim is to identify effective processes and interactions, and based on these, to improve the predictability of remote and long term effects in the climate system. Therefore, a new focus in PACES, is in modelling, with the intention to study polar processes using observational as well as modelling methods in order to make important contributions to the improvement of a global Earth system model.

As in the past, the provision and operation of a large infrastructure for Polar and Marine Research is still of special importance within PACES.

69

70


3.1 TOPIC 1:

Die Klimaänderungen der vergangenen Dekaden verlaufen in den beiden Polarmeeren sehr unterschiedlich. Der deutliche Meereisrückgang in der gesamten Arktis steht beispielsweise im

Gegensatz zu den regional variierenden Trends in der Antarktis. Die Veränderungen in Meereis,

Atmosphäre, Ozean und Ökosystemen werden erfasst, um in Kombination mit Modellierung die zugrunde liegenden Mechanismen und die Auswirkungen zu verstehen.

WP 1.1 Die Rolle von Eisschilden im Erdsystem

Der Beitrag der polaren Eismassen zum globalen

Meeresspiegelanstieg wird durch das interdisziplinäre Projekt „ice2sea“ bearbeitet, das im europäischen Rahmenprogramm FP7 gefördert wird.

In dieser hochaktuellen Fragestellung, deren

Ergebnisse auch bei der Erarbeitung des 5. Sachstandsberichts (AR) des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) einfließen werden, kooperieren wir sehr eng mit führenden europäischen Instituten. Der zurzeit umfangreichste Datensatz bezüglich Bodentopographie,

Schelfeisdicke und Aussatzlinie für die antarktischen Küstengewässer wurde in Zusammenarbeit mit der University of Bristol erstellt. In Grönland wird, neben der Kartierung des Schneezutrags, eine Heißwasserbohrung zur Untersuchung des subglazialen hydraulischen Drucks auf das Flie-

ßen von westgrönländischen Auslassgletschern durchgeführt. Dabei sollen auch neue sterile subglaziale Beprobungsmethoden getestet werden, sodass sich unmittelbar eine Synergie mit den im

3.1 TOPIC 1: The changing Arctic and Antarctic

Climate change has had a remarkably different impact on both Polar regions in the last decades. Sea-ice reduction in the Arctic contrasts regional variability of sea-ice dynamics in the Antarctic. We are observing and modeling changes in sea-ice extent and thickness together with changes in the polar atmospheres, oceans and ecosystems, to analyse, quantify and understand the principle mechanisms and consequences of such changes.

WP 1.1 Role of Ice Sheets in the Earth System

The contribution of polar ice masses to global sea level rise is addressed within the multi-disciplinary

European Union (Framework Programme) FP7-funded project “ice2sea”. To provide the latest results for the 5th assessment report (AR) of the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC), we are cooperating closely with other leading European institutes. Together with the University of Bristol we are compiling the currently most comprehensive data set of sea-bed topography, ice shelf thickness and grounding line position for Antarctic coastal areas. In Western Greenland we are undertaking hot water drilling to investigate the influence of sub-glacial hydraulic pressure on the flow of outlet glaciers.

By using the opportunity to test sterile sub-glacial sampling techniques, we are achieving synergies with planned work related to the biology in ice sheets; micro-organisms in ice cores are also being studied as part of a German Science Foundation

(DFG) funded project.

Arbeitspaket geplanten Untersuchungen zur Biologie in Eisschilden ergibt; im Rahmen eines bereits durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Vorhabens werden Mikroorganismen in Eiskernen studiert. Die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem Eisschild in der Umgebung der Dronning

Maud Land Tiefbohrung wird anhand von Isotopenzeitreihen im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zusätzlich geförderten Projekts betrachtet. Außerdem eruieren wir, wie die neueste Generation Hohlraum-Abkling-Spektrometer auf dem Forschungsflugzeug ,Polar 5‘ integriert werden kann, um direkt die isotopische Fraktionierung im Wasserdampf der Luft zu messen. Neben der Vermessung der Eisdicke und der Aufklärung der internen Struktur des innerantarktischen Eisschilds ist dies ein weiterer Beitrag, den ,Polar 5‘ zur Identifizierung eines geeigneten Bohrpunkts für die älteste Eiskernzeitreihe leistet. Durch einen Schnitt quer durch die gesamte Ostantarktis werden alle dortigen Gipfel und Tiefbohrpunkte miteinander verbunden.

WP 1.2 Aerosole, Wasserdampf und Ozon:

Rückkopplungen im Klimasystem der Arktis

Der Aerosolgehalt der arktischen Troposphäre beeinflusst maßgeblich den Strahlungshaushalt und die

Eigenschaften der arktischen Wolken. Umfassende

Messungen werden durchgeführt, um diese Effekte in

Klimamodellen richtig wiederzugeben. Bei der Flug-

Messkampagne PAM-ARCMIP gemeinsam mit „Environment Canada“ und NOAA (Boulder, Co.) wurde die arktische Aerosolverteilung in Vertikal- und Horizontalprofilen vermessen. Das Frühjahrsmaximum der aerosoloptischen Dicke deutet wieder auf das anthropogenen Phänomen „Arctic Haze“ hin. Meteorologische Sondierungen in der Zentralarktis mittels

Dropsonden zeigte fast ständig eine flache Grenz-

In Antarctica, the German Research Ministry (BMBF) is funding a project focused on the interaction between atmosphere and ice-sheet in the vicinity of the

Dronning Maud Land deep drilling location using stable isotope time series. Beyond that, we are considering the integration of the latest Cavity Ring

Down spectrometer into the polar research aircraft

‘Polar 5‘, to measure isotope fractionation directly in air moisture. Besides measuring the ice thickness and reconstructing the internal structure of ice sheets, with this additional mapping, ‘Polar 5‘ is contributing to the localisation of a deep drilling location for the Oldest Ice Core Project. A radar section across East Antarctica links all the major domes and deep drilling locations.

WP 1.2 Aerosols, water vapour, and ozone: feedback in the Arctic climate system

Aerosol in the Arctic troposphere impairs the radiation budget and the properties of Arctic clouds.

Comprehensive measurements are conducted in order to include these effects properly in climate models. The aircraft campaign PAM-ARCMIP was conducted together with “Environment Canada“ and

NOAA (Boulder, Co.) and determined vertical and horizontal profiles of aerosol distribution. The spring maximum of the aerosol optical density indicated the anthropogenic “Arctic Haze“ phenomenon.

Meteorological soundings with drop probes revealed

71

72

3. Forschung Research schicht mit einer ausgeprägten Temperaturinversion und Windjets in den untersten 300 m.

Stratosphärisches Ozon über der Arktis wurde durch Ozonsonden-Matchkampagnen analysiert. Die

Stärke des Ozonabbaus lag im Mittelfeld der Statistik der letzten zwei Jahrzehnte und folgt der klimatischen Entwicklung der Stratosphäre.

Im gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Meereis-

Modell HIRHAM-NAOSIM wurde gezeigt, dass die

Kombination von verbesserten Parametrisierungen des Eiswachstums, der Eis- und Schneealbedo und der Schneebedeckung zu einer realistischeren Simulation der arktischen Meereisausdehnung beiträgt.

WP 1.3: Wechselwirkungen zwischen Meereis,

Atmosphäre, Ozean und Ökosystemen – eine bipolare Perspektive

In der zentralen Arktis gibt es nur wenige meteorologische Beobachtungsdaten und so basiert unser Wissen über Klimaänderungen stark auf u.a. vom ECMWF erstellten Re-Analysen. Der Vergleich von Re-Analyse-Temperaturen mit Daten von ,Polarstern‘-Radiosonden zeigte, dass zumindest im Sommer die Re-

Analysen im Bereich hoher Eisbedeckung um bis zu 2

Grad zu hohe Monatsmitteltemperaturen liefern.

Die regionale Verteilung und damit die arktisweite

Bilanzierung von Süßwasser und ozeanischer Wärme waren bislang nur durch Modelle abschätzbar. Der

Einsatz von autonomen eisgetragenen Profilern im internationalen Kontext erlaubte im IPY 2007/08 zum ersten Mal eine gleichzeitige Aufnahme der Meerwassereigenschaften in der gesamten Arktis. Eine

Zunahme des Süßwassers um 10 % in der letzten

Dekade scheint somit wahrscheinlich. Das Messsystem HAFOS (Hybrid (Ant)Arctic Float Observing

System) wird in Zukunft die Messung von solchen

Veränderungen in beiden Polarmeeren erlauben.

a mostly shallow boundary layer with a distinct temperature inversion and wind jets in the lowest 300 m.

Stratospheric ozone in the Arctic was analysed with methods matching the ozone probes. Observed ozone loss was in the mid range of the statistics of the last two decades and follows the climate development of the stratosphere.

A combination of improved parameterisation of sea ice growth, ice and snow albedo, and snow cover improved a realistic simulation of the Arctic sea ice extent in the coupled atmosphere - ocean - sea ice model HIRHAM-NAOSIM.

WP 1.3 Sea ice-atmosphere-ocean-ecosystem interactions in a bi-polar perspective

Our knowledge about Arctic climate change relies mostly on re-analyses, e.g. by the ECWMF, whereas only few direct meteorological observations from the central Arctic are available. A comparison of reanalysis data with routine ‘Polarstern‘ rawinsonde soundings shows that at least during summer in areas with high sea ice concentration re-analysis temperatures are too high by 2 °C.

Changes in the budgets and regional distribution of Arctic Ocean fresh water and heat have only been derived from models so far. During IPY, the internationally co-ordinated deployment of a large number of autonomous ice-tethered profilers provided a synoptic survey of ocean properties of the entire Arctic for the first time. The data suggest a fresh water increase by 10% during the last decade. Establishing the observation system HAFOS ((Hybrid (Ant)Arctic

Float Observing System) will contribute to tracing future changes in both polar oceans.

Im Meereis beider Polarregionen wurden Ikait-Kristalle (Abb. 1) entdeckt (CaCO3.6H2O). Bei ihrer Fällung wird CO

2

an die Atmosphäre und in den Ozean abgegeben. Ikaite sind eine zusätzliche, noch weitgehend unbekannte Komponente im Karbonathaushalt der Polarmeere.

Ikaite crystals (CaCO3.6H2O) have been discovered in polar sea ice (Fig. 1). During their precipitation,

CO

2

is released into the atmosphere and ocean.

Hence, Ikaites are components of the carbonate system of the polar oceans that need to be quantified.

Abb. 1: Im Meereis wurden Ikait-Kristalle gefunden. Ikait ist ein Kalziumkarbonat, bei dessen Fällung CO

2

freigesetzt wird. Die Umstände seiner Bildung sind noch unbekannt.

Fig. 1: Ikaite cristalls have been discovered in sea ice. Ikaite is a calcium carbonate that releases

CO

2

at precipitation. Its formation is unknown to date. (Photo: C. Uhlig)

200 µm

73

74


AWI-Wissenschaftler haben herausgefunden, dass

Kieselalgen in Meer und Meereis in der Evolution aus Verschmelzung zweier photosynthetischer

Zellen hervorgegangen sind. Erstmals wurden die molekulare Biodiversität und die funktionelle

Aktivität von Meereisgemeinschaften insgesamt bestimmt und ihre genomische Komplexität ermittelt.

Eine neue Gruppe, PEBCAO (Plankton Eco- logy and Biogeochemistry in a Changing Arctic

Ocean), befasst sich zusammen mit drei Helmholtz-

Nachwuchsgruppen (GloCar, PHYTOOPTICS &

PLANKTOSENS) mit der Reaktion der arktischen

Phytoplanktonökologie auf den Klimawandel. Zur

Untersuchung werden u.a. phytooptische und molekularbiologische Methoden eingesetzt.

Die Bedingungen für aerobe Methanbildung in der zentralen Arktis ist anhand von Methanisotopenmessungen, Mikrokosmosexperimenten und thermodynamischer Bilanzierung nachgewiesen worden. Bei Nitratarmut können Bakterien Phosphat für ihren Stoffwechsel nutzen, wenn DMSP bzw. dessen Abbauprodukte als Kohlenstoffquelle zur Verfügung stehen. Das Methan wird dabei nicht durch Archaen, sondern durch diverse

Alpha-Proteobakterien gebildet.

WP 1.4 Klima- und Ökosystem im Antarktischen

Zirkumpolarstrom

Ozeanographen, Meeres-Chemiker und -Biologen untersuchen mittels Messungen, Experimenten und Modellen Prozesse, die das Klima- und

Ökosystem im Südozean koppeln und die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre beeinflussen.

Über zwei Jahrzehnte fortgeführte Zeitreihen von verankerten Messgeräten, wiederholten Stationsmessungen und treibenden Sensorträgern offen-

The evolution of diatoms in the ocean and sea ice has been deciphered: they developed from of two photo-synthetic cells. For the first time the molecular biodiversity and functional activity of sea ice communities have been determined and their genomic complexity has been quantified.

A new research group, PEBCAO (Plankton Ecology and Biogeochemistry in a Changing Arctic Ocean), together with the HGF young researchers groups

GloCar, PHYTOOPTICS, PLANKTOSENS, has been established to investigate the reaction of the Arctic phytoplankton ecology to climate change. Among others, phyto-optical and molecular-biological methods will be applied.

With a combination of methane isotope measurements, microcosm experiments and thermodynamic models, the formation of methane under aerobic conditions in the central Arctic could be verified. A low N:P ratio enhances the ability of various alphaproteobacteria to compete with phytoplankton for phosphate while DMSP is utilised as a C source.

WP 1.4 Antarctic Circumpolar Climate and

Ecosystem Study

With measurements, experiments and models, oceanographers, marine chemists and biologists are investigating processes that couple the Southern Ocean climate and ecosystem and that influence the concentration of carbon dioxide in the atmosphere.

Time series continued for more than two decades, composed of moored instruments, repeated surveys and freely floating devices, reveal a long-term warming on average of the inner Weddell Gyre. Temporal changes in individual water masses are dominated by inter-annual and decadal variability, with

baren eine langfristige Erwärmung gemittelt über den

Weddell-Wirbel. Die zeitlichen Entwicklungen in den unterschiedlichen Wassermassen sind dominiert durch zwischenjährliche und dekadische Variabilität mit teilweise gegenläufigen Temperatur- und Salzgehalt-Trends.

Verankerte Doppler-Strömungsprofiler haben erstmalig für den Südozean saisonale Zeitreihen der

Zooplankton-Verteilung geliefert, die tägliche Vertikalwanderungen und die sie steuernden Umweltfaktoren (Abb. 2) aufschlüsseln. In einer Modellstudie wurden Einwanderungsmechanismen von Zooplankton in Phytoplankton-Blüten getestet und damit Verteilungsmuster erklärt, die mittels Multifrequenz-

Echolot gemessen wurden. Schlüsselarten im Nah- rungsnetz wurden hinsichtlich ihrer Biologie vertieft untersucht.

Die Eisendüngungsexperimente EIFEX und LOHAFEX haben gezeigt, wie variabel Reaktionen des marinen

Ökosystems auf Eisenzugaben sind. Beide Experimente wurden zur gleichen Jahreszeit in mesoskaligen Wirbeln des Antarktischen Zirkumpolarstromes durchgeführt. Während aber bei EIFEX ein starker

Export biogen gebundenen Kohlenstoffs in die Tiefe folgte, wurde bei LOHAFEX kein erhöhter Export festgestellt (siehe besondere Forschungsthemen).

Die Versauerung des Ozeanwassers durch anthropogenes Kohlendioxid aus der Atmosphäre beeinflusst kalkbildende Organismen negativ. Dagegen profitieren in Laborexperimenten einige antarktische

Diatomeen von erhöhten CO

2

-Konzentrationen. Solche artspezifischen Unterschiede können zu Veränderungen im marinen Nahrungsnetz und damit bei der biologischen Kohlenstoffpumpe führen.

partly opposing temperature and salinity trends in inflow and outflow regimes.

Moored acoustic Doppler current profilers (ADCPs) have recorded – for the first time in the Southern

Ocean – time series of zooplankton abundance, which allow conclusions on the seasonal modulation of the diurnal vertical migration and its environmental controlling factors (Fig. 2). In a model study, hypotheses about the mechanisms of zooplankton aggregation in phytoplankton blooms were tested to explain distribution patterns revealed by multi-frequency echo sounder measurements. Research of the biology of key zooplankton species focussed on

Antarctic krill (Euphausia superba), tunicates (salps) and arrow worms (chaetognaths).

The iron fertilisation experiments EIFEX and

LOHAFEX have shown unforeseeable reactions of marine ecosystems to iron addition. Both experiments were conducted in the same season within mesoscale eddies within the Antarctic Circumpolar

Current. Whereas a substantial export of biogenic carbon followed EIFEX, no enhancement of export was observed during LOHAFEX (see Selected

Research Topics).

Acidification of the ocean through anthropogenic carbon dioxide from the atmosphere negatively affects organisms forming carbonate mineral. However, laboratory experiments suggest that some Antarctic diatom species profit from increased CO

2

concentrations. Such species-specific differences in the mechanisms of carbon uptake can lead to changes within the marine food web with consequences for the biological carbon pump.

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Abb. 2: Jahresgang der täglichen Vertikalwanderung von Zooplankton an drei Verankerungspositionen auf dem Greenwich Meridian. Die Vertikalgeschwindigkeiten wurden akustisch über den

Doppler-Effekt gemessen und zwischen 100 und

200 m Tiefe gemittelt; negative Geschwindigkeit bedeutet abwärtsgerichtete Bewegung, positive aufwärts. Gestrichelte Linien markieren die täglichen Sonnenauf und -untergänge.

Fig. 2: Seasonal changes of the diurnal vertical migration of zoo plankton at three mooring positions on the Greenwich Meridian. Vertical velocities were measured acoustically by the Doppler effect and averaged between 100 and 200 m depth; negative velocities indicate downward motion, positive upward. Dashed lines mark the times of sunrise and sunset (Cisewski et al.,

2010, Deep-Sea Res. I).

WP 1.5 Permafrostverlust und Kohlenstoffumsätze in Küsten-, Schelf- und Tiefseesystemen

Das gemeinsame Ziel der deutsch-russischen Expedition ins Lena-Delta und weiterer Expeditionen nach

Alaska, Spitzbergen und in die kanadische Hocharktis war, die Bedeutung des Permafrostes im System

Atmosphäre-Land-Küste-Meer zu verstehen, z.B. die

Küstenerosion in einem Delta-Flusssystem. So wurden – bedingt durch hohe Küstenerosionraten der

Permafrostküste, sowie Flusserosion im Lena-Deltasystem – hohe bis sehr hohe Konzentrationen an gelöster Organik im Lena Abfluss und in den sommerlichen Küstenschmelzwässern der Eiskomplexküste gemessen. Methankonzentrationen betrugen bis zu

400 nmol/L in Oberflächenwässern des Lena-Deltas und der Lena und fielen auf 20 nmol/L im Küstengewässerbereich.

Folgende methodische Schwerpunkte wurden an den Permafroststandorten verfolgt: landbasierte Messungen von Energie-, Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffflüssen (Mikrometeorologie &

Punkt-Haubenmessungen); boden- und vegetationskundliche sowie geomorphologische Kartierung zur

Nutzung von aufskalierenden Methoden durch Fernerkundungsdaten; Probennahme (Flüsse, Meer,

Seen, Sediment, Eis, Boden) zur Quantifizierung von

Quellen, Umsatzraten und Flüssen des gelösten und partikulären organischen Kohlenstoffs und Stickstoffs;

Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des gelösten und partikulären organischen Materials mit chromatographischen Methoden und ultrahochauflösender Massenspektrometrie; Bestimmung der Veränderungen des gelösten organischen Materials durch photochemische und mikrobielle Prozesse.

WP 1.5 The role of degrading permafrost and carbon turnover in the coastal, shelf and deep-sea environment

The overall goal of this work package is to gain a better understanding of the role of permafrost in the coupled system between the atmosphere, land, coast and the Arctic Ocean, for example its importance for coastal erosion in a river delta. Within this framework, international expeditions took place to the

Lena-Delta, Siberia, Alaska, Spitsbergen and the

Canadian High Arctic. First results from the summer

2009 Lena Delta expedition show that erosion of the permafrost coast, as well as river erosion within the delta system, produced high concentrations of dissolved organics in melt-water draining the ice complex and the Lena river. Furthermore, methane concentrations of surface waters within the delta increased up to 400 nmol/L, but decreased to 20 nmol/L in coastal areas.

The permafrost study areas were investigated using the following methodology: land-based measurements of fluxes of energy, water, carbon and nitrogen (micro-meteorology and localised measurements using closed chambers); mapping soil, vegetation and geomorphology as groundtruthing and upscaling for remote sensing; sampling lake, river, and marine sediments, soils, suspended material and ice to study and quantify sources, cycling and fluxes of dissolved and particulate organic matter; determination of the chemical composition of dissolved and particulate organic matter using chromatography and ultra-high resolution mass spectrometry; incubations for photochemical and microbial degradation of dissolved organic matter.

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An diesem Forschungsthema sind insgesamt drei

Helmholtz-Gruppen beteiligt: die Russisch-Deutsche

Joint Research Gruppe „Assessing the Sensitivty of

Arctic Coastal Dynamics to Change“ und zwei Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppen „Sensitivity of the permafrost system‘s water and energy balance under changing climate“ und „Applications of compound-specific radiocarbon analysis for the study of sedimentation processes and carbon cycling in marine sediments“.

WP 1.6: Effekte von Ozeanerwärmung und

-versauerung auf marine Ökosysteme

Wir erforschen polare Organismen und Ökosysteme und ihre Veränderungen unter anthropogenem Einfluss. Untersuchungen im Drescher-Inlet (Riiser-Larsen Schelfeis) gewährten neue Einblicke in den vom

Festeis bedeckten küstennahen Lebensraum der Weddellrobbe. Die Tiere wurden mit 3D-Fahrtenschreibern und digitalen Fotokameras ausgerüstet, deren

Auswertung zur Entdeckung einer bisher unbekannten „kryo-benthischen“ Lebensgemeinschaft wirbelloser Meerestiere führte, die kopfüber an der Unterseite des aufschwimmenden Schelfeises in etwa

150 m Tiefe siedeln. Diese „hängenden Gärten“ dürften für die Robben einen attraktiven Nahrungshori-

Three Helmholtz groups are participating in this research theme: the Russian-German Joint Research

Group “Assessing the Sensitivity of Arctic Coastal

Dynamics to Change” and the Helmholtz Young

Investigators Groups “SPARC - Sensitivity of the permafrost system’s water and energy balance under changing climate” and “Applications of compoundspecific radiocarbon analysis for the study of sedimentation processes and carbon cycling in marine sediments”.

WP 1.6: Effects of ocean warming and acidification on marine ecosystems

We are investigating polar organisms and ecosystems and their response to anthropogenic impact.

Studies at the Drescher Inlet (Riiser-Larsen Ice Shelf) revealed novel insights into the fast ice covering coastal habitats of the Weddell seal. The animals were equipped with 3D trip recorders and digital cameras. The resulting data led to the discovery of a hitherto unknown “kryo-benthic“ community of invertebrates, attached head-down to the underside of the floating ice shelf at about 150m water depth.

These “hanging gardens“ may provide an attractive nutrition perspective for seals, owing to the presence

zont darstellen, bedingt durch die Verfügbarkeit von

Fisch und anderen Beutetieren. In Kooperation mit dem National Institute of Polar Research, Tokyo, und dem Mammal Research Institute der Universität von

Pretoria wurden die Robbenuntersuchungen in der

Atka-Bucht am Ekström-Schelfeis fortgesetzt. Ausgehend von der Neumayer-Station wurden Weddellrobben mit Beschleunigungs- und Tauchtiefensensoren,

Digitalkameras und ARGOS CTD-Satellitentransmittern ausgestattet. Die gewonnenen Logger-Daten in

Kombination mit der Satellitenfernerkundung gestatteten die Rekonstruktion der kleinräumigen Tauchgänge und der Nahrungsaufnahme sowie die Erkennung kleinster Bewegungsmuster des Kopfes bei

Lautäußerungen unter Wasser und während der

Atmung an der Oberfläche. Viele der vermutlich kleineren Beuteobjekte wurden im Pelagial zwischen 60 und 80 m Wassertiefe aufgenommen. Eine Reihe von

Tauchgängen erfolgte nahe der Schelfeiskante und entlang der abfallenden Wände eines in der Bucht gestrandeten Eisbergs; vermutlich auf der Suche nach mit dem Schelfeis assoziierter Nahrung.

of fish and other prey. In cooperation with the National Institute of Polar Research, Tokyo, and the Mammal Research Institute of the University of Pretoria we continued our research in the Atka Bay (Ekström

Ice Shelf) near the ‘Neumayer Station‘. Weddell seals were equipped with mandible accelerometers and pressure transducers, digital still picture loggers and

CTD-combined ARGOS satellite transmitters. Data retrieved from the archival tags in combination with satellite remote sensing allowed reconstruction of the seals‘ small-scale dive excursions and food intake as well as identification of fine-scaled patterns of head movements during underwater vocalisation and breathing activity on the sea surface.

Much of the presumably smaller prey were taken in pelagic water depths between 60m and 80m. A number of dives were carried out close to the shelf ice edge and near the steep walls of a stranded ice berg, most likely in search of shelf ice associated prey.

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3.2 Topic 2

Küsten Ökosysteme mit ihrer hohen Artenvielfalt und ihren komplexen Stoffflüssen stehen zunehmend unter Druck. Sie haben hohe Bevölkerungsdichten, sie dienen der Fischerei, sind Transportwege und dienen häufig als Deponien für Schad- stoffe. Diese sensiblen Systeme werden zunehmend den Folgen von Klimaveränderungen ausgesetzt. Am AWI widmen wir unsere Forschung schwerpunktmäßig im PACES Programm dieser

Thematik.

In vier Forschungsnetzwerken (Workpackages

WP) konnten wir zusammen mit der GKSS 1. die

Nahrungsnetze von Küstenmeeren detailliert untersuchen, 2. die Evolution von Organismen erforschen,

3. regionale Systembetrachtungen entwickeln und

4. Küstenbeobachtungssysteme etablieren.

Diese Untersuchungen werden geographisch international im hohen Norden, der Arktis, in der

Antarktis, aber auch mit Schwerpunkten in der

Nordsee und im Lena-Delta (Russ) durchgeführt.

WP 2.1

Der Einfluss der Erderwärmung und andere von

Menschen verursachte Änderungen auf küstennahe Nahrungsnetze werden oft nur durch Verschiebungen in der Identität der Spieler beschrieben. In diesem Workpackage untersuchen wir zusammen mit den Kollegen der GKSS, die die

Modellierung durchführen, die Prozesse und

Mechanismen, die diesen Verschiebungen zu

3.2 Topic 2: Coastal change

Coastal ecosystems are sensitive systems characterised by a high biodiversity and complex elemental cycles. They are subjected to increasing pressure due to growing human population, their role as transport routes, in fisheries and as a deposit for pollutants.

Additionally, climate change is superimposed upon these pressures. At the AWI, we are currently concentrating on the effects of these changing pressures on the coastal zone.

Together with our colleagues in the GKSS, we identified four major themes, each dealt with in a separate work package. We were able to 1. investigate the food webs of coastal seas, 2. examine the evolutionary processes connected to change, 3. observe and monitor regional change, and 4, establish coastal observation systems.

WP 2.1 Food webs and diversity under global and regional change

The influence of global warming and other anthropogenic induced change on coastal food webs is often limited to the description of shifts in the player identities. In this work package we are investigating the processes and mechanisms behind player shifts both using laboratory experiments as well as models

(GKSS). These include investigations into the effects of changing habitats, physiological constraints and changed interactions between, for example, predators and their prey. We have found that biological interactions are important drivers of ecosystem func-

Grunde liegen. Dazu gehören zum Beispiel Änderungen in der Habitatstruktur, physiologische

Beschränkungen und sich ändernde Interaktionen zwischen Räuber und Beute. Es stellt sich mehr und mehr heraus, dass die biologischen Interaktionen die

Struktur und die Funktion eines Nahrungsnetzes sehr stark steuern. Kleine Verschiebungen in z. B. der Phänologie einer Art können dazu führen, dass die Beute nicht da ist, wenn der Räuber sie braucht, und damit das ganze Gefüge durcheinander bringen.

WP 2.2

„Evolutionary Ecology“ untersucht Anpassungen von

Algen und Meerestieren an sich ändernde Umweltbedingungen in der Nordsee und den Polargebieten.

Risikosignale können die morphologischen, chemischen und physiologischen Eigenschaften von Arten und damit deren Überlebenschancen verändern. So beeinträchtigt zum Beispiel die bloße Gegenwart räuberischer Krebse Nahrungsaufnahme und Reproduktionserfolg von Strandschnecken in der Nordsee.

In der Antarktis zeigen Untersuchungen an Krebsen, wie sich Arten, die unter der Abkühlung während der

Entstehung des Südpolarmeeres zunächst empfindlich litten, in kurzer Zeit genetisch anpassen konnten.

Durch den Einsatz genetischer Marker und von

Genexpressionsanalysen hat sich gezeigt, dass die

Biodiversität in der Antarktis wesentlich höher ist, als zunächst gedacht.

tion. Small changes in phenology, for example, can result in the mismatch of the occurrence of predators and their prey and change the complete flow of energy and matter through the ecosystem.

WP 2.2 Integrating evolutionary ecology into coastal and shelf processes

This work package is investigating the adaptations of algae and marine fauna to altering environmental conditions in the North Sea and in Polar regions.

Chemical communication signals between different players in the ecosystem can alter the morphological, chemical and physiological characteristics of these species and, as a result, their survival probability. For example, the mere presence of predatory crabs affects the food uptake and reproductive success of periwinkles in the North Sea. Furthermore, genetic adaptation processes as a result of the cooling of the Southern Ocean that occurred during its formation have allowed many organisms to adapt to these harsh conditions, and recent studies have shown a much higher biodiversity in Antarctic waters than previously expected.

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WP 2.3

In diesem Workpackage wurden die Langzeitänderungen in der Deutschen Bucht und im angrenzenden

Wattenmeer und die dafür verantwortlichen treibenden Kräfte untersucht. Ein Vergleich des jetzigen Wattenmeers bei Sylt (Königshafen) mit historischen

Daten aus den 1930-er Jahren deutet auf Eutrophierung und Meeresspiegelanstieg als wichtige Treiber des Küstenwandels hin. Rezentere Daten belegen einen Rückgang der Nährstoffeinträge durch Flüsse und eine Abnahme des Phytoplanktons im gesamten

Wattenmeer. Gemeinsam mit der GKSS haben wir gezeigt, dass das Wattenmeer um Sylt im Vergleich zur restlichen kontinentalen Nordseeküste deutlich nährstofflimitiert ist – eine Situation, die sich während der letzten Jahre verschärft hat. Neue Beobachtungen deuten auf die herausragende Bedeutung steigender Temperaturen auf die Ausbreitung von eingeschleppten Tierarten im Wattenmeer.

WP 2.4

Zu den Zielsetzungen unserer Arbeiten zählen die

Sensorentwicklung und der Beitrag zum Aufbau eines

Beobachtungs- und Informationssystems zur Untersuchung der Meeresumwelt der Nordsee (COSYNA).

Bisherige Arbeiten umfassten die Weiterentwicklung von Sensorsystemen, wie z. B. zur simultanen Messung von Methan, CO

2

und weiteren Gasen in der

Wassersäule mittels eines Unterwasser-Massenspektrometers. Für die Einbindung komplexer Sensorsysteme in mobile oder stationäre Messplattformen wurde Software zur Datenerfassung und Integration in Informationssysteme erstellt. Diese Sensorsysteme und Software-Konzepte sollen zu dem federführend von der GKSS konzipierten COSYNA Beobachtungssystem beitragen.

WP 2.3 Coastal Systems under Global and

Regional Pressures

This work package is dealing with long-term change in the ecosystems of the German Bight and the Wadden Sea and the driving factors behind this change.

The comparison of historical data (from the 1930s) from the Wadden Sea around Sylt with the contemporary situation allowed the identification of eutrophication and sea level rise as the main drivers behind the changes in the ecosystem structure of this area. Despite this effect of eutrophication, we observed that the Wadden Sea is much more nutrient-limited than the rest of the continental North Sea. As nutrient inputs into the Wadden Sea continue to decline we expect that this situation will intensify, and phytoplankton densities will continue to decline.

Increased temperature seem to be the main driver behind the success of many introduced species into the Wadden Sea.

WP 2.4 Integrating observations for coastal management

In this work package we are aiming to contribute to the development and implementation of a system for the continuous observation and surveillance of the

North Sea environment (COSYNA). For example, we are developing sensory tools to simultaneously measure methane, carbon dioxide and other gases in the water column using underwater mass spectrometry. Specialised software to measure, integrate and reposit large volumes of data needs to be developed to successfully employ complex sensory systems in mobile or stationary platforms. These new sensors, together with the developed software, will be integrated into the COSYNA system.

Moorings Water Sampler

CTD

Sediment

Sampler

In situ

Micro-Profiler

Mobile Underwater

Platforms

ROV

AUV

MarBot

Aggregated geodata

Thematic maps, row data, georeferenced video mosaics

Time Series Data Point / Multipoint Line, Polygon, Grid All data types

Abb. 3: Die Kombination neuartiger Sensor- und Beobachtungssysteme mit Daten, die während Schiffsexpeditionen erhoben werden, ermöglichen eine deutlich verbesserte Bewertung und

Prognose von Veränderungen der Meeresumwelt in Küstengewässern.

Fig. 3: The combination of advanced sensor and surveillance systems and data are collected during ship expeditions, to enable significantly improved assessment and prediction of changes in the marine environment in coastal waters.

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3.3 Topic 3: Lehrstunden aus der Erdgeschichte

In diesem Teil des AWI - Forschungsprogramms werden die Rahmenbedingungen, die Ursachen und Auswirkungen der natürlichen Klimavariabilität auf Zeitskalen von Jahren bis Jahrmillionen interdisziplinär untersucht. Dies beinhaltet Rekonstruktionen zur geodynamischen Entwicklungsgeschichte der Polarregionen, die Dokumentation der vergangenen Klimaentwicklung aus Sedimentkern- und Eiskern-Klimaarchiven sowie die modellgestützte Interpretation von Prozessen und Mechanismen, welche die Klimaentwicklung der Erde steuern und verstärken. Die wissenschaftliche

Ausrichtung und Zielsetzung ist in drei Schwerpunkte unterteilt.

WP 3.1 Polare Klimavariabilität und interhemisphärische Wechselwirkungen während der jüngsten

Erdgeschichte

Land- und seegestützte Expeditionen erbrachten neue Sedimentkerne aus Ostsibirien (Lake El‘

Gygytgyn), dem arktischen Ozean, dem subpolaren N-Pazifik, der Beringsee und dem Rossmeer.

Das vom AWI mitgetragene antarktische Eiskern-

Bohrprojekt EPICA wurde 2008 für seine herausragenden Ergebnisse mit dem Descartes-Preis der

Europäischen Union ausgezeichnet. Mit diesem

3.3 Topic 3: Lessons from the past

This part of the AWI research programme examines the boundary conditions, causes and impacts of natural climate variability on different timescales, ranging from years to millions of years. This includes the geodynamical reconstruction of the polar regions, the reconstruction of past climate variability by establishing climate records from continental ice, permafrost, lake and marine sediments, as well as model-based interpretations to decipher the processes and mechanisms driving and amplifying Earth’s climate variability. The scientific focus is subdivided into three themes.

WP 3.1 Past polar climate and inter-hemispheric coupling

Land- and sea-based expeditions provided new sediment records from East Sibera (Lake El Gygytgyn), the Arctic Ocean, the subpolar N-Pacific, the Bering

Sea and the Ross Sea. The Antarctic ice core project

EPICA (supported and partly coordinated by the

AWI) received the Descartes Prize in 2008 for its outstanding results. The EPICA ice cores enabled measuring the temperatures and greenhouse gas

Projekt gelang es erstmals, Temperaturen und Treibhausgaskonzentrationen der letzten 800.000 Jahre zu rekonstruieren sowie die postulierte Klimawippe zwischen Nord- und Südhemisphäre nachzuweisen. In

2009 wurde unter AWI-Beteiligung mit dem internationalen Eiskern-Bohrprojekt NEEM auf Grönland begonnen. Ziel ist es, die polaren Klimabedingungen für das letzte warmzeitliche Maximum, 126.000 –

115.000 Jahre vor heute, zeitlich hoch auflösend zu rekonstruieren. Erste Ergebnisse aus Sedimentbohrkernen, die im Rahmen des internationalen Bohrprojektes ANDRILL vom Ross-Schelfeis aus durchgeführt wurden, erbrachten überraschende Ergebnisse zur

Stabilität des westantarktischen Eisschildes. Danach war der westantarktische Eisschild in dem Zeitraum 3

– 5 Millionen Jahre vor heute, als es global ca. 3 °C wärmer war als heute, mehrfach abgeschmolzen.

concentrations of the past 800,000 years, as well as verifying the postulated bipolar seesaw-mechanism of climate variability. The international ice core project NEEM was started in 2009 with AWI participation. The project aimed at reconstructing polar climate conditions for the last interglacial maximum from 126,000 – 115,000 years ago with high time resolution. First results from sediment records drilled at a site on the Ross Ice Shelf within the scope of the international drilling project ANDRILL provided stunning results about the stability of the West Antarctic Ice Sheet. The data indicate repeated melting of the entire West Antarctic Ice Sheet between 3 and

5 million years ago, during a time interval when it was globally approx. 3 °C warmer than today.

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WP 3.2 Von der Treibhauswelt in die Eishauswelt – tektonische Änderungen und Entwicklung von Klima und Biosphäre

Ein wichtiger Meilenstein war die Durchführung von seismisch-geologischen Expeditionen in den ostsibirischen Sektor des arktischen Ozeans, die südliche

Baffin-Bucht, die Davisstraße und die Framstraße. Mit den erhobenen Daten soll die geodynamische Entwicklung des arktischen Ozeans und die daran gekoppelte Öffnungsgeschichte der atlantisch-arktischen Passagen mit ihren Auswirkungen auf die thermohaline atlantische Zirkulation und das globale

Klima genauer rekonstruiert werden. Dabei wurden

über 4.000 km seismische Daten aus Regionen gewonnen, deren Untergrundstruktur bisher völlig unbekannt war. Erste Ergebnisse zeigen, dass der Mendeleew Rücken deutlich jünger ist als der Lomonossow

Rücken. Vor der Südspitze Grönlands wurde die

Eirik-Sedimentdrift, eine mehrere 100 km lange, rükkenartige Struktur, seismisch vermessen. Sie ist ein

Archiv für die Aktivität des westlichen Randstroms

Grönlands und die Dynamik der grönländischen Eisbedeckung. Erste Ergebnisse weisen auf eine NW-

Verlagerung der Drift vor ca. 5,6 Millionen Jahren hin und damit auf eine signifikante Änderung im Strömungsgeschehen.

WP 3.2 Tectonic, climate and biosphere development from greenhouse to icehouse

An important milestone was the accomplishment of seismic-geological expeditions to the East Siberian sector of the Arctic Ocean, southern Baffin Bay, the

Davis Strait and the Fram Strait. The collected data are essential for reconstructing the geodynamical evolution of the Arctic Ocean as well as the opening history of the Atlantic-Arctic passages with their impacts on Atlantic thermohaline circulation and global climate. More than 4000 km of seismic data were collected, partly from areas with fully unknown bedrock structures. First results suggest a much younger age for the Mendeleev Ridge than for the

Lomonosov Ridge. Another milestone was reached by successfully mapping the seismic structures of the

Eirik sediment drift off the southern tip of Greenland.

The sediment drift is a more than 200 km elongated ridge-like sediment structure that provides an archive about changes in the activity of the western boundary current and the dynamic of ice cover on Greenland.

Preliminary results suggest a northwest displacement of the drift about 5.6 million years ago, indicating a significant change in deep water flows.

WP 3.3 Proxy-Entwicklung und Innovation – die

Basis für den Fortschritt in der Paläo-Klimaforschung

Im Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes wurde erstmals das seltene Mineral Ikait im antarktischen

Meereis nachgewiesen. Es ist eine besondere Form von Kalziumkarbonat, nach dem Forscher in polaren

Gewässern seit Jahrzehnten gesucht haben. Die Bildung von Ikait birgt Informationen über Änderungen im Meereis-getriebenen CO

2

-Austausch zwischen

Ozean und Atmosphäre in eisbedeckten Meeresregionen. Das Vorkommen von Ikait in Eiskernen soll nun geprüft werden. Andere Untersuchungen fokussierten auf die Bildung biogener Proxies. Anhand von experimentellen biogeologischen Studien konnte der

Einfluß der Salinität und der Karbonatchemie des

Meeres auf die Mg/Ca Signalbildung in planktischen und benthischen Foraminiferen weiter eingrenzt werden. Die Mg/Ca-Werte fossiler Foraminiferenschalen sind als Proxy für die quantitative Rekonstruktion von

Wassertemperaturen von zentraler Bedeutung für die

Paläozeanographie. Zudem wurde untersucht, inwieweit Proxies für Sedimenttransport-Prozesse, die auf

Messungen von Radionukliden beruhen, durch hydrodynamische Sortierung beeinflusst werden.

WP 3.3 Proxy development and innovation: the baseline for progress in paleoclimate research

Scientists had been searching for ikaite, a rare mineral in the Antarctic sea ice, for decades and within the scope of this work package it was possible to identify it for the first time. Ikait is a special form of calcium carbonate and its formation provides information about the sea ice driven Southern Ocean carbon pump in ice-covered regions of the ocean. The occurrence of ikait will now be analysed in ice cores. Other investigations focused on the formation of biogenic proxies. Experimental biogeological studies improved our knowledge about the influence of changes in salinity and marine carbonate chemistry on Mg/Ca concentrations in planktonic and benthic foraminiferal shells. The Mg/Ca signal in foraminiferal shells is used for the quantitative reconstruction of paleo-water temperatures and thus plays a major role in paleoceanography. Another topic concentrated on proxies, which are indicative of changes in marine sediment transport, and examined whether such proxies, e.g. radionuclides, are influenced by hydrodynamic sorting processes.

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3.4 Topic 4: Das Erdsystem aus polarer Perspektive

Die Polargebiete reagieren hochsensibel auf den

Klimawandel. Der beobachtete Temperaturanstieg ist in der Arktis größer als das globale Mittel und der Abbau des arktischen Meereises ist im

Sommer stärker als in den Modellen, die für den letzten IPCC-Bericht benutzt wurden. Die Vorhersage von zukünftigen und das Verständnis von vergangenen Veränderungen von regionalen bis zu globalen Ausmaßen erfordern eine ganzheitliche Analyse des Systems Erde. Erdsystemmodelle

(ESM) umfassen Module für Atmosphäre, Ozean,

Meer- und Packeis, Bodenbeschaffenheit und marine und terrestrische Biosphären und liefern eine umfassende, wenn auch vereinfachte Darstellung der realen Welt.

3.4 TOPIC 4: The Earth System from a Polar Perspective

Polar regions are highly sensitive to global change.

The observed increase in Arctic temperature, for example, is larger than the global mean and the decrease of Arctic summer sea ice is larger than predicted by models reviewed for the last IPCC report.

The prediction of future and understanding past changes from regional to global scales calls for an integrated earth system analysis. Earth System

Models (ESM) including modules for the atmosphere, ocean, sea and land ice, soil properties, marine and land biosphere, provide a comprehensive, although simplified representation of the real world. The aims of Topic 4 are to improve ESMs, especially with respect to polar processes, and to use ESMs to analyse the impact of climate variability and climate change on polar regions and to study feedback between polar processes and the earth system.

WP 4.1 Gegenwärtige und zukünftige Änderungen des Erdsystems

Das erste Arbeitspaket von Topic 4 beschäftigt sich mit den gegenwärtigen und zukünftigen Änderungen des Erdsystems. Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten mit dem globalen gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Meereis-Modell ECHO-GiSP lag auf der Untersuchung des Einflusses der Zwei-Wege-

Rückkopplung zwischen der stratosphärischen Chemie und der atmosphärischen Dynamik. Diese Rückkopplung wird über Strahlungsprozesse vermittelt und resultiert in einer Abschwächung des Arktischen stratosphärischen Polarwirbels im nordhemisphärischen Winter. Der troposphärische Zirkulationszustand verschiebt sich hin zur negativen Phase der

Arktischen Oszillation (AO).

Die Finite-Elemente Ozeankomponente FEOM ist zu einem allgemeinen Zirkulationsmodell entwickelt worden. Die Kopplung eines Meereismodells mit

FEOM firmiert unter dem Namen FESOM. Eine globale Anwendung mit einem rotierten Pol ist dazu benutzt worden, Veränderungen in Wassermassen und Zirkulation auf Zeitskalen bis zu einigen hundert

Jahren zu studieren. Die Variabilität des Meeresspiegels und der Massenverteilung wurden untersucht und mit entsprechenden Abschätzungen aus satellitengestützter Fernerkundung verglichen.

WP 4.1 Current and Future Changes of the

Earth System

The first work package of Topic 4 focuses on current and future changes to the earth system. The emphasis of the scientific work with the global coupled atmosphere-ocean-sea-ice-model ECHO-GiSP was on the study of the influence of the two-way feedback between stratospheric chemistry and atmospheric dynamics. The feedback loop is communicated via atmospheric radiation processes and results in a weakening of the Arctic stratospheric polar vortex during the northern hemispheric winter. The state of the tropospheric circulation is shifted towards the negative phase of the Arctic Oscillation (AO).

The finite element oceanic component FEOM has been developed into a general ocean circulation model. A global application with a rotated pole has been employed to study water mass and circulation changes on time scales of up to several hundred years. The variability of the sea level and mass distribution have been studied and compared with estimates derived by satellite remote sensing.

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WP 4.2 Das Erdsystem auf langen Zeitskalen

Im zweiten Workpackage werden Veränderungen des

Erdsystems über Zeitskalen von Dekaden bis mehreren tausend Jahren untersucht. Neber der Anwendung komplexer numerischer Modelle stellt die kritische Analyse und Interpretation von Palöoproxies (in enger Zusammenarbeit mit Topic 3) einen Schwerpunkt der Arbeiten dar.

Wichtige Modellierungsarbeiten stellen den Einfluss des orbitalen Antriebs auf das Klimasystem dar, welches sich in Temperaturtrends, im Wasserkreislauf und den stabilen Sauerstoffisotopen abbildet.

Die simulierten Temperaturen und Sauerstoffisotopen sind konsistent mit marinen und terrestrischen Proxydaten. Wir verwenden eine Kombination aus Datenanalysen, Modellsimulationen und theoretischen

Ansätzen, um die Dynamik auf langen Zeitskalen zu verstehen.

Der Vergleich zwischen Klimamodellsimulationen und auf Proxy-Daten basierenden Klimarekonstruktionen des letzten Millenniums ermöglicht die Analyse von für die natürliche Klimavariabilität verantwortlichen Mechanismen. Zudem kann ein derartiger

Vergleich Aufschluss über die Güte der Klimamodellsimulationen liefern. Im besonderen Fokus sollen hierbei die in der Vergangenheit aufgetretenen Perioden mit durchschnittlich niedrigeren Temperaturen im Vergleich zu heute stehen.

WP 4.2 The Earth System on Long Time Scales

In the second work package, changes of the earth system on time scales from decades to several thousand years are being examined. The focus is not only on the use of complex numerical models but also on critical analysis and interpretation of paleo proxies

(in close cooperation with Topic 3).

Important modelling operations display the impact of orbital forcing on the climate system, shown in temperature trends, in the water cycle and in stable oxygen isotopes. The simulated temperatures and oxygen isotopes are consistent with marine and terrestrial proxy data. We use a combination of data analysis, model simulations and theoretical approaches to understand the dynamics in long time scales.

The comparison between climate simulations and proxy-based reconstructions in the past millennium helps to analyse the mechanisms responsible for natural climate variability and to evaluate the value of climate models, in particular in periods with temperatures colder than today.

Kopplung von Modellen mit unstrukturierten Gittern

Die Kopplung von Modellkomponenten mit unstrukturierten Gittern ist für WP 4.1 und WP 4.2 von Interesse. Das am AWI entwickelte Finite Elemente Ozean

Modell FEOM ist um ein Meereismodell erweitert worden und steht nun unter dem Namen FESOM für polare Fragenstellungen zur Verfügung. Mittelfristig soll FESOM in die COSMOS Modell Suite des DKRZ integriert werden.

Hierfür war als Vorarbeit die Interpolation der

Daten des Ozeanmodells auf ein strukturiertes Ausstauchgitter mittlerer Auflösung notwendig. Um in

Zukunft die Stärken von modernen Computerarchitekturen effizienter ausnutzen zu können, war der

Austausch des seriellen Kopplers OASIS3 durch den vollständig parallelen Koppler OASIS4 dringend erforderlich. Diese Aufgaben konnten abgeschlossen werden.

The coupling of model components with unstructured grids

In work package 4.1 and 4.2 the coupling of model components with unstructured grids is of high importance. The Finite Elements Ocean Model FEOM developed at the AWI has been expanded by a sea ice model and is called FESOM. It is ready for applications. In the medium term FESOM will be integrated into the COSMOS model suite of the DKRZ.

As a first step for the coupling of FESOM the data of the unstructured ocean grid have to be interpolated to a structured exchange grid of medium resolution. In order to use the strength of modern supercomputer architectures more efficiently, the replacement of the serial coupler OASIS3 with the fully parallel coupler OASIS4 has become a necessity. These tasks have already been accomplished.

91

4. Helmholtz-Nachwuchsgruppen

Helmholtz Young Investigator Groups

5. Entwicklungen in den Fachbereichen

Progresses in the scientific divisions

93

94

4. Helmholtz-Nachwuchsgruppen Helmholtz Young Investigator Groups

4. Nachwuchsgruppen

Die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses spielt eine wichtige Rolle im Wettbewerb um die besten

Forscherinnen und Forscher. Am AWI sind Nachwuchs- gruppen aus den Förderprogrammen der Helmholtz-

Gemeinschaft, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des European Research Council etabliert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft hat die individuelle

Förderung junger, talentierter Forscherinnen und For- scher als wichtiges Ziel in ihrer Mission verankert. Sie bietet wie die anderen Fördereinrichtungen mit ihren

Programmen den besten Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern aus dem

In- und Ausland mit Einrichtung und Leitung eigener

Arbeitsgruppen sehr gute Arbeitsbedingungen in einem forschungsintensiven Umfeld, frühe wissenschaftliche Selbständigkeit sowie die Option auf eine unbefristete Beschäftigung, den so genannten „Tenure -

Track“. Die Tenure -Track - Option ist an eine positive

Begutachtung durch unabhängige Ex-perten nach drei- bis vierjähriger Tätigkeit gebunden. Besonderer

Wert wird auf eine enge Kooperation mit den Hochschulen gelegt: Die jungen Leiterinnen und Leiter arbeiten eng mit universitären Partnern zusammen und erhalten so die Möglichkeit, Lehrerfahrungen zu sammeln und sich für eine Universitätskarriere zu qualifizieren.

Am AWI sind derzeit sechs Helmholtz-Nachwuchsgruppen eingerichtet, zwei Emmy-Noether-Nachwuchsgruppen und eine ERC-Gruppe, die gemeinsam mit den Universitäten Bremen und Heidelberg sowie der Jacobs-Universität Bremen arbeiten.

4. Young Investigator Groups

Young Investigator Groups are an important modern instrument to promote talented scientific staff. Groups from the promotional programmes of the Helmholtz

Association, the German Research Foundation (DFG) and the European Research Council (ERC) have been established at the AWI.

The Helmholtz Association has incorporated the individual advancement of young, talented scientists as a priority objective of its mission. The Young Investigator Groups of Helmholtz as well as DFG and

ERC offer very good working conditions in a research

-intensive environment to the best domestic and foreign young scientists, early scientific independence and the option of permanent employment, the socalled “tenure track“. Tenure track depends on a positive evaluation by independent experts after three or four years. Special importance is attached to close collaboration with university partners, enabling the heads of the groups to gather experience in teaching and to qualify for a university career.

Six Helmholtz Young Investigator Groups, as well as two Emmy Noether and one ERC group, have already been established at the AWI in cooperation with the universities of Bremen and Heidelberg and the Jacobs University Bremen.

Helmholtz-Nachwuchsgruppen

Helmholtz Young Investigators Groups

Nachwuchsgruppe

Young Investigator Groups

Sensitivity of the permafrost system‘s water and energy balance under changing climate:

A multiscale perspective

PHYTOOPTICS - Marine Phytoplankton studied by global biooptical methods

Global Change and the future Marine

Carbon Cycle

PLANKTOSENS - Assessing Climate Related

Variability and Change at the Base of

Planktonic Food Webs in Polar Regions and the North Sea

Applications of molecular 14C analysis for the study of sedimentation processes and carbon cycling in marine sediments

Trophic interactions in pelagic ecosystems

- role of zooplankton

Emmy-Noether-Nachwuchsgruppen

Emmy Noether Young Investigator Groups

LIMPICS – towards synthetic ice cores linking micro-physical properties to macro features in ice sheets with geophysical techniques

MOVE - Mid-Ocean Volcanoes and Earthquakes

ERC-Nachwuchsgruppe

European Research Council Young Investigator Groups

PHYTOCHANGE - New approaches to assess the responses of phytoplankton to Global Change

Nachwuchsgruppenleiter/-in

Young Investigator group leader

Dr. Julia Boike

Dr. Astrid Bracher

Dr. Anja Engel

Dr. Katja Metfies

Dr. Gesine Mollenhauer

Dr. Barbara Niehoff

Dr. Olaf Eisen

Dr. Vera Schlindwein

Dr. Björn Rost

Partneruniversität

Cooperating University

Universität Heidelberg

Universität Bremen

Universität Bremen

Jacobs-Universität

Bremen

Universität Bremen

Universität Bremen

Universität Heidelberg

Universität Bremen

Prüfungsberechtigung für Universität Bremen

95

96

5. Entwicklungen in den Fachbereichen Progresses in the scientific divisions

5. Geosciences

5. Geowissenschaften

Der Fachbereich Geowissenschaften erforscht die

Wechselwirkungen zwischen dem Geoökosystem und dem Klimasystem. Dies beinhaltet die geologisch-tektonische Entwicklungsgeschichte der Polarregionen, die Rekonstruktion vergangener Klima- und Umweltzustände sowie die Erfassung der gegenwärtigen Reaktion des Erdsystems auf natürliche und menschlich bedingte Klimaänderungen. Der

überwiegende Teil der im Fachbereich durchgeführten wissenschaftlichen Arbeiten ist in das AWI-Forschungsprogramm PACES eingebettet. Neben diesen

Untersuchungen wurden noch folgende Themen bearbeitet.

Seismizität im Golf von Cadiz und im Mittelmeerraum

In zwei europäischen Projekten wurden Langzeit-

Seismizitätsuntersuchungen im Golf von Cadiz und im westlichen Mittelmeer durchgeführt um das Gefahrenpotential von möglichen Seebeben abzuschätzen.

Die Datenanalyse soll zeigen, welche submarinen

Störungssysteme heute tektonisch aktiv sind und einen Beitrag zum generellen tektonischen Verständnis der Region liefern. Ein weiteres Breitband-Ozeanbodenseismometer wurde im Ligurischen Meer vor der französischen Küste für insgesamt drei Jahre installiert mit dem Ziel, das seismologische Modell für die Region zwischen Nordafrika und Europa zu verbessern.

The Geosciences research division investigates the interaction between geo-ecosystems and the climate system. This includes the geologic-tectonic evolution of the polar regions, the reconstruction of past climate and environmental states as well as the recent response of Earth systems to natural and anthropogenic-forced climate changes. The major part of the scientific research is embedded in the AWI-research program PACES. This research has been complemented by the following research themes.

Seismicity in the Gulf of Cadiz and in the

Mediterranean area

Long-term seismological monitoring in the Gulf of

Cadiz and in the Western Mediterranean area was conducted to assess the potential risk of possible submarine earthquakes. The analysis of the collected data is expected to indicate tectonically active faults, thus improving our understanding about the general tectonic composition of this region. Another broadband ocean bottom seismometer has been installed for a measuring period of 3 years in the Ligurian Sea off France to improve the existing seismic model for the region between North Africa and Europe.

Toleranzgrenzen von methanogenen Archaeen im terrestrischen Permafrost

In diesem von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderten Allianzprojekt (Planetary Evolution and Life) wird in einem internationalen, interdisziplinären Team u.a. die Bedeutung von Grenzflächenwasser für biologische Prozesse und damit die Möglichkeiten von

Leben auf dem heutigen Mars untersucht. Anhand vergleichender morphometrischer Analysen von Satellitenaufnahmen periglazialer Oberflächenstrukturen auf dem Mars und analoger Formen auf der Erde wurden permafrostbezogene (periglaziale) Umweltbedingungen und ihre Veränderungen auf dem Mars rekonstruiert. Als mögliche Habitate auf dem Mars werden vor allem die polaren Permafrostregionen angesehen.

Methanbildende Mikroorganismen, die aus sibirischen Permafrostböden isoliert wurden, haben gezeigt, dass sie über eine außerordentliche Resistenz gegen-

über extremen Umweltbedingungen, wie sehr niedrige Temperaturen, hohe Salzgehalte und intensive

Strahlung, verfügen.

Vergleich von periglazialen Oberflächenstrukturen zwischen Mars und Erde

Auch dieses Thema ist eingebunden in die HGF-

Allianz „Planetary Evolution and Life“. Ergänzend wurden an terrestrischen periglazialen Indikatorstrukturen wie Frostmusterböden (Polygonböden),

Thermo-karststrukturen, Pingos und Blockgletschern

Geländeuntersuchungen durchgeführt, um mögliche

Mars-Analoga besser charakterisieren zu können.

Tolerance Limits of methanogenic archaea in terrestrial permafrost

This project, which is embedded in the HGF alliance

“Planetary Evolution and Life“, examines the importance of interglacial water for biological processes and thus the possibility of modern life on Mars.

Periglacial environmental conditions and their changes on Mars have been reconstructed by comparing morphometric analyses of satellite images displaying periglacial surface structures on Mars with analogous configurations on Earth. Possible habitats on Mars are considered to exhibit strong similarities with conditions in our permafrost regions. Methanogenic archaea, which have been isolated from permafrost soils, are well adapted to extreme environmental conditions, and even survived experiments with very low temperatures, high salinities and intensive radiation.

Comparison of periglacial surface structures between

Mars and the Earth

This issue has also been included in the HGF alliance

“Planetary Evolution and Life”. In addition, field studies have also been carried out on terrestrial periglacial indicator structures, such as frost pattern polygon soils, thermokarst structures, pingos and rock glaciers, in order to be able to characterise possible

Mars analogues better.

97

98


Paläoklimaforschung auf dem Tibetplateau

Das Tibetplateau – auch als „Dritter Pol“ bezeichnet

– gehört zu den wichtigsten Antriebsfaktoren der globalen Zirkulation. Aus diesem Grund ist der frühere, jetzige und zukünftige Umwelt- und Klimawandel auf dem Tibetplateau von allgemeinem Interesse für die Debatte über die globale Erwärmung. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf die quantitative

Rekonstruktion der spätglazialen Klimaschwankungen auf dem Tibetplateau. Dazu wurde eine Pollen-

Klima-Transferfunktion erarbeitet, die Rückschlüsse auf quantitative Entwicklung der Julitemperaturen und Jahresniederschläge gestatten soll.

Entwicklung einer astronomisch geeichten Zeitskala für das späte Miozän (5-12 Ma)

Die Technik des „Orbital Tunings“ ist zur Zeit die beste Methode zur absoluten Altersdatierung von

Sedimentprofilen, insbesondere für den Zeitraum der letzten 35 Ma, für den die Astronomen verlässliche und genaue Alter über Schwankungen in den Erdbahnparametern errechnen. Die Alter der astronomisch geeichten, geologischen Zeitskala bilden bereits die Standard-Chronologie für die letzten 5,3

Ma. Unser Ziel ist es, die Magneto- und Biostratigraphie für das Miozän von 5-12 Ma in die astronomische Zeitskala „einzuhängen“ und darüber hinaus eine Isotopenstratigraphie für dieses Interval zu entwickeln. Die Sedimente der Bohrung 1237 erfüllen nahezu alle Kriterien für ein solches Referenzprofil.

Paleoclimate research on the Tibetan Plateau

The Tibetan Plateau is considered the “third pole” and is one of the major driving factors of global circulation systems. Therefore, past, present and future climate and environmental changes on the Tibetan

Plateau are of general interest within the global warming debate. The investigations were focused on the quantitative reconstruction of Late-Glacial climate oscillations on the Tibetan Plateau. For this purpose, a pollen-climate transfer function to infer quantitative July temperatures and annual precipitation has been established.

Development of an orbitally tuned Late Miocene time scale (5-12 Ma)

The astronomical tuning technique is presently the most accurate absolute dating method for sediment records spanning the time interval of the last 35 Ma, for which astronomers provide a valid and precise orbital solution for variations in Earth‘s orbital parameters. The orbitally tuned geological time scale has already become the standard chronology for the last 5.3 Ma. Our goal is to expand and to astronomically calibrate the ‘Magnetic Polarity Time Scale‘, the oxygen isotope stratigraphy and biostratigraphy to 12 Ma for a sediment record from South Pacific

Site 1237.

Biowissenschaften

Der Fachbereich Biowissenschaften konzentriert sich auf die Bestimmung, Quantifizierung und Modellierung von Wechselbeziehungen zwischen Biologie,

Ökologie, genetischer Diversität von Indikatorarten in marinen Ökosystemen und in marinen Stoffkreisläufen. Wir arbeiten in Polarregionen sowie in der

Nordsee. Die zentralen Themen umfassen die Reaktionen von Zellen, Organismen, Populationen und

Gemeinschaften auf externe Einflüsse und die Organisation und Dynamik von Populationen, Gemeinschaften und Ökosystemen. Unsere Forschungs- vorhaben sind überwiegend in das interdisziplinär aufgestellte Forschungsprogramm PACES (siehe Kapitel 3) eingebettet.

In den Jahren 2008 und 2009 hat sich der Fachbereich Biowissenschaften personell und organisatorisch umstrukturiert (siehe Diagramm Seite 09).

Neben den Sektionen Polare Biologische Ozeanographie, Marine Biogeologie, Funktionelle Ökologie,

Bentho-Pelagische Prozesse, Integrative Ökophysiologie, Ökologische Chemie, Ökologie von Schelfmeersystemen und Ökologie der Küsten werden

Nachwuchsgruppen gefördert. Die Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppen GLOCAR und Trophic Interactions of Zooplankton in Pelagic Ecosystems wurden positiv begutachtet und ins AWI eingegliedert. Eine neue HGF-Gruppe (PLANKTOSENS) hat 2009 ihre

Arbeit aufgenommen. Zusätzlich fördert der Europäische Forschungsrat die Nachwuchsgruppe Phytochange. Darüber hinaus gewinnt der Fachbereich umfangreich Drittmittel für die Forschung. Einige

Themen, die neben der Programmforschung bearbeitet werden, sind im Folgenden exemplarisch dargestellt.

Biosciences

The Biosciences division concentrates on ecological, physiological and biogeochemical topics. The polar oceans and coastal waters of the North Sea are the areas of major interest. Central themes are (i) the reactions of cells, individuals, populations and communities towards external influences, and (ii) organisation and dynamics of populations, communities and ecosystems. Our research is centred within the research programme PACES (see chapter 3).

In 2008 and 2009 the Biosciences division reorganised itself (see diagram page 09). The new structure has 8 sections: Polar Biological Oceanography,

Marine Biogeosciences, Functional Ecology, Bentho-

Pelagic Processes, Integrative Ecophysiology, Ecological Chemistry, Shelf Seas System Ecology and

Coastal Ecology. Also in 2009, the successful Helmholtz-University Groups GLOCAR and Trophic Interactions of Zooplankton in Pelagic Ecosystems were integrated into AWI science. In addition, the new

HGF-Group (PLANKTOSENS) started its work and the European Research Council (ERC) supports the junior research group PhytoChange. Scientists from

Biosciences also acquire substantial third party funds for additional research projects. We will present some of the research projects that Biosciences operates in addition to the main research program

PACES below.

99

100


Plankton Biomechanik

In der Polaren Biologischen Ozeanographie werden

Planktonschalen hinsichtlich ihrer biomechanischen

Eigenschaften untersucht. Diese Arbeiten sind für die

Grundlagenforschung als auch für Anwendungen

(innovativer Leichtbau) interessant (Abb. 1).

Das 2008 gegründete internationale „Helmholtz

Virtual Institute“ PlanktonTech untersucht die Mechanismen, die zur Evolution und mechanischen Optimierung der Leichtbauschalen von Planktonorganismen führen. Die Ergebnisse werden u.a. in der 2008 gegründeten IMARE GmbH eingesetzt. Darüber hinaus werden im BMBF-Projekt OFE leichtere Gründungsstrukturen für 5-8 MW-Windkraftanlagen im

Offshore-Bereich entwickelt. 2008 wurde das Verfahren ELiSE (Evolutionary Light Structure Engineering) mit einem Innovationspreis des Wirtschaftsministers ausgezeichnet. Die Arbeiten der AG wurden auf Messen und in Ausstellungen präsentiert, u.a. im Max-

Liebermann-Haus in Berlin, auf der Hannover Messe

2008, im Phyletischen Museum (Jena), dem Haus der

Wissenschaft in Bremen, in einer TV-Sendung (mit

R. Yogeshwar, ARD) und im Zoologischen Institut der

Universität Hamburg.

Ozeanveränderungen und Meeresorganismen

Die Verbreitungsgrenzen mariner Tier- und Pflanzenarten werden stark von der Wassertemperatur beeinflusst. Jede Art kann nur innerhalb eines bestimmten

„Temperaturfensters“ existieren. Steigende Ozeantemperaturen werden zu Verschiebungen in der geographischen Verbreitung mariner Organismen führen.

Plankton Biomechanics

Biomechanical properties of plankton shells are investigated within Polar Biological Oceanography.

These studies are of interest for basic science (evolution, food webs) as well as applied science (innovative lightweight constructions) (Fig. 1).

The “Helmholtz Virtual Institute“ PlanktonTech

(founded in 2008) investigates the mechanisms that led to the evolution and mechanical optimisation of planktonic lightweight shells. IMARE GmbH uses the applied aspects of the results. In addition, lightweight foundation structures are developed within the BMBF-Project OFE for environmentally friendly, cost efficient offshore 5-8 MW wind energy plants.

In 2008, the method ELiSE (Evolutionary Light Structure Engineering) was granted an award for innovation by the Ministry of Economics. Results of the research team have been presented at trade fairs and exhibitions, e.g. at the Max-Liebermann-Haus in

Berlin, the Hannover Fair, the Phyletic Museum

(Jena), the Haus der Wissenschaft in Bremen, a TVbroadcast (with R. Yogeshwar, ARD), and the Institute of Zoology at the University of Hamburg.

Ocean changes and marine organisms

Water temperature limits the distribution of marine plants and only animals to a large extent, i.e. most organisms can exist within a defined temperature

“window“. Hence, increasing ocean temperatures will change the geographical distribution of marine organisms. The Functional Ecology section develo-

Abb. 1: Links: Schematisierter Prozess von der

Mikroskopischen Strukturanalyse bis zur Berechnung von Spannungsverläufen (FE -Analysen) innerhalb einer Diatomeenstruktur (Arachnoi-

discus) Quelle: PlanktonTech

Rechts: Analyse Der Spannungsverläufe der Radiolarie Clathrocorys, Kooperation zwischen den Projekten PlanktonTech und OFE

Fig. 1: left: Schematic process from microscopic analysis to calculated stress distribution (FEanalyses) within a diatom (Arachnoidiscus) From:

PlanktonTech right: Analysis of stress distribution of the radiolaria Clathrocorys, cooperation between the projects PlanktonTech and OFE

Temperaturgekoppelte Verbreitungsszenarien von

Großalgen aus der Sektion Funktionelle Ökologie zeigen, dass sich innerhalb der nächsten 100 Jahre arktisch-kaltgemäßigte Arten aus dem Nordostatlantik zurückziehen und sich weit in den Norden ausbreiten werden (Abb. 2).

ped temperature driven scenarios of geographical distribution for macroalgae. These models indicate that within the next 100 years Arctic-temperate macroalgae will retreat from the NE Atlantic and expand further to the north (Fig. 2).

101

102


2 °C Feb

20 °C Aug

Abb. 2: Derzeitige geographische Verbreitung des Palmentangs Laminaria hyperborea (fett dargestellte Küstenlinien), und die verbreitungs- bestimmenden Ozean-Isothermen, die 20 °C-Au-

Fig. 2: Present geographic distribution of the kelp Laminaria hyperborea (bold coast lines) and the corresponding isotherms (20 °C-August, dark red; and 2 °C February, dark blue). In 2080-

gust-Isotherme (dunkelrot) und die 2 °C Februar-

Isotherme (dunkelblau). 2080-2099 werden diese

Isothermen nach Norden verschoben sein (orange und hellblaue Linie). L. hyperborea wird an den

2099 these isotherms will be shifted to the north

(orange and light blue lines). L. hyperborea

(Photo: C. Wanke) will vanish from the central

European coastline, but will colonise the coasts

mitteleuropäischen Küsten verschwinden, aber die Küsten Grönlands und Spitzbergens besiedeln.

of Greenland and Svalbard.

Source: Botanica Marina. Volume 52, Issue 6, Pages 617-638, ISSN (Online) 1437-4323, ISSN (Print) 0006-

8055, DOI: 10.1515/BOT.2009.080, December 2009 De Gruyter Berlin / New York.(Photo: C. Wanke)

Die Integrative Ökophysiologie bearbeitet das Zusammenwirken von Ozeanversauerung und Erwärmung auf Meerestiere und Ökosysteme. Beispielhaft wurden bei der Seespinne Hyas araneus (Abb. 3) von

Helgoland CO

2

-Wirkungen auf die Temperaturtoleranz untersucht, konkret die Veränderungen der

Herzrate und des Sauerstoffpartialdrucks der Körperflüssigkeit (Hämolymphe) (Abb. 4). Die Wirkung des

CO

2

wird bei einer Erwärmung von 10 auf 25 °C sichtbar, wohingegen bei einer Abkühlung von 10 auf

0 °C unter allen CO

2

-Bedingungen (heute 380 ppm, ca. 710 ppm im Jahre 2100, extreme 3000 ppm CO

2

-

Konzentrationen) eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts in der Hämolymphe auftritt. Bei Erwärmung steigt die Herzrate bis zur kritischen Temperatur (Tc).

Nachfolgend sinkt sie infolge Sauerstoffmangel, der letztendlich zum Wärmetod führt. Der CO

2

-Anstieg bewirkt eine Verringerung der Wärmetoleranz. Eine

Erwärmung der südlichen Nordsee wird Hyas ara-

neus in kühlere nördlichere Regionen verdrängen.

Dieser Prozess wird mit zunehmender Ozeanversauerung durch Verengung artspezifischer Temperaturfenster noch beschleunigt.

The Integrative Ecophysiology section works on the combined effects of ocean acidification and warming on marine animals and ecosystems. As an example, the effects of CO

2

on thermal tolerance have been investigated in the spider crab Hyas araneus (Fig. 3) from Heligoland. Among other parameters, changes in heart rate and oxygen partial pressure (PeO2) in body fluids (haemolymph) (Fig. 4) were investigated. The effect of CO

2

became evident during warming from 10 to 25 °C, whereas cooling from 10 to 0 °C caused a rise in haemolymph oxygenation under all CO

2

conditions (present day 380 ppm, about 710 ppm as expected in 2100, extreme

CO

2

levels of 3000 ppm). During warming, the heart rate increased until the critical temperature (Tc) was reached. Subsequently, it decreased due to the incipient oxygen deficit, which finally causes heat death.

Enhanced CO

2

levels cause a decline of the upper thermal tolerance threshold, apparent in the downward shift of (Tc) to cooler temperatures. The increasing temperature in the southern North Sea will lead to the northward displacement of Hyas arnaeus until it reaches cooler regions. Progressive ocean acidification will exacerbate this process by narrowing the species-specific temperature window. As a consequence, expected ocean acidification scenarios will cause a narrowing of temperature-dependent distribution ranges of sensitive species.

103

104


Abb. 3: Die Seespinne Hyas araneus in ihrem

Lebensraum

Fig. 3: The spider crab Hyas araneus in its habitat (Photo: J. Knott)

Abb. 4: Die temperaturabhängigen Veränderungen von Herzrate und arteriellem Sauerstoffpartialdruck zeigen in der Absenkung der oberen kritischen Temperatur (Tc) eine frühe Wirkung erhöhter CO

2

-Partialdrücke im Meerwasser.

Fig. 4: Temperature-dependent changes in heart rate and arterial oxygen partial pressure illustrate early effects of enhanced CO

2

levels as the downward shift of the upper critical temperature (Tc). (Dissertation K. Walther).

70

65 normocapnia

60

55

60

55

50

45

40

35

30

50

45

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710 ppm

14

12

14

12

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8

6

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2

0

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3000 ppm

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2

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 temperature (°C)

0

6

4

2

0

10

8

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5. Entwicklungen in den Fachbereichen Progresses in the scientific divisions a)

64°

S

65°

Depth (m)

200 400

65°54'

S

Larsen A

66°

Larsen B

62° 58°

W

54°

Abb. 5: (a) Das Larsen A/B Gebiet (links) mit

Wal- und Robbensichtungen (rot & gelb) sowie benthischen Beprobungen (blau), in das neuerdings eine starke Strömung im Süden (rechts, rote

Linie) Nahrung entlang eines steilen Hanges hineintransportiert. Auf Hartböden siedeln ein Tiefsee-Seestern (b) und eine Kaltwasserkoralle (c);

Seescheiden (d) sind Pionierarten, die ehemalige

Eisbergkratzer (e) schnell wiederbesiedeln.

60°30'

2 km

60°20'W

Fig. 5: (a) The Larsen A/B area (left) with whale and seal sightings (red & yellow) as well as benthic sampling sites (blue). A recent intensive current along a steep slope in the South (right, red line) provides food for major components of the ecosystem. A deep-sea starfish (b) and a coldwater coral (c) live on hard substrata; sea squirts

(d) are pioneer species, which colonise former ice-berg scours (e).

(Photos: J. Gutt, © AWI/MARUM, Universität

Bremen; bathymetry: AWI bathymetric working group; biological and oceanpographic results:

Gutt et al. (in press).©AWI/MARUM, Universität

Bremen; Bathymetrie: AWI bathymetric working group; biological and oceanographic results.)

65°58'

b) c) d) e)

Veränderte Nahrungsverfügbarkeit bedingt einen

Biodiversitätswandel in der Antarktis

Das Antarktische Benthos wird in der Sektion Bentho-Pelagische Prozesse untersucht. Veränderte Nahrungsverfügbarkeit kann offensichtlich einen deutlichen Biodiversitätswandel im Südlichen Ozean her- vorrufen. Der Meeresboden unter den mächtigen

Eisschelfen kann dabei als nahrungsarme ozeanische

Wüste betrachtet werden. Der Zusammenbruch der

Larsen A/B Eisschelfe an der Antarktischen Halbinsel hat diese Umweltverhältnisse signifikant verändert und erlaubt bislang einzigartige Einblicke in das

Leben des vom Schelfeis „befreiten“ Ökosystems. Die

Untersuchungen umfassten ein breites Artenspektrum

– von winziger Meiofauna über das Makro- und

Megabenthos (Abb. 5), Fische und Krill bis zu den

Warmblütern.

Changing food supply will change biodiversity in Antarctica

The Antarctic benthos is one major objective of studies in the Bentho-Pelagic Processes section. Changing food availability can induce an obvious biodiversity shift in the Southern Ocean. The sea bed under the massive ice shelves can be considered as oceanic deserts. The collapse of the Larsen A/B iceshelves at the Antarctic Peninsula has changed these environmental conditions significantly and allows so far unique insights into the life of an ecosystem

“released“ from the cover by ice-shelf. The survey comprised a broad spectrum of species, ranging from the tiny meiofauna and the larger macro and megabenthos (Fig. 5) to krill, fish, and warm-blooded animals.

107

108


Gelöste organische Substanzen in unterschiedlichen

Klimazonen

Die Menge des gelösten organischen Kohlenstoffs im

Meer ist vergleichbar mit der des Kohlendioxids in der Atmosphäre. Um Aussagen über diesen großen

Kohlenstoffpool machen zu können, z.B. über Einträge durch Flüsse oder Atmosphäre, wurden durch die Sektion Ökologische Chemie während der

,Polarstern‘-Expedition ANT-XXV/1 Proben von den gemäßigten Breiten bis zu den Tropen genommen.

Die detaillierten Untersuchungen mit der ultrahochauflösenden Massenspektrometrie, mit der Tausende von Einzelkomponenten mit unterschiedlicher Elementzusammensetzung identifiziert werden konnten, zeigen deutlich unterschiedliche Zusammensetzungen in den verschiedenen Meeresgebieten. Diese einmaligen Untersuchungen werden das Verständnis

über diesen großen Kohlenstoffpool und dessen

Bedeutung in der globalen Veränderung erheblich erweitern.

Helgoland Reede: Ökologische Veränderungen der letzten 45 Jahre

Die Daten der Helgoland Reede von der Sektion

Schelfmeerökologie sind einer der wertvollsten Meeres-Langzeitdatensätze weltweit. Die Daten umfassen tägliche Messungen in der Wassersäule zu Phytoplankton, Temperatur, Salzgehalt, Licht-Eindringtiefen

(Secchi) und Nährstoffen. Zusätzlich werden Vorkommen von Zooplankton, Makroalgen, Makrozoobenthos und Bakterien registriert.

Dissolved organic substances in different climatic regimes

The amount of dissolved organic carbon (DOC) in the oceans is comparable with the amount of carbon in atmospheric carbon dioxide. To obtain information about this huge carbon pool, for example about the input of riverine or atmospheric-derived material, the Department of Ecological Chemistry took samples from temperate to tropical regions during the ‘Polarstern‘ expedition ANT-XXV/1. By using ultra-high resolution mass spectrometry it was possible to identify thousands of compounds of different elemental composition. Clear differences in the molecular signature were found in the different climatic zones. This unique latitudinal study will considerably improve our knowledge about this huge organic carbon pool especially in view of the global changes.

Heligoland Roads: ecological change during the last 45 years

The data collected by the Shelf Sea Systems Ecology

Section at the Heligoland Roads sampling site comprise one of the most valuable resources for the study of long-term change in coastal ecosystems worldwide. Physical parameters such as temperature, salinity and light penetration depth, as well as nutrient concentrations and phytoplankton densities, have been measured on a daily basis for the last 45 years.

Additional time-series were established for zooplankton, bacteria and benthic organisms.

In den 1970igern haben sich die Wasserströmungen in die südwestliche Deutsche Bucht hinein erhöht, die Durchflussraten stiegen um 1/3 und blieben so die nächsten 15 Jahre. Der Salzgehalt hat von 1962 bis heute kontinuierlich zugenommen, die mittleren

Jahrestemperaturen sind um 1,67 °C seit 1962 signifikant angestiegen wie auch die Anzahl der „Wachstumstage“ des Phytoplanktons. Die Kieselalgendichte und die Anzahl an großen Kieselalgen haben zugenommen, z.B. die der Mikrolagen Guinardia delica-

tula und Coscinodiscus wailesii, die als Futter für

Copepoden schwer zugänglich sind. Die Zooplanktonzusammensetzung hat sich sichtbar verschoben, insbesondere durch das Auftreten der Rippenqualle

(Mnemiopsis leidyi). Bei Helgoland vollzieht sich eine auch klimabedingte Verschiebung im Meeres-

ökosystem auf viele der trophischen Ebenen.

Vergleiche von Küstenökosystemen in Europa

Vergleiche zwischen Küstensystemen haben zum

Ziel allgemeine, ökologische Prinzipien zu erkennen und damit kleinskalige, experimentelle Befunde auf einer größeren Skala zu verifizieren. Wie sich die

Artendiversität auf die Funktion von Nahrungsnetzen auswirkt, ist bisher ungenügend bekannt.

Together with our colleagues at GKSS we have revealed changes in hydrography and community composition around Heligoland. In the late 1970s, water inflow from the south-west into the German

Bight increased with a corresponding increase in flushing rates of this area. Salinity and annual mean temperature have shown a steady increase since

1962. Average annual temperature of the water is now 1.67 °C higher than in the early 1960s. This has influenced seasonal phytoplankton growth causing significant shifts in diatom densities and the numbers of large diatoms (e. g. Guinardia delicatula and

Coscinodiscus wailesii). As these larger algae are not the optimum resource for most zooplankters, this, together with the arrival of the comb jelly Mnemiopsis leidyi, has caused shifts in the diversity of the zooplankton community. Thus, on many trophic levels there is considerable change taking place in the German Bight.

Comparison of European coastal ecosystems

The main goal of a comparison analysis of coastal ecosystems lies in the identification of general ecological principles in order to verify experimental results and observations from a local to a larger scale. It is still largely unknown how biodiversity affects the functioning of food webs.

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Vergleich der Nahrungsnetze in MARBEE-IFREMER

Sylt-Rømø Bucht

Marennes-Oléron Bucht

Putziger Wiek

Kurisches Haff

Hauptergebnis

Charakteristik der Nahrungsnetze ändert sich mit der

Biodiversität

Nahrungsnetze in Vorbereitung

Schelde Ästuar und

Lagunensysteme von Banylus

Fig. 6: Source:

Europa: www.stupidedia.org/stupi/Europa

Marennes Oléron Bay : commons.wikipedia.org horizon-virtual.com

Curonian lagoon: landsat photo 2000

Gdansk bay: academic empiria.edu/...landsat_proc.htm

Sylt- Rømø Bay: GKSS

Innerhalb des Europäischen Netzwerks MARBEF wurden Nahrungsnetze verschiedener europäischer

Küstensysteme, vom Kurischen Haff (Lt), der Putziger

Wiek (Pl) über die Sylt-Rømø Bucht (Dt/DK) bis zur

Bucht von Marennes Oléron(F) verglichen. Entlang dieser europäischen Küsten korrelieren verschiedene funktionale Systemindizes mit der Biodiversität. Je höher die Biodiversität, desto länger werden die Nahrungsketten. Das Material, welches im System gehalten wird, steigt an und die trophischen Beziehungen werden enger. Je höher die Biodiversität eines

Systems, desto effizienter ist die Nutzung der Ressourcen und umso wichtiger wird ihr Zurückhalten im Nahrungsnetz.

Within of the European Network of Excellence Mar-

Bef, several coastal systems were compared with respect to their food web structure, from the Curonian Lagoon (Lt), the Puck Bay (Pl), the Sylt Rømø

Bay (Dt/DK) and the Marennes-Oléron Bay (F). Specific indices of the functioning of these coastal systems show a relationship to biodiversity. The higher the biodiversity the longer the pathways in the food web (index of average path length). Simultaneous recycling of material characterised by the Finn cycling index increases and the trophic relationships are more closely connected. With increasing biodiversity the food resources are utilised more efficiently and internal recycling becomes more intense.

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Climate Sciences

Klimawissenschaften

Seit Juli 2008 wird am AWI Bremerhaven das „World

Radiation Monitoring Center“ (WRMC) betrieben.

Das WRMC ist das zentrale Archiv des „Baseline Surface Radiation Networks“ (BSRN), ein Projekt des

„Global Climate Observing Systems“ (GCOS) und des „Global Energy and Water Cycle Experiments“

(GEWEX). Das Zentrum hat die Aufgabe, genaue bodennahe Strahlungsmessungen für die Klimaforschung bereitzustellen. Das Archiv basiert auf dem digitalen Bibliothekssystem PANGAEA und ist unter http://www.bsrn.awi.de zugänglich.

Arbeiten in der Arktis zeigten anhand von Daten aus einer auf dem mittleren Schelf der Laptewsee aus- gebrachten Verankerung, dass die – gegenüber dem langjährigen Mittel – im Sommer um bis zu 5 °C höhere Wassertemperatur der Deckschicht auch einen nachhaltigen Einfluss auf das Bodenwasser hatte. Die

Bodenwassertemperaturen stiegen im September auf

Werte über 0 °C und lagen bis zum Ende des Winters

0,5 °C über dem langjährigen Mittel. Dies widerlegt die bisherige Auffassung, dass die Stabilität des submarinen Permafrosts im Bereich des mittleren Schelfs

(> 20 m Wassertiefe) der Laptewsee nicht durch saisonale Temperaturschwankungen beeinflusst wird.

Since July 2008 the “World Radiation Monitoring

Center“ (WRMC) has been operated at AWI Bremerhaven. The WRMC is the central archive of the

“Baseline Surface Radiation Networks“ (BSRN), a project of the “Global Climate Observing System“

(GCOS) and the “Global Energy and Water Cycle

Experiment“ (GEWEX). The mission of this centre is to provide highly accurate surface radiation fluxes for climate research. The archive is based on the digital publishing network PANGAEA and is accessible at http://www.bsrn.awi.de.

Research in the Arctic Ocean is focused on the

Laptev Sea. Data from a mooring revealed unusually high near-surface water temperatures during summer 2007 that also affected the bottom water temperatures. The temperatures of the surface layer were up to 5 °C higher than the climatic mean for the central Laptev Sea. At the end of September the temperatures near the sea floor also increased to values above 0 °C, and stayed 0.5 °C above the longterm mean until the end of the winter. This observation disproves the previous hypothesis that the stability of the submarine permafrost below 20 m water depth is not affected by seasonal fluctuations of temperature.

Im Bereich der Ozean-Akustik erfolgten Arbeiten, die sich sowohl auf die Nutzung als auch die Mitigation möglicher Auswirkungen von hydroakustischen Messmethoden bezogen. Im Krähennest von FS ,Polarstern‘ wurde ein 360° scannender Infrarotsensor installiert, der einen thermographischen Videostrom der Schiffs-umgebung erzeugt. Der weltweit erste Test dieses Systems auf See war sehr erfolgreich. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Daten wird zur Zeit eine Software entwickelt, die blasende Wale automatisch detektiert und damit als Assistenzsystem für wissenschaftliche Walbeobachtungen sowie für Mitigationsmaßnahmen im Rahmen des Einsatzes von Airguns bei geophysikalischen Forschungsfahrten dienen kann.

In Indonesien gelang die Integration der gemeinsam von AWI, Develogic, OPTIMARE und MARUM entwickelten PACT-Tsunameter in das deutsch-indonesische Tsunami-Frühwarnsystem.

Durch beständige Wartung und Verbesserung der

PALAOA Unterwasserhorchstation bei der ,Neumayer-

Station III‘ gelang es, den Datensatz auf nun vier quasi-kontinuierlich erhobene Jahre zu erweitern und eine Registrierzeit von 92 % für dieses Jahr zu erreichen. Die dabei gewonnenen international einmaligen Daten zum biotischen und abiotischen Schallaufkommen in der Antarktis sind Grundlage einer

Doktorarbeit. Erst kürzlich nahm PALAOA die Kollision des im Küstenstrom mittreibenden Eisberges

B15-K mit der Eiskante nahe PALAOA auf, wodurch bislang beispiellose Aufnahmen dieser extrem lauten, natürlichen Lärmquelle gelangen.

In the field of ocean acoustics activities focused on both the use and the mitigation of possible impacts of hydro-acoustic observations. A thermal imaging,

360° scanning sensor was installed in the crow’s nest of the RV ‘Polarstern‘ to obtain an infrared video stream of the ship’s surroundings. It proved highly successful during the first ever test at sea.

Ongoing software developments now aim at automatically detecting the heat signature of a whale’s blow as a tool to assist marine mammal observations and to support mitigation efforts in the context of geophysical studies employing airguns.

First deployments of PACT tsunameters in Indonesia, jointly developed by the AWI, Develogic, OPTI-

MARE, and MARUM, provided the first successful in-situ tests of this device as part of the German-

Indonesian Tsunami Early Warning System.

Continuous maintenance and improvement of the

PALAOA underwater acoustic observatory facilitated an uptime of 92% and the acquisition of 4 years of the biotic and abiotic sound sources near ‘Neumayer Station III‘, providing an unprecedented dataset which forms the basis for a PhD thesis. Most recently, PALAOA captured the collision of iceberg

B-15K - drifting westwards with the coastal current

- with the edge of the ice shelf near PALAOA, resulting in unprecedented recordings of sustained natural noise of the highest intensity.

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Abb. 3: Der FIRST Navy Wärmebildgeber ist im Krähennest in einer Höhe von ca. 28 Metern

über dem Wasser auf einer hochstabilisierten

Plattform (weiße Basis) installiert. Der Sensorkopf

(grün) rotiert mit 5 Umdrehungen pro Sekunde.

Durch die Aufbauten von ,Polarstern‘ entstehen im

Krähennest oft sturmähnliche Windbedingungen, während die Temperaturen auf bis zu minus 30 °C sinken können, was höchste Anforderung an das

System bedeutet.

Fig. 3: The FIRST Navy thermal imager is installed in the ‘Polarstern’s crow’s nest at a height of about 28 m above water on a highly stabilised platform (white basis). The sensor head

(green) rotates at 5 revolutions per second. In the crow’s nest the wind often blows at gale force strength due to the ship’s superstructure while the temperature plummets to minus 30 °C, making the highest demands on the system.

(Photo: L. Kindermann, AWI)

Seit 1990 unterhält das AWI ein System von akustischen Eisdicken-Messgeräten (ULS) im Atlantischen

Sektor des Südlichen Ozeans. Die Daten werden im

Rahmen einer Promotionsarbeit genutzt, um mögliche Langzeittrends der Meereisdicke zu identifizieren, was auf Grund der überlagerten mehrjährigen

Fluktuationen schwierig ist. Das Hauptziel ist, die

Antriebsmechanismen für Veränderungen der Meereisdicke zu identifizieren.

Die Ozeanmodellierung auf unstrukturierten Gittern hat erhebliche Fortschritte zu verzeichnen. Eine globale Anwendung mit 1 Grad Auflösung und lokaler Verfeinerung, rotiertem Koordinatensystem und gekoppeltem Meereismodell kann stabil auf Perioden von einigen hundert Jahren integriert werden. Das

Programm ist massiv parallel programmiert und steht der Öffentlichkeit per Internetzugriff zur Verfügung.

Im Bereich der Paläoklimamodellierung wurde ein allgemeines Rahmenwerk entwickelt, um Verzweigungen und Übergänge im Klimasystem zu untersuchen. Dieser Ansatz verbindet numerische und analytische Techniken deterministischer und stochastischer

Analysen. Die angewandte Technik beinhaltet die

Herleitung der Dynamik und des Potentials aus Zeitserien und die Untersuchung möglicher Verzweigungen des Potentials, die zu einer Bewertung von kippenden Elementen im Klimasystem führen. Die

Methode wurde entwickelt und nun an künstlichen

Daten mit simulierten Kräftespielen sowie an verfügbaren Paläoklimaserien aus Eiskernen getestet. Mit der Klimapotentialmethode lässt sich untersuchen, ob irgendwelche Bestandteile des Klimasystems unter

Since 1990 the AWI has maintained an observation system of upward looking sonars to measure the sea ice thickness in the Atlantic sector of the

Southern Ocean. The data are used in a PhD thesis to identify long-term trends which are hidden within multi-annual fluctuations and to understand their driving forces.

Ocean modelling on unstructured grids has achieved considerable progress. A global application with one-degree resolution and local refining, rotated coordinate system and coupled sea ice model can be stably integrated for periods of several hundred years. The programme is massively parallel and is available to the public via the internet.

In the field of paleoclimate modelling a general framework for studying bifurcations and transitions in the climate system has been developed. This approach couples numerical and analytical techniques of deterministic and stochastic analyses. The technique employed includes the derivation of the dynamics and the potential from time series and the study of possible bifurcations of the potential, leading to an assessment of tipping elements in the climate system. The method has now been developed and tested on artificial data with simulated dynamics, as well as on available paleoclimate series from ice cores. The climate potential method allows an examination of whether any component of the climate system has already passed a bifurcation point under external forces and an exploration of which components may pass a bifurcation point in the present century. That method, providing dynamic projections of the climate state, will be useful in

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äußerer Einwirkung bereits einen Verzweigungspunkt

überschritten haben und welche Bestandteile in diesem Jahrhundert einen Verzweigungspunkt überschreiten können. Dynamische Berechnungen des

Klimazustands vorausgesetzt, wird diese Methode in vielen Gebieten der Umweltwissenschaften nützlich sein, von kurzfristigen Vorhersagen bis zur Entwicklung nachhaltiger Strategien.

Die im Juli 2007 als Kooperation zwischen dem

AWI Bremerhaven und der Universität Bremen (Institut für Umweltphysik) gestartete Nachwuchsgruppe

PHYTOOPTICS ist mittlerweile auf neun Mitarbeiter angewachsen und die bearbeiteten Projekte werden von EU, DFG, HGF und WGL gefördert. Die Gruppe extrahiert globale biooptische Informationen aus spektral hochaufgelösten Daten mit interdisziplinären

Methoden. Diese Informationen werden genutzt, um die Veränderung von Zusammensetzung, Wachstum und Produktivität des marinen Phytoplanktons auf globaler und langfristiger Skala (10 Jahre und mehr) und den Einfluss abiotischer und biotischer Fak- toren auf das Phytoplankton und dessen Funktion im marinen Ökosystem und Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. Zur Validierung der Satellitendaten wurden in den letzten zwei Jahren fünf Forschungsexpeditionen in verschiedene Regionen des offenen Ozeans durchgeführt.

many areas of environmental sciences, from shortterm forecasts to developing sustainability policies.

The Young Scientist Group PHYTOOPTICS that started in July 2007 as a cooperation between AWI

Bremerhaven and Bremen University (Institute of

Environmental Physics) now includes 9 staff members, and their projects are funded by the EU, DFG,

HGF and WGL. With interdisciplinary methods, the group extracts global biooptical information from data with high spectral resolution. This information is used to examine the change in composition, growth and productivity of marine phytoplankton on a global, long-time scale (10 years and more) and the influence of abiotic and biotic factors on phytoplankton and its function in the marine ecosystem and in the carbon cycle. To validate the satellite data, five research expeditions were carried out in different regions of the open ocean in the last two years.

Abb. 3: Radiometer (RAMSES der Firma Trios) zur Messung des Unterwasserlichtfeldes wird von

,Polarstern‘ aus zu Wasser gelassen. Die Messungen dienen dazu, Satellitenbilder zur Ozeanfarbe zu validieren und die Primärproduktion der Meeresalgen zu berechnen.

Fig. 3: Radiometer-Set (RAMSES of the company Trios) for underwater light measurements are lowered from the RV ‘Polarstern‘.

The measurements are used to validate satellite images of ocean colour and to calculate the primary production of marine algae.

(Photo: A. Theis, AWI)

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6. Tiefseeökologie und -technologie (HGF-MPG)

Deep-sea ecology and technology (HGF-MPG)

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6. Tiefseeökologie und -technologie (HGF-MPG) Deep-sea ecology and technology (HGF-MPG)

6. HGF-MPG Joint Research Group for Deep Sea Ecology and Technology

6. HGF-MPG Brückengruppe für


Die HGF-MPG Brückengruppe ist eine neue, unabhängige Forschungsgruppe des Alfred-Wegener-

Institutes für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven sowie des Max-Planck-Institutes für Marine

Mikrobiologie in Bremen und begann ihre Arbeit am

1.12.08. Sie beruht auf dem Zusammenschluss der

„Tiefseegruppe“ des AWI und der Arbeitsgruppe

„Mikrobielle Habitate“ des MPI. Beide Gruppen kooperieren bereits seit längerem in der Tiefseeforschung, z.B. bei der Untersuchung biogeochemischer Prozesse am Håkon Mosby Schlammvulkan nordwestlich von Norwegen sowie der mikrobiellen

Ökologie polarer Sedimente. Seit 2006 wird auch bei der Entwicklung von Instrumenten zur in situ

Messung biogeochemischer Prozesse zusammengearbeitet. Im 6. und 7. Rahmenprogramm der EU wurden Projekte zur Tiefseeforschung und Technologieentwicklung gemeinsam beantragt (Ökosystemforschung: HERMES, HERMIONE; Langzeitobservatorien: ESONET, HYPOX). Diese Zusammenarbeit ist durch die Einrichtung der Brückengruppe nun vertieft worden, um so einen neuen gemeinsamen

Schwerpunkt in der Erforschung des tiefen arktischen

Ozeans zu setzen. Durch die HGF-MPG Brückengruppe soll die Expertise des MPI auf dem Gebiet der marinen Mikrobiologie, der molekularbiologischen Methodenentwicklung sowie der in situ Sensorik mit der Kapazität des AWI zur Erforschung polarer Lebensräume und Langzeitbeobachtung in der Tiefsee verbunden werden.

The Helmholtz – Max Planck Joint Research Group is a new, independent research unit of the Alfred

Wegener Institute for Polar and Marine Research in Bremerhaven, and of the Max Planck Institute for

Marine Microbiology in Bremen. The group started in December 2008 and merges the former “Deep

Sea Group“ of the AWI and the “Microbial Habitat

Group” of the MPI. Both groups have cooperated for many years in deep-sea research, for example by investigating biogeochemical processes at the

Håkon Mosby mud volcano off Norway and in the microbial ecology of polar seafloor habitats. Since

2006 the group has jointly developed instruments for the in situ quantification of biogeochemical processes. Several joint deep-sea projects were funded by the EC’s 6th and 7th framework program, such as HERMES, HERMIONE (ecosystem research) and

ESONET, HYPOX (long term observatory technology). The new HGF-MPG research group further intensifies this collaboration with a new focus on the study of the deep Arctic Ocean, joining the expertise of the MPI in marine microbiology, the development of molecular methods, and in situ sensors with the capacity of the AWI in the long-term observation of polar deep-sea ecosystems.

Abb. 1: Aufnahme eines benthischen Freifallgerätes mit einer Sedimentfalle zur Messung zeitlicher Variation im Sinkstoffeintrag in die Tiefsee

Fig. 1: Recovery of a benthic lander with a sediment trap showing temporal variation in particle flux to the deep sea

(Photo: M. Klages)

In 2009 wurde eine gemeinsame Expedition mit der

,Polarstern‘ in die Framstraße und in die Barentssee durchgeführt. Am HAUSGARTEN wurden Untersuchungen zu klimagetriebenen Änderungen der pelagischen Produktion und Diversität, der biologischen

Pumpe, des benthischen Umsatzes sowie der Zusammensetzung der benthischen Lebensgemeinschaften im Rahmen der Langzeitbeobachtung fortgesetzt.

Eine erste Dissertation der Brückengruppe beschäftigt sich mit Veränderungen mikrobieller Gemeinschaften und ihrer funktionellen Gene am HAUS-

GARTEN auf Basis von Archivproben und neuen

Materials. Zudem wurde ein Projekt mit der Universität Bielefeld zur automatisierten Bildana-lyse von

In 2009 the new group carried out a research expedition with the RV ‘Polarstern‘ and the ROV Quest

(MARUM) to the Fram Strait and Barents Sea. In

HAUSGARTEN the long-term observation of climate-related changes to pelagic diversity and production, to benthic respiration as well as community structure was continued. Studies of the variation of microbial community structure and microbial functional genes in HAUSGARTEN, based on a sample archive covering the past 10 years, were carried out in the framework of a new PhD project.

Another project was started with Bielefeld Univer-

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6. Tiefseeökologie und -technologie (HGF-MPG) Deep-sea ecology and technology (HGF-MPG)

Megafauna-Transekten der HAUSGARTEN-Zeitreihe begonnen. Das AUV wurde erfolgreich mit einem neuen Wasserprobennehmer eingesetzt und wird nun für die ersten Untereistauchgänge vorbereitet.

Am Håkon Mosby Schlammvulkan wurde im Rahmen der Expedition das erste Langzeitobservatorium errichtet zur Erforschung des Zusammenhangs zwischen Temperaturschwankungen, Stabilität der

Gashydrate, der Aufstiegsgeschwindigkeit der Geo- fluide sowie den Änderungen in der Verteilung benthischer Lebensgemeinschaften. Zudem wurden in

Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen

Archivproben vom Kontinentalrand der Laptevsee

Analysen zur Diversität von Meio- und Makrofauna unterzogen. Bei der internationalen Zusammenarbeit haben wir uns vor allem an Netzwerken zur

Verstärkung der Ozeanobservation polarer Lebensräume beteiligt sowie ein EU Projekt zur Erforschung der Auswirkungen von Sauerstoffmangel in aquatischen Lebensräumen begonnen.

sity for the automated image analysis of videotransects of the HAUSGARTEN megafauna. The AUV was successfully deployed with a novel water sampler and will be further adapted to realise under-ice diving. At the Håkon Mosby mud volcano, the first long term observatory was installed for the study of relationships between temperature dynamics, gas hydrate stability, fluid flow velocity and the distribution and functioning of benthic communities. In cooperation with other research groups at the AWI and University Oldenburg, changes in the diversity of meio- and macrofauna from the Laptev Sea continental margin have been investigated, using a sample archive covering the past 20 years. For international collaboration we have contributed to several networks focusing on the development of ocean observation in polar systems, and we are coordinating a new EC project studying the effects of global changerelated oxygen depletion in aquatic ecosystems.

Abb. 2: Temperaturmessung an Gashydrat-

Hügeln in der Nähe des LOOME -Schlammvulkanobservatoriums

Fig. 2: Temperature measurement in hydrate mounds at the LOOME mud volcano observatory

(PS24-2, Source: MARUM, Universität Bremen)

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7. Logistik und Forschungsplattformen

Logistics and research platforms

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7. Logistik und Forschungsplattformen Logistics and research platforms

(Photo: realnature.tv, AWI)

7. Logistik und Forschungsplattformen

Die Polarlogistik ist ein Alleinstellungsmerkmal des

AWI. Erfahrene Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker sorgen für die Betriebsbereitschaft der polaren

Infrastruktur und koordinieren international die in jedem Jahr stattfindenden Expeditionen mit Flugzeugen und Schiffen in die Arktis und Antarktis. In der

AWI-Logistik werden die wissenschaftlich- technischen

Konzeptionen zur Erneuerung der bestehenden oder zum Bau moderner Forschungseinrichtungen entwickelt und große innovative Bauvorhaben realisiert.

Damit werden nachhaltig die logistischen und wissenschaftlichen Voraussetzungen für eine moderne

Polarforschung erhalten.

7. Logistics and research platforms

Polar logistics is a particular feature of competence at the AWI. Every year experienced scientists, engineers and technicians keep the polar research infrastructure in top condition and coordinate expeditions of aircraft and ships into the Arctic and Antarctica on an international level. AWI-logistics develops engineering designs for replacing of existing or constructing innovative research facilities, in order to safeguard the logistic and scientific prerequisites for state-of-the-art polar research in the long-term.

Innovative Plattformen für die Polar- und Meeresforschung

Der Bau der ,Neumayer-Station III‘ (70° 41‘ S; 08° 16‘ W;

Februar 2009) war technisch und logistisch die größte

Herausforderung für das AWI, eine neue moderne

Forschungsstation in der Antarktis während des Internationalen Polarjahres (IPY) zu errichten. Dieses anspruchsvolle Projekt war nicht nur national eine

Herausforderung, sondern gleichzeitig ein herausragendes Beispiel internationaler Zusammenarbeit im

Bereich der Logistik. Etwa 4.000 t Baumaterial und

Ausrüstungen wurden hauptsächlich mit Schiffen, aber teilweise auch mit Flugzeugen in die Antarktis gebracht. Das AWI-Personal und die Baumannschaften wurden ausschließlich im Rahmen der Dronning

Maul Land Air Network (DROMLAN) in die Antarktis geflogen. Die Bauarbeiten dauerten sieben Monate – insgesamt 5.694 Manntage – verteilt auf zwei antarktische Sommer. Während der Spitzenzeiten im Januar und Februar 2009 arbeiteten bis zu 98 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker an der Baustelle.

Innovative platforms for polar and marine research

The engineering of the ‚Neumayer Station III‘

(70°41‘S; 08°16‘W, February 2009) was a great challenge for the AWI (technically and logistically) during the International Polar Year (IPY). This ambitious project was not only a national effort but also an excellent example of international cooperation and assistance in logistic operations. Approximately

4,000 tonnes of material and equipment were transported into Antarctica - mainly by ship but also partially by aircraft. All members of the AWI and of the construction companies were exclusively brought to

Antarctica by aircraft within the frame of the Dronning Maud Land Air Network (DROMLAN). Construction works were completed within 7 months – altogether 5,694 man-days– within two Antarctic summer seasons. During peak times in January and

February 2009, up to 98 scientists, engineers and technicians were working on the site.

Abb. 1: Baufortschritt in der Saison 2007/2008

Fig. 1: Construction progress in season

2007/2008 (Photos: realnature.tv, AWI)

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Abb. 2: Baufortschritt in der Saison 2008/2009

Fig. 2: Construction progress in season

2008/2009 (Photo1+2: realnature.tv, AWI

Photo3: D. Behrendts J.H.K.)

SCHELFEIS-

KANTE

LIEGEPLÄTZE AM

SCHELFEISRAND

70° 30’ S

BEREICH MEEREIS

~ 8,7° / 200 m/a

TRASSE

GvN-STATION

(Februar 2009)

WINTER-

LAGER

Ekström

Schelfeis

(Feb 1981)

TRASSE

NEUMAYER-STATION II

(Februar 2009)

Voraussichtlicher

Weg der Neumayer-

Station III entlang der Fließlinie

344,8° / 156,0 m/a

(2009)

~ 356° / 200 m/a

(März 1992)

HÄUFIGE VERLÄUFE

DER FESTEISKANTE

IM FRÜHSOMMER

Atkabucht ist i.M.

von Mitte März bis

Mitte Januar mit

Meereis bedeckt

SÜDLICHSTER

SCHIFFSANLEGE-

BEREICH IN DER

ATKABUCHT

70° 35’ S

RAMPE

Atkabucht

KAISERPINGUIN-

KOLONIE

EISABBRUCH

SCHELFEISKANTE

70° 40’ S

N

NEUMAYER-STATION III

70°40, 8’ S/8°16,2 W

(20. Februar 2009)

STANDORTUNTER-

SUCHUNGSGEBIET

FÜR NEUMAYER III

0 1 2 3 4 5 km

Abb. 3: Ekström-Schelfeis, Nordost-Ausschnitt mit Positionen der ehemaligen ,Neumayer-Station‘ und der jetzigen ,Neumayer-Station III‘ (70° 41‘

S; 08° 16‘ W (2009); das etwa 240 m mächtige

Schelfeis driftet mit etwa 157 m/Jahr nordwärts.

Fig. 3: Ekström ice shelf, northeast sector with positions of the former ‚Neumayer Station‘ and the present ‚Neumayer Station III‘ (70°41‘S;

08°16‘W (2009); the ice shelf is approx. 240 m thick and moves at a rate of about 170 m/a towards north (Graphic: D. Enß)

Am 20. Februar 2009 wurde die ,Neumayer-Station

III‘ durch die Bundesforschungsministerin Dr. Annette

Schavan eröffnet. Die Eröffnungszeremonie fand unter großer Beteiligung der Öffentlichkeit und der

Medien in Berlin statt. Am selben Tag wurde an der

Station der Schlüssel der AWI-Direktorin, Prof. Dr.

Karin Lochte, überreicht. Dies geschah unter Teilnahme internationaler Kooperationspartner, Vertreter deutscher Forschungseinrichtungen und des Bauteams sowie des wissenschaftlichen und logistischen

Personals des AWI und des ersten Überwinterungsteams an der neuen Station.

Im November 2009, nach dem ersten erfolgreichen

Winter im Pilotbetrieb, wurde das 2.600 t schwere

Stationsgebäude erstmalig erhöht, um es an das gewachsene Niveau der Schneeoberfläche anzugleichen. Die erfolgreiche Erhöhung mit Hilfe der 32 hydraulischen Bipoden-Zylinder, auf denen die Stahlkonstruktion steht, bestätigte die technische Funktionstüchtigkeit eines grundlegenden Elements des innovativen Stationsdesigns.

Das Bauwerk besteht aus der 76 x 26 m großen Stahlkonstruktion, die in einem Schneegraben gebaut ist, und aus der 68 x 24 m großen Plattform in 6 m Höhe, auf der die Module in zwei Etagen montiert sind. Eine isolierende Außenhülle umgibt die Plattform. Der umbaute Raum der Station hat eine Fläche von 4.900 m², davon sind 2.100 m² klimatisiert. Die Zufahrt in die 8.2 m tiefe Garage führt über eine 26 m lange

Rampe, die bei Schneedrift mit einem hydraulisch gesteuerten Deckel geschlossen werden kann.

The ‚Neumayer Station III‘ was opened by the German Minister of Education and Research, Dr Annette

Schavan, on 20 February 2009. The inauguration ceremony took place in Berlin with significant media and public participation. At the station the key was handed to the Director of the AWI, Prof Dr Karin

Lochte, on the same day, whereas international partners, representatives of German research associations, international partner organisations and construction companies participated together with senior scientists and logistic personnel of the AWI and the first wintering team.

In November 2009, after the first winter of successful pilot operation, the 2,600 tonnes station building was first raised to bring it back level with the surrounding snow surface. The operation was successfully accomplished by means of the 32 bipod hydraulic cylinders bearing the building. This measure finally confirmed the technical functionality of a basic element of the innovative station design.

The building comprises an underground section placed in a 76 m long and 26 m wide trench in the snow, and a platform elevated by 6 m, which is surrounded by an insulated hull 68 m long and 24 m wide containing the two-storey assembly of modules. Altogether there are 4,900 sqm of protected space, of which 2,100 sqm are heated. The access to the 8.2 m deep garage is along the 26 m long ramp, which can be closed by a hydraulically operated lid during snow drift.

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Abb. 4: Einweihung der ,Neumayer-Station III‘

Fig. 4: Inauguration of the ‚Neumayer Station III‘

Die ,Neumayer-Station III‘ bietet weit bessere Arbeitsbedingungen und verfügt über moderne technische

Einrichtungen für Forschung und Logistik. Sie bietet mehr Laborkapazität, einschl. Mehrzweck- und Nasslabor. Während der Sommerzeit können bis zu 40

Personen untergebracht werden. Neben den gemütlichen Sozialräumen beherbergt die Station ein modern ausgestattetes Hospital mit telemedizinischer Betreuung.

The ‚Neumayer Station III‘ provides much better working conditions and advanced technical facilities for research and logistics. More laboratory capacity is available, including a multipurpose and a wet laboratory. During the summer season up to 40 people can be accommodated, including several guest scientists. Beside comfortable social facilities a new telemedicine device completes the modern equipment of the hospital.

Abb. 5: Die ,Neumayer-Station III‘ ist das wissenschaftliche und logistische Zentrum für das

AWI in der Antarktis.

Fig. 5: The ‚Neumayer Station III‘ is the scientific and logistic centre of the AWI in Antarctica

(Photo: realnature.tv, AWI)

Die Station ist die technische und logistische Basis für wissenschaftliche Feld- und Flugzeugkampagnen.

Dazu gehört auch der Flugwetterdienst für alle

DROMLAN-Flugmissionen. Eine Schneepiste für kleine

Flugzeuge mit Skifahrwerk wird während der Sommermonate vorgehalten. Kettenfahrzeugen, Transportschlitten und Tankcontainern stehen für Traversen, die Versorgung der Kohnen-Sommerstation auf dem

Inlandeis und weitere Transportaufgaben zur Verfügung.

Lokale Netzwerke, Datenverarbeitungssysteme,

Kommunikationseinrichtungen, einschl. einer permanenten Satellitenverbindung, sind neu installiert worden, um den umfangreichen Datenaustausch für technische, wissenschaftliche und logistische Zwecke sicherzustellen. Dazu gehört auch die Datenaufbereitung für die Hydrauliksteuerung und die Gebäudeleittechnik.

The station serves as the technical and logistic base for scientific field and aircraft missions and provides the flight weather forecast service for all DROMLAN air operations. During the summer season a snow runway is operational for small ski-equipped aircraft. A fleet of tracked vehicles, transport sledges and tank containers is on hand for deep field traverses, transportation to the summer only Kohnen Station on the inland ice plateau and any other kind of transportation.

Local networks, data processing systems and communication facilities including a permanent satellite link, have been newly installed to ensure comprehensive data processing and file transfer for scientific, technical, and logistic purposes, as well as for the remote control of hydraulic and building service management systems.

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(Photo: U. Nixdorf, AWI)

Abb. 6: ,Neumayer-Station III‘ – Galerie, Messe,

Labor auf der Plattform

Fig. 6: ‚Neumayer Station III‘ – gallery, mess, laboratory on the Platform (Photos: realnature.tv, AWI)

Abb. 7: ,Neumayer-Station III‘ – untere Stahlkonstruktion und hydraulische

Stützen in der Garage

Fig. 7: ‚Neumayer Station III‘ – lower construction and hydraulic legs in garage

(Photo: T. Matz, AWI)

Die wissenschaftlichen Observatorien für Meteorologie, Luftchemie und Geophysik setzen ihre Messungen mit den neuen Instrumenten fort. Die erhobenen

Daten werden regelmäßig in globale Netzwerke eingespeist. Ebenso wird der kontinuierliche Betrieb des

Infrasound-Array I27DE als Teil des internationalen

Netzwerks zur Einhaltung des Atomwaffensperrvertrages fortgesetzt.

Die ,Neumayer-Station III‘ ist nun die zentrale deutsche Forschungseinrichtung in der Antarktis und gehört dort zu den modernsten Forschungsstationen.

Sie ist in die internationale wissenschaftliche und logistische Kooperation hochrangig integriert und wird die wissenschaftlichen, politischen und logistischen Verpflichtungen der Bundesrepublik Deutschland im antarktischen Vertragssystem langfristig und angemessen erfüllen.

The scientific observatories for meteorology, air chemistry and geophysics continue measurements with new equipment and installations. Recorded data are regularly fed to global networks. Likewise the newly established Infrasound Array I27DE continues regular operation as part of the International Monitoring

System operated by the Comprehensive Nuclear-

Test-Ban Treaty Organisation.

The ‚Neumayer Station III‘ is now the central, permanently occupied German research facility and is one of the-state-of-the-art research stations in Antarctica. The station is highly recognised within the international polar science community and will suitably meet Germany’s scientific, political and logistic obligations within the Antarctic Treaty System in the long term.

133

Abb. 8: Anheben des Stationsgebäudes mit der Hydraulikanlage – Unterfuttern der

Fundamente mit Schnee

Fig. 8: Raising the building – snow backfilling under the foundations pads

(Photo: D. Enß)

134


Abb. 9: Von FS ,Polarstern‘ zu FS ,Polarstern‘ II; erste Arbeitsetappe – Spezifizierung der wissenschaftlichen und schiffstechnischen

Anforderungen

Fig. 9: From the RV ‘Polarstern‘ to the RV

‘Polarstern‘ II; Phase 1 – specification of scientific and ship technology requirements

Seit 1981 ist der Forschungs- und Versorgungseisbrecher FS ,Polarstern‘ die wichtigste Forschungsplattform des AWI für die polare Meeresforschung. Inzwischen gehört das Schiff zu den hoch geschätzten, wissenschaftlich erfolgreichen Senioren weltweit. In

2009 begannen am AWI die konzeptionellen Arbeiten für das Nachfolgeschiff – FS ,Polarstern‘ II. Das

AWI arbeitet gemeinsam mit staatlichen Einrichtungen und Experten der deutschen Meeresforschung an der Spezifizierung der wissenschaftlichen Anforderungen und den Ausschreibungsunterlagen für die

Entwurfstudien zur Ausführung des Neubaus. Der

Bau des Forschungs- und Versorgungseisbrechers FS

,Polarstern‘ II wird eine der größten Anstrengungen des AWI in den kommenden Jahren sein. Das ehrgeizige Ziel besteht darin, die modernste wissenschaftliche und schiffstechnische Ausstattung für die Expeditionen in die Polarmeere zu implementieren. Damit werden die Voraussetzungen geschaffen, um auch zukünftig neue wissenschaftliche Zielsetzungen in der polaren Meeresforschung in Angriff nehmen zu können.

Für den europäischen Forschungseisbrecher

,Aurora Borealis‘ wurden die Arbeiten zur technischen Entwurfsplanung sowie die Spezifikationen für die Ausschreibungsunterlagen, koordiniert vom AWI, erfolgreich abgeschlossen. Das neuartige Konzept für einen Eisbrecher der neuen Generation hat in einer

Vielzahl von Eistanktests bewiesen, dass das Schiff dynamisch in einer geschlossenen Eisdicke von mehr als zwei Metern positionieren kann und über bislang weltweit einzigartige Eisbrechleistungen verfügt bei gleichzeitig hervorragendem Seegangsverhalten im

Since 1981 the research and supply icebreaker

RV ‘Polarstern‘ has been the major research tool of the AWI for polar marine research. In the mean time the ship has became one of the most highly recognised senior vessels world-wide. In 2009 the AWI established the framework structure to develop the concept for its successor – the RV

‘Polarstern‘ II. The AWI started the principal design process in cooperation with governmental bodies and experts from German marine research institutions to identify the scientific requirements and to generate the tendering documents for design studies on scientific performance and ship technology. The construction of the new research and supply icebreaker RV ‘Polarstern‘ II will be one of the greatest tasks for the AWI in the coming years. The ambitious aim is the implementation of state-of-the-art scientific facilities and ship technology as a prerequisite to tackle new and challenging targets of future marine research in the Arctic and Antarctic.

The technical design, including the draft of tendering specification documents for the European Research Icebreaker ‘Aurora Borealis‘, was successfully finalised under the coordination of the AWI by 2009. In numerous ice tank tests the innovative concept for a new generation icebreaker has proven its ability to dynamically position itself with high accuracy in closed sea ice cover of more than 2 m thickness. In addition, it features globally unmatched icebreaking performance while maintaining very stable open water performance, even in rough seas. The newly established European Research Icebreaker

135

136

7. Logistik und Forschungsplattformen Logistics and research platforms offenen Wasser. Das Europäische Forschungseisbrecher-Konsortium (ERICON) erarbeitet bis zum Jahr

2012 die Rahmendokumente für die wissenschaftliche, finanzielle, politische und rechtliche Implementierung. Dem Konsortium gehören das AWI und weitere 16 Institutionen in 11 Ländern an.

Die Generalreparatur des FS ,Heincke‘ hatte zum

Ziel, eine moderne wissenschaftliche Ausstattung an

Bord zur Verfügung zu stellen und Erneuerungen im nautischen und schiffstechnischen Bereich sowie bei den Kommunikationseinrichtungen vorzunehmen.

Im Verlaufe von zwei Werftzeiten in den Jahren 2008 und 2009 konnten sämtliche Rekonstruktions- und

Installationsarbeiten wie geplant ausgeführt werden.

Im Ergebnis der Generalreparatur konnte die Nutzungszeit des Schiffes verlängert werden. Die Verbesserungen und Erneurungen erfüllen die wissenschaftlichen Anforderungen für die multidisziplinäre

Forschung in einem weiten Bereich biologischer, hydrographischer und geophysikalischer Expeditionen in der Nordsee.

Consortium (ERICON) will generate the framework documents for the scientific, financial, political and legal implementation by 2012. ERICON consists of

17 partners, including the AWI, in 11 countries.

The midlife conversion of the RV ‘Heincke‘ was focussed on state-of-the-art replacements of scientific facilities as well as installing new nautical equipment, communication facilities and to replace components in ship technology. During two shipyard stays in 2008 and 2009 all reconstruction and installation work has been carried out as scheduled. As a result the useful lifetime of the vessel has been extended. The improvements and replacements meet present scientific requirements for multipurpose research in a broad range of biological, hydrographic and geo-scientific expeditions in the North Sea.

Abb. 10: Generalreparatur FS ,Heincke‘ auf der

Rickmers-Lloyd-Werft in Bremerhaven

Fig. 10: Mid-life conversion RV ‘Heincke‘ at

Rickmers-Lloyd shipyard in Bremerhaven

(Photo: P. Gerchow, AWI)

Forschungsschiffe, Flugzeuge und Polarstationen in

2008 und 2009

Die Expeditionen des FS ,Polarstern‘ trugen in vielfacher Weise zu den Forschungsprojekten im Rahmen des Internationalen Polarjahres (IPY) bei. Ein Höhepunkt war die zirkumpolare Fahrt durch den Arktischen Ozean im Rahmen der 23. Arktisexpedition

(ARK XXIII/3). Besondere logistische und diplomatische Vorbereitungen erforderte das deutsch-indische

Projekt LOHAFEX, welches im Rahmen der 25. Antarktisexpedition (ANT XXV/3) im Südatlantik durchgeführt wurde. Jedes Jahr wurden zwei Werftliegezeiten in Bremerhaven für die Wartungsarbeiten organisiert. Das Schiff war 330 Tage in 2008 und 317

Tage in 2009 auf See.

Das mittelgroße Forschungsschiff FS ,Heincke‘ führte im gleichen Zeitraum 29 Forschungsfahrten mit biologischen, hydrographischen und geophysikalischen Programmen in der Nordsee durch. Eine

Expedition führte bis Spitzbergen und eine weitere in den Nordatlantik. Insgesamt lag das Schiff fast sechs

Monate im Rahmen der Generalreparatur in einer

Werft in Bremerhaven.

Research ships, aircraft and polar stations in

2008 and 2009

The expeditions of the RV ‘Polarstern‘ contributed to various research projects in the framework of the

International Polar Year (IPY). A highlight was the circumpolar voyage in the Arctic Ocean on her 23rd

Arctic expedition (ARK XXIII/3). Special logistic and diplomatic efforts were necessary to support the

German-Indian project LOHAFEX carried out in the southern Atlantic Ocean during the 25th Antarctic expedition (ANT XXV/3). Every year the vessel berthed twice for maintenance work at the shipyard in Bremerhaven. In 2008 the ship was at sea for 330 days and for 317 days in 2009.

During the same period of time the medium sized multipurpose research vessel the RV ‘Heincke‘ successfully performed 29 expeditions with biological, hydrographic, and geo-scientific research programmes in the North Sea. Two voyages proceeded to

Svalbard and the northern Atlantic Ocean. Altogether the vessel stayed at a shipyard in Bremerhaven for a midlife conversion for almost 6 months.

137

138


60°

60°

W

W

40°

40°

W

W

20°

20°

W

W

0°

0°

20°

20°

E

E

40°

40°

E

E

60°

60°

E

E

80°

80°

E

E

100°E

100°E

120°E

120°E

140°E

140°E

160°E

160°E

Kapstadt

Kapstadt

Südpol

Südpol

Punta Arenas

Punta Arenas

Jubany

Jubany

Neumayer-Station III

Neumayer-Station III

Svea

Svea

Novo Airbase

Novo Airbase

S17

S17

Princess Elisabeth

Princess Elisabeth

Kohnen-Station

Kohnen-Station

Dome Fuji

Dome Fuji

Progress

Progress

Concordia

Concordia

AGAP-North

AGAP-North

Kunlun

Kunlun

Vostok

Vostok

Talos Dome

Talos Dome

Mario Zucchelli

Mario Zucchelli

60°

60°

W

W

40°

40°

W

W

20°

20°

W

W

Polarstern 2008

Polarstern 2009

Polarstern 2009

0°

0°

20°

20°

E

E

40°

40°

E

E

Cryo VEx 2009

Cryo VEx 2009

DoCo 2008

Abb. 11: Die Fahrtrouten der ‚Polarstern‘ sowie die wissenschaftlichen und logistischen Flugmissionen des Polarflugzeugs ‚Polar 5‘ in der Antarktis in den Jahren 2008 und 2009

60°

60°

E

E

80°

80°

E

E

RBI 2009

VISA 2008

VISA 2008

100°E

100°E

120°E

120°E

140°E

140°E

WEGAS 2009

WEGAS 2009

Logistik

160°E

160°E

Fig. 11: The routes of the ‘Polarstern‘ and the

scientific flight missions of the polar aircraft

‘Polar 5‘ in the Antarctica in 2008 and 2009

(Graphic: C. Wesche)

140° W

Inuvik

Sachs Harbour

160° W

Fairbanks

Barrow

180° 160° E

Resolute Bay

Eureka

Alert

Station Nord

AWIPEV

Longyearbyen

Tromsö

Reykjavik

140° E

Samoylow-Station

40° W 20° W

Abb. 12: Die Fahrtrouten der ‚Polarstern‘ sowie die wissenschaftlichen Flugmissionen des Polarflugzeugs ‚Polar 5‘ in der Arktis in den Jahren

2008 und 2009

0°

Bremerhaven

20° E

PAMARCMIP 2009

ART 2008

Fig. 12: The routes of the ‘Polarstern‘ and the

scientific flight missions of the polar aircraft

‘Polar 5‘ in the Arctic in 2008 and 2009

(Graphic: C. Wesche)

139

140


Abb. 13: Forschungsflugzeug ,Polar 5‘ auf der

Mission DoCo 2008/09 an der französisch-italienischen Station Concordia in der Ostantarktis

Fig. 13: Research aircraft ‘Polar 5‘ on mission DoCo 2008/09 in front of the French-

Italian station Concordia, East Antarctica

(Photo: D. Steinhage, AWI)

Nach der Indienststellung im November 2007 stellte das neue Forschungsflugzeug ,Polar 5‘ mit großem

Erfolg seine wissenschaftliche und logistische Leistungsfähigkeit unter Beweis. Insgesamt wurden 10 multidisziplinäre Projekte in beiden Polarregionen durchgeführt. Ein Höhepunkt war die Mission DoCo

2008/09, bei der zum ersten Mal die wichtigen Eiskernbohrungen Talas Dome, Dome C, Vostok und

Dome A mit hochaufgelösten Radarprofilen aneinander angeschlossen werden konnten. PAMARCMIP

2009 war die erste Arktismission mit hoher internationaler Beteiligung. Die große Reichweite des Flugzeuges ermöglichte dabei Messungen atmosphärischer Parameter und der Eisdicke von Svalbard bis nach Inuvik, Alaska. Logistische Aufgaben erfüllte die

,Polar 5‘ im Rahmen von DROMLAN und unterstützte darüber hinaus das internationale Projekt AGAP in der Ostantarktis sowie die russische Driftstation

NP35 in der Arktis.

Die Strategie des AWI, kleinere Polarstationen oder

Labors im Rahmen internationaler Partnerschaften zu betreiben, hat sich sehr bewährt. Zahlreiche Forschungsprogramme konnten an diesen Plattformen realisiert werden, wozu auch Beiträge zu den internationalen IPY-Projekten gehörten. Ebenso wurden technische Verbesserungen und Bauarbeiten gemeinsam geplant, deren Realisierung in Angriff genommen wurde.

After commissioning in November 2007 the new research aircraft ‘Polar 5‘ demonstrated its scientific and logistic abilities with great success. Altogether

10 multidisciplinary projects were carried out in both Polar Regions. A scientific highlight was the mission DoCo 2008/09 connecting the major deep ice core drill sites Talos Dome, Dome C, Vostok, and

Dome A in East Antarctica with a high resolution radar profile for the first time. PAMARCMIP 2009 was the first Arctic mission with numerous international participants. The long range of the aircraft made possible measurements of sea ice thickness and atmospheric parameters all the way between

Svalbard and Inuvik, Alaska. Logistic flights were performed in the frame of DROMLAN and support was provided to the international project AGAP in

East Antarctica, as well as to the Russian drifting station NP35 in the Arctic.

The AWI successfully continued the strategy of operating smaller polar research stations or laboratories in the framework of international partnerships.

Numerous research programs were performed at these platforms, among them contributions to international IPY projects. Likewise technical improvements and construction work has been jointly planned and will be completed in near future.

141

142


Die permanent besetzte deutsch-französische

,AWIPEV‘-Forschungsbasis in Ny-Ålesund setzte den Betrieb der Observatorien fort und beherbergte zahlreiche Projektgruppen. AWIPEV sieht sich einer wachsende Zahl von Projektanträgen gegenüber, die in 2009 zum ersten Mal die Kapazität der Station überstiegen.

An der deutsch-russischen ,Samoylow-Station‘ im Lena-Delta führten die AWI-Gruppen Feldarbeiten im Rahmen der Permafrost-Forschung durch.

Derzeit ist ein neues Stationsgebäude im Bau, welches bessere Lebens- und Arbeitsbedingungen bieten wird. Zukünftig sollen dort auch AWI-

GKSS-Projekte im Rahmen der arktischen Küstenforschung durchgeführt werden.

Das deutsch-argentinische ,Dallmann-Labor‘ an der argentinischen Station Jubany auf King George

Island, Antarktis war während der beiden Sommerperioden mit vornehmlich meeresbiologischen Projekten sehr gut ausgelastet. Derzeit wird an der Station Jubany ein neues Gebäude gebaut, in dem alle Wissenschaftler und das technische

Personal gemeinsam untergebracht werden können.

The permanently occupied German-French ‚AWI-

PEV‘ Arctic Research Base in Ny-Ålesund continued long-term observatory programs and accommodated numerous research groups. AWIPEV faces growing project applications, which were higher than the available capacity for the first time in 2009.

At the German-Russian ‘Samoylov Station‘ in the

Lena River Delta, AWI project groups mainly carried out field studies in the field of the permafrost research. A new building is under construction to improve accommodation and working conditions.

Additionally AWI-GKSS projects on Arctic coastal research are to be accommodated in the near future.

The German-Argentinian ‘Dallmann Laboratory‘ at the Argentinian station Jubany on King Georges

Island, Antarctica, was well utilised in both summer campaigns, predominantly for marine biology projects. At the Jubany Station a new main building is under construction, in which all scientists and staff will be accommodated.

(Photo: U. Maennl, AWI)

143

144


Tabelle 1: FS ‚Polarstern‘-Expeditionen 2008/2009

RV ‘Polarstern’ expeditions in 2008/2009

Expedition

ANT XXIV/2

ANT XXIV/3

ANT XXIV/4

–

ARK XXIII/1

ARK XXIII/2

ARK XXIII/3

–

ANT XXV/1

ANT XXV/2

ANT XXV/3

ANT XXV/4

ANT XXV/5

–

ARK XXIV/1

ARK XXIV/2

ARK XXIV/3

–

ANT XXVI/1

ANT XXIV/2

Zeitraum

28.11.07 – 04.02.08

06.02.08 – 16.04.08

18.04.08 – 20.05.08

22.05.08 – 12.06.08

12.06.08 – 02.07.08

04.07.08 – 10.08.08

12.08.08 – 17.10.08

17.10.08 – 31.10.08

31.10.08 – 03.12.08

05.12.08 – 05.01.09

07.01.09 – 17.03.09

21.03.09 – 09.04.09

11.04.09 – 24.05.09

24.05.09 – 20.06.09

20.06.09 – 10.07.09

10.07.09 – 03.08.09

05.08.09 – 25.09.09

25.09.09 – 16.10.09

16.10.09 – 25.11.09

27.11.09 – 26.01.10

Hafen (ab – an)

Kapstadt – Neumayer – Kapstadt

Kapstadt – Neumayer – Punta

Arenas

Punta Arenas – Bremerhaven

Bremerhaven

Bremerhaven – Longyearbyen

Longyearbyen – Reykjavik

Reykjavik – Bremerhaven

Bremerhaven

Bremerhaven – Kapstadt

Kapstadt – Kapstadt

Kapstadt – Punta Arenas

Punta Arenas – Punta Arenas

Punta Arenas – Bremerhaven

Bremerhaven

Bremerhaven – Longyearbyen

Longyearbyen – Reykjavik

Reykjavik – Bremerhaven

Bremerhaven

Bremerhaven – Punta Arenas

Punta Arenas – Wellington

Region

Weddellsee

Weddellsee, Drakepassage

Transfer

Werft

Grönlandsee

Framstraße

Arktischer Ozean

Werft

Transfer

Lazarevsee

Südatlantik

Drakepassage

Transfer

Werft

Grönlandsee

Framstraße

Nord-Grönlandsee

Werft

Transfer

Südpazifik

2008:

Seetage: 325, Hafen-/Werfttage:40,

Fahrtabschnitte: 8

Fahrtleitung

Kapitän

Bathmann

Fahrbach

Pahl

Schwarze

Macke

–

Budéus

Kattner

Jokat

–

Kattner

Boebel

Smetacek

Provost

Zenk/El Naggar

–

Budéus

Klages

Jokat

–

Macke

Gersonde

Schwarze

Schwarze/Pahl

Pahl

Pahl

Schwarze

Schwarze/Pahl

Pahl

Schwarze

Schwarze

Pahl

Pahl

Pahl

Pahl

Schwarze

Schwarze

Schwarze/Pahl

Pahl

Pahl

8 / 20

–

7 / 21

21 / 22

–

–

9 / 28

16 / 36

8 / 45

6 / 44

14 / 17

–

16 / 20

18 / 32

17 / 29

–

–

22 / 21

Teilnehmer

AWI/Andere

9 / 44

14 / 48

2009:

Seetage: 312, Hafen-/ Werfttage: 53,

Fahrtabschnitte: 8

Inhaltliche Schwerpunkte

Biologie, ANDEEP-SYSTCO, SCACE, Vers.

NM/Kohnen/EPICA

Geowiss., phys. Ozeanographie; CASO,

Geotraces, Versorgung NM und Jubany

Meteorologie

– phys. Ozeanographie, Biologie, planetare Geodäsie phys. Ozeanographie, Biologie, planetare Geodäsie, DAMOCLES

Geologie, Geophysik, phys. Ozeanographie,

Biologie, AMEX-2008, DAMOCLES

–

DOM, Biooptik, OCEANET ozeanogr. Akustik, MABEL, Vers. NM

LOHAFEX

CASO - DRAKE

OCEANET

–

DAMOCLES, ACOBAR

HAUSGARTEN, LOOME

Geophysik, planetare Geodäsie,

Landoperationen

–

OCEANET

BIPOMAC

145

146


Tabelle 2: FS ‚Heincke‘-Expeditionen 2008/2009

RV ‘Heincke’ expeditions in 2008/2009

HE296

HE297

HE298

HE299

HE300

HE301

HE302

HE303

HE304

Expedition

HE283

HE284

HE285

HE286

HE287

HE283-1

HE288

HE289

HE290

HE291

HE292

HE293

HE294

HE295

Zeitraum

25.03.08 – 29.03.08

01.04.08 – 02.04.08

03.04.08 – 18.04.08

–

28.04.08 – 07.05.08

12.05.08 – 14.05.08

17.05.08 – 06.06.08

10.06.08 – 03.07.08

06.07.08 – 28.07.08

01.08.08 – 19.08.08

21.08.08 – 05.09.08

08.09.08 – 13.09.08

12.09.08 – 23.09.08

26.09.08 – 10.10.08

12.10.08 – 24.10.08

27.10.08 – 04.11.08

09.03.09 – 17.03.09

23.03.09 – 27.03.09

29.03.09 – 09.04.09

13.04.09 – 17.04.09

21.04.09 – 14.05.09

15.05.09 – 25.05.09

27.05.09 – 02.06.09

Region

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

–

Nordsee

Deutsche Bucht

Spitzbergen

Nordatlantik,Orkneys

Ostsee

Deutsche Bucht

Ärmelkanal, Atlantik

Nordsee

Nordsee

Deutsche Bucht

Nordsee

Nordsee

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Nordsee/Irische See

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Fahrtleitung

Grossart, Uni Oldenburg

Bijma, AWI

Joschko/Schröder, AWI

–

Röttgers, GKSS

Simon, Uni OL

Schlüter, AWI

Schütt, AWI

Voß, IOW Warnemünde

Schröder/Gutow, AWI

Knust, AWI

Buschbaum, AWI

Hass, AWI

Thorwart/Rabbel,

Uni Kiel

Schröder, AWI

Zielinski,

Hochschule Bremerhaven

Schönfeld, GKSS

Grossart, Uni Oldenburg

Schröder, AWI

Bijma, AWI

Krock, AWI

Röttgers, GKSS

Emeis, Uni Hamburg

Kapitän

Voss

Ricke

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

–

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

2008:

Seetage: 192, Hafen-/Werfttage: 173, 15 Fahrten

12 / 0

0 / 11

0 / 11

0 / 33

12 / 1

25 / 0

6 / 16

0 / 12

0 / 12

Teilnehmer

AWI/Andere

0 / 11

7 / 12

24 / 0

–

0 / 9

0 / 12

6 / 5

5 / 7

2 / 10

18 / 0

3 / 18

6 / 3

5 / 3

0 / 12

2009:

Seetage: 206, Hafen-/Werfttage: 159, 20 Fahrten


Planktodynamik Deutsche Bucht

Studentenpraktikum Jacobs-Uni, Bremen

BeoFINO II, Offshore-Testfeld „Alpha ventus“

–

Untersuchung bio-optischer und planktonphysiologischer Parameter

Planktodynamik Deutsche Bucht. Fortsetzung von 283 geochemische Untersuchungen Wassersäule und Sedimente

Meeresbiologische Probennahme (Quallen, Seeanemonen)

Ozeanversauerung in Mesokosmen/SOPRAN

BeoFINO II, Offshore-Testfeld „Alpha ventus“

Universitäre Ausbildung Uni Bremen

Langzeitforschung Benthos und Sedimente in der Nordsee

Geologisch-sedimentologisch 3 Untersuchungen zur Sedimentdynamik seism. Untersuchungen FNO 3, seeseismisches Praktikum Uni Kiel


Praktikum/Ausbildung Hochschule Bremerhaven


Planktodynamik Deutsche Bucht

Langzeitreihen Benthos und Fisch

Praktikumsfahrt

NORCOHAB I, Untersuchung toxischen Phytoplanktons


Denitrifizierungsraten Nordsee/DENISE

147

148


Tabelle 2 (Forts.): FS ‚Heincke‘-Expeditionen 2008/2009

RV ‘Heincke’ expeditions in 2008/2009

Expedition

HE305

HE306

HE307

HE308

HE309

HE310

HE311

HE312

HE313

Zeitraum

05.06.09 – 15.06.09

19.06.09 – 29.06.09

02.07.09 – 24.07.09

28.07.09 – 05.08.09

08.08.09 – 21.08.09

26.08.09 – 05.09.09

06.09.09 – 10.09.09

14.09.09 – 26.09.09

29.09.09 – 11.10.09

Region

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Nordsee

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

Deutsche Bucht

–

–

HE314

HE315

17.10.09 – 25.10.09

29.10.09 – 04.11.09

08.12.09 – 12.12.09

14.12.09 – 15.12.09

Deutsche Bucht

Ostsee

Nordsee

Deutsche Bucht

Fahrtleitung

Flöter, Uni Hamburg

Berndt / Thorwart, Uni Kiel

Schütt, AWI

Petersen, GKSS

Krägefsky, AWI

Hass, AWI

Buschbaum, AWI

Ziemer, GKSS

Schröder/Gutow, AWI

Krastel/Thorwart, Uni Kiel

Schmidt,

IOW Warnemünde

–

–

Kapitän

Voss

Voss

Ricke

Voss

Voss

Voss

Voss

Voss

Zobel

Günter

Hechler

Hechler

Hechler

Voss

Voss

Teilnehmer

AWI/Andere

0 / 18

0 / 21

3 / 8

0 / 11

11 / 1

6 / 0

6 / 1

0 / 16

11 / 0

0 / 22

0 / 9

–

–


NORteach

Seeseismisches Praktikum Uni Kiel

Meeresbiologische Probennahme (Quallen, Seeanemonen)

Unters. bio-optischer und planktonphys. Parameter, Habitat von Seevögeln

Langzeitforschung Fisch und Benthos

Geologisch-sedimentologisch 3 Untersuchungen zur Sedimentdynamik


COSYNA Strömung

Benthos-Fischereidauerstationen seism. Untersuchungen FINO 1/3, Praktikum Uni Kiel

BMP Monitoring

1. Probefahrt Norwegen

2. Probefahrt Helgoländer Bucht

149

150


Tabelle 3: Flugzeugeinsätze mit ‚Polar 5‘ 2008/2009

Aircraft missions in 2008/2009

Projekt

VISA

DoCo

MELTEX

FMCW-Test

MaMap

CryoVEx

ANT

CryoVEx ANT

Reconnaissance

Berkner Island

WEGAS

PAM-ARCMIP

WEGAS offshore

Zeitraum/Flugzeuge

07.01.08 – 06.02.08

15.01.08 – 23.01.08

11.05.08 – 07.06.08

04-07.08 – 12.07.08

06.11.08 – 13.11.08

21.11.08 – 31.12.08

01.01.09 – 04.01.09

05.01.09 - 08.01.09

09.01.09 – 23.02.09

30.03.09 – 28.04.09

03.12.09 – 31.12.09

Region/Operationsbasis

Novo Runway

Ostantarktis

Innuvik, Eureka (Kanada)

Longyearbyen (Svlbard)

Amerika

Novo Runway,

Neumayer (Antarktis)

Novo Runway,

Neumayer (Antarktis)

Neumayer, Halley (Antarktis)

Novo Runway, Neumayer

Westliche Arktis

Novo Runway, Neumayer

Flugstunden

59

50

103 / 27

32

33

89

4

15

150

106 / 24

11

32 / 4

1 / 1

3 / 3

53 / 22

28 / 28

64 / 64

Anzahl Messflüge

21 / 8

10 / 9

24 / 18

14 / 2

11 / 11

Leitung

Steinhage

Steinhage

Birnbaum

Steinhage

Tretner

Helm

Helm

Steinhage

Steinhage

Herber

Steinhage

3 / 7

2 / 6

2 / 6

2 / 6

Teilnehmer

AWI/Andere

2 / 6

1/5

2 / 10

2 / 6

1 / 6

4 / 11

3 / 7


Aeromagnetik, Aerogravmetrie, Eisdicken,

Logistik (DROMLAN)

Eisdicken und Eisschildstruktur

Grenzschichtmeteorologie

Systemtest (Eisschildstruktur), Logistik

Methanemissionen (Messkampagne wurde während des Transits in die Antarktis durchgeführt)

Eisschildrelief, Logistik (AGAP-N,DROMLAN)

Eisschildrelief

Eismächtigkeit und Eisschildstruktur

Aerogravmetrie, Eisdicken, Logistik

(DROMLAN)

Atmosphären Physik (Aerosole, Spurengase,...),

Meereisdicken

Aerogravmetrie, Eisdicken, Logistik

(DROMLAN)

151

152


Tabelle 4: Arktische und Antarktische Landexpeditionen 2008/2009

Arctic and Antarctic land expeditions in 2008/2009

Zeitraum

14.01.08 – 14.02.08

Expedition

API 2008 (Antarctic

Peninsula 2008)

API 2009 (Antarctic

Peninsula 2009)

China 2008 -

Frühjahrskampagne

05.01.09 – 18.02.09

02.03.08 – 18.03.08

China 2009 -

Sommerkampagne

Barrow Alaska 2008

Barrow Alaska 2009

East Beringia 2008

Polar Bear Pass 2008

Polar Bear Pass 2009

Yukon Coast 2008

Yukon Lakes 2009

20.08.09 – 29.09.09

02.07.08 – 14.07.08

04.04.09 – 17.04.09

26.06.08 – 18.07.08

26.07.08 – 04.08.08

10.07.09 – 31.07.09

20.07.08 – 18.08.08

12.04.09 – 10.05.09

Region/

Mittlere Koordinaten

Basis Bernardo O’Higgins, Antarktische

Halbinsel (63° 19’ S, 57° 54’ W)

Basis Bernardo O’Higgins,

Antarktische Halbinsel (63° 19’ S,

57° 54’ W) King George Island

(62° 11’ S, 58° 54’ W)

NE‘ Tibetplateau, Donggi-Cona-See,

35° 15‘ N, 98° 30‘ E

NE‘ Tibetplateau, Donggi-Cona-See,

35° 15‘ N, 98° 30‘ E

Barrow, Alaska, USA

71° 20‘ N, 156° 30‘ W

Barrow, Alaska, USA

71° 20‘ N, 156° 30‘ W

Seward Halbinsel, Alaska

Bathurst Island, Kanada

75° 43‘ N, 98° 25‘ W

Bathurst Island, Kanada

75° 43‘ N, 98° 25‘ W

Yukon Küste und Herschel Island


Leitung

Teilnehmende Institutionen

Hanno Meyer, AWI

Universidad de Concepcion

(UDEC, Chile)

Chilenische Armee (DAE)

Hanno Meyer, AWI

Universidad de Magallanes

(UMAG, Chile)

Chilenische Armee (DAE)

Bernhard Diekmann, AWI

FU Berlin, RWTH Aachen,

Nanjing Institute of Geography &

Limnology (NIGLAS)

Bernhard Diekmann, AWI,

Bernd Wünnemann, FU Berlin

RWTH Aachen, Nanjing Institute of

Geography & Limnology (NIGLAS)

Paul Overduin, AWI

Paul Overduin, AWI

Dr. Guido Grosse (UAF)

University of Fairbanks, AWI,

FI Senckenberg

Kathy Young,

York University, AWI

Kathy Young,

York University, AWI

Hugues Lantuit, AWI

McGill University

Hugues Lantuit, AWI

McGill University

2 / 18

1 / 2

1 / 2

4 / 2

2 / 3

3/6

2 / 6

3 / 3

Teilnehmer

AWI/Andere

2 / 3

2 / 3


Glaziologische, geophysikalische und mikrobiologische Feldarbeiten

Glaziologische, geophysikalische Feldarbeiten

2 / 6 Paläolimnologie und Rekonstruktion der klimagekoppelten Landschaftsgenese der letzten

20.000 Jahre

Paläolimnologie und Rekonstruktion der klimagekoppelten Landschaftsgenese der letzten

20.000 Jahre submariner Permafrost, Küstenerosion,

Permafrostbohrung submariner Permafrost, Küstenerosion,

Permafrostbohrung

Periglaziallandschaften und quartäre

Umweltgeschichte

Energie- und Wasserhaushalt, Fernerkundung

Energie- und Wasserhaushalt, Fernerkundung,

Methan- und CO

2

-Flüsse

Paläoklima, Vegetation, Permafrost,

Küstenerosion

Paläoklima, Seesedimente, Permafrost

153

154


Tabelle 4 (Forts.): Arktische und Antarktische Landexpeditionen 2008/2009

Arctic and Antarctic land expeditions in 2008/2009

Expedition

Yukon Coast 2009

Lena Delta-Laptev Sea

Coastal Group 2008

Lena Delta 2008

Lena Delta 2009

Elgygytgyn 2008

Kolyma 2008

Zeitraum

21.07.09 – 19.08.09

06.08.08 – 22.08.08

01.07.08 – 03.09.08

24.06.09 – 28.08.09

26.10.08 – 12.12.08

28.07.08 – 05.09.08

Region/

Mittlere Koordinaten


Lena Delta, Buor Khaya Bay, Sibirien

72° N 126° E - 71° 40‘ N 129° E

Lena-Delta, Sibirien, 72.2° N/ 126.3° E

Lena-Delta, Sibirien, 72.2° N/ 126.3° E

Tschukotka, NO Russland

Untere Kolyma, Duvanny Yar,

Nordost-Sibirien

Leitung

Teilnehmende Institutionen

Hugues Lantuit, AWI

McGill University

Paul Overduin, AWI

Hans-Wolfgang Hubberten, AWI,

D.Yu. Bolshiyanov, AARI, M.N.

Grigoriev, PIY, Yakutsk

Hans-Wolfgang Hubberten, AWI,

D.Yu. Bolshiyanov, AARI, M.N.

Grigoriev, PIY, Yakutsk

Georg Schwamborn, AWI

Fedorov, AARI

Dimitrii Davidov-Fjodorov, Institut für Probleme der Bodenkunde der

Russischen Akademie der Wissenschaften Pushchino, University of

Fairbanks, AWI

Teilnehmer

AWI/Andere

4 / 4

7 / 1

10 / 19

14 / 21

3 / 4

2 / 6


Paläoklima, Permafrost, Küstenerosion

Küstendynamik, Permafrost, Kohlenstoffzyklus,

Biologie des Deltas

Langzeituntersuchungen von

Permafrost/Periglaziallandschaften

Langzeituntersuchungen von

Permafrost/Periglaziallandschaften

Quartäre Periglazialdynamik im

Elgygytgyn-Impaktkrater

Einfluss von Klimaschwankungen auf periglaziale Kleingewässer und Bodenbedingungen in sibirischen Permafrostgebieten

155

8. Nationale und internationale Zusammenarbeit

National and international cooperation

9. Wissenschaftliches Rechenzentrum

Scientific data processing centre

10. Bibliothek Library

157

158

8. Nationale und internationale Zusammenarbeit National and international cooperation

Coming together is a beginning; keeping together is progress; working together is success.

(Henry Ford)

Zusammenkommen ist ein Beginn, zusammenbleiben ist ein Fortschritt, zusammenarbeiten ist ein Erfolg. (Henry Ford, aus dem

Englischen übersetzt)

8. Nationale und internationale

Zusammenarbeit

Der Beginn der Polar- und Meeresforschung am Anfang des 19. Jahrhunderts war von individuellen

Wissenschaftlern und Entdeckern geprägt, die bekannte nationale Helden und oftmals Rivalen um den Triumph waren. Die Zeiten der Konkurrenz und der Rennen zu den Polen sind jedoch lange vorbei.

Moderne Polar- und Meeresforschung wäre ohne gute nationale und internationale Zusammenarbeit undenkbar. Das Alfred-Wegener-Institut (AWI) wurde

1980 gegründet als das Koordinationszentrum der

Deutschen Polarforschung mit dem Zweck u.a. wichtige Infrastruktur der nationalen and internationalen Wissenschaft zur Verfügung zu stellen. Kollaboration ist jedoch nicht auf gemeinsame Benutzung von Großgeräten wie Forschungsschiffen, Flugzeugen oder Stationen beschränkt. Fortschritt in wissenschaftlicher Forschung wäre heutzutage ohne Zusammenarbeit von Instituten und Wissenschaftlern unmöglich. Das AWI ist ein weltweit anerkanntes

Exzellenzzentrum für Polar- und Meeresforschung, und die meisten Arbeiten und Publikationen werden in Zusammenarbeit mit Partnern von anderen natio-

8. National and international cooperation

The early days of polar and marine research in the

19th century were characterised by individual scientists and explorers, who became well known national heroes and often rivals for glory. The days of competition and races to the poles are long gone, and modern polar and marine research would be unthinkable without good national and international collaboration. The Alfred Wegener Institute (AWI) was founded in 1980 as the coordinating centre for

German polar research and to make important infrastructure available to national and international science. Collaboration, however, is not limited to the shared use of large equipment such as research vessels, planes and stations. Progress in scientific research itself is nowadays impossible without cooperation between institutes and scientists. The

AWI is a world-wide recognised Centre of Excellence for polar and marine research, and most of the work and publications are done in close collaboration with partners from other national and international

nalen Organisationen und Instituten ausgeführt.

Dies ist unumgänglich: Die natürlichen Systeme und

Prozesse in den Polarregionen und in der Marinen

Umwelt sind sehr komplex. Vor ein bis zwei Jahrhunderten war es einem einzelnen Wissenschaftler noch möglich, ein natürliches Phänomen ‚zu entdecken‘ - aber das Verständnis der komplexen Hintergrundfaktoren, und wie diese miteinander reagieren und sich beeinflussen, geht in den meisten

Fällen über die Kapazität selbst des besten Forschers hinaus. Moderne Technologie offenbart ständig neue

Beziehungen und Rückkopplungen zwischen den chemisch / physikalischen Eigenschaften der Meere und Atmosphäre mit den Ökosystemen und Organismen (einschließlich des Menschen), die die Polarregionen und Meere bewohnen oder von ihnen abhängig sind. Die Dynamik und Komplexität der natürlichen Umwelt bleibt eine Herausforderung, speziell jetzt, da menschliche Aktivitäten anfangen, die natürlichen Prozesse zu beeinflussen und zu

ändern. Eine Herausforderung, die nur in einer disziplin- und grenzenübergreifenden Zusammenarbeit von Menschen und Institutionen angegangen werden kann.

organisations and institutes. This is inevitable: the natural systems and processes in the polar and marine environment are very complex. One or two centuries ago, an individual scientist might have been able to ‘discover‘ a certain natural phenomenon - but understanding the complex underlying factors, how they interact and influence each other, is in most cases beyond the capacity of even the brightest expert. Modern technology is constantly revealing new linkages and feedbacks between the physical / chemical properties of our seas and atmosphere with the ecosystems and organisms

(including human beings), which live in, or depend on, the polar and marine realms. The dynamic and complexity of the natural world remains a challenge, especially now that human activity is starting to interfere with and change natural processes: a challenge, which can only be addressed by collaboration between people and institutions, across disciplines and borders.

159

160


Entsprechend den ursprünglichen Absichten hat das

AWI ein starkes Netzwerk von lokalen, nationalen und internationalen Partnern aufgebaut. Auf der lokalen Ebene hat das AWI enge Verbindungen mit der Universität und klein-/mittelständischen Unternehmen in Bremerhaven, speziell auf dem Gebiet der Entwicklung Mariner Technologien, z.B. im

Zusammenhang mit dem Institut für Marine Ressourcen (IMARE). Das AWI ist ein Partner in dem Klimahaus® Bremerhaven 8° Ost, das am 25. Juni 2009 eröffnet wurde. Das AWI ist ebenfalls ein Mitglied in dem Verein “Nordwest-Verbund Meeresforschung”

(NWVM), der u.a. die Universitäten Oldenburg und

Bremen beinhaltet.

Alle Professoren am AWI sind über gemeinsame

Berufungen mit den Universitäten Bremen, Potsdam,

Oldenburg, Hamburg, Kiel und Göttingen und der

Jacobs Universität Bremen benannt worden, wo auch die meisten AWI Doktoranden eingeschrieben sind. Sie alle sind eingebunden und Partner in verschiedenen, gemeinsamen Unternehmungen, von speziellen Zentren (z.B. dem Zentrum für Marine

Umweltwissenschaften, (MARUM), an der Universität Bremen), Graduierten Schulen (z.B. GLOMAR,

POLMAR), virtuellen Instituten (z.B. MARTECH,

WDC-MARE) und großen, inter- / transdisziplinären

Wissenschaftsclustern, z.B. dem Potsdamer Forschungs- und Technologieverbund zu Naturgefahren, Klimawandel und Nachhaltigkeit. Ein neuer

Weg in der Zusammenarbeit wurde mit dem Max-

Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen beschritten durch die Bildung einer gemeinsamen

HGF/MPG Gruppe für Tiefsee-Ökologie und -Technologie in 2009.

True to the original intentions, the AWI has built a strong network of local, national and international partners. At the local level, the AWI has close ties to the University and small companies in Bremerhaven, especially as regards marine technology development, for example in the context of the Institute of

Marine Resources (IMARE). The AWI is a partner in the “Klimahaus® Bremerhaven 8° Ost“, which opened on 25 June 2009. The AWI is also a strong member of the ‘North-Western Marine Research

Association‘ (NWVM), which includes, among others, the Universities of Oldenburg and Bremen.

All Professors at the AWI were jointly appointed by the universities of Bremen, Potsdam, Oldenburg,

Hamburg, Kiel and Göttingen, where most of the

PhD students are also accredited. They are engaged by and partners in various joint endeavours, ranging from dedicated centres (e.g. the MARUM Research

Centre for Marine Environmental Sciences at the university in Bremen), graduate schools (e.g. GLOMAR,

POLMAR), virtual institutes (e.g. MARTECH, WDC-

MARE) to large, inter- and transdisciplinary research clusters, e.g. the Potsdam Research Cluster for Georisk Analysis, Environmental Change and Sustainability. A new way of collaboration was established in

2009 with the Max Planck Institute for Marine

Microbiology in Bremen by forming a joint HGF-

MPG Group for Deep Sea Ecology and Technology.

Auf der nationalen Ebene hat das AWI, innerhalb der

Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren und als Mitglied des HGF Forschungsbereichs

„Erde und Umwelt“, sehr enge Beziehungen zu dem

Forschungszentrum Jülich, dem Karlsruher Institut für Technologie, dem Deutschen GeoForschungs-

Zentrum GFZ, dem Deutschen Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ und dem GKSS-

Forschungszentrum Geesthacht. Die GKSS ist ebenfalls ein Partner des AWI in dem PACES (Polar

Regions and Coasts in a Changing Earth System) Programm, das in 2009 startete und darauf abzielt, die

Rolle der Prozesse in den Hohen Breiten auf den vergangenen, derzeitigen und zukünftigen Wandel in dem System Erde zu identifizieren. Um diese anspruchsvollen Ziele zu erreichen sind Kollaborationsvereinbarungen zur Zusammenarbeit, zum Austausch von Daten und Informationen und zu der gemeinsamen Benutzung von moderner und hochentwickelter Infrastruktur für Küsten-, Meeres- und

Polarforschung, notwendig. Ähnliche Zusammenarbeit verfolgt das AWI auch unter dem HGF Großprojekt „Coastal Observation System for Northern and

Arctic Seas“ (COSYNA), das in enger Beziehung zu dem Konsortium Deutsche Meeresforschung (KDM) durchgeführt wird, und in dem Bereich Klimawandel, z.B. im Zusammenhang mit dem neuen Helmholtz-Verbund Regionale Klimaänderungen (REKLIM), dem Deutschen Klima-Konsortium (DKK) und dem

Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg, das im Oktober 2008 am AWI gegründet wurde.

At the national level, the AWI, within the Helmholtz

Association of German Research Centres and as a member of the HGF Forschungsbereich “Erde und

Umwelt“, collaborates closely with the Forschungszentrum Jülich, the Karlsruhe Institute of Technology, the GFZ German Research Centre for Geosciences, the German Research Centre for Environmental Health, the Helmholtz Centre for Environmental Research -

UFZ and the GKSS Research Centre in Geesthacht.

The latter is also a partner of the AWI in the PACES

(Polar Regions and Coasts in a Changing Earth

System) programme, which started in 2009 and aims at identifying the role of processes at high latitudes on past, current and future changes of the Earth system. Achieving these ambitious aims relies on collaborative agreements to work together, exchange data / information and share sophisticated, modern infrastructure for coastal, ocean and polar research.

Similar collaboration is pursued by the AWI under the HGF project Coastal Observation System for

Northern and Arctic Seas (COSYNA), which is carried out in close association with the German Marine

Research Consortium (KDM), and as regards climate change, e.g. in the context of the new HGF Regional

Climate Change Initiative (REKLIM), the German Climate Consortium (DKK), and the Climate Service

Centre for polar regions and sea level rise, established in October 2008 at the AWI.

161

162


Abb. 1: Internationale Zusammenarbeit: Kooperationsvereinbarungen des Alfred-Wegener-Instituts mit Partnern in europäischen Ländern

Fig. 1: International cooperation: agreements between the AWI and European partners

Abb. 2: Internationale Zusammenarbeit:

Kooperationsvereinbarungen des Alfred-

Wegener-Instituts mit Partnern in außereuropäischen Ländern

Fig. 2: International cooperation: agreements between the AWI and non-

European partners

Auf der internationalen Ebene führt das AWI auch weiterhin starke und erfolgreiche Partnerschaften fort mit vielen anderen, großen Instituten der

Marine- und Polarforschung in Europa (s. Abb. 1), einschließlich des British Antarctic Survey (BAS), der

Sir Alister Hardy Foundation for Ocean Science und des National Oceanographic Centre Southampton in

Großbritannien, des Französischen Research Institute for Exploitation of the Sea (IFREMER) und des

Französischen Polar Institute Paul Emile Victor (IPEV), mit dem das AWI die Forschungsstation AWIPEV gemeinsam auf Spitzbergen (Norwegen) betreibt.

Zusätzlich kollaboriert das AWI mit dem Norwegischen Polar Institut und dem Norwegischen Meterological Institute in Oslo und den Universitäten in

Bergen und Tromsø, Norwegen.

Gemeinsame Aktivitäten und Zusammenarbeit erfolgen ebenfalls unter großen, inter- und multidisziplinären EG-Forschungsverbundvorhaben sowie anderen EU Gremien, wie z.B. der European Science

Foundation (ESF), dem European Polar Board und dem European Marine Board. Das AWI nimmt ebenfalls teil, führt, oder ist ein wichtiger Partner in ungefähr 140 europäischen Projekten, einschließlich

EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica), das in 2008 die renommierte Descartes Auszeichnung erhielt, und Initiativen unter Leitung des European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI).

Vor allem die Forschungen und Expeditionen des

AWI in den Polargebieten machen eine starke

Zusammenarbeit mit Partnern von außereuropäischen Ländern unabdingbar (siehe Abb. 2). Das

At the international level, the AWI continues the strong and successful partnership with many other large marine and polar research institutes across

Europe (see Fig. 1), including the British Antarctic

Survey (BAS), the Sir Alister Hardy Foundation for

Ocean Science and the National Oceanographic

Centre Southampton in the UK, the French Research

Institute for Exploitation of the Sea (IFREMER) and the French Polar Institute Paul Emile Victor (IPEV), with whom the AWI jointly operates the research station AWIPEV at Svalbard, Norway. In addition, the

AWI collaborates with the Norsk Polar Institut and the Norwegian Meterological Institute in Oslo and the universities in Bergen and Tromsø, Norway.

Joint activities and collaboration also takes place within large, inter- and multidisciplinary EU-funded research projects and EU forums, such as the European Science Foundation (ESF), the European Polar

Board and the European Marine Board. The AWI is engaged in, leads, or is a major partner, in around

140 of such European projects, including EPICA

(European Project for Ice Coring in Antarctica), which received the prestigious Descartes Award in

2008, and several initiatives under the European

Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI).

Especially the polar research and the expeditions of the AWI necessitate strong collaboration with partners from many countries around the world (see

Fig. 2). The AWI is an active member of the Scientific

163

164


AWI ist ein aktives Mitglied in dem Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) und dem Internationalen Arctic Science Committee (IASC), für das es seit 1. Januar 2009 das Sekretariat beherbergt.

Das Internationale Polarjahr 2007/8 (das zwei vollständige Jahreszyklen abdeckte und sich von März

2007 bis März 2009 erstreckte), sah einen noch nie dagewesenen Umfang internationaler Zusammenarbeit in über 200 Projekten mit tausenden von Wissenschaftlern aus über 60 Nationen, die ein weites

Spektrum von physikalischen, biologischen und sozialen Untersuchungen durchführten.

In der 2008-9 Berichtsperiode stiegt die Anzahl der Übereinkommen und Absichtserklärungen zur

Kollaboration des AWI mit außereuropäischen Organisationen auf über 40.

In der Arktis sind die größten Kooperationspartner russische Forschungsinstitute und Agenturen, mit denen gemeinsame Expeditionen und Forschungsprojekte sowohl an Land als auch zu See in der russischen Arktis durchgeführt werden. In den letzten zwei Jahren erhöhte sich die Zahl der russischen

Partner auf über 15, einschließlich bundesstaatlicher

Institutionen und Agenturen, Instituten der Russischen Akademie der Wissenschaften und Universitäten. Mit der Verwaltung des Lena-Deltas wurde ein

Vertrag zum Erhalt, Ausbau und der gemeinsamen

Committee on Antarctic Research (SCAR) and the

International Arctic Science Committee (IASC), for which it has hosted the Secretariat since 1 January

2009. The International Polar Year 2007/8 (which covered two full annual cycles from March 2007 to

March 2009) saw an unprecedented amount of international collaboration in over 200 projects, with thousands of scientists from over 60 nations examining a wide range of physical, biological and social research topics.

In the 2008-9 period, the number of AWI collaboration agreements and Memoranda of Understanding

(MoU) with organisations from non-EU countries increased to over 40.

In the Arctic, major AWI partners are Russian research institutes and agencies, with whom joint expeditions and research projects (both on land and at sea) in the Russian Arctic are being carried out. In the last 2 years, the number of Russian partners increased to over 15, including federal institutes/ agencies, institutes of the Russian Academy of Sciences and universities. With the Lena Delta Reserva-

Nutzung der Forschungsstation „Samoylow“ im

Dezember 2009 unterzeichnet. Eine weitere, sehr spezielle Deutsch-Russische Zusammenarbeit, die vom AWI (und anderen) unterstützt wird, ist das an dem AARI in St. Petersburg angesiedelte Otto-

Schmidt-Labor (OSL), welches vor kurzem das

10-jährige Bestehen feierte. Das OSL ist eine Basis für die Koordination und Entwicklung von gemeinsamen deutsch/russischen Forschungsprojekten, mit dem

Hauptziel junge Wissenschaftler durch das OSL Stipendiumsprogramm „Changing Environments„ zu fördern.

In der Antarktis erzielte die Deutsch/Indische

LOHAFEX Expedition, die gemeinsam von Wissenschaftlern des AWI und des National Institute of

Oceanography, CSIR, Indien, geplant und im Januar

2008 durchgeführt wurde, sehr notwendige wissenschaftliche Daten und Empfehlungen für die Politik

über die Rolle der Ozeane im Kampf gegen die steigenden CO

2

Konzentrationen in der Atmosphäre.

Sogar in den Tropen treibt die AWI Zusammenarbeit mit anderen Staaten Wissenschaft und Technologie voran, welche hilft, Leben zu retten, wie z.B. im

Zusammenhang mit der Entwicklung und dem Einsatz des deutsch / indonesischen Tsunami Frühwarnsystems (GITEWS).

tion, a MoU for the preservation, extension and joint use of the field research station “Samoylov“ was signed in December 2009 to provide the basis for the continuation of the joint permafrost and eco/ geosystem research in the Lena Delta. Another, very special German-Russian collaboration supported by the AWI (and others) is the Otto Schmidt Laboratory

(OSL) at the AARI in St. Petersburg, which recently celebrated its 10th anniversary. The OSL provides a basis for coordination and development of joint

German / Russian research projects, with the main objective to support young scientists through the

OSL Fellowship Program “Changing Environments“.

In the Antarctic, the German / Indian LOHAFEX expedition in January 2008 (jointly planned and executed by scientists from the AWI and National Institute of Oceanography, CSIR, India) provided much needed scientific data and policy advice on the role of the oceans in combating rising atmospheric CO2 concentrations. Even in the tropics, AWI collaboration advances science and technology, and helps to save lives, e.g. in the context of developing and implementing the German / Indonesian Tsunami

Early Warning System (GITEWS).

165

166


Die Stärkung und Umsetzung dieser Vereinbarungen zur Zusammenarbeit ist ein großer Beitrag zu dem wissenschaftlichen Fortschritt und der Exzellenz, die das AWI erreicht hat. Hier nur zwei Beispiele aus den Hunderten von Projekten, die am AWI in

Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen

Partnern durchgeführt werden:

1. Die erste Phase des Helmholtz Earth Observing

System (EOS) wurde im Herbst 2008 erfolgreich abgeschlossen. In der zweiten Phase von 2009-2011 wird ein „Netzwerk EOS“ etabliert, welches im Rahmen eines Doktorandenprogrammes die Kompetenzen und Expertise im Bereich Geowissenschaften und Erdbeobachtung von sechs HGF Zentren vernetzt und nützt. Das AWI führt den Bereich „Klimabedingte Änderungen in den Polargebieten“ und hat am Institut drei EOS-Doktorandenstellen eingerichtet. Weitere Informationen zu dem EOS Programm sind unter http://helmholtz-eos.dlr.de/start_ge.htm zugänglich.

Strengthening an implementing these agreements is a major contribution to the scientific progress and excellence achieved at the AWI. Here are only two examples from the hundreds of projects carried out at the AWI in cooperation with national and international partners:

1. In autumn 2008, the first phase of the Helmholtz

Earth Observing System (EOS) was successfully completed. The second phase from 2009-2011 is creating a “Network EOS“ via the establishment of a PhD programme, which utilises and interlinks the geosciences capacities and earth observation expertise of six HGF Centres. As a partner in this joint project, the AWI leads the section ‘Climate change in the polar regions‘ and has established three EOS PhD positions. Further information about the EOS Programme is available at http://helmholtz-eos.dlr.de/ start_ge.htm.

2. Seit Juli 2008 betreibt das AWI das „World Radiation

Monitoring Center“ (WRMC). Die Aufgabe dieses Zentrums ist es, hoch genaue, bodennahe Strahlungsmessungen für die Klimaforschung bereitzustellen. Das

WRMC ist das zentrale Archiv des „Baseline Surface

Radiation Networks“ (BSRN), ein Projekt des „Global

Climate Observing Systems“ (GCOS) und des „Global

Energy and Water Experiments“ (GEWEX), mit über die

Erde verteilten Messstationen. Das Archiv basiert auf der AWI /MARUM Datenbank und dem digitalen Bibliothekssystem PANGAEA und ist unter http://www.bsrn.

awi.de zugänglich.

2. Since July 2008, the AWI has operated the “World

Radiation Monitoring Centre“ (WRMC). The mission of this centre is to provide highly accurate surface radiation fluxes for climate research. The WRMC is the central archive of the “Baseline Surface Radiation Networks“ (BSRN), a project of the “Global Climate Observing System“ (GCOS) and the “Global

Energy and Water Experiment“ (GEWEX), with monitoring stations across the world. The archive is based on the AWI / MARUM database and digital publishing network PANGAEA, and is accessible at http:// www.bsrn.awi.de.

-20°

-40°

-60°

-80°

80°

60°

40°

20°

0°

-160°

BAR

-160°

-120°

REG

FPE

E13

BIL

SXF

-80°

ALE

BONPSU

GCR

-40°

GRS

RLM PTR

BRB

SMS

FLO

0°

NYA

DAA

40°

IZA

LER

PAL

CAB

TOR

JUN CAR

PSA

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SBO

TAM

ILO

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SOV

HAN

80°

COC

XIA

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TAT

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DAR

MAN

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KWA

NAU

LAU

-120° -80°

SPO

-40°

GVN

0°

SYO

40° 80°

DOM

120° 160°

Abb. 2: Bestehende und geplante BSRN-Stationen, Januar 2010

-20°

-40°

-60°

-80°

80°

60°

40°

20°

0°

Fig. 2: Existing and planned BSRN stations,

January 2010

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168

9. Wissenschaftliches Rechenzentrum Scientific data processing centre

9. Wissenschaftliches Rechenzentrum und Datenbanken

Wissenschaftliches Rechnen

Numerische Verfahren spielen in der Wissenschaft eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, z.B. die

Auswirkungen von Klimaveränderungen auf das Erd- system mit Computer-Modellen zu bestimmen. Die

Arbeitsgruppe „Wissenschaftliches Rechnen“ unterstützt Anwender und Entwickler von Computer-

Modellen in der Umsetzung ihrer Projekte auf aktuelle Höchstleistungsrechner, wie sie am AWI und in den angeschlossenen Verbünden wie dem Höchstleistungsrechner Nord (HLRN) und dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) nutzbar sind. Die wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsprojekte des

„Wissenschaftlichen Rechnens“ werden im Folgenden dargestellt.

Tsunamimodellierung am AWI

Durch eines der größten je gemessenen Seebeben am 26. Dezember 2004 vor der Küste Sumatras wurde ein Tsunami ausgelöst, dem mehr als 200.000

Menschen zum Opfer fielen. Die hohe Zahl von

Opfern ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass zu diesem Zeitpunkt kein Tsunami Frühwarnsystem im indischen Ozean existierte. Nach diesem

Ereignis wurde von der Bundesregierung eine Finanzierung für die Entwicklung eines Tsunami Frühwarnsystems unter Beteiligung mehrerer Institute bereitgestellt. Ein Beitrag des AWI ist ein numerisches Tsunami-Modell, mit dessen Hilfe anhand von

Erdbebenparametern Simulationen des dadurch ausgelösten Tsunamis berechnet werden.

9. Scientific data processing centre and databases

Scientific computing

Scientific computing with numerical methods plays an important role in science, when for example, it comes to model the effects of climate change on the

Earth system. The working group “Scientific Computing“ assists users and developers of computer models in the implementation of their projects on current supercomputers, available at the AWI and on connected networks such as the supercomputers “Nord“ and German Climate Computing Centre

(HLRN, DKRZ). The main research and development projects of the “scientific computing“ group are presented below.

Tsunami modelling at the AWI

The tsunami on 26 December 2004 generated by one of the largest ever earthquakes near the coast of Sumatra caused more than 200,000 casualties.

The large number of victims is partly due to the fact that there was no tsunami early warning system

(TEWS) operative in the Indian Ocean at that time.

After this incident the German government provided funding for the development of a TEWS with the participation of several institutions. Part of the

AWI contribution is the development of a numerical wave propagation model (TsunAWI). It is used for tsunami simulations in the Indian Ocean based on prescribed earthquake parameters.

Abb. 1: Maximale Wellenhöhe (in [m]) in jedem

Gitterpunkt nach 48 Stunden Wellenausbreitung in einem globalen, unstrukturierten Gitter

Fig. 1: Maximum wave height (in [m]) in each computational node after 48 hours of wave propagation in a global, unstructured mesh

Dieses Modell (TsunAWI) wird seit 2005 entwickelt und arbeitet mit unstrukturierten Gittern, um die unregelmäßige Struktur der Küstenlinie und Bathymetrie möglichst realistisch darstellen zu können.

Mit diesem Modell wurden mittlerweile etwa 2.000

Szenarien möglicher Tsunamis im indischen Ozean berechnet. Nach einem Erdbeben im Bereich des

Sundagrabens vor der indonesischen Küste wird im

Rahmen des Frühwarnsystems aus dieser Datenbank das nächstliegende Szenario ausgewählt, um anhand

TsunAWI has been developed since 2005. It is based on finite elements and unstructured grids.

This technology allows for a realistic representation of coast lines and bathymetry. About 2000 scenarios of possible future tsunamis in the Indian Ocean have been generated with TsunAWI so far. In case of an actual earthquake along the Sunda trench this database would be used to choose a scenario which represents the situation most adequately. The corresponding model results in quantities such as arrival

0.3

0.2

0.5

0.4

0.1

0

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9. Wissenschaftliches Rechenzentrum Scientific data processing centre der Modellergebnisse Ankunftszeiten und erwartete

Wellenhöhen an der Küste zu bestimmen. Weiterhin wurde das Modellgebiet sukzessive erweitert, so dass inzwischen auch globale Tsunamisimulationen durchgeführt werden können. Auch wurde der

Einfluss der Gezeiten untersucht, und es wurden zahlreiche Vergleiche mit Messdaten zur Modellverifikation durchgeführt.

Modelle und Kopplung

Am AWI wurde das finite Elemente Ozeanmodell

FEOM entwickelt, um hiermit polare Fragestellungen zu bearbeiten. Dazu war die Erweiterung des

Modells um ein Meereismodell nötig. Für die vergangene Berichtsperiode bestand ein Schwerpunkt der Arbeit nun in der Integration des finiten Elemente Ozeanmodells mit Meereis (FESOM) in die

COSMOS Modell Suite des DKRZ. Hierfür war die

Interpolation der Daten auf ein strukturiertes Gitter mittlerer Auflösung notwendig, das wiederum eine Ausgabe der berechneten Modellergebnisse mit einer Standard Metadatennotation erlaubt.

Um in Zukunft die Stärken von modernen Computerarchitekturen wie der IBM Blizzard am DKRZ mit

8.000 Prozessorkernen effizienter ausnutzen zu können, ist die Integration des voll–parallelen Kopplers

OASIS4 notwendig. Die dazu benötigten Schnittstellen der Modelle FESOM und des Atmosphärenmodells eECHAM5.4 konnten in der letzten Berichtsperiode in Zusammenarbeit mit dem CERFACS in

Frankreich und dem Max-Planck-Institut in Hamburg entwickelt werden und stehen nun der Community zur Verfügung. Im abgelaufenen Berichtszeitraum konnte auch eine erste Kopplung der drei Modellkomponenten realisiert werden.

time and what the estimated wave height along the coast would be, used in the early warning process.

Additionally, the model domain was enlarged up to the global scale and global tsunami simulations have been computed. Tidal effects have been implemented and comparisons to measurements have been investigated.

Models and Coupling

In recent years, at the AWI the finite element ocean model FEOM has been developed and adapted for polar problems. Therefore the consideration of sea ice became essential. A working focus of the last reporting period was to integrate the finite element ocean model with sea ice, FESOM, into the COS-

MOS model suite of DKRZ (Hamburg). One requirement was the interpolation of model data to a structured grid of intermediate resolution, which enables the output of the model results with standard metadata notation.

To benefit from the advantages of modern computer architecture - such as that provided by IBM Blizzard at DKRZ with 8000 CPUs - and use them more efficiently, the integration of a fully-parallel coupler OASIS4 became essential. The interfaces needed to couple FESOM and the atmosphere model

ECHAM5.4 to OASIS4 where developed in collaboration with CERFACS (France) and the Max–Planck–

Institute (Hamburg) and are now available to the scientific community. In a last step, the coupling of the three model components was prototypically implemented.

Es ist ein Ziel des AWI, das FESOM über OASIS4 an das ECHAM5.4 gekoppelt zu einem leicht benutzbaren Werkzeug in der Erdsystemmodellierung zu machen. Eine Integration des FESOM in die COS-

MOS Modellsuite ist hierbei ein wichtiger Schritt, die Verbreitung des Modells und seine Akzeptanz in der Community zu fördern.

Einsatz von Grid-Technolgie in der

Klimaforschung am AWI

Das vom BMBF im Rahmen der deutschen D-Grid

Initiative geförderte Projekt „Collaborative Climate

Community Data and Processing Grid – C3-Grid“

(Förderungszeitraum: September 2005 – Februar 2009) wurde erfolgreich abgeschlossen. Die dort entwikkelte Grid-Infrastruktur erlaubt, in den verteilten

Klima-Datenarchiven nach bestimmten Daten in einer einheitlichen und für den Nutzer transparenten und komfortablen Weise zu suchen. Das AWI tritt im

C3-Grid neben seiner Funktion als Projektkoordinator und Datenanbieter hauptsächlich als Entwickler und Anbieter der Benutzeroberfläche („C3-Portal“, s.

Abb. 2) auf. Im Portal kann der Wissenschaftler nach

Daten suchen, sie herunterladen sowie einige prototypische diagnostische Workflows (Stormtracks,

Feuchteflüsse, etc.) starten.

Ein weiteres Projekt ist das „Grid für die Wissenschaft – WissGrid“, ein interdisziplinäres BMBF-

Projekt, in dem Wissenschaftler aus Klimaforschung,

Astronomie, Hochenergiephysik, Medizin und den

Geisteswissenschaften zusammenarbeiten, um für neue akademische Communities eine Grid-Infrastruktur als Plattform für institutsübergreifende Forschung bereitzustellen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt dabei im Bereich der Langzeitarchivierung.

The AWI‘s overall aim was to make first steps to a coupled system of FESOM, OASIS4 and ECHAM5.4 to provide an easy to use tool for earth system research. The integration of FESOM into the COSMOS model suite was identified as an important next step to spread the model and support the acceptance of the community.

Grid technology in climate research at the AWI

The project ”Collaborative Climate Community Data and Processing Grid – C3Grid” funded by the Federal Ministry of Education and Research BMBF was successfully finished in the reporting period. Within the project a grid based infrastructure was developed and implemented for uniform data browsing and access in distributed climate data archives. In the broad consortium of several climate research institutions, the AWI acted as leader, data provider, and portal developer. The user interface allows searches for data, to download them and to initiate some prototypic workflows (e.g. diagnosis of stormtracks and humidity fluxes).

A further BMBF funded project in the German

D-Grid Initiative is “Grid for Sciences – WissGrid“, a cooperation of scientists from heterogeneous disciplines. The objective is to strengthen inter-instutute collaboration of scientists in the grid. One key task is long-term preservation of research data.

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90N bandpassfiltered (2.5-6 days) STD : geopotential_height (500 hPa)

File: / 1999-01-01T00:00:00.000Z ... 1999-12-31T00:00:00.000Z [3.0303:75.206]

60N

30N

EQ

30S

60S

90S

0 60E 120E 180 120W 60W

3.03

17.466

10.248

31.902

24.684

46.338

39.12

60.774

53.556

75.21

67.992 82.428

0

Abb. 2: C3-Grid-Portal mit gridbasierter Analyse vieler Modelldaten zur Zugbahn von Tiefdruckgebieten

Fig. 2: C3Grid Portal with grid based analysis of numerous model data: user interface for starting the workflow (lower figure) and resulting picture with cyclone tracks (upper figure)

Das AWI erarbeitete hierbei gemeinsam mit den

Partnern ein generisches Konzept. Um die auch für die Sicherung der guten wissenschaftlichen Praxis notwendige Beschreibung der Daten durch Metadaten zu unterstützen, wurde für das in der Klimaforschung weit verbreitete Datenformat NetCDF ein Werkzeug entwickelt, mit dem die Metadaten aus dem Fileheader extrahiert und validiert werden.

Die Arbeiten sind international auf breites Interesse gestoßen; das entwickelte Modul soll in kommende

Releases des JHOVE2-Frameworks für die Unterstützung von Nutzern der internationalen Earth-Science

Community integriert werden.

Im Projekt „Nutzung von kurzlebigen Zertifikaten in portal-basierten Grids“ (GapSLC) geht es darum,

Nutzern den Zugang zum Grid wesentlich zu vereinfachen, indem vorhandene Konzepte und Technologien zur Authentifizierung und Autorisierung, wie beispielsweise kurzlebige Zertifikate, Shibboleth,

SAML Assertions etc. genutzt werden. Für den Bezug von kurzlebigen Zertifikaten wurde ein „PortalDelegation“ Szenario implementiert, das sowohl in der

Klimaforschung als auch bei AeroGrid eingesetzt werden soll.

Together with partners the AWI developed a generic concept. A prerequisite of reusability of data is their description with metadata, which is also needed for safeguarding good scientific practice. To support the scientist in the process of creating descriptive metadata the AWI developed and implemented a new tool for extraction and validation of header information in netCDF files, which is a very common data format in climate research. It will be integrated into the international jHOVE2 framework and can be used by the Earth Science community.

The AWI coordinates a third grid project named

“Exploitation of short lived credentials in portal based grids – GapSLC”. It aims to ease the entry level for users into the grid. Based on preliminary works, new concepts and technologies for authentication and authorisation, such as short lived credentials, Shibboleth, SAML assertions etc, are utilised.

The Portal-Delegation scenario has already been implemented to obtain short lived credentials from a central SLC service and will be used in C3Grid and AeroGrid, a project in aerospace research.

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Abb. 3: Auf finiten Elementen beruhendes

Ozeanmodell FEOM

Fig. 3: The finite element ocean model FEOM

Das finite Elemente Ozeanmodell (FEOM)

In Zusammenarbeit mit Mitarbeitern des Fachbereiches

Klimasystem wurde das auf finiten Elementen beruhendes Ozeanmodell FEOM weiterentwickelt (s. Abb. 3).

Insbesondere im numerisch aufwendigen Löserteil des Modells, in dem große Gleichungssysteme gelöst werden, konnte durch Optimierung der verwendeten Löserbibliotheken Rechenzeit eingespart werden. Zum Vergleich verschiedener Löserkonfigurationen kam dabei das im „Wissenschaftlichen

Rechnen“ am AWI entwickelte Paket FoSSI (Family of Simplified Solver Interfaces) zur Anwendung. Zur

Durchführung globaler Simulationen wurden Oberflächengitter in verschiedenen Auflösungen erzeugt und zur Verfügung gestellt. Zur Erzeugung und Glättung von globalen und regionalen Dreiecksgittern wurden Werkzeuge entwickelt, die auf frei verfügbarer Software (TRIANGLE) und verschiedenen Glättungsalgorithmen beruhen. Damit können Gitter erzeugt werden, deren Auflösung der vorgegebenen

Bathymetrie/Topographie folgen sowie nutzerdefinierte Vorgaben erfüllen. Weiter wurde FEOM durch ein Software-Release veröffentlicht. Hierzu wurden unterschiedliche Entwicklungsstränge des Modellierungsprogramms zusammengetragen und eine vereinheitlichte Programmversion und entsprechende

Dokumentationen erstellt. Der Quellcode von COM sowie die Dokumention wird unter http://aforge.awi.

de für die Community bereitgestellt.

The finite element ocean model (FEOM)

In collaboration with the ocean dynamics department at the AWI, the finite element ocean model

(FEOM) has been further developed (see fig. 3).

Especially the computing time of the numerically demanding solver part, dealing with the inversion of large linear systems of equations, has been reduced by optimising the employed numerical libraries. Comparisons of different libraries have been facilitated by the Family of Simplified Solver Interfaces (FoSSI), developed at the scientific computing division of the AWI computing centre. For global simulations, meshes at various resolutions have been provided. Furthermore, tools based on the freely available mesh generator TRIANGLE have been developed for the generation and smoothing of global and regional meshes. These tools facilitate the generation of meshes with user defined local resolution based on given bathymetry/topography data. Additionally, FEOM is now accessible as a software release. To this end various development branches were merged and unified code as well as documentation were created. The source code and documentation are available at http://aforge.awi.de.

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Bioinformatik am AWI-Rechenzentrum

Die am AWI entwickelten Software-Werkzeuge zur

Analyse u.a. der evolutionären Ursprünge der Gene von Diatomeen aus Rot- und Grünalgen und der

Proteinsequenzen von Eis-Bakterien (Glaciecola) standen im Vordergrund der Entwicklung einer

Datenbank-Anbindung (PhyloGena 2). Als neues

Thema wurde die evolutionäre Kälteanpassung von

Enzymen aufgegriffen, um die Anpassungsfähigkeit von Organismen (Ectotherme) bioinformatorisch/ biophysikalisch zu erfassen. Dabei spielen Ansätze zur Klassifizierung mittels Linearer Diskriminanz eine wichtige Rolle, um verschiedene metrische

Größen aus biophysikalischen Aminosäure-Parametern zur Unterscheidung von Sequenzen psychrophilen und mesophilen Ursprungs zu nutzen. Seit

2008 werden regelmäßig Schulungen in der praktischen Bioinformatik, der Biostatistik sowie der molekularen Phylogenie für AWI-Mitarbeiter und in den Graduiertenschulen ESSRES und POLMAR angeboten. Die zunehmenden Anfragen nach Bioinformatikunterstützung in Genomprojekten führte in 2009 zur Gründung der Projektgruppe Marine und Polare Genomik gemeinsam mit dem Fachbereich Biowissenschaften, mit der Zielsetzung, genomische Methoden, also solche, die mehrere Tausend

Gen-Informationen gleichzeitig nutzen, in AWI-Forschungsprojekten verfügbar zu machen und neue

Forschungsansätze zu ermöglichen.

Bioinformatics at the AWI computing center

Software tools developed at the AWI to analyse the evolutionary origin of diatom genes from red and green algae, and for the analysis of protein sequences, were the focus of a database coupling of the PhyloGena2 system. As a new topic, evolutionary cold adaptation on the enzyme sequence level of ectotherms was picked to highlight the potential of thermal adaption of organisms by bioinformatics/biophysical measures. Different biophysical parameters of amino-acids serve in linear discriminant analysis to distinguish between sequences from cold-adapted (psychrophilic) and non-adapted

(mesophilic) origin. Since 2008, regular courses in practical bioinformatics, biostatistics and molecular phylogeny have been provided for AWI researchers as well as in the graduate schools ESSRES and

POLMAR. The growing demand for bioinformatics support from genome sequencing projects led to the foundation of the project group ”Polar and marine genomics“ in 2009, which targets making genomic methods available to open up new research perspectives, i.e. using methods dealing with several thousand genes at the same time.

Wissenschaftliche Informationssysteme und PANGAEA

Das im Bericht 2006/07 vorgestellte Langfrist-Datenhaltungskonzept für persönliche und Projektdaten wurde um eine Komponente für den semi-automatischen Datenfluss von den Datenerfassungs-Systemen der Forschungsplattformen in das Archiv des

AWI erweitert. Dabei spielt die weitgehend automatisierte Erstellung von Metadaten und die systematische Dokumentation, u.a. in Form von online-

Handbüchern und laufenden „Geräteakten“ zu In- strumenten und Sensoren, eine zentrale Rolle. Diese ermöglichen die qualitativ hochwertige Migration der Daten von Logging-Systemen, wie D-Ship, zum

Archiv in PANGAEA.

Mittels des gemeinsam von AWI und MARUM betriebenen Informationssystems PANGAEA wurden der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitere Datensätze zur Verfügung gestellt. Hervorzuheben sind alle bisher produzierten Datensätze des Baseline

Surface Radiation Network (BSRN). Die historischen wie auch täglich neu hinzukommende werden in das von BSRN und PANGAEA gemeinsam organisierte World Radiation Monitoring Center (WRMC) aufgenommen. PANGAEA enthielt im Dezember

2009 mehr als 580.000 Datensätze.

Ebenfalls in Kooperation von MARUM und AWI wird der Scientific Earth Drilling Information Service

(SEDIS) für das Integrated Ocean Drilling Project

(IODP) bereitgestellt, welcher auf der Technik von

PANGAEA und der geplanten Fedora-Core-basierten

Version des AWI-Repository ePIC beruht. Es können

Datensätze aus dem aktuellen IODP und den vorhergehenden Projekten DSDP und ODP über SEDIS und PANGAEA abgerufen werden. Daneben werden

Scientific Information Systems and PANGAEA

The long-term data management concept for personal and project data, introduced in the 2006/7 report, has been expanded to include a component for semi-automated data flow from the data acquisition systems of research platforms to the AWI archives. In this case, the almost entirely automated production of metadata and systematic documentation in the form of online manuals and continuous ”Device Files“ for instruments and sensors, is of central importance. These enable the migration of high-quality data from logging systems, such as

D-Ship, to the archives in PANGAEA.

Additional data records were made available to the scientific community by the jointly operated information system of the AWI and MARUM. Particularly noteworthy are all the records of the Baseline Surface Radiation Network (BSRN), which have been produced up to now. The historical data, as well as those now produced daily, are recorded by the World Radiation Monitoring Center (WRMC), which is run jointly by the BSRN and PANGAEA. By

December 2009 PANGAEA had accumulated more than 580,000 data records.

Another project between the AWI and MARUM is the Scientific Earth Drilling Information Service

(SEDIS) for the Integrated Ocean Drilling Program

(IODP), which is based on the PANGAEA technique and the planned Fedora Core-based version of the

AWI ePIC repository. Data records can be accessed from the current IODP as well as previous DSDP and ODP projects, via SEDIS and PANGAEA. In addition, all related full text scientific articles are

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178


Abb. 4: Der Verlag Elsevier verlinkt Artikel in vielen seiner Journale direkt zu PANGAEA

(rechts unten im Bild), wenn dort Daten zum

Artikel vorliegen.

Fig. 4: The publisher Elsevier links its papers directly to PANGEA in many of its journals whenever there are data related to the article

(bottom right in picture).

im Fedora-Core-Repository auch alle zugehörigen wissenschaftlichen Artikel volltextbasiert durchsuchbar gehalten und können mit den Datensätzen live verknüpft werden.

Die Verknüpfung von wissenschaftlichen Artikeln und Datensätzen wurde auch durch eine Kooperation zwischen Elsevier („ScienceDirect“) und PANGAEA verbessert. Elsevier zeigt auf den Artikelseiten seiner

Journale einen Banner, sofern zu dem angezeigten

Artikel „supplementary data“ in PANGAEA zur Verfügung stehen (s. Abb.4).

Die Metadatensuche in PANGAEA, dem SEDIS-

Portal und weiteren Datenportalen für diverse EU-

Projekte (EUR-OCEANS, CARBOOCEAN, SPICOSA,

HYPOX,…) ist jetzt vollständig durch die Bibliothek Apache Lucene Java (lucene.apache.org/java) implementiert. Diese ermöglicht auch bei der gro-

ßen Anzahl Datensätze Volltextsuche im Millisekundenbereich. Für geografische und zeitliche Abfragen wurde Apache Lucene Java von einem der PANGAEA

Entwickler um eine numerische Suche erweitert.

Dieser unterstützt auch als Core-Committer aktiv das

Open Source Projekt Lucene in der Apache Software

Foundation.

PANGAEA stellt seine Metadaten für andere Portale gemäß dem internationalen Standard OAI-PMH bereit. Um auch entsprechende Metadaten anderer

Datenprovider in die eigenen Portale „harvesten“ zu können, wurde ein eigenes Open-Source-Projekt gegründet (panFMP – PANGAEA Framework for

Metadata Portals, www.panfmp.org).

searchable in the Fedora Core repository and can be linked to the records live.

The linkage of scientific articles and data sets has been improved by the collaboration between Elsevier (Science Direct) and PANGEA. Elsevier displays a banner on the article pages of its journals, whenever “supplementary data“ are linked to PANGEA

(see Figure 4).

The metadata search in PANGEA, the SEDIS portal and data portals of several EU projects (EUR-

OCEANS, CARBOOCEAN, SPICOSA, HYPOX, ...) is now fully implemented by the library Apache

Lucene Java (lucene.apache.org/java). This also facilitates full text search of a large number of records within milliseconds. The Apache Lucene Java was expanded by one of the developers of PANGEA to encompass a numerical search. This also actively supports, as core committer, the Open Source project Lucene in the Apache Software Foundation.

PANGEA provides its metadata to other portals in accordance with the international standard

OAI-PMH. A separate open-source based project

(panFMP - PANGEA Framework for Metadata Portals, www.panfmp.org) was established in order to appropriately “harvest” metadata from other data providers into its own portals.

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10. Library

10. Bibliothek

Die Bibliothek der Stiftung AWI ist Servicezentrum für die Versorgung der Mitarbeiter und Gäste des

Instituts mit wissenschaftlicher Literatur und Fachinformation in elektronischer und gedruckter Form. Die

Hauptstelle befindet sich in Bremerhaven, Zweigstellen werden an den AWI-Standorten Helgoland und List betrieben, Handbibliotheken in der ,Neumayer-

Station‘, der Deutsch-Französischen Forschungsbasis

AWIPEV, auf der ,Polarstern‘ und in den AWI-Sektionen in Bremerhaven betreut. Die AWI-Bibliothek hat

Ende 2009 ca. 45.100 Bücher. Die Zahl der gekauften Zeitschriften beträgt 212, 60 % davon in rein elektronischer Form (e-only). Über 400 gedruckte

Zeitschriften erhält die Bibliothek kostenneutral, hauptsächlich von Partnerinstitutionen. Darin aufgegangen sind auch Zeitschriften, die noch bis 2007 gegen die gedruckten Ausgaben der ‚Berichte zur

Polar- und Meeresforschung’ (BzPM) getauscht wurden. Mit dem Jahr 2008 werden die BzPM in gedruckter Form eingestellt. Nach Digitalisierung der zurückliegenden Druckausgaben sind sie nun vollständig als Open-Access-Serie frei im Internet über die ePIC-Publikationsdatenbank des AWI zugänglich.

The Library of the Alfred-Wegener-Institute Foundation provides the employees and guests of the institute with literature and information in electronic and printed format. The main library is located in Bremerhaven. There are also branch libraries at the research stations on Helgoland and List. Small library collections serviced by the Library are maintained at the research stations Neumayer, Koldewey, on the research vessel ‘Polarstern‘ and in the research sections throughout the institute in Bremerhaven. At the end of 2009 the AWI Library collection had approximately 45,100 monographs. There are

212 periodical subscriptions of which 60% are in digital format (e-only). In addition, the Library receives over 400 printed periodicals as gifts, largely from partner institutions. Many of these periodicals are still received as part of the past exchange agreement, which ended in 2008, for the printed Berichte zur

Polar- und Meeresforscung = Reports on polar and marine research (BzPM).Beginning in 2008, the

BzPM no longer appears as a printed publication but rather is available as an open access periodical, freely available on the Internet through the AWI ePIC

Photo: M. Brannemann

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Mit dem Jahr 2008 werden Kaufzeitschriften ausschließlich e-only erworben, sofern ein Verlag dies anbietet. Durch Konsortialverträge und Nationallizenzen haben AWI-Mitarbeiter und Gäste über die von der Bibliothek abonnierten Zeitschriften hinaus

Online-Zugang zu vielen weiteren Periodika. Die

Bibliothek organisiert und verwaltet so den Zugang zu mehr als 1.000 elektronischen Zeitschriften und

17 lizenzpflichtigen Datenbanken. Zeitschriften- artikel oder Bücher können AWI-Mitarbeiter/-innen bereits seit 2006 direkt von ihrem Arbeitsplatz aus online in der Bibliothek bestellen, unabhängig davon, ob das Bestellte in der Bibliothek vorhanden ist. In der Bibliothek vorhandene Artikel werden hier eingescannt und per E-Mail direkt an den Besteller geliefert. Nicht Vorhandenes wird per Fernleihe besorgt.

Der Dokumentenlieferdienst steht auch Partnerbibliotheken im In- und Ausland zur Verfügung. Als

Partner des Gemeinsamen Bibliotheksverbunds

(GBV) nutzt die Bibliothek dessen Katalogisierungsdaten und Fernleihfunktionen. Die Bibliothek bildet für den Lehrberuf ‚Fachangestellte(r) für Medien und

Publication Database The back issues of the BzPM were also retroactively digitalised as pdf files and can be accessed freely as with the recent issues.

Beginning in 2008, periodical subscriptions were made e-only, at least when the publisher offered this choice. In addition to Library periodical subscription, there are consortial agreements and national licenses for numerous other journal titles and back files of older issues which AWI employees and guests may freely access. During this reporting period, the library organised and managed more than 1,000 electronic periodicals and 17 licensed bibliographic databases. Journal articles or books may be ordered from the Library using a single electronic form which

AWI employees can access on the Intranet from any computer workstation, regardless of whether the requested item is available in the Library. Articles found in the Library are scanned in one step and emailed directly to the requesting library patron.

Titles not found in the Library collection are requested from interlibrary loan services. The document

Informationsdienste (FaMI) - Fachrichtung Bibliothek‘ aus. Nach Um-/Neubau der Wattenmeerstation List

(Sylt) bezieht die dortige Standortbibliothek nach umfangreicher Bestandsbereinigung mit neuem

Bibliotheksmobiliar ihre lichtdurchfluteten Räumlichkeiten, 2009 beginnen die Vorbereitungen für die

23. Polar Libraries Colloquy (PLC) Konferenz, die vom 13. – 18. Juni 2010 in Bremerhaven stattfindet.

Für die Organisation dieser internationalen Konferenz ist der Leiter der Bibliothek, Marcel Brannemann, verantwortlich. Die Bibliothek ist Mitglied in internationalen und nationalen Organisationen, u.a. Polar

Libraries Colloquy (PLC) und International Association of Aquatic and Marine Science Libraries and

Information Centers (IAMSLIC) sowie der Deutsche

Bibliotheksverband (DBV).

delivery service is also available to co-operating libraries here and abroad. As part of its contract agreement with the Common Library Network (GBV), the

Library is able to use the union catalogue for cooperative cataloguing and interlibrary loan. The Library trains apprentices for the profession of Media and

Information Services (FAMI). After completion and renovation of buildings at the Waddenzee Station at

List on Sylt, the station library could move into its bright, new rooms with new furnishings. The collection there was also given a clear out and revised.

Preparation was made in 2009 for the 23rd Polar

Libraries Colloquy (PLC) Conference which will take place from 13 – 18 June 2010 in Bremerhaven. The

Head of the Library, Marcel Brannemann, is responsible for the organisation of this international conference. The Library is member of international and national organisations, including the Polar Libraries

Colloquy (PLC), the International Association of

Aquatic and Marine Science Libraries and Information Centers (IAMSLIC), and the Deutsche Bibliotheksverband (DBV).

183

11. Technologietransfer Technology transfer

12. Kommunikation und Medien

Communications and Media

13. Schulprojekt School project

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11. Technologietransfer in aktiven Netzwerken

Technologietransfer wird am Alfred-Wegener-Institut als Querschnittsfunktion begriffen, denn Innovationen treten in allen Bereichen auf. Um seiner Bedeutung auch an dieser primär grundlagenorientierten

Forschungseinrichtung gerecht zu werden, wurde das

Transferbüro im Jahr 2008 personell aufgewertet und in eine Stabsstelle des Direktoriums umgewandelt.

Die Stabsstelle Technologietransfer motiviert und unterstützt Erfinder bei Entwicklung und Schutz ihrer

Erfindungen und organisiert die Verwertung durch

Auslizenzierung, Firmenkooperationen und Unter-

•

•

•

•

•

• nehmensgründung.

Entsprechend seiner wissenschaftlichen Bereiche

Geo-, Klima- und Biowissenschaften sowie der HGF-

MPI-Brückengruppe Tiefseeökologie und -technologie

(s.a. Organigramm S. 9) ist das AWI aktiv auf den

F&E-Feldern:

• Meeres- und Polartechnologien

Wissenschaftliche Instrumentierung

Marine Biotechnologien

Marine Leichtbaustrukturen

Offshore-Aquakultur und Kreislaufanlagen zur Algen-, Muschel- und Fischzucht

Ökologische Begleitforschung

Rechnergestützte Expeditions-, Gefahrstoff- und Gebäude-Managementsysteme

Da dieser Bericht nicht alle Transfer-Aktivitäten wiederzugeben vermag, sei hier neben der Aquakultur die Schnittstellenarbeit in Transfernetzwerken beleuchtet.

11. Technology Transfer within active Networks

Technology transfer has an overarching function at the Alfred Wegener Institute, since innovations occur in all disciplines of the institute. According to its growing importance, even at this institution dedicated primarily to basic research, the transfer office became a staff unit of the directorate and was strengthened in 2008. The office motivates inventors and supports them in protecting their intellectual property rights. Subsequently, it organises the utilisation by licensing, industry co-operations and spin-offs.

According to its scientific domains Geo, Climate and Bio Sciences, as well as the HGF-MPI Joint

Research Group Deep-Sea Ecology and Technologies

(s. Organisation Chart p. 9), the Alfred Wegener

Institute conducts R&D in the fields of

• Marine and polar technology

•

•

•

Scientific instrumentation

Marine light-weight construction

Offshore aquaculture and closed circulation systems for sustainable cultivation of algae, mussels and fish

•

•

Accompanying ecological research

IT-based management systems for expedition planning, handling dangerous goods in combination with laboratory safety administration

As this report is unable to cover all transfer activities of the last two years, the innovation field aquaculture and the transfer-relevant work at interfaces and within networks is highlighted.

Marine Aquakultur und innovative Kreislaufanlagen

Angesichts schrumpfender natürlicher Fischbestände gewinnt die Fischproduktion aus Aquakultur gegen-

über den Fischereierträgen unaufhaltsam an Bedeutung. Auch die Zucht von Muscheln und Krebstieren sowie Algen birgt enormes Wachstumspotential. Eine der Herausforderungen in diesem Kontext ist jedoch die Vermeidung von Umweltbelastungen und negativen Einflüssen auf Küstenökosysteme, wie sie durch unvollständige Verwertung von Futtermitteln und

Freisetzung von Exkrementen der Zuchttiere bei konventionellen, offenen Kulturanlagen verursacht werden können. Die Abwehr von Tierkrankheiten bei minimalem Einsatz von Pharmaka stellt eine weitere

Herausforderung dar.

In Bremen und Bremerhaven wurde diese Entwicklung erkannt. In einer gemeinsamen Anstrengung von

AWI, Hochschule und Bremer Senat wurden positive

Randbedingungen geschaffen, um dieses Wachstumsfeld an der Wesermündung weiter auszubauen:

In der von der geschwundenen Fischereiwirtschaft hinterlassenen Lücke, gleichzeitig jedoch in einem gewachsenen Umfeld der marinen Nahrungsmittelindustrie, einer Hochschule mit Ausbildungsschwerpunkten im Bereich Lebensmitteltechnologie wurde eine Kooperationsprofessur für angewandte Meeresbiologie zwischen AWI und der Hochschule Bremerhaven eingerichtet. Der Studiengang Maritime

Technologien wurde mit einer Schwerpunktoption

Marine Biotechnologie versehen, die den Studierenden die unterschiedlichen Bereiche der Aquakultur näherbringt.

Marine aquaculture and innovative closed circulation systems

In view of shrinking natural fish stocks, fish production from aquaculture is continuously gaining importance against fishery. Furthermore, the cultivation of other marine organisms, such as mussels, crustaceans and of algae, offers enormous growth potential. One of the challenges in this context is, however, the avoidance of pollution and negative impacts on coastal environments as often caused by the incomplete usage of feedstuff and the release of the animals’ excreta with conventional open aquaculture plants. Preventing animal diseases in combination with using minimal amounts of pharmaceuticals is an additional challenge.

This development has been recognised in Bremen and Bremerhaven. In a joint effort, AWI, the University of Applied Sciences and the Senate of Bremen set positive framework conditions in order to further develop this field at this maritime location: a new co-operation professorship for Applied Marine Biology was established by the AWI and the University of Applied Sciences Bremerhaven. It perfectly fits into both the gap left behind by the declined fishing- industry and the well developed environment of the marine food industry, as well as the food technology expertise of the University of Applied Sciences. The

Marine Technologies course with a focus on Marine

Biotechnology offers students the chance to get familiar with all kinds of aquaculture systems.

187

188


Abb. 1: Mögliche multifunktionale Nutzung von

Gründungsstrukturen der Offshore-Windenergieanlagen mit Aquakulturkonstruktionen. Alternative

Mehrfachanschlussmöglichkeiten könnten

Muschelkollektoren an Langleinensystemen im

Zentrum des Parks oder schwimmenden Ringsysteme für Algenzucht sein. Die Ringe könnten beim Bau oder bei der Wartung der Turbinen untergetaucht werden.

Fig. 1: Potential multifunctional use of underwater foundation structures of offshore wind turbines for connection with aquaculture facilities.

Alternative solutions include mussel collectors attached to longlines in the inner section of the wind farm or floating rings for seaweed cultivation. The latter system can be submersed in case of wind turbine set-up and maintenance.

(B. Buck, AWI)

Die kommerzielle Aquakulturforschung wird im

IMARE, dem von AWI, Hochschule und Senat gegründeten Institut für Marine Ressourcen, betrieben. Das nach einer Vorbereitungsphase seit Januar 2009 als gemeinnützige GmbH agierende Institut wird zudem

Betreiber des auf dem ehemaligen BremenPorts-

•

•

Gelände in Bremerhaven angesiedelten Zentrums für

Aquakulturforschung. Forschungs- und Entwicklungsthemen, die AWI und IMARE in enger Kooperation bearbeiten, sind beispielsweise:

Entwicklung von nachhaltigen Offshore-

Aquakulturanlagen, teils integriert als

Sekundärnutzung von Offshore-Windparks

Landbasierte Kreislaufanlagen mit hohem

•

•

•

•

Zirkulationsgrad von Wasser und Nährstof- fen, z.B. durch die kombinierte Züchtung von Meerestieren und Algen

Entwicklung neuartiger, robuster Unterwas- serstrukturen zur Zucht von Makroalgen und Muscheln

Auswahl neuer robuster Kandidaten

(Fischarten) für die Aquakultur

Eine völlig neue Forschungsrichtung mit dem Schwerpunkt Biomedizin, Biodiagnostik und Biotechnologie bringt eine entscheidende Wende für die künftige

Aquakultur durch die Nutzung der AWI-Expertise in den Bereichen Molekular- und Zellbiologie, Genomik und Pathologie:

• Anfälligkeit, Ausbreitung und Beherrschung von Fischkrankheiten

Ernährungsphysiologie und Frühe Geschlechtsbestimmung von Aquakulturfischen

Biotechnologische Verfahren in der Erzeu- gung von Fischprodukten (z.B. Kaviar)

IMARE, the Institute for Marine Resources founded by the AWI, University of Applied Sciences and the

Senate of Bremen, performs aquaculture research in a commercial manner. The institute, converted into a non-profit GmbH after a preparatory phase at the beginning of 2009, will also operate the new Cent for Aquaculture Research to be built on the former

BremenPorts area in Bremerhaven. Research and development objectives worked on by the AWI and

IMARE in close co-operation are for example:

• Developing sustainable offshore aqua culture plants, partly integrated with secondary use as offshore wind parks

•

•

Land based circulation systems with a high degree of water and nutrient recycling, e.g. by combined cultivation of animals and algae

Developing innovative robust under-

• water structures for the growth of macro algae and mussels.

Selecting of new robust candidate species for aquaculture

New research directions with focuses on biomedicine, biodiagnostics and biotechnology mean a breakthrough for aquaculture by using the AWI know-how in molecular and cell biology, genomics and pathology:

• Sensitivity, dissemination and control of

• fish diseases

Feeding physiology and early sex

• determination of aquaculture fish

Biotechnical process for the production of sea food (e.g. caviar)

189

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Derzeit laufen intensive Aktivitäten, ein neues am

AWI entwickeltes zellbiologisches Verfahren zur nachhaltigen Produktion von Kaviar (ohne das bisher notwendige Schlachten des Störs) im Markt zu etablieren. Eine AWI-Ausgründung soll das durch das

AWI patentierte Verfahren an Zuchtanlagen lizenzieren sowie eine eigene Störzuchtanlage zur Verfahrensdemonstration und für die eigene Kaviarproduk- tion betreiben. Die Aktivitäten werden von der

öffentlichen Hand wie auch der Wirtschaft mit gro-

ßem Interesse begleitet bzw. unterstützt. a)

Beyond this research, there are intensive activities to establish a new method for the sustainable production of caviar (without the necessity to slaughter the sturgeon) in the market. An AWI spin-off will license the technology patented by the AWI to fish farms and will build a sturgeon culture plant for demonstration purposes and its own caviar production. These activities are accompanied with great interest and are supported, respectively, by public authorities and private enterprises.

b)

Abb. 2: a) Gemeinschaftsmessestand von

MARUM, AWI, MPI und Hochschule Bremerhaven auf der OCEANS’09 IEEE Bremen im Mai 2009 b) Hannover Messe 2008: Beispiele für bionische Leichtbaustrukturen, am AWI entwickelt aus

Vorbildern des Marinen Lebensraumes

Fig. 2: a) Joint exhibition stand of MARUM, the AWI, MPI and University of Applied Sciences

Bremerhaven at the OCEANS’09 IEEE Bremen.

(Photo: E. Sauter) b) Hannover Messe 2008: Examples of bionic light weight structures derived at the AWI from marine organisms. (Photos: C. Hamm)

Kräfte bündeln und Wahrnehmung stärken

Innovationen aus der Wissenschaft sind nur in die wirtschaftliche Anwendung zu überführen, wenn die

Grenze zwischen diesen Sektoren durch Kommunikation überbrückt wird. Das gegenseitige Wissen um das Know-how, die Innovation bzw. den Bedarf des anderen ist Grundvoraussetzung für erfolgreichen

Innovationstransfer. Daher kommt den Schnittstellen zwischen Forschung und Anwendern große Bedeutung zu. Die Erfahrung zeigt, dass thematisch gebündelte Informationen ihren Adressaten besser finden.

Somit verstärken Netzwerke die externe Wahrnehmung. Gleichzeitig können Ressourcen gebündelt werden. In den letzten zwei Jahren engagierte sich das AWI daher verstärkt in strategischen Netzwerken in Bereichen wie Maritime Wirtschaft und Meerestechnik (Gesellschaft für Maritime Technik; Nordwestverbund Meeresforschung; Metropolregion Bremen

-Oldenburg) und Offshore-Windenergie (Windenergieagentur Bremerhaven/Bremen), aber auch als

„exotischer“ Preisträger im „Network of Automotive

Excellence“ auf dem Automobilgipfel in Würzburg.

Einen besonderen Meilenstein in der Kooperation mit dem Bremer Zentrum für Marine Umweltwissenschaften MARUM, dem Max-Planck-Institut für

Marine Mikrobiologie und der Hochschule Bremerhaven stellte die Ausrichtung der OCEANS’09 IEEE

Bremen dar, einem vom weltweit größten Ingenieursverband IEEE getragenen Konferenz- und Messeevent der Meerestechnik. Darüber hinaus wurde am AWI anlässlich seiner Auszeichnung zum Ort im Land der

Ideen (Innovationen und Meer, 9. Juni 2009) ein

Industrieabend in Kooperation des Innovationsnetzwerkes idea|2|business veranstaltet, der mit 280 Gästen sehr gut besucht wurde.

Concentrating forces and increasing awareness

Innovations can only be transferred into commercial applications if the gap between the different sectors is bridged. The mutual awareness of the knowledge, innovation and needs of the other side is a prerequisite for successful innovation transfer. Adequate interfaces between research and users are of great importance. Experience shows that concentrated information finds its way better to the addressee and networks amplify external awareness. Thus, the AWI increased its networking in fields such as maritime industries and marine technologies (German Association for Marine Technologies; Northwest Marine

Research Association; Metropolitan Area Bremen-

Oldenburg), offshore wind energy (Wind Energy

Agency Bremerhaven/Bremen) and, as an exotic awardee of the “Network of Automotive Ex-cellence” at the Automotive Summit in Würzburg.

A particular milestone in the co-operation with the

Center for Marine Environmental Sciences, MARUM, the Max Planck Institute for Marine Mikrobiology and the University of Applied Sciences Bremerhaven was the organisation of the OCEANS’09 IEEE Bremen, a marine technology event organised by the world’s largest engineer association, IEEE. Furthermore, the AWI was awarded a location in the Land of

Ideas (Innovationen und Meer, 9 June 2009) and used this opportunity to organise a business evening in close co-operation with the innovation network idea |2|business. With 280 guests and many new contacts, the event was very successful.

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12. Kommunikation und Medien Communications and Media

12. Kommunikation und Medien

Die ,Neumayer-Station III‘ war 2008/09 der Schwerpunkt in der Abteilung Kommunikation und Medien.

Pressemitteilungen, Blogs, Fotos, Interviews, Filme,

Druckschriften, Veranstaltungen, die Eröffnung, Fernsehsendungen – der Stationsneubau in der Antarktis bescherte dem Alfred-Wegener-Institut eine Präsenz in der deutschen Öffentlichkeit wie nie zuvor.

Die Debatte um die ,Polarstern‘- Expedition mit dem Eisendüngungs-Experiment Anfang des Jahres

2009 hat ebenfalls ein großes Echo gefunden. Fundierte und offene Informationspolitik sowie gute Kontakte zu den Medien bewirkten trotz der anfänglich sehr kritischen Stimmen im Endeffekt eine positive

Berichterstattung.

Medienarbeit

Der Schwerpunkt der Abteilung Kommunikation und

Medien lag 2008/09 in der Medienarbeit. Das Alfred-

Wegener-Institut hat in den beiden Jahren 101 Mitteilungen an die Medien herausgegeben.

Die Auswertung des Medienechos wurde umgestellt und ermöglicht eine quantitative Auswertung der vom Alfred-Wegener-Institut erzielten Reichweiten in deutschen Print-, Hörfunk- und TV-Medien.

Die erfassten Daten drücken aus, wie oft das Institut mit Berichten über seine Arbeit mit Lesern, Hörern oder Zuschauern in Kontakt kam, und sind eine

übliche Größe für eine vergleichende Bewertung von

Medienresonanzen. Das Alfred-Wegener-Institut erreichte im Berichtszeitraum mehr als 2.000 Mio.

Medienkontakte.

12. Communications and media

During 2008/09 the Department of Communication and Media focussed its work on the ‘Neumayer station III‘ construction. Press releases on the new station in Antarctica as well as blogs, photographs, interviews, films, publications, events, the inauguration and TV shows - earned the Alfred Wegener Institute a media presence in Germany never experienced before.

The debate on the ‘Polarstern‘ expedition involving the iron fertilisation experiment in early 2009 also found a huge audience. A sound and objective information policy, as well as reliable contacts with the media, resulted in positive coverage in the end in spite of the initially very critical press coverage.

Media work

In 2008/09, the focus of the Department of Communications and Media was on media work. During this period the Institute published 101 press releases.

The evaluation process of the media response was changed in order to enable a quantitative evaluation of the coverage which the Alfred Wegener Institute had in German print, radio and TV media. The data collected express the frequency with which the institute’s reports came into contact with readers, listeners and viewers, a common measure for the comparative assessment of media coverage. During this reporting period the Alfred Wegener Institute had more than 2,000 million media contacts.

Das enorme Medieninteresse an der Polar-, Meeres- und Klimaforschung des Instituts zeigt sich auch an den häufigen und regelmäßigen Anfragen von Journalisten, die während ihrer Themenrecherchen aktiv an das AWI herantreten, um Know-how, Forschungsergebnisse oder Stellungnahmen in ihre Berichterstattung einzubeziehen. Deshalb ist ein großer Teil der

Medienreichweite unabhängig von institutseigenen

Pressemitteilungen erzielt worden. Dieses Ergebnis ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass das Institut durch die langjährige Konstanz und Professionalität in der Medienarbeit großes Vertrauen unter Journalisten genießt, wenn diese verlässliche wissenschaftliche Informationen suchen.

The tremendous media interest in the institute’s Arctic as well as marine and climate research is also reflected in frequent and regular requests from journalists. These actively approach the AWI to include know-how, scientific results and opinions in their reporting. A large proportion of the media coverage was thus obtained independently from the institute‘s own press releases. The results are a clear indication that the Institute, due to its long term consistency, reliability and professionalism in its media work, enjoys great confidence among journalists in their quest for reliable scientific information.

193

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Einige Höhepunkte der Medienarbeit aus den Jahren 2008 und 2009 seien beispielhaft genannt: Bei dem Besuch von Ministerin Dr. Annette Schavan in

Südafrika mit einem Empfang und einer Pressekonferenz auf ,Polarstern‘ im Februar 2008 in Kapstadt wurden die Biologie und Ozeanographie im Südlichen Ozean als Themen der entsprechenden Fahrtabschnitte der 24. Antarktis-Expedition von ,Polarstern‘ vorgestellt.

Zum Nordpol auf einer Eisscholle – dieses Thema hat die Medien ebenfalls angesprochen. Die Teilnahme von Jürgen Graeser aus der Sektion „Atmosphärische Zirkulationen“ an der russischen Expedition Nordpol-Driftstation NP-35 fand ein breites

überregionales Medienecho. Schwerpunkte waren gute Kooperationen mit ZEIT.de, dem WDR Hörfunk und dem Fernsehen und Hörfunk von rbb. Den

Abschluss bildete die Pressekonferenz im April 2008 in Potsdam zur Rückkehr von Jürgen Graeser.

Am 22. Januar 2009 organisierte das AWI eine

Pressekonferenz und Informationsveranstaltung zu dem Eisendüngungsexperiment LOHAFEX auf ,Polarstern‘, über das durch internationale Proteste auch in

Deutschland eine Kontroverse entstanden war. Das

AWI setzte auf fundierte, offene Informationspolitik sowie seine guten Kontakte zu den Medien. Politik,

Umweltverbände und Medien wurden informiert. Am

23. März 2009 folgte die Vorstellung erster Ergebnisse des Eisendüngungsexperiments für Forschungs- und Umweltausschuss des Bundestages, anschlie-

ßend für Umweltverbände und Presse.

Intensive Medienarbeit begleitete den Neubau von

Neumayer III über die erste und die zweite Bauphase.

Diverse Pressemitteilungen berichteten über den

Fortgang des Baus. Informationen für die Medien und das Internet stießen auf großes Interesse. Wichtige

Grundlage für den Medienerfolg zum Neubau der

Some examples of highlights in the media work during 2008 and 2009, are: a reception and press conference on the RV ‘Polarstern‘ in Cape Town with the Minister of Education and Research, Dr. Annette

Schavan during her visit to South Africa in February

2008. The theme was the presentation of the biological and oceanographic investigations of the Southern

Ocean that were to be carried out on the relevant cruise legs of the 24th Antarctic expedition of the

‘Polarstern‘.

“To the North Pole on an ice floe” - Jürgen Graeser from the Atmospheric Circulations section participated in the Russian expedition “North Pole drifting station NP-35“. This enterprise also received strong media attention and had broad pan-regional coverage, which is attributed to the outstanding cooperation with ZEIT.de, WDR radio as well as the RBB television and radio service. A final press conference was organised in Potsdam in April 2008, on the return of Jürgen Graeser.

On 22 January 2009, the Alfred Wegener Institute organised a press briefing on the iron fertilisation experiment Lohafex carried out on the ‘Polarstern‘, which had caused international protests and controversy, including in Germany. From the beginning, the AWI relied on solid, well-founded information, and on its good contacts with the media. Politicians, environmental organisations as well as the media were informed. The preliminary results of the iron fertilisation experiment were presented to the Research and Environmental Committee of the “Bundestag”, the German Federal Government as well as environmental groups and the press, on 23 March 2009.

Intensive media work accompanied the construction of the ‘Neumayer Station III‘ during the first and

,Neumayer-Station III‘ waren u.a. die Zusammenarbeit mit Phoenix (drei Monate regelmäßige Sendung

„Eiszeit“) und die Berichte des dpa-Journalisten, der drei Wochen an der ,Neumayer-Station‘ war.

Die Eröffnung der ,Neumayer-Station III‘ fand am

20. Februar 2009 in der Hauptstadtrepräsentanz der

Deutschen Telekom in Berlin und zeitgleich an der

Station in der Antarktis statt. An der Pressekonferenz zur Eröffnung der ,Neumayer-Station III‘ nahmen die

Bundesministerin für Bildung und Forschung, Dr.

Annette Schavan, und der Präsident der Helmholtz-

Gemeinschaft, Prof. Dr. Jürgen Mlynek, teil. Die feierliche Stationseröffnung durch Ministerin Dr.

Annette Schavan mit Festveranstaltung, Videokonferenzschaltung in die Antarktis und Live-Fernsehübertragung von Phoenix war der krönende Abschluss des

Stationsneubaus.

the second construction phase. Various press releases reported on the progress of construction. Information for the media and the Internet was received with great interest. Fundamental to the successful reporting on the reconstruction of the ‘Neumayer Station

III‘, were among others, the cooperation with

Phoenix television, who featured a regular program

”Eiszeit” (Ice Age) for three months, as well as the reports by a dpa-journalist, who spent three weeks at the ‘Neumayer Station‘.

The inauguration of the ‘Neumayer Station III‘ took place simultaneously in the Telekom Centre in Berlin and at the ‘Neumayer Station‘ in Antarctica on 20

February 2009. The Federal Minister for Education and Research, Dr. Annette Schavan, as well as the

President of the Helmholtz Association, Prof. Dr. Jürgen Mlynek, were present at the press conference in

Berlin. The formal inauguration ceremony by Minister Dr. Annette Schavan, with a videoconference to

Antarctica and live television coverage by Phoenix, was the final concluding highlight in the construction of the new station.

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Veranstaltungen

Ein Tag der offenen Tür anlässlich 25 Jahre ,Polarstern‘ fand im Mai 2008 in Bremerhaven mit ca.

5.500 Besuchern statt. Das AWI beteiligte sich mit

,Polar 5‘ am Flughafenfest im Juni 2008 beim Regionalflughafen Bremerhaven und an Open Ship auf

Maria S. Merian im Juli 2008 in Bremen.

Im März 2009 fand das Festkolloquium „Meeresforschung im Wandel“ zum 80. Geburtstag von Prof.

Hempel statt. Am Wissenschaftsforum des deutschfranzösischen Jugendwerks zum Internationalen Polarjahr im März 2009 in Paris war das AWI mit Referenten und einer Videokonferenz beteiligt. Am 20. Juni

2009 wurde auf Helgoland das Jubiläum „50 Jahre

Biologische Anstalt Helgoland zurück auf der Insel“ mit einer Festveranstaltung und einem Tag der offenen Tür gewürdigt.

Das Institut machte im Ferienpass des Bremerhavener Amtes für Jugend und Familie wieder Angebote für Schulkinder. Bei der Langen Nacht der Wissenschaften in Berlin/Potsdam war die Forschungsstelle

Potsdam vertreten. 2009 beteiligte sich das AWI mit

Führungen für Kinder und Schüler/-innen ab 12 im

Rahmen der Pier der Wissenschaft an der Forschungs-

Expedition Deutschland des Wissenschaftsjahres.

Ausstellungen

Ein AWI-Beitrag als Teil der Dauerausstellung wurde

2008 für das Internationale Maritime Museum Hamburg fertig gestellt. Ein weiterer AWI-Beitrag wurde

2008/09 in der Sonderausstellung zur Klimaforschung „2° Das Wetter, der Mensch und sein Klima“ im Deutschen Hygiene-Museum Dresden gezeigt.

Außerdem beteiligte sich das AWI an Ausstellungen im Haus der Wissenschaft, Bremen. Eine eigene Ausstellung über die Arktisforschung – „Expedition:Arktis“

Events

In May 2008, the AWI celebrated 25 years of the

‘Polarstern‘ with an open day in Bremerhaven, which was visited by about 5500 people. The Institute also displayed its Polar 5 aircraft at an air show at the regional airport of Bremerhaven in June 2008 and participated in the open ship on the Maria S. Merian in July 2008 in Bremen.

A colloquium on the topic “Marine Research in

Transition,“ was held in celebration of Prof. Hempel’s

80th Birthday in March 2009. Also in March 2009,

AWI speakers participated in a video conference organised by the Science Forum of the German-

French Youth Office in Paris to celebrate the International Polar Year. The anniversary; “50 years Biologische Anstalt Helgoland - back on the island“ was celebrated with an open day on Heligoland on the

20 June 2009.

The Institute provided facilities for schoolchildren as part of the “Ferienpass” (holiday pass) organised by Bremerhaven‘s Office for Youth and Family. The

Potsdam Research Unit participated in the “Langen

Nacht der Wissenschaften“ (Long Night of the Sciences) in Berlin/Potsdam. In 2009, the AWI provided guided tours for children and students aged 12 or older in the “Pier der Wissenschaft“ (Pier of Science) under the auspices of the research expedition Germany in the Year of Science.

Exhibitions

The AWI contributed to a permanent exhibition for the International Maritime Museum Hamburg, which was completed in 2008. Another AWI 2008/09 contribution was displayed at the special exhibition on climate research, “2° Das Wetter, der Mensch und sein Klima“ (2°, The weather, man and his environment) at the German Hygiene Museum in Dresden.

Furthermore, the AWI participated in exhibitions at the Haus der Wissenschaft, Bremen. An exhibit on

– erstellte das Institut 2009 gemeinsam mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und dem Auswärtigen Amt.

Arctic Research - “Expedition:Arctic“ – was prepared jointly with the Federal Institute for Geosciences and

Natural Resources and the German Foreign Office.

Besichtigungen, Vorträge und Druckschriften

An allen deutschen AWI-Standorten und auch an der

AWIPEV-Forschungsbasis in Spitzbergen sind Führungen ein wichtiger Bestandteil der Öffentlichkeitsarbeit. Seit 2008 erhebt das AWI in Bremerhaven von

Besuchern Gebühren, außer von Schul- und Universitätsgruppen. 2008 und 2009 nahmen in Bremerhaven mehr als 7.550 Personen an einer Institutsbesichtigung teil. Auf Helgoland arbeitet die Biologische

Anstalt Helgoland seit 2008 mit dem Tourismusbüro der Gemeinde zusammen. Ab 2009 bietet das AWI seine Vorträge in Kooperationen im Haus der Wissenschaft Bremen mit „Wissen um 11“ und der Wittheit zu Bremen an und in Bremerhaven mit „Wissen am

Vormittag“ der Pier der Wissenschaft. Die Abteilung

Kommunikation und Medien hat 2008/09 wie üblich eine Reihe Druckschriften herausgegeben.

Tours, lectures and pamphlets

Guided tours are an important part of AWI public relations. They are provided at all German AWI locations and also at the AWIPEV research base on Svalbard. Since 2008, the institute in Bremerhaven has charged visitors’ fees, except for school and university groups. More than 7550 people visited the Institute in 2008 and 2009. The Helgoland Biological

Institute has been working with the tourist office of the local municipality since 2008. The AWI has organised lectures in cooperation with the “Wittheit zu Bremen” and the “Bremer Haus der Wissenschaft“, - “Science at eleven o’clock” (Wissen um

11), since 2009. In Bremerhaven, morning science talks “Wissen am Vormittag“ are organised with the

“Pier der Wissenschaft” (Science pier). As in the past, the department of Communications and Media issued several pamphlets during 2008/09.

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13. Schulprojekt

SEA – Science & Education @ the AWI -

„Frühe Nachwuchsförderung“

SEA besteht aus zwei großen Teilbereichen, dem

Kooperationsprojekt HIGHSEA (für die Oberstufe, dreijähriges Angebot mit zwei Besuchen wöchentlich) und dem Schülerlabor SEASIDE (Kindergarten bis Erwachsenenbildung, Serien mit 6 - 14 Besuchen).

Fünf Jahrgänge des Kooperationsprojektes HIGH-

SEA haben das AWI nach erfolgreichen Abiturprüfungen verlassen, die Jahrgänge sechs, sieben und acht arbeiten zurzeit im AWI. Aus den Jahrgängen eins und zwei gibt es mehrere Ehemalige, die vom Studium ans AWI zurückkehren, um Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeiten durchzuführen.

Die beiden letzten Forschungsfahrten führten die

Schüler/-innen in die Arktis (Okt. 2008) und nach

Island (Aug. 2009). In den Gewässern um Spitzbergen haben wir zusammen mit Dr. Gerhard Dieckmann nach Ikait-Kristallen in neu gebildetem Meereis gesucht. Auf Island sind wir der Frage nachgegangen, welche Auswirkungen Klimawandel und ein möglicher

EU-Beitritt Islands auf die dortige Fischerei haben.

13. School project

SEA – Science & Education @ the AWI -

Outreach projects

Outreach activities at the AWI are subdivided into two projects, HIGHSEA and SEASIDE. With the cooperation project HIGHSEA (for high school students during their last 3 years of school) and the school lab

SEASIDE (for all age groups: adult education) we are offering pre-career support for interested members of the public. Both are ongoing projects without a fixed closing date.

In summer 2009 the fifth year-group of HIGHSEA students left the AWI after very successful final exams (Abitur). The sixth, seventh and eighth year groups are presently working at the institute. Several alumnae have returned from their respective universities to complete their education with Diploma,

Bachelor, or Master theses at the AWI.

During our two most recent student expeditions we worked in the Arctic (Oct. 2008) and in Iceland

(Aug. 2009). Together with Dr. Gerhard Dieckmann we have been searching for ikait-crystals in newly formed sea-ice in the waters around Svalbard. In Iceland we tried to find out how far fisheries will offer chances for Icelandic people in the light of climate change or in case of Iceland joining the EU.

Abb. 2: HIGHSEA VI im August 2009 auf Island.

In Thingvellier, auf der Plattengrenze zwischen der amerikanischen und der europäischen Platte, war die Begeisterung der Schülerinnen und Schüler für diese Besonderheit Islands sehr groß.

Fig. 1: HIGHSEA VI in Iceland (August 2009).

During their visit to In Thingvellier where the

American and European tectonic plates lie next to each other. The enthusiasm of the students about this special feature of Iceland was huge.

(Photo: P. Weinhold)

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200


Schulorganisatorisch befindet HIGHSEA sich in einer schwierigen Umbauphase. Die Auswirkungen der

Schulzeitverkürzung auf 12 Jahre und die Einschränkungen, die sich aus Verträgen zwischen Bremen und

Niedersachsen ergeben haben, haben wir weitgehend gemeistert. Allerdings stehen für den kommenden Jahrgang – HIGHSEA IX – neue bedeutende Einschränkungen hinsichtlich der Wählbarkeit von

Fächern bevor, die den Fortbestand des Projekts trotz seiner großen Erfolge erneut ungewiss erscheinen lassen.

Dadurch, dass für HIGHSEA umfangreiche Anpassungen an die neuen Vorgaben nötig waren, konnten wir SEASIDE nicht mehr im gewohnten Umfang weiterführen. Der Betrieb des Schülerlabors SEASIDE gelingt nur durch die engagierte Unterstützung von

Winfried Hebold-Heitz. Nach wie vor wollen weit mehr Klassen mit uns zusammen arbeiten, als wir annehmen können. Wir haben daher ein „Bewerbungsverfahren“ für die besuchenden Lehrkräfte entwickelt, das die zahlreichen Anfragen für uns vergleichbar macht.

With regard to school administration, HIGHSEA is currently undergoeing a rather difficult process of remodelling. Currently the number of years students have to go to school is being reduced from 13 to 12 years. Furthermore, we are working under a new agreement between the states of Lower Saxony and

Bremen regarding school admission rules. Both problems we could largely deal with. However, for the coming year group – HIGHSEA IX – we are looking at further constraints limiting the number of subjects

HIGHSEA students can choose from. Even though

HIGHSEA has been a very successful cooperation again, the continuity of the project cannot be guaranteed.

Because all remodelling processes for HIGHSEA were very time-consuming, we were unable to continue the work in our school lab SEASIDE to the usual extent. Overall the operation of our school lab is possible only because of the committed support by Winfried Hebold-Heitz. A large number of groups

– far beyond our capacities – wants to visit our school lab. We devised an application procedure to make requests to visit our lab more comparable.

Neben den häufig genutzten Experimenten zum

Thema „Schwimmen & Sinken“ entwickeln wir zusammen mit Herrn Hebold-Heitz fortlaufend neue

Experimente für neue Besuchsserien. Dabei werden die Themenbereiche „Klimawandel“ und „Polarregionen“ auch von Grundschulen vermehrt nachgefragt.

Im Verlauf der letzten beiden Jahre haben wir eine dauerhafte Kooperation mit der Paula-Modersohn-

Schule (Gesamtschule) etabliert. Jeweils ein halbes

Jahr lang kommen Schüler/-innen der 7. Klassen zum

Lernen und Experimentieren ins AWI. Die Besuchsserie endet jeweils mit einem „Wissenschaftstag“ in der

Schule, in dessen Verlauf alle Ergebnisse interessierten

Eltern und Mitschüler/-innen vorgestellt werden.

Gerade während dieser längerfristigen Besuchsserien erleben wir immer wieder eindrucksvoll, wie sich das

Arbeitsverhalten und die Fragehaltung mancher Schüler/-innen ändert, wenn sie das Umfeld der Schule verlassen und unter ganz anderen, für sie neuen,

Bedingungen lernen und experimentieren dürfen.

Apart from regular experiments we conduct around the subject of “Swimming & sinking“, we continuously develop new experiments together with Winfried

Hebold-Heitz. We have noticed a stronger demand for subjects like “Climate change“, “Polar regions“ and from primary schools, too.

During the last two years we were able to establish a strong permanent cooperation with the Paula-Modersohn-Schule (Wulsdorf). Grade 7 students visit our school lab for six months (once a week) to perform experiments and learn at the AWI. The final highlight of each set of visits is a “Science Day“ at school. Interested parents and fellow students are invited to learn all about the experiments and experiences of the past six months.

Especially during these longer sets of visits we can observe impressive changes in some students. Leaving their regular school and working under new conditions in new surroundings helps the students to develop a new working attitude and an inquiry based approach to problems.

201

14. Personeller Aufbau und Haushaltsentwicklung

Personnel structure and budget trends

203

204

14. Personeller Aufbau und Haushaltsentwicklung Personnel structure and budget trends

15.1 Personalplan 2008/2009

Staff plan 2008/2009

Die personelle Entwicklung im Berichtszeitraum ist in den nachstehenden Übersichten dargestellt.

Bremerhaven

am 31.12.2008

am 31.12.2009

unbefristetes

Personal befristetes Personal

288

301,5

304

364,5

Summe

davon drittmittelfinanziert

589,5

174

668,5

242

Potsdam

unbefristetes


Summe

davon drittmittelfinanziert am 31.12.2008

38

54,5

92,5

22 am 31.12.2009

37

57

94

23

Helgoland

unbefristetes


Summe


45,5

24

69,5

5 am 31.12.2009

39,5

42

81,5

7

Sylt

unbefristetes


Summe


18

8,5

26,5

2 am 31.12.2009

16,5

15,5

32

2

Stiftung AWI gesamt

unbefristetes


Summe


396

382

778

203 am 31.12.2009

396

480

876

274

205

206

14. Personeller Aufbau und Haushaltsentwicklung Personnel structure and budget trends

Personalentwicklung im AWI von 1992 bis 2009 (in Vollzeitequivalenten)

900

800

700

600 126

139

145

162

166

158,5 144

163

219

233 203 274

500

400

300

200

40,5

162

51

183

70

186

80

200

105,5

100,5

204,5 218

183

205

239

267

247 251

247

236,5

207 198 191 218

344

340,5

353,5

369,5

391,5

394 384 384

238 236,5

336

330,5 327

323

100

0

214

227

236

243

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 unbefr. Personal (Etat) Zeitpersonal (Etat) Drittmittel

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Personalentwicklung im AWI von 1992 bis 2009 (in Personen)

600

500

400

300

200

1000

900

800

700

456

481

510

549

551

567

714

726

742

761

778

788

785

816

868

866

857

939

100

0

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

15.2 Finanzplan 2008/2009

Financial plan 2008/2009

Stiftung AWI

Bremerhaven

T €

Insel- stationen

T €

Ist am 31.12.2008

Potsdam

T €

gesamt

T €

Betrieb

Personal

Sachmittel

23.009

43.257

4.232

5.944

2.467

1.864

29.708

51.065

Investitionen

Laufende

Investitionen

Investitionen

> 2,5 Mio €

Einnahmen

Erlöse u. Erträge

Gesamt

Drittmittel

3.423

9.839

422

5.646

-1.043

-519

78.485

19.003

15.725

315

336 4.181

0 15.485

-13 -1.575

4.654

798

98.864

20.116

Bremerhaven

T €

Insel- stationen

T

€

Ist am 31.12.2009

Potsdam

T €

gesamt

T €

24.755

39.994

4.231

4.825

2.533

1.385

31.519

46.204

10.987

690

6.306

3.058

-307 -560

81.482

19.303

12.497

706

706

0

12.383

9.364

4.624

1.515

0 -867

98.603

21.524

207

15. Veröffentlichungen, Patente Publications, patents

209

210

16. Veröffentlichungen / Patente Publications / patents

16. Veröffentlichungen

Publications

Die Veröffentlichungen des Instituts und der

Mitarbeiter können sie unter folgendem Link einsehen: http://www.awi.de/de/go/zweijahresbericht_20082009

The publications of the institute and its staff members can be accessed under the following link: http://www.awi.de/en/go/report_20082009

Schutzrechtsanmeldungen –

Erweiterungen in 2008 und 2009

Intellectual Property Rights filed in 2008 and 2009

Bickmeyer, U., Klings, K., Grube, A., Köck, M. (2008)

Optical measurement method for determining the pH of a medium using Ageladine A as a fluorescent pH indicator. Patents US 12/601,908, EP 08734458.

6-1223, AU 2008 255 407.

Bock, M., Dunker, E. (2008)

Hochtemperatur-Rohrofen für die Pyrolyse. Patent,

DE 10 2008 007 354.

Buck, B., Wunsch, M. (2008)

Inspection system for underwater structures and having a postioning device. Patent, CA 2605607.

Fisch, R., Peehs, H., Buck, B. (2008)

In-Teich-Aquakulturanlage zur Kultur von Wasserorganismen. Patent, DE 102008056495.8-23.

Hamm-Dubischar, C., Sauter, E. (2008)

Sicherheitslabel zur visuellen Kennzeichnung eines originalen Produkts. Utility Patent, DE

202007018563.4.

Hamm-Dubischar, C., Zielinski, O. (2008)

Security System comprising an integrated micro-optical magnification system. Patent,

WO WO2009/052811.

Hamm-Dubischar, C. (2008)

Lightweight construction having a fractally structured supporting structure. Patents US (N/A),

EP 2114755, JP 2009-548575.

Helmke, E., Gerdes, B., Jürgens, J., Reuter, K. (2008)

Bioremediation method for accelerated biological decomposition of petrolium hydrocarbons in sea ice-covered Polar Regions, and bacteria and enzyme mixtures as agents for carrying out said method. Patents JP (N/A), US 12/523,818,

EP 2111379, RU (N/A), CA (N/A).

Köhler-Günther, A. (2008)

Method for preparing the ovulated eggs of aquatic animals for quality foodstuffs and ovulated eggs prepared using said method. Numerous national patents, including EU states.

Sauter, E. (2008)

Heranos. Trade Mark, EP 007409733.

Schulz, J. (2008)

Ring lamp for illuminating a restricted volume and the use thereof. Patents EP 1 938 087, US

2009/0016058 A1.

Wiegemann, M., Dunker, E. (2008)

Kulturvorrichtung für aquatische Organismen.

Utility Patent, DE DE 202006020530 U1.

Zöllner, M. (2008)

Ozone sensor having a hydrothermal buffer.

Patents CA 2 674 741, EP 2122338, US (N/A)


Hochtemperatur-Rohrofen für die Pyrolyse.

Patent, EP-DE 502009000001.4-08.


High temperature tube furnace for pyrolysis.

Patents EP 2 085 729, US-2009-0188906-A1,

EP-GB (N/A, EP-FR (N/A).

Eisen, O., Heilig, A. (2009)

Messverfahren zur zerstörungsfreien Analyse einer Schneeschichtung und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens. Patent,

DE 102009039716.7.

Köhler, A.

(2009) vivace. Trade Mark, EP 008574469.

Köhler-Günther, A. (2009)

Method for preparing the ovulated eggs of aquatic animals for quality foodstuffs and ovulated eggs prepared using said method. Patent, HK 09101401.2.

Krone, R., Krämer, P. (2009)

Vorrichtung zur Ansiedelung und Erntung von marinen Hartbodentieren. Patent,

DE 10 2009 058 278.9.

Krone, R., Paster, M. (2009)

Elektrochemisches Antifoulingsystem für seewasserbenetzte Bauwerke. Patent,

DE 10 2009 051 768.5.


Transportierbare Vorrichtung zur Ansiedlung und

Erntung von wirbellosen Tieren und Anwendung davon. Patent, DE 10 2009 049 083.3.


Vorrichtung zur Nutzung von technischen

Geräten im Unterwasserbereich. Patent,

DE 10 2009 058 277.0.

Sauter, E.

(2009)

HERANOS. Trade Mark, EP 008463151.

Sauter, E. (2009)

Beleuchtungseinrichtung zur Innenbeleuchtung eines lichtdurchlässigen Behältnisses von außen.

Patent, DE 102009025548.6-54.

Schulz, J., Potthoff, M. (2009)

Reflector emitter. Patents, EP 07801332.3,

US 12/440,765, JP 2009-527690.

Wulff, T., Sauter, E. (2009)

Vorrichtung zur Wasserprobennahme.

Patent, DE 10 2009 032 097.0-52.

Zakhartsev, M., Bock, C. (2009)

Einrichtung zum Rühren von Fluiden mittels

Gasblasen. Patent, DE 10 2009 013 930.3-23.

Zöllner, M. (2009)

Ozone sensor having a hydrothermal buffer.

Patent, AU 2008217338.

211

Anhang Annex

213

214

Personal Personnel

I. Personal Personnel

Stand: 31. Dezember 2009

Anhang I /Annex I

Direktorium

Lochte, Professor Dr. Karin

Wolke, Dr. Heike

Wissenschaftlicher Bereich

Klimawissenschaften

Baranski, Stanislawa

Audebert, Catherine

Biebow, Dr. Nicole

Bremer, Peter

Cieluch, Dr. Ude

Dummermuth, Dr. Angelika

Friederich, Katharina

Gatti, Dr. Susanne

Hain, Dr. Stefan

Kottsieper, Anja

Krell, Dr. Andreas

Lembke-Jene, Lester

Löffler, Dr. Sonja-Bettina

Mahnkopf, Sigrid

Rainey, Sabine

Ruholl, Jan-Christoph

Tschertkowa-Paulenz, Elena

Wagner, Christoph

Wolff-Boenisch, Dr. Bonnie

Kommunikation & Medien

Grobe, Margret

Martin, Jacqueline

Mehrtens, Folke

Pauls, Margarete

Pichler, Claudia

Prosy, Pamela Maria

Röchert, Ralf

Thomsen, Maike

Bauerfeind, Dr. Eduard

Behrendt, Axel

Beszczynska-Möller, Dr.

Agnieszka

Birnbaum, Dr. Gerit

Bleyer, Andrea

Bluszcz, Thaddäus

Boebel, Dr. Olaf

Bornemann, Dr. Horst

Bracher, Dr. Astrid

Brunnabend, Sandra-Esther

Budéus, Dr. Gereon

Burkhardt, Elke

Chiaventone, Birgit

Chirila, Dragos

Cisewski, Dr. Boris

Cohrs, Wolfgang

Cristini, Luisa

Damm, Michael

Danilov, Dr. Sergey

Dierking, Dr. Wolfgang

Dinter, Tilman

Egan-Krieger, Sascha von

Fahrbach, Dr. Eberhard

Fieg, Dr. Kerstin

Freiwald, Grit

Fritzsch, Dr. Bernadette

Gebler, Madlen

Gerdes, Professor Dr. Rüdiger

Gollnik, Tim

Gröschke, André

Grosfeld, Dr. Klaus

Gryanik, Dr. Vladimir

Hartmann, Dr. Jörg

Haid, Verena

Hellmer, Dr. Hartmut

Hendricks, Dr. Stefan

Herber, Dr. Andreas

Hollands, Thomas

Hoppema, Dr. Jan Marius

Ionita, Dr. Monica

Jacob, Marianne

Janjic Pfander, Dr. Tijana

Kaffes, Athanasios

Kalmbach, Dirk

Karcher, Dr. Michael

Kauker, Dr. Frank

Kilias, Estelle

Kindermann, Dr. Lars

Klages, Dr. Michael

Klatt, Dr. Olaf

Köberle, Cornelia

König-Langlo, Dr. Gert

Krumpen, Thomas

Laepple, Thomas

Langebroek, Dr. Petra

Lehmenhecker, Sascha

Leinweber, Volker

Lemke, Professor Dr. Peter

Li, Xin

Linow, Stefanie

Lohmann, Professor Dr.

Gerrit

Loose, Bernd

Losch, Dr. Martin

Loza, Dr. Svetlana

Lüpkes, Dr. Christof

Macrander, Dr. Andreas

Monsees, Matthias

Mudelsee, Dr. Manfred

Opzeeland, Catharina van

Pfeiffer, Madlene

Plugge, Rainer

Richter, Falk

Rohardt, Gerd

Ropers, Malte

Rozman, Polona

Schauer, Professor Dr. Ursula

Schewe, Ingo

Scholz, Patrick

Schrems, Professor Dr. Otto

Schröder, Dr. Michael

Schröter, Dr. Jens

Sidorenko, Dr. Dmitry

Steffens, Petra

Strass, Dr. Volker

Strothmann, Olaf

Taylor, Dr. Marc Hollis

Timmermann, Dr. Ralph

Treffeisen, Dr. Renate

Wacker, Dr. Ulrike

Wätjen, Kai

Wang, Qiang

Wei, Wei

Weigelt-McGlone, Marietta

Wenzel, Dr. Manfred

Werner, Dr. Martin

Wisotzki, Andreas

Witte, Hannelore

Zhang, Jian

Ziemer, Corinna

Zweigle, Thomas

Biowissenschaften

Abele, Dr. Doris

Agrawal, Shobhit

Alheit, Ruth

Allhusen, Erika

Alwie, Yasmine

Bahns, Sieglinde

Bartsch, Dr. Inka

Barz, Dr. Kristina

Bathmann, Professor Dr.

Ulrich

Bayer, Maddalena

Benthien, Dr. Albert

Beyer, Kerstin

Bickmeyer, Dr. Ulf-Georg

Bijma, Professor Dr. Jelle

Blume, Katharina

Bock, Dr. Christian

Bögner, Desislava

Boetius, Professor Dr. Antje

Borchard, Corinna

Bornemann, Dr. Horst

Brenneis, Tina

Brey, Professor Dr. Thomas

Broeg, Dr. Katja

Buchholz, Dr. Cornelia

Buchholz, Professor Dr.

Friedrich

Burhop, Dörte

Buschmann, Alexander

Cembella, Professor Dr. Allan

Cychon, Christine

Daniel, Claudia

David, Gabriele

Dieckmann, Dr. Gerhard

Ditzler, Sandra

Drebing, Wolfgang

Dubischar, Dr. Corinna

Endres, Sonja

Engel, Dr. Anja

Eschbach, Andrea

Flerus, Ruth

Freitag, Michael

Friedrichs, Lars

Funke, Tobias

Gäbler-Schwarz, Dr. Steffi

Gerdes, Dr. Dieter

Ginzburg, Michael

Graeve, Dr. Martin

Grünke, Stefanie

Guerra Danielsen, Stephanie

Citlali

Gusky, Manuela

Gutow, Dr. Lars

Gutt, Dr. Julian

Hamm-Dubischar, Dr.

Christian

Händel, Nicole

Harms, Lars

Hasemann, Dr. Christiane

Hauck, Judith

Hegewald, Anne

Heinrich, Sandra

Held, Dr. Christoph

Helmke, Dr. Elisabeth

Hinz, Friedel

Hirche, Dr. Hans-Jürgen

Hirse, Timo

Höher, Nicole

Hoffmann, Christel

Hoge, Ulrich

Holst, Katja

Holtz, Ulrike

Hüning, Anne

Jacob, Dr. Ute

Janssen, Dietrich

John, Dr. Uwe

Jürgens, Jutta

Jurkojc, Piotr

Kaczmarek, Karina

Kattner, Professor Dr.

Gerhard

Kegel, Jessica

Keul, Nina

Klaas, Dr. Christine

Klassen, Niko

Klein, Boris

Knüppel, Nadine

Knust, Dr. Rainer

Köck, Dr. Matthias

Köhler-Günther, Professor Dr.

Angela

Koschnick, Nils

Krägefsky, Sören

Kreibich, Tobias

Krieten, Guido

Krock, Dr. Bernd

Krone, Roland

Kruse, Svenja

Kuchta, Renate

Lannig, Dr. Gisela

Laudien, Dr. Jürgen

Lechtenfeld, Oliver

Ledrich, Annabel

Lichte, Ellen

Liebert, Ursula

Lorenzen, Christiane

Lucassen, Dr. Magnus

Ludwichowski, Kai-Uwe

Mark, Dr. Felix

Marx, Ute

Mehl, Helga

Messtorff, Philip

Metfies, Dr. Katja

Meyer, Dr. Bettina

Meyer, Stefanie

Mintenbeck, Dr. Katja

Mordhorst, Dr. Thorsten

Müller, Annegret

Münd, Dennis

Murawski, Sandra

Nehrke, Dr. Gernot

Niehoff, Dr. Barbara

Nöthig, Dr. Eva-Maria

Nooijer, Dr. Lennart Jan de

Oetjen, Kerstin

Olischläger, Mark

Olthoff, Frauke

Pappert, Anja

Passow, Dr. Uta

Piontek, Judith

Plötz, Dr. Joachim

Pöhlmann, Kevin

Pörtner, Professor Dr.

Hans-Otto

Pohl, Gabriele

Poigner, Harald

Reents, Andrea

Reuter, Kristine

Richter, Professor Dr. Claudio

215

216


Richter, Klaus-Uwe

Rost, Dr. Björn

Sablotny, Burkhard

Saborowski, Dr. Reinhard

Sartoris, Dr. Franz Josef

Schäfer, Sabine

Schalkhaußer, Burgel

Schaum, Charlotte-Elisa

Schiffer, Melanie

Schiel, Professor Dr. Sigrid

Schröder, Dr. Alexander

Schmidt, Gertraud

Schmidt, Gesine

Schröer, Annika

Schulz, Maximilian

Schumacher, Regine

Schwanitz, Max

Smetacek, Professor Dr.

Victor

Soltwedel, Dr. Thomas

Sommer, Dr. Angela

Spahic, Susanne

Sprengel, Dr. Claudia

Stark, Axinja

Steffens, Petra

Steinmetz, Richard

Stemmer, Kristina

Strieben, Sabine

Strobel, Anneli

Sweet, Elisabeth

Thoms, Dr. Silke

Tillmann, Anette

Tillmann, Dr. Urban

Töbe, Dr. Kerstin

Uhlig, Christiane

Valentin, Dr. Klaus

Véliz Moraleda, Fredy

Cristián

Völker, Dr. Christoph

Waal, Dedmer van de

Walther, Kathleen

Wiencke, Professor Dr.

Christian

Windisch, Heidrun

Wischnewski, Laura

Wittig, Rolf-Marcus

Wittmann, Astrid

Wohlrab, Sylke

Wolf, Christian

Wolff, Martha Maria

Wolf-Gladrow, Professor Dr.

Dieter

Woudsma, Karin

Wulff, Thorben

Wurst, Mascha

Xiaoping, Yao

Ye, Ying

Zacher-Aued, Dr. Katharina

Zittier, Zora

Geowissenschaften

Abelmann-Gersonde, Dr.

Andrea

Basse, Andreas

Baumann, Ludmilla

Behrens, Melanie

Bock, Ute

Böttjer, Ulrike

Caniupan, Magaly

Cordelair, Ruth

Damm, Dr. Ellen

Drews, Reinhard

Eckstaller, Dr. Alfons

Eisen, Dr. Olaf

Esper, Dr. Oliver

Fahl, Dr. Kirsten

Freitag, Dr. Johannes

Frenzel, Andreas

Friedrich, Dr. Jana

Fröhlking, Rita

Gebhardt, Dr. Catalina

Gehrmann, Martin

Geißler, Dr. Wolfram

Gentz, Torben

Gersonde, Dr. Rainer

Glückselig, Birgit

Gohl, Dr. Karsten

Goßler, Dr. Jürgen

Graffe , Dorothea

Grobe, Dr. Hannes

Groeneveld, Dr. Jeroen

Grützner, Dr. Jens

Gurvich, Dr. Evgeny

Haid, Verena

Hanfland, Dr. Claudia

Heckendorff, Stephan

Helm, Dr. Veit

Henkel, Silke

Hörhold, Maria

Hofstede, Dr. Coen

Jokat, Dr. Wilfried

Karakas, Dr. Gökay

Karandi, Robert

Kasten, Dr. Sabine

Kipfstuhl, Dr. Josef

Klages, Claudia

Knorr, Dr. Gregor

Köhler, Dr. Peter

Kretschmer, Sven

Kriews, Dr. Michael

Kuhn, Dr. Gerhard

Läderach, Christine

Lamy, Dr. Frank

Langer, Janine

Lensch, Norbert

Leonhardt, Martin

Lezius, Dr. Jeannette

Lindeque, Ansa

Luttmer, Walter

Mackensen, Professor Dr.

Andreas

Magens, Diana

Martens, Hartmut

Matthießen, Dr. Jens

Max, Lars

Méheust, Marie

Menzel, Michael

Meyer, Günter

Miller, Professor Dr. Heinrich

Möller, Lars

Mollenhauer, Professor Dr.

Gesine

Müller, Juliane

Niederjasper, Fred

Niessen, Dr. Frank

Nöthen, Dr. Kerstin

Oerter, Dr. Hans

Ott, Dr. Norbert

Penshorn, Dietmar

Petersen, Christoph

Rabenstein, Dr. Lasse

Röben, Heike

Roeske, Tobias

Rutgers van der Loeff, Dr.

Michiel

Richter, Ulrike

Sauter, Dr. Eberhard

Schenke, Dr. Hans-Werner

Schlindwein, Dr. Vera

Schlitzer, Professor Dr. Reiner

Schlomann, York

Schlüter, Professor Dr.

Michael

Schönborn, Lisa

Schreck, Michael

Schulze-Paul, Melanie von

Seebeck, Michael

Sellmann, Manuel

Sieger, Dr. Rainer

Sorensen, Aysel

Stein, Professor Dr. Rüdiger

Steinhage, Dr. Daniel

Stimac, Ingrid

Stölting, llsetraut

Suckro, Sonja

Tiedemann, Professor Dr. Ralf

Twarloh, Birthe

Uenzelmann-Neben, Dr.

Gabriele

Valero Delgado, Fernando

Venchiarutti, Dr. Célia

Wanke, Renate

Wegner, Dr. Anna

Weigelt, Dr. Estella

WeIler, Dr. Rolf

Weikusat, Dr. Ilka

Wiebe, Susanne

Wilhelms, Professor Dr. Frank

Winterfeld, Maria

Wolff, Kathrin

Wollenburg, Dr. Jutta

Otto-Schmidt-Labor

Hölemann, Dr. Jens Alfons

Allgemeiner Bereich

Verwaltung

Atens, Katrin von

Azimi Montazer, Mariam

Berger, Claudia

Bohling, Michaela

Bong, Matthias

Breyer, Petra

Cordts, Yvonne

Davidis, Edith

Eilers, Jörg

Ewen, Ralf

Feuster, Astrid

Fröhlich, Kirsten

Geiß, Annika

Gerken, Birgit

Gruberbauer-Kaschek,

Monika

Günther, Thorsten

Hebold-Heitz, Winfried

Hegemann, Wolfram

Hempel, Ilka

Herr, Nicole

Hornke, Rudolf

Janson, Marcus

Janßen, Jürgen

Kalina, Marion

Kappmeier, Angela

Karic-Fazlic, Vesna

Kohnke, Christina

Krämer, Alexandra

Kropf, Florian

Kück, Liane

Lange, Susanne

Lehn, Sylvia

Malitz, Gerhard

Meinardus, Beate

Müller, Heino

Müller, Renate

Neumann, Klaus-Dieter

Niess, Barbara

Ottmers, Hans-Jörg

Paul, Sabine

Plenge, Helmut

Ritsch, Elke

Schierwater, Andrea

Schüler, Björn

Schwarz, Berit

Siegmund, Ralf

Slembeck, Johanna

Soltwedel, Angela

Stern, Martina

Struschka, Birgit

Sündermann, Marika

Tautorat, Gisela

Wilhelm, Kristina

Witt, Silke

Wittke, Erich

Technische Dienste

Bessel, Jörg

Bütecke, Uwe

Dunker, Erich

Ferber, Thorsten

Jürgens, Frank

Klaschka, Florian

Knoll, Ullrich

Kreie, Ritschy

Krüger, Maik

Littmann, Matthias

Marold, Peter

Müller, Ralf

Neumann, Wolfgang

Petereit, Reinhold

Pollakowski, Florian

Pollnick, Lothar

Qualek, Sascha

Rastedt, Günter

Rehmcke, Steven

Renke, Volker

Sibberns, Reinhard

Wethje, Dirk

Rechenzentrum und

Datenbanken

Adam, Daniel

Bräuer, Benny

Dieck, Wolfgang

Frickenhaus, Prof. Dr.

Stephan

Fritzsch, Dr. Bernadette

Fuchs, Annika

Gerchow, Peter

Haas, Dr. Antonie

217

218


Harig, Dr. Sven

Hiller, Professor Dr. Wolfgang

Hülz, Jan-Christoph

Kosinski, Jörg

Krause-Babst, Hans

Liegmahl-Pieper, Dr. Herbert

Linnemann, Marvin

Macario, Dr. Ana

Maike, Andreas

Makedanz, Siegfried

Matthes, Jörg

Mejía Villar, José Alberto

Nerger, Dr. Lars

Nixdorf, Heike

Pfeiffenberger, Dr. Hans

Pinkernell, Stefan

Rehder, Jörg

Schäfer-Neth, Dr. Christian

Schlüter, Jens-Michael

Schreiber, Frauke

Sommerfeld, Jacqueline

Steinhoff, Dennis

Steinmann, Sven

Thiele-Wolff, Frauke

Wekerle, Claudia

Weidanz, Isabell

Wübber, Dr. Chresten

Bibliothek

Brannemann, Marcel

Gomez, Michael John

Krause, Dr. Reinhard

Leiding, Karin

Lüdke, Antje

Sassen, Ina

Schröder, Horst

Soll, Stephani

Logistik

Bochert, Sanne

Drücker, Cord

El Naggar, Dr. Saad El Dine

Fredersdorf, Jana

Gernandt, Dr. Hartwig

Janneck, Jürgen

Kohlberg, Dr. Eberhard

Kuhlmann-Treu, Beate

Lochthofen, Normen

Loeppke, Petra

Matz, Thomas

Mengedoht, Dirk

Nixdorf, Dr. Uwe

Nolting, Michael

Weynand, Markus

Witt, Ralf

Wohltmann, Holger

Woriescheck, Klaus

Ziffer, Albert

Auszubildende

Ahrens, Daniel

Azimi, Maximilian

Baßler, Stefanie

Bergmann, Waldemar

Bodewald, Hanke

Bublitz, Yvette

Bullwinkel, Marc

Burckhardt, Oliver

Davidek, Tobias

Düde, Dennis

Folkens, Lasse

Fromm , Christina

Geils, Judith

Gerstung, Janine

Groß, Jana

Günther, Mirco

Hölscher, Jana

Höyns, Christin

Kandora, Lukas

Keden, Nis

Klein, Thore

Köhler, Christian

Machner, Nina

Meine, Sarah

Mohrmann, Carlina

Nickel, Fabian

Nieske, Patrick

Peper, Jan-Hendrik

Petrus, Hendrik

Pfeiffer, Katharina

Sawallisch, Christin

Schütt, Philipp

Sdrenka, Jan

Steinbach, Angelo

Uhlmann, Pascal

Völker, Charlyn

Völker, Kevin

Weidemann, Michelle

Stipendiaten

Bazhenova, Evgenia

Biskaborn, Boris

Bora, Sagar

Borrione, Ines

Fischer, Michael

Giomi, Dr. Falco

Gong, Xun

Hesse, Tilman

Ho, Sze Ling

Kersten, Franziska

Krause-Nehring, Jacqueline

Schwegmann, Sandra

Sevilgen, Duygu Sevgi

Sperling, Martin

Stepanek, Christian

Wall, Marlene

Wobbe, Florian

Xu, Xu

Überwinterer

Antarktis-Station Neumayer

2008 - 2010

Hellmschmidt, Jessica

Männl, Ulrich

Turpeinen, Heidi

Weigand, Dr. Gerhard

Zöllner, Mathias

Überwinterer

Antarktis-Station Neumayer III

2009 - 2011

Huber, Sarah

Fromm, Tanja

Schmithüsen, Holger

Tülp, Holger

Wetegrove, Olaf

Nachrichtlich:

Überwinterer Reederei

Laeisz

Böhler, René

Brehme, Andreas

Denecke, Mirko

Fröhlich, Mike

Hüttebräuker, Olaf

Kazanc, Tamer

Lenuck, Michael

Riess, Felix

Arktisstation Spitzbergen

Kirk, Henning

Schumacher, Dr. Marcus

Ploug, Dr. Helle

Rabe, Dr. Benjamin

Rachold, Dr. Volker

Rauch, Brigitte

Reinke, Dr. Manfred

Reiter, Anne-Katrin

Rokitta, Sebastian

Schmekel, Yvonne

Schmidt-Aursch, Dr. Mechita

Schmitt, Dr. Bettina

Storch, Dr. Daniela

Terbrüggen, Anja

Trimborn, Dr. Scarlett

Viehoff, Eva

Wand, Dr. Ulrich

Beurlaubte

Mitarbeiter/-innen

Behrens , Dr. Jörn

Bergmann, Dr. Melanie

Beszteri, Dr. Bank

Boschert, Dr. Karin

Cornils, Dr. Astrid

Fuchs, Nicole Elisabeth

Hermichen, Dr. Wolf-Dieter

Huerta-Casas, Dr. Adriana

Jansen, Dr. Sandra

Jerosch, Dr. Kerstin

Klinck, Holger

Klinck, Karolin

Krüner, Günter

Lampert, Astrid

Mühlstädt, Dorothee

Müller, Beate

Onken, Heike

Standort Potsdam

Bajerski, Felizitas

Bastian, Ute

Bleßmann, Daniela

Boike, Dr. Julia

Borchers, Andreas

Brand, Dr. Sascha

Burckhardt, Oliver

Chapligin, Bernhard

Debatin, Siegrid

Deckelmann, Holger

Dethloff, Professor Dr. Klaus

Diekmann, Dr. Bernhard

Dorn, Dr. Wolfgang

Erxleben, Sabine

Eulenburg, Antje

Fritzsche, Dr. Diedrich

Ganzert, Lars

Gathen, Dr. Peter von der

Gericke, Heiko

Gerlach, Uwe

Gräning, Sigrun

Graeser, Jürgen

Grieß, Juliane

Handorf, Dr. Dörthe

Hebestadt, Ines

Heim, Dr. Beate

Hermichen, Dr. Wolf-Dieter

Herzschuh, Professor Dr.

Ulrike

Hoff, Ulrike

Hoffmann, Anne

Holm, Dirk

Hubberten, Prof. Dr.

Hans-Wolfgang

Kiewitt, Doreen

Klein, Katrin

Kopsch, Conrad

Läuter, Dr. Matthias

Lampert, Astrid

Langer, Moritz

Lantuit, Dr. Hugues

Lehmann, Dr. Ralph

Leutert, Beate

Litz, Christine

Malaszkiewicz, Janosch

Matthes, Heidrun

Maturilli, Dr. Marion

Meyer, Dr. Hanno

Midleja, Heike

Mielke, Moritz

Müller, Gerald

Muster, Sina

Nazarova, Dr. Larissa

Neuber, Dr. Roland

Ni, Dr. Jian

Opitz, Stephan

Orgis, Thomas

Overduin, Dr. Paul Pier

Piel, Konstanze

Pit, Mare

Rachold, Volker

Rex, Dr. Markus

Rinke, Dr. Annette

Ritter, Dr. Christoph

Sawallisch, Christin (Azubi)

Schirrmeister, Dr. Lutz

Schlaffer, Gabriela

Schmidt, Tobias

Schneider, Waldemar

Schönicke, Lutz

Schofield, Dr. Robyn

Schwamborn, Dr. Georg

Sobiech, Jennifer

Springer, Cindy

Stock, Maria

Stoof, Günter

Ulrich, Mathias

Wagner, Dr. Dirk

Walther, Connie

Westermann, Sebastian

Wetterich, Sebastian

Wohltmann, Dr. Ingo

219

220

Personal / Veranstaltungen Personnel / Events

Standort Helgoland

Aberle-Malzahn, Dr. Nicole

Alexander, Ulrich

Alexander, Ute

Alfonsin Garcia, Carlos

Anger, Dr. Klaus

Beermann, Jan

Block, Helgo

Böhmer, Kathrin

Boersma, Professor Dr.

Maarten

Boos, Dr. Karin

Brandt, Petra

Bührig, Christiane

Bussmann, Dr. Ingeborg

Carstens, Kristine

Denker, Helgo

Döpke, Hilke

Engel, Greta

Fischer, Dr. Philipp

Fölsner, Claudia

Franke, Professor Dr.

Heinz-Dieter

Frier, Detlef

Gerdts, Dr. Gunnar

Grauel, Christine

Haafke, Julia

Hayen, Stephanie

Hielscher, Nicole

Janke, Michael

Juretschke, Gunda

Klawon, Antje

Klings, Dieter

Klings, Karl-Walter

Klockmann, Kathleen

Köllen, Melanie

Kraberg, Dr. Alexandra

Krause, Evamaria

Krüß, Margret

Kühn, Joachim

Löder, Dr. Martin

Lorenzen, Werner

Lührs, Hans-Carl

Malzahn, Dr. Arne

Meunier, Cedric

Molis, Dr. Markus

Moritz, Dirk

Müller, Petra

Nettelmann, Uwe

Oberbeckmann, Sonja

Oppermann, Bettina

Orban, Axel

Peters, Heino

Peters, Silvia

Piorek, Regina

Pyschny, Martina

Reichenberger, Kristina

Röw, Anja

Schnell, Stefanie

Schütt, Dr. Wolf-Christian

Sdrenka, Jan

Tönnies, Niels

Voss, Robert

Wagner, Andreas

Wehkamp, Matthias

Wichels, Dr. Antje

Wiltshire, Professor Dr. Karen

Helen

Standort Sylt

Armonies, Dr. Werner

Asmus, Dr. Harald

Asmus, Dr. Ragnhild

Bardt, Gerda

Beusekom, Dr. Justus van

Buschbaum, Dr. Christian

Dolch, Dr. Tobias

Eschweiler, Ninette

Halliger, Hannelore

Hass, Dr. Christian

Herre, Elisabeth

Hussel, Birgit

Kadel, Petra

Kellnreitner, Florian

Kessenich, Kristin

Klett, Michael

Kneer, Dominik

Kraack-Mumm, Petra

Ludwig-Schweikert, Margit

Magens, Reimer

Martens, Dr. Peter

Mumm, Cornelia

Reise, Professor Dr. Karsten

Romanova, Tatyana

Strasser, Dr. Matthias

Geschäftsstelle des Wissenschaftlichen Beirats der Bundes- regierung Globale Umweltver-

änderungen (WBGU)

Haum, Rüdiger

Loose, Dr. Carsten

Paulini, Dr. Inge

Pilardeaux, Dr. Benno

Rinn, Mario

Schneider-Kremer, Martina

Schulz, Dr. Astrid

Soete, Dr. Birgit

Weiß, Margot

Persönliche Assistenten der

Beiratsmitglieder der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) zurzeit keine

II. Wissenschaftliche Veranstaltungen

Scientific events

Anhang II /Annex II

13. – 18.04.2008

19.07.2008

01.10.2008

02.10.2008

25. – 28.02. 2009

19. – 24.04.2009

05.06.2009

General Assembly of the European

Geosciences Union, Wien, Organizer of the Programme Group Climate: Past, Present, Future

(Prof. Dr. Gerrit Lohmann)

Open Ship Day of the RV ‘Merian

S. Merian‘, Bremen, Europahafen,

(Prof. Dr. Astrid Bracher)

Eröffnungsveranstaltung „Earth

System Science Research School“,

AWI, Bremerhaven

(Prof. Dr. Gerrit Lohmann,

Dr. Klaus Grosfeld)

Eröffnungsveranstaltung „Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg“, AWI, Bremerhaven

(Prof. Dr. Peter Lemke, Dr. Renate

Treffeisen)

AARI-AWI Workshop - Vorbereitung von Publikationen der wissenschaftlichen Ergebnisse der NP 35 und Diskussion über zukünftige

Driftexperimente (Dethloff)

General Assembly of the European

Geosciences Union, Wien, Organizer of the Programme Group Climate: Past, Present, Future


1st Meeting Regional Climate Projections - User, Research Cluster

“Climate Impact on Lower Saxony,

Germany (KLIFF)“, Göttingen.

Convener: M. Mudelsee


21.09.2009

05. – 07.10. 2009

12. – 14.10 2009

19. – 20.10.2009

02. – 03.11. 2009

23.11.2009

“Understanding Cenozoic Climate

Cooling“ - Annual Status Seminar

Workshop


Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft Stabile Isotope, Potsdam

“Biogeochemical fluxes and shortterm molecular changes in the

Atlantic Surface Ocean“ (The Expedition ANT-XXV/1 of the Research

Vessel ‘Polarstern‘ Bremerhaven -

Cape Town in 11/2008)

AWI, Bremerhaven.

Eröffnungsveranstaltung

„Helmholtz-Verbund Regionale

Klimaänderungen (REKLIM)“, AWI,

Bremerhaven (Prof. Dr. Peter Lemke)

Konferenz „Klima im System Erde“

(Lochte, Rinke)

2nd Meeting Regional Climate Projections - User, Research Cluster

“Climate Impact on Lower Saxony,

Germany (KLIFF)“, Hamburg.

Convener: M. Mudelsee


221

222

Abgeschlossene Examensarbeiten Completed theses and dissertations

III. Abgeschlossene Examensarbeiten

Completed Theses and Dissertations

Anhang III /Annex III

Bachelorarbeiten des

Fachbereichs Klimasystem

Gainusa-Bogdan, Climate sensitivity in response to

Alina

2008

Krieger, Moritz

2008

Blüthgen, Jonas

2009 extreme solar forcing conditions:

A case study on polar amplification. Jacobs Universität Bremen

Climate signatures of grape harvest dates.

The Atmospheric Response to the

Summer 2007 Arctic Sea Ice Extent

Minimum – Simulations With the

Oltmanns, Marilena

2009

Atmospheric General Circulation

Model ECHAM5

Arctic sea ice development in 2007 and 2008

Gollnik, Tim

2008

Kaiser, Nils

2008

Diplom- und Masterarbeiten des


Parametrisierung turbulenter

Fluesse ueber Eisrinnen in einem mikroskaligen Atmosphaerenmodell. Universität Bremen

Die Thermohaline Zirkulation -

Stochastische Analyse eines dynamischen Systems. Rheinische

Guilloton, Isabelle

2008

Behrendt, Axel

2008

Friedrich-Wilhelms-Universität

Bonn und AWI

Centennial oscillations of the NADW transport during glacial times

Comparison of the Current Field in

Fram Strait derived from ADCP

Measurements and Mooring Data.

Universität Bremen

Brüggemann, Nils

2009

Gong, Xun

2009

Moritz, Stefan

2009

Stepanek, Christian

2009

Theis, Anja

2009

Khoreva, Ekatarina

2009

Rozman, Polona

2009

Ein Modell der zonal gemittelten

Zirkulation für den Atlantik.

Universität Bremen

Paleo Arctic Ocean Hydrograph and Circulation in Last Glacial

Maximum as Obtained from

NAOSIM Model.

Three-dimensional modelling of glacial ocean circulation and marine biogeochemistry.

Universität Potsdam

Einfluss der Ozeanpassagen auf das Klima und die Auswirkung auf biogeochemische Kreisläufe: Anwendungen eines physikalischen Strömungs- und ozeanischen Biogeochemiemodells.

Validation of MERFIS, MODIS and

SeaWiFS Level-2 products with ground-based in-situ measurements in Atlantic case 1 waters.

Universität Bremen

Modeling the summertime sea ice melt-water ponds

The Role of the Laptev Sea Fast Ice in an Arctic Ocean - Sea Ice Coupled Model

Gallucci, Fabienne

2008

Dissertationen des


Small-scale patterns and processes in deep-sea nematodes: Implications of diversity

Glushak, Ksenya

2008

Kanzog, Corinna

2008

Klinck, Holger

2008

Quéric, Nadia-

Valérie

2008

Rollenhagen, Katja

2008

Böning, Carmen

2009

Jansen, Daniela

2009

Atmospheric circulation and the surface mass balance in a regional climate model of Antarctica.


Response of deep-sea benthic microbial communities to particulate organic matter supply: In situ experiments in the Fram Strait

(Arctic Ocean). Universität Bremen

Automated passive acoustic detection, localization and identification of leopard seals: From hydro-acoustic technology to leopard seal ecology. Universität Bremen

Bacterial community patterns along small and large-scale environmental gradients in Arctic deep-sea sediments. Universität Bremen

Data Assimilation in a Regional

Finite Element Sea-Ice Model for the Arctic - Application of the

Singular Evolutive Interpolated

Kalman Filter. Universität Bremen

Das Schwerefeld der Erde - Massenvariationen des Ozeans aus

Satellitendaten, Modellergebnissen und in-situ Messungen.

Universität Bremen

Calving and disintegration of gigantic Antarctic icebergs: a combined modelling / satellite remote sensing effort. Universität Bremen

Hendricks, Stefan

2009

Ionita, Monica

2009

Laepple, Thomas

2009

Maßmann, Silvia

2009

Saynisch, Jan

2009

Validierung von altimetrischen

Meereisdickenmessungen mit einem helikopter-basierten elektromagnetischen Induktionsverfahren.

Universität Bremen

Variability and potential predictability of Elbe river streamflow and their relationship to global teleconnection patterns. Universität Bremen

Climate variability from annual to multimillenial timescales: Insights from statistical and conceptual models. Universität Bremen

Modelling of tidal dynamics on unstructured meshes.

Untersuchungen zum Einfluss des

Ozeans auf die Rotation der Erde.

Universität Bremen

223

224


Bachelorarbeiten des Fachbereichs

Biowissenschaften/Sektion Polar

Biologische Ozeanographie

Hornbostel, Sven Effects of the use of wet or dry feed

2008 on shrimp cultivation, IFFT.

Mönchengladbach

Schmidt, Mareike

2008

Wagner, Tanja

2008

Schäfer, Merlin

2008

Koch, Kristina

2009

Bendiks, Pauls

2009

Schmidt, Katrin

2009

Solid particle loads in sediment filters. Hochschule Bremerhaven

Effects of ß-glucan on growth, mortality and fitness of European catfish (Silurus glanis). Hochschule

Bremerhaven

Strukturoptimierung einer Platte und ihr Vergleich mit Diatomeenstrukturen. Hochschule Bremen

The impact of diet on enzymatic pattern in fecal pellets of dominant copepods of the North Sea.

Universität Bremen

Sedimentation of pteropods in the eastern Fram Strait (79° N, 4° E),

2005/2006 and 2006/2007.

Universität Bremen

Einfluss veränderter Kulturbedingungen auf das Wachstum und die

Genexpression polarer Diatomeen.

Universität Bremen

Masterarbeiten des Fachbereichs

Biowissenschaften / Sektion Polar


Gruber, Heike Development of a vector construct

2009 for the transformation of the coccolithophore Emiliania huxleyi.


Diplomarbeiten des Fachbereichs



Werner, Thorsten Bestimmung verschiedener physio-

2008 logischer Zustandsgrößen als Konditionsindikatoren bei der Nord-

Erdogan, Adnan

2008

Wurst, Mascha

2008

Strauß, Jan

2008

Herrmann, Sarah

2008

Weinert, Jan

2008

Voss, Barbara

2008

Flemer, Burkhardt

2008 seegarnele Crangon crangon (L.).

Universität Bremen

Comparative genomics in the polar diatom genus Fragilariopsis; Vergleichende Genomik bei Diatomeen der Gattung Fragilariopsis.

Hochschule Bremen

The impact of ocean acidification on microbial dynamics and activities - a mesocosm study in the

Baltic Sea. Universität Oldenburg

Development of an expression vector construct for the marine microalga Emiliania huxleyi.

Universität Rostock

Das Mikrophytoplankton der Lazarewsee im antarktischen Winter

– Verteilung, Abundanz und Artenzusammensetzung

Genexpression bei Emiliania hux-

leyi (Haptophyta) unter Befall mit dem Virus EhV86. Heinrich-Heine-

Universität Düsseldorf

Developing a method to test the physiological response of marine bacteria to environmental changes.

Universität Oldenburg

Erstellung einer Gendatenbank aus

Meereisalgen. Techn.

Fachhochschule Berlin

Hager, Julia

2008

Blank, Heidi

2009

Fuchs,

Nicole Elisabeth

2009

Winterliche Meereislebensgemeinschaft im nordwestlichen Weddellmeer. Universität Bremen

Flexibility and limits of the metabolism of Centropages typicus

(Crustacea, Copepoda).

Universität Bremen

Stöchiometrie von Si:C:N bei Antarktischen Diatomeen unter verschiedenen Bedingungen.

Universität Bremen

Dissertationen des Fachbereichs



Sato, Shinya Phylogeny of araphid diatoms,

2008

Krägefsky, Sören inferred from morphological and

Molecular data. Universität Bremen

On the copepod response to

2008

Kegel, Jessica

2009 iron-induced phytoplankton blooms In the Southern Ocean.

Universität Bremen

Erforschung molekularer Grundlagen der Virusinfektion und Virusanfälligkeit an Emiliania huxleyi mit genomischen Ansätzen. Elucidation

Genetic Variation and Mechanism of Virus Infection of Emiliania hux-

leyi via Genomic Approaches.

Universität Bremen

Flores, Hauke

2009

Michler, Tanja

2009

Gäbler-Schwarz,

Steffi

2009

Kruse, Svenja

2009

The role of sea ice for pelagic macrofauna and its predators:

Implications for the Antarctic pack-ice food web. Universität

Groningen (NL)

Co-Managementprozesse im integrierten Küstenmanagement:

Die Integration mariner Aquakultur in Offshore-Windparks.

Universität Hamburg

Estimation of genetic diversity in the colony forming polar prymnesiophyte species Phaeocystis ant-

arctica. Universität Bremen

Biology of meso and bathypelagic chaetognaths in the Southern

Ocean. Universität Bremen

Diplomarbeiten der Sektion


Rokitta, Sebastian

2008

Hauck, Judith

2008

Physiological and genomic characterization of the life-cycle stages of the marine coccolithophore Emilia-

nia huxleyi. Universität Bremen

Accumulation of anthropogenic carbon in the Weddell Sea and its effects on the marine carbonate system. Universität Oldenburg

Ehrenberg, Nils

2008

Untersuchung der Inotopenzusammensetzung von Stickstoff im

Ozean am Übergang vom Archaikum zum Proterozoikum mit Hilfe eines mathematischen Modells.

Universität Bremen

225

226


Dissertationen der Sektion


Trimborn, Scarlett Inorganic carbon acquisition of

2008 marine phytoplankton with empha-

Steigenberger,

Sebastian

2008

Benner, Ina

2008

Hohn, Sönke

2009

Iversen, Morten

Hvitfeld

2009

Dissard, Delphine

2009

Sailley, Sévrine

2009 sis on selected diatom species.

Universität Bremen

The Effect of Acidic Polysaccharides on the Biogeochemistry of Iron in the Marine Environment.

Universität Bremen

The utilization of organic nutrients in marine phytoplankton with emphasis on coccolithophores.

Universität Bremen

Coupling and decoupling of biogeochemical cycles in marine ecosystems. Universität Bremen

Carbon turnover in sinking particles in the marine environment,

Fachbereich II, Biologie/Chemie.

Universität Bremen

Development of a mechanistic understanding of elements incorporation into biogenic calcite (foraminifera). Jacobs Universität Bremen

Parameterization of Microprotozooplankton Grazing and Growth:

From data analysis to simulations in ecosystem model coupled to general circulation-biogeochemical model. Universität Bremen

Bachelorarbeiten der Sektion


Rohnstock, L. Effekte der Weidegängerdichte auf

2008 die Induktion einer Anti-Fraßverteidigung beim Blasentang Fucus

vesiculosus. Universität Göttingen

Beisiegel, Kolja

2009

Langwald, Nina

2009

Schulze, Sabrina

2009

Schwieder, Hauke

2009

Stecher, Anique

2009

Weßels, Wiebke

2009

Effekte nicht-tödlicher Strandkrabben (Carcinus maenas) auf das

Paarungsverhalten der Gemeinen

Strandschnecke Littorina littorea.

Universität Bremen

Analysis of megafaunal composition and distribution from seafloor photographs of two sites west of

Kongsfjorden (Svalbard). Universität Bremen

Koexistenz zweier eng verwandter

Amphipoden-Arten (Jassa herdmani und J. marmorata) in der Gezeitenzone einer Offshore-Konstruktion.

Universität Bremen

Comparison of the benthos community composition, regarding grain size and water content, in two areas of the Segara Anakan lagoon in south-central Java, Indonesia. Universität Bremen

Effekte unterschiedlicher CO

2

-

Konzentrationen und Temperaturen auf die Primärproduktion von

Braunalgen der Nordsee. Universität Bremen

Response of tissue of Arctica islandica (Mollusca, Bivalvia) to hypoxia. Universität Bremen

Masterarbeiten der Sektion


Wosnitza Mendo, Suitability of bottom culture of the

Tania

2008 penshells Atrina maura and Pinna

rugosa (family Pinnidae) in Bahia

Herzog, S.

2008

Magdalena, Beja California,

Mexico. Universität Bremen

Tolerance of juvenile Pacific

Oysters (Crassostrea gigas) exposed to severe hypoxia and hydrogen sulphide in Namibian waters. Universität Bremen

Erstes Staatsexamen, Unterwasser-

Garus-oas,

Caroline

2009

Honor´s, Knox,

Amanda

2009 videokartierung der Algenvegetation vor Helgoland. Hausarbeit.


Testing the Environmental-Stress-

Hypothesis on the rocky intertidal shore of Helgoland. Universität

Antigonish, Kanada

Doerr, B.

2008

Domisch, S.

2008



The use of YES-Assay to monitor

EDCs in mussels and marine fish.

Universität Bremen

Effekte des eingewanderten Japani-

Fischer, N.

2008 schen Beerentangs Sargassum muti-

cum auf die Diversität und Struktur makrobenthischer Gemeinschaften im Helgoländer Felswatt. Universität Oldenburg

PO

2

abhängige physiologische

Untersuchungen an Arctica islan-

dica. Universität Bremen

Grün, C.

2008

Hu, M. Y-A.

2008

Katanic, S.

2008

Krämer, P.

2008

Odefey, M.

2008

Oelgeklaus, D.

2008

Ringelhan, F.

2008

Die Veränderung der physilogischen Stresstoleranz der marinen

Muschel Arctica islandica im Verlauf der Alterung. TU Darmstadt

On the feeding physiology of the hydrothermal vent crab Xenograp-

sus testudinatus (Decapoda, Brachyura). Universität Bremen

Messung der basalen Stoffwechselrate an Arctica islandica, Bivalvia, in Abhängigkeit von der Temperatur. Universität Hannover

Take it with a grain of sand. - Feeding of demersal fish in different soft-bottom habitats. Universität

Oldenburg

Verbreitung von ausgesuchten

Bodenfischen (Pleuronectes pla-

tessa (LINNAEUS, 1758), Limanda

limanda (LINNAEUS, 1758), Micro-

stomus kitt (WALBAUM, 1792),

Gadus morhua (LINNAEUS, 1758) der winterlichen Nordsee in

Abhängigkeit von der Sedimentbeschaffenheit. Universität Hamburg

Die Rolle des Hypoxie-induzierten

Faktors 1α (HIF-1α) bei der Reaktion auf Sauerstoffmangel bei antarktischen Fischen. Universität

Bremen

Flexibility in macroalgal responses to herbivory: the influence of grazing pressure and season on the induction of defences in seaweeds.

Universität Bonn

227

228


Sahlmann C.

2008

Schukat, A.

2008

Stumpp, M.

2008

Hahn, A.

2008

Ditzler, Sandra

2009

Ewe, Daniela

2009

Kohlmeier,

Dorothea

2009

Seasonal and regional aspects of the nutritional ecology and physiology of the brown shrimp, Crangon crangon (Decapoda: Caridea).

Universität Bremen

Ernährungsphysiologische Anpassungen zur Lipidbiochemie und

Enzymaktivität der antarktischen

Leuchtgarnelen Euphausia superba und Thysanoessa macrura.

Universität Bremen

Comparative study on the carbohydrate digestion and lipid composition of marine and terrestrial decapod crustceans (Brachyura).

Universität Bremen

Effekte einer invasiven Spezies und nativer Weidegänger auf die

Besiedlung und das Überleben habitatbildender Makroalgen an der Helgoländer Küste.

Universität Leipzig

Isolierung und Charakterisierung einer neuen extra-zellulären Phosphatase aus dem Verdauungstrakt des Europäischen Hummers

(Homarus gammarus). FH Aachen

The determination of UV-induced

DNA lesions in the brown alga

Saccharina latissima.

Universität Bremen

Physiologische Reaktionen von

Unterwuchsalgen nach Entfernen der Deckalgen in der Helgoländer

Gezeitenzone. Universität Bremen

Olischläger, Mark

2009

Preuss, Inken

2009

Jahreszeitliche Fertilität und UVempfindlichkeit großer Braunalgen des Kongsfjordes auf Spitzbergen.

Universität Bremen

The scent of death: do risk cues of green crabs (Carcinus maenas) change periwinkles` (Littorina

littorea) behavioural traits and indirectly facilitate survival of brown algal (Fucus serratus) recruits? Universität Lüneburg



Leese, Florian The recent evolutionary history of

2008

Mehrtens, Folke

2008

Antarctic and Subantarctic benthic isopods: development and analysis of fast evolving molecular markers.

Universität Bochum

Untersuchungen zu den Entwick-

Müller, Ruth

2008 lungsbedingungen des europäischen Hummers Homarus gamma-

rus bei Helgoland im Freiland und

Labor. Universität Hamburg

Interactive effects of temperature and UV radiation on Arctic and temperate kelps (Laminariales,

Phaeophyceae) - with emphasis on

Rautenberger, Ralf

2008 early life-History stages.

Universität Bremen

Physiological reactions of marine macrophytes along abiotic stress gradients. Universität Bremen

Suck, Inken

2008

Begum, Salma

2009

Brey, Lena

2009

Fredersdorf, Jana

2009

Schmalenbach,

Isabel

2009

Valdivia, Nelson

2009

Physiological reactions of marine macrophytes along abiotic stress gradients. Universität Bremen

Environmental constraints on growth, age and lifetime metabolic budgets of the bivalve Artica islan-

dica. Universität Bremen

Acclimation of kelp photosynthesis to seasonal changes in the underwater radiation regime of an Arctic fjord system. Universität Bremen

Interactive abiotic stress effects on

Arctic marine macroalgae - Physiological responses of adult sporophytes. Universität Bremen

Field and Laboratory Studies on the

Developmental Conditions of the

European lobster (Homarus gam-

marus L.) at the rocky island of

Helgoland (German Bight, North

Sea). Universität Hamburg

Effects of biodiversity on ecosystem stability - Distinguishing between number and composition of species. Universität Bremen



Henrich, M. „ Technische Optimierung eines

2008 Systems zur automatisierten optischen Planktondetektion“.




Ortega Cisneros, K. Are trophic structures and dyna-

2009 mics of sandy beach assemblages off Kwazulu-Natal, South Africa different in estuaries recently conjunct to the open see in comparison to those of closed estuaries?

Universität Bremen and University of Kwazulu-Natal (South Africa)

Islam, Z.

2009



Lohmann, M.

2009

Environmental influences on the abundance and diversity of phytoplankton in the Spermonde Archipelago, Indonesia. Universität Kiel

Baseline Study for the restoration of a formerly oligotrophic, presently eutrophicated lake in northern Germany. Universität Bremen

Michels, J.

2008



The role of copepods in cryopelago-benthic coupling in the

Weddell Sea, Antarctica.

Universität Kiel

229

230


Herrmann, M.

2008

Pacheco V., A. S.

2009

Criales-Hernández,

M. I.

2009

Riascos, J.

2009

Population dynamics of the Argentinean surf clams Donax hanleyanus and Mesodesma mactroides from open-Atlantic beaches off

Argentina. Universität Bremen

Community succession and seasonal onset of colonization in sublittoral hard and soft bottoms off northern Chile. Universität Bremen

Spatio-temporal variability of zooplankton community structure and trophic processes off central Peru.

Universität Bremen

In situ experiments to optimize recruitment of commercially important mollusk species in

Northern Chile. Universität Bremen and University of Antofagasta



Bennecke, S. Das Sauerstoffbindungsverhalten

2008

Eilers, S.

2009

Baum, Gunilla

2009 des Hämocyanins von Sepia officinalis bei variierenden Umweltparametern. Universität Bremen

Effects of temperature and hypercapnia on metabolism of Cras-

sostrea gigas Thunberg 1793.

Hochschule Bremen.

Oxygen consumption rates of Hyas

araneus at different temperatures and CO

2

concentrations.

Universität Bremen.

Sandersfeld, Tina

2009

Measurement of Specific Dynamic

Action (SDA) via oxygen consumption in Zoarces viviparus.

Universität Bremen



Michael, K. “Differential gene expression and

2009 its functional implications in the gills of common eelpout (Zoarces

viviparus) under environmental hypercapnia“. Universität Bremen

Miest, J.

2008

Stark, A.

2008



Vergleichende Untersuchungen

Seemann, F.

2008 zum temperaturabhängigen Sauerstoffverbrauch isolierter Leberzellen von Kabeljau (Gadus morhua) aus verschiedenen Populationen,

AWI Bremerhaven. Albert-Ludwig-

Universität Freiburg

Nahrungsaufnahme und -umsatz der Aalmutter (Zoarces viviparus,

L.) aus dem Wattenmeer.

Universität Bremen

CO

2

-Effekte auf Metabolismus und

Fitness von marinen Wirbellosen der Gezeitenzone - Studien am

Spritzwurm Sipunculus nudus.

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Strobel, A.

2008

Baumgartner, S.

2008

Schnell, Stefanie

2009

Hildebrandt, N.

2009

Hanke, V.

2009

Füßner, V.

2009

Huckestein, M.

2009

Molekulare Analyse der Hämocyanin-Isoformen des gemeinen Tintenfisches Sepia officinalis.

Universität Bremen

CO

2

-Effekte auf die Termperaturtoleranz von Cancer pagurus (Linne,

1758) und Carcinus menenas

(Linne, 1758) – Ein Vergleich.

Diplomarbeit, 1-66. Universtiät

Oldenburg

Ökophysiologie der Seespinne

Hyas araneus. Einfluss von

Temperatur und erhöhtem CO

2

-

Partialdruck auf frühe Entwicklungsstadien. Universtität Bremen

Wachstumsleistungen von Zoarciden in unterschiedlichen Klimaregionen. Universität Oldenburg

Einfluss der Temperatur auf das zelluläre Energiebudget mariner

Ektothermer. Universität Rostock

Online Bestimmung der kritischen

Temperatur beim Wattwurm Areni-

cola marina (L.).Universität Bremen

Entwicklung einer MR-Bildgebungsmethode zur Bestimmung der

Gewebeperfusion an Meerestieren,

Studiengang Medizintechnik, Studienschwerpunkt Ingenieursmedizin.


Müdeking, N.

2009

Tietjen, J.

2009

Wermter, F.C.

2009

Wohkittel, F.

2009

Automatische Bewegungskorrektur und Positionierung von axial

Schnitten in MRT Zeitreihen zur

Blutflussbestimmung am Beispiel des Antarktischen Fisches Pachy-

cara brachycephalum, Studiengang

Medizintechnik, Schwerpunkt

Medizininformatik.


In vivo 1H-NMR-Spektroskopie zur

Bestimmung der Sauerstoffbindung von Myoglobin im Muskelgewebe des Wattwurms Arenicola marina,

Studiengang Medizintechnik, Fachrichtung Ingenieursmedizin.


Entwicklung einer kontrastmittelgestützten in vivo 31P-NMR Methode zur simultanen Quantifizierung von extra- und intrazellulären pH-Werten, Studiengang Medizintechnik,

Fachrichtung Ingenieurmedizin.


In vivo VIS- und NIR Spektroskopie zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung von Hämoglobin, Studiengang Medizintechnik, Studienschwerpunkt Ingenieursmedizin.


231

232




Eckerle, L. G. Signale und molekulare Mechanis-

2008 men der Temperaturanpassung

Mintenbeck, K.

2008

Deigweiher, K.

2009

Kiko, R.

2009

Gutowska, M.

2009 mitochondrialer Funktionen bei marinen Fischen / Signals and molecular mechanisms of temperature adaptation of mitochondrial functions in marine fish.

Universität Bremen

Trophic interactions within high

Antarctic shelf communities - Food web structure and the significance of fish. Universität Bremen

“Impact of high CO

2

concentrations on marine life: molecular mechanisms and physiological adaptations of pH and ion regulation in marine fish“.

Universität Bremen

“Ecophysiology of Antarctic sea-ice meiofauna“. Christian-Albrechts-

Universität Kiel

The influence of elevated seawater

PCO

2

on growth, calcification and maintenance of acid-base equilibria in the cephalopod Sepia offici-

nalis. Universität Bremen


Ökologische Chemie

Lüders, Ann-Katrin MRP, eine Transportfamilie des

2008 Multixenobiotik Resistenz (MXR)

Steigüber, Claas

2008

Wienberg, Niklas

2008

Podbielski, I.

2009

Mechanismus in Zellen verschiedener mariner Crustaceen und PC12zellen aus der Ratte.


The potentially toxic bloom forming algae Alexandrium Tamutum from the North Sea.

Universität Bremen

Konstruktion einer in-situ-Adsorberkartusche zur Anreicherung von gelöstem organischen Kohlenstoff.


Anwendung des Alkaloids Ageladine A aus Schwämmen als Fluoreszenzfarbstoff in PC12 Zellen.



Ökologische Chemie

Schmitter, Katrin Marine dissolved organic matter:

2008 influence of enrichment and fractionation on the composition of amino acids. Universität Bremen

Münd, D.

2009

Elektrophysiologische Untersuchung der Wirkung des marinen

Sekundärmetaboliten Ageladine A auf Membraneigenschaftenvon

PC12 Zellen. Universität Hamburg


Ökologische Chemie

Alpermann, Tilman Evolutionary ecology of Alexan-

2009 drium (Dinophyceae) with special emphasis on genotypic and phenotypic variation in the toxigenic

Brenner, Matthias

2009

Schäfer, Sabine

2009

Ines Yang

2009 species A. tamarense.

Universität Bremen

Site selection criteria and technical requirements for the offshore cultivation of blue mussels (Mytilus

edulis). Universität Bremen

Reproductive disorders in sea urchins (Psammechinus miliaris) caused by environmental pollutants. Jacobs Universität Bremen

Investigations into the transcriptome of the toxigenic marine dinoflagellate Alexandrium minu-

tum. Universität Bremen



Honnens, Hilke Lassen sich Artemia spp. bei der

2008 Ernährung von Crustaceenlarven durch bakteriophage Nematoden substituieren? Untersuchungen zur

Fütterung von Macrobrachium

Grau, Cathrien

2009

amazonicum (Crustacea: Palaemonidae) mit panagrolaimiden

Nematoden. Christian-Albrechts-

Universität Kiel

Untersuchungen von Vibrionen in

Austern (Bachelor Thesis).

Universität Duisburg-Essen

Raffelberg, Sarah

2009

Charakterisierung potentiell pathogener Vibrio sp. Populationen in

Muschel und Planktonproben der

Deutschen Bucht (Master Thesis).

Universität Duisburg-Essen



Benkwitz, Anja Akkumulation und Metabolisierung

2008 der von Alexandrium minutum und

Alexandrium ostenfeldii gebildeten

PSP-Toxine durch die Miesmuschel

Fischer, Andrea

2008

Gülzow, Nils

2008

Gwosdz, Simone

2008

Hamer, Henrike

2008

Lux, Stefanie

2008

Mytilus edulis. Universität Jena

Wirkungen des Ballastwasser-Biozids Acrolein auf verschiedene pathogene Bakterienstämme in

Meer-Brack- und Süßwasser.


Transfer of limitation signals from phytoplankton to zooplankton.

Universität Kiel

Charakterisierung pathogener Bakterienpopulationen im Seewasseraquarium Helgoland.


On the feeding ecology of ctenophores in the German Bight.

Universität Kiel

Alexandrium ostenfeldii als Spirolidproduzent im Hälterungsversuch mit Mytilus edulis und Crassostrea

gigas. Universität Jena

233

234


Nägele, Verena

2008

Neumann, Andreas

2008

Plagge, Cornelia

2008

Remetin, M.A.

2008

Röder, Karin

2008

Beermann, Jan

2009

Ficker, Judith

2009

Pro- und Eukaryontische Diversität im Nordatlantik: Ein Transekt vom

Grönlandschelf zu den Azoren.

TU Marburg

Feeding mechanism of the dinoflagellate Peridiniella danica. Universität Rostock

Die Ökologie der Schwimmkrabben des Taxons Liocarcinus bei

Helgoland - Vergleichende Untersuchungen an L. holsatus (Fabricius, 1798) und L. depurator (L.,

1758). Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Remetin, M.A. (2008). Salinitätstoleranz der Larven- und frühen

Juvenilstadien der Garnelenart

Macrobrachium amazonicum.

Christian-Albrechts-Universität Kiel

Zur Anreicherung und Metabolisierung von Yessotoxinen in Cras-

sostrea gigas und Mytilus edulis.

Universität Jena

Zur Biologie und Nischensegregation Helgoländer Jassa-Arten Leach

(Crustacea, Amphipoda).

Freie Universität Berlin

Untersuchungen zu Vorkommen und Identität von Vibrionen in marinen Muscheln der Deutschen

Bucht mittels molekularbiologischer Analysen. Universität Rostock

Fischer, Andrea

2009

Gwosdz, Simone

2009

Knott, Jan

2009

Koster, M.C.

2009

Kreisel, Katja

2009

Kuropka, Jana

2009

Sardina, Markus

2009

Wirkungen des Ballastwasser-Biozids Acrolein auf verschiedene pathogene Bakterienstämme in

Meer-Brack- und Süßwasser.


Charakterisierung pathogener Bakterienpopulationen im Seewasseraquarium. Universität Oldenburg

Intraspezifische Variabilität in der

Larvalentwicklung der Garnele

Macrobrachium amazonicum

(Heller). Universität Oldenburg

Kombinierte Einflüsse der Faktoren

Temperatur und Salinität auf Entwicklungs-, Überlebens- und

Wachstumsraten der Larven dekapoder Crustaceen. Universität Rostock

Bakteriengemeinschaften assoziiert mit marinen Copepoden: Klonierung und Sequenzierung der 16S rDNA und phylogenetische Analyse. Universität Greifswald

Experimentelle Untersuchungen zur Respirationsrate von Dekapodenlarven. Universität Rostock

Programmierung eines Bildanalyse-

Sytems für die automatische Analyse von Fluoreszenz in situ Hybridisierungen mit marinen Bakterien.


Störmer, Rebecca

2009 van den Berg,

Dennis

2009

Untersuchungen zur Sukzession der Bakteriengemeinschaft in der

Deutschen Bucht mittels Automated Ribosomal Intergenic Spacer

Analyses (ARISA): Diversität und

Variabilität in unterschiedlichen

Zeitskalen. Universität Düsseldorf

Wirkung von Acrolein auf die effektive Quantenausbeute des

Photosystems II von Mikroalgen.

Universität Lüneburg



Gertler, Christoph Population dynamics of complex

2008

Mehrtens, Folke

2008 marine hydrocarbon degrading microorganisms. HZI, Universität

Braunschweig

Untersuchungen zu den Entwicklungsbedingungen des europäischen Hummers Homarus gamma-

Boos, Karin

2009

rus bei Helgoland im Freiland und

Labor. Universität Hamburg

Mechanisms of a successful immigration from north-east Asia: population dynamics, life history traits and interspecific interactions in the caprellid amphipod Caprella

mutica Schurin, 1935 (Crustacea,

Amphipoda) in European coastal waters. Freie Universität Berlin

Magiera, Ute

2009

Schmalenbach,

Isabel

2009

Stoll, Stefan

2009

Die Besiedlung von Süßwasserlebensräumen durch Palaemonetes

argentinus, Nobili 1901 (Decapoda: Caridea; Palaemonidae):

Experimentelle und morphologische Untersuchungen zur Larvalentwicklung. Universität Bremen

Studies of the developmental conditions of the European lobster (/

Homarus gammarus/ Linnaeus,

1758) at the rocky island of Helgoland (German Bight, North Sea).


Effects of water level fluctuations on the early life stages of fish on the littoral zone of lakes.

Universität Konstanz



Armbrecht, L. Spartina-invasion of a sandy shore:

2008 sediment accretion and differential effects on associated macroben-

Bach Madsen, E.

2008 thos. Universität Osnabrück

Aspekter af den Senkvartære geologiske udvikling offshore Sylt baseret på tolkning af digitale sparker data. Institut for Geografi og

Geologi, Københavns Universitet,

Denmark

235

236




Dorresteijn, I. The role of size in predator-bivalve

2008 interactions on two distant areas in

Averdung, M.

2009

Busch, F.

2009

Fee, E.

2009 the European Wadden Sea. Royal

Dutch Institute for Sea Research

(NIOZ)

Filtrationsraten der heimischen

Miesmuschel Mytilus edulis und der eingewanderten Auster Crassostrea gigas bei winterlichen Temperaturen. Universität Hamburg

Zeitliche Dynamik des DOC und dessen Beziehung zur Respiration in der Wassersäule. Fachhochschule Weihenstephan,

Abteilung Triesdorf

Does climate change increase the impact of the American razor clam

(Ensis americanus) on the Wadden

Sea? Fachhochschule Eberswalde

Fischer, R.



Populationsentwicklung der invasi-

2008 ven Ctenophorenart Mnemiopsis leidyi in der Sylt-Rømø Bucht.

Kaiser, D.

2008

Freie Universität Berlin

Grazing pressure of herbivorous fishes on epiphytes in tropical seagrass beds. Universität Bremen

Müller, L.-L.

2008

Petz, K.

2008

Schlüssel, A.

2008

Witte, S.

2008

Elsner, N.

2009

Lang, A.

2008

Liu, H. T. H.

2008

Effects of the introduced Japanese seaweed Sargassum muticum on benthic communities in the southeast North Sea. Universität

Lüneburg

Biodiversity of shrimp associated gobies (Teleostei: Gobiidae) in a seagrass bed at Barrang Lompo

Island, Archipelago, Indonesia, with special remarks on Austrolethops wardi. Universität Wien

Nahrungsspektrum der invasiven

Ctenophore Mnemiopsis leidyi in der Sylt-Rømø Bucht. Freie

Universität Berlin

Trophic interaction of phytoplankton, microzooplankton and copepods in the Northern Wadden Sea.

Universität Lüneburg

Influence of hydrodynamics on biofilm communities.

Universität Köln

Invasion der Australasiatischen

Seepocke Elminius modestus

Darwin im Sylter Wattenmeer.


Eingeschleppte Copepoden der

Gattung Mytilicola im Darm von

Miesmuscheln und Austern im

Seegebiet der Nordseeinsel Sylt.

Philipps-Universität Marburg

Heldermann, C.

2009

Mayr, T.

2009

Möhler, J

2009

Nawratil, M

2009

Scheuer, K.

2009

Wiethüchter, A.

2009

Hydroenergetische Stromgewinnung im Lister Tief nahe der Insel

Sylt – Potenzial und Technik.

Hochschule Ostwestfalen Lippe,

Standort Höxter

Die invasive Rotalge Gracilaria vermiculophylla und die heimische

Braunalge Fucus vesiculosus im

Eulitoral des Sylter Wattenmeeres.


Invasion Pazifischer Austern im

Wattenmeer: Haplophyten verweisen auf unterschiedliche Herkunft und Barrieren der Durchmischung.


Seasonal change of trophic guilds of the fish fauna of the Sylt Rømø

Bight (Wadden Sea, Germany).

Universität Wien

Ausbreitung und Konsequenzen einer eingeschleppten Rotalge im

Wattenmeer von Schleswig-Holstein. Universität Bremen

Interactions between benthic fauna in an Indonesian seagrass bed with special focus on the ecology of

Indo-Pacific Pinnidae (Bivalvia).

Universität Kiel

Dolch, T.

2008

Kosche, K.

2008



High-resolution spatial analysis of morphodynamics and habitat changes in the Wadden Sea (SE North

Sea). Universität Kiel

The influence of current velocity, tidal height and the lugworm Arenicola marina on two species of

Krakau, M.

2008

Lindhorst, S. .

2008 seagrass, Zostera marina L. and Z. noltii Hornemann.

Universität Bremen

Biogeographic patterns of the marine bivalve Cerastoderma edule along the European coasts.

Universität Kiel

Stratigraphy and development of a

Holocene barrier spit (Sylt, southern North Sea).


237

238


Bachelorarbeiten des Fachbereichs

Geowissenschaften

Grotelüschen, Charakterisierung hemipelagischer

Judith Sedimente am Kontinentalhang vor

2008

Lippstreu, Christian

2008

Olchewski, Martin

2008

Schulze, Ina

2008

Allroggen, N.

2009

Graupner, Marion

2009

Tansania während des Spätquartärs. Universität Bremen

Charakterisierung der terrigenen

Sedimentanlieferung im Bereich der Pedro Bank (Karibik) während der letzten 250 ka. Universität

Bremen

Grain-size parameters of lacustrine sediments of Lake Donggi Cona to determine their sediments origin on northeastern Tibet Plateau.

Universität Hannover

Vergleich zwischen der nasschemischen Aufbereitung für benthische

Mg/Ca- und U/Ca-Messungen im

Vergleich zu schon vorhandenen

LA-ICP-MS Messungen an miozänen Sedimenten aus dem Südatlantik. Universität Bremen

Tremorsignale in den Daten der

AGAVE Expedition 2007.

Universität Bremen

Cold Seeps am Makran-Akkretionskomplex vor Pakistan: Beeinflusst die Sauerstoffminimumzone die authigene Mineralfällung?

Universität Bremen

Burnie, I.

Masterarbeiten des Fachbereichs

Geowissenschaften

Interpretation of seismic data from

2008 Ekströmisen, Antarctica. Universität

Leeds

Diplomarbeiten des Fachbereichs

Geowissenschaften

Bischoff, Juliane Kultivierung und molekularökologi-

2008 sche Charakterisierung methanotropher Anreicherungen aus sibirischen Permafrostböden des Lena-

Fischer, David

2008

Fritz, Michael

2008

Fuchs, Margret

2008

Deltas. Universität Potsdam

Geochemical characterization of a low-activity cold seep in the western Weddell Sea, Antarctic

Peninsula in comparison to a highactivity cold seep on the northern

Congo Fan, East Atlantic.

Universität Bremen

Late Quaternary paleoenvironmental records from a glacially and permafrost affected island in the

Canadian Arctic (Herschel Island,

Yukon Coastal Plain). Universität

Greifswald

Optisch stimulierte Lumineszenzuntersuchungen an fluviatilen

Sedimenten aus dem Lena-Delta

(sibirische Arktis). Technische

Universität Dresden

Haarmann, Tim

2008

Kausche, Moritz

2008

Kloss ,Anna Lucia

2008

Bajerski, Felizitas

2009

Frentzel, Hendrik

2009

Günther, Frank

2009

Kattenstroth, Britta

2009

Mineral authigenesis in and above methane-rich sediments of the

Black Sea - A comparative study between a diffusively governed environment and a microbial mat.

Universität Bremen

Evaluation of palaeoenvironmental proxies: sedimentological, elemental and stable isotopic analysis of surface lake sediments from Yakutia. Humboldt-Universität zu Berlin

Water isotope geochemistry of recent precipitation in Central and

North Siberia as a proxy for the local and regional climate system.

Universität Hannover

Isolierung und Charakterisierung von Mikroorganismen in Mineralböden Nordost-Grönlands und

Livingston Island (Antarktis).


Charakterisierung der aktiven methanogenen Lebensgemeinschaft in Permafrostböden des Lenadeltas mittels stabiler Isotopenmarkierung

(SIP). Universität Potsdam

Untersuchungen der Thermokarstentwicklung im südlichen Lena

Delta anhand multitemporaler

Fernerkundungs- und Felddaten.

Technische Universität Dresden

Long term climate, water balance and energy partitioning characteristics of a tundra site in the Lena River

Delta, Siberia. Universität Potsdam

Malaszkiewicz,

Janosch

2009

Plotzki, Anna

2009

Rößler, Sebastian

2009

Schmidt, Kerstin

2009

Schubert, Anna

2009

Voigt, Ines

2009

Winterfeld, Maria

2009

Physiologische Charakterisierung methanogener Archeen aus zwei

Extremhabitaten.


Klimagekoppelte Sedimentationsdynamik im spätquartären Donggi-

Cona-See, nordöstliches Tibetplateau. Universität Trier

Charakterisierung von Oberflächen- und Thermokarstformen auf eisreichen Permafrostablagerungen im Lenadelta (Russland).

Universität Augsburg

Analyse von Firnbohrkernen aus dem Hinterland der Neumayerstation auf ihre ionische und Staubkonzentration. Universität Hamburg

Pollenanalytische Untersuchung zur holozänen Klimarekonstruktion des nordöstlichen Qinghai-Tibet-

Plateaus. Freie Universität Berlin

Spätquartäre Bodenwasserdynamik im Antarktischen Ozean südöstlich des Kerguelen-Plateaus. Universität

Potsdam

Characterisation of terrestrial permafrost affected by inundation and late Quaternary landscape evolution (Western Laptev Sea, Seberia).

Universität Greifswald

239

240


Dissertationen des Fachbereichs

Geowissenschaften /Sektion

Geophysik

Bayer, Bettina Investigation of the lithospheric

2008 structure and dynamics through

Parsiegla, Nicole

2008

Voss, Max

2008

Berger, Daniela

2009

Ehlers, Birte

2009

Riedel, Sven

2009 modelling of receiver functions, analyses of seismic anisotropy and modeling of a 3D gravity model of

Dronning Maud Land, Antarctica.

Universität Bremen

Tectonic and magmatic processes along the transform margin of southern Africa. Universität Bremen

Crustal structure modeling and interpretation of the East Greenland continental margin between 72° N and 76° N. Universität Bremen

Sedimentation history along the

East Greenland Margin.

Universität Bremen

A geodynamic model of the northern North Atlantic.

Universität Bremen

Airborne-based geophysical investigation in Dronning Maud Land,

Antarctica. Universität Bremen


Glaziologie

Dick, Dorothee

2008

Hamann, Ilka

2008

Untersuchungen zur mikrostrukturellen Lokation und Zusammensetzung von Verunreinigungen im Eis der polaren Eisschilde.

Universität Bremen

Mikrostruktur der EPICA-Eiskerne.

Universität Bremen

Wegner, Anna

2008

Helm, Veit

2009

Jansen, Daniela

2009

Wesche, Christine

2009

“Sources and Transport Characteristics of Mineral Dust in Dronnin

Maud Land, Antarctica“.

Universität Bremen

Airborne SAR / Interferometric

Radar Altimeter System (ASIRAS)

- Kalibrierung, Validierung und

Interpretation der Messergebnisse.

Universität Bremen

Modellstudien und Satellitenfernerkundung zur Kalbung und zum

Zerfall antarkitscher Eisberge.

Universität Bremen

Evaluation and application of GPS and altimetry data over central

Dronning Maud Land, Antarctica: annual elevation change, a digital elevation model, and surface flow velocity. Universität Bremen


Periglazialforschung

Feige, Katharina Molecular ecological analysis of

2009 methanogenic communities in terrestrial and submarine permafrost deposits of the Siberian Laptev

Kramer, Annette

2009

Sea area. Universität Potsdam

Late Quaternary environments on the south-eastern Tibetan Plateau

– ecosystem and climate dynamics inferred from pollen and nonpollen palynomorph assemblages.


Lantuit, Hugues

2009

Opel, Thomas

2009

Sachs, Torsten

2009

The modification of arctic permafrost coastlines = Die Veränderung der arktischen Permafrostküstenlinien. Universität Potsdam

Glacier and ground ice as archives of Late Holocene climate and environmental change in the Russian

Arctic. Humboldt-Universität zu Berlin

The exchange of Methane between wet Arctic Tundra and the

Atmosphere at the Lena River

Delta, Northern Siberia.


Freshwater ostracods as bioindicators in Arctic periglacial regions.


Wetterich,

Sebastian

2009


Geologie/Bathymetrie

Hatzky, Jörn Analyse von Bathymetrie und

2009 akustischer Rückstreuung verschiedener Fächersonar- und Sedimentecholot-Systeme zur Charakterisierung und Klassifizierung des

Meeresbodens am Gakkel-Rücken,

Arktischer Ozean.

Universität Bremen

241

242

Ehrungen und Preise Honours and awards

IV. Ehrungen und Preise

Honours and Awards

Anhang IV /Annex IV

Prof. Dr. Victor

Smetacek

2008

Prof. Dr. Antje

Boetius

2008

Ausgründung der

Stiftung Alfred-

Wegener-Institut

2008

„Gabbiani d’Argento“ (einer der international höchsten Auszeichnungen für wichtige Personen im

Bereich der Meereswissenschaften)

Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis

2009 der Deutschen Forschungsgemeinschaft

Die Stiftung Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven hat ein elektronisches Arbeitsschutz-Management

(e-ASIMA) unter der Leitung von

Peter Marold aufgebaut. Dafür erhielten die Software-Entwickler

Heranos, eine Ausgründung der

Stiftung AWI, im Nov. 2008 den

Gründerpreis der Stadt Bremerhaven.

Forschungspreis der Firma Roche für Genomprojekt

Dr. Klaus Valentin

Dr. Thomas Mock

2008

Hu, M. Y.-A

2008

Judith Hauck

2008

Ann-Katrin Lüders

2009

Judith Hauck

2009

Annette-Barthelt-Preis 2008 für die

Diplomarbeit

Best Poster Presentation by a student at the Second International

Symposium on The Ocean in a

High-CO

2

World, Monaco

Preis für den besten Vortrag bei der

14. Internationalen Crustaceologentagung 2009

Buchpreis der Fakultät V, Universität

Oldenburg (für die Diplomarbeit)

Anerkennung für besonders bemerkenswerte Abschlussarbeit im Rahmen des Weser-Ems-Wissenschaftspreises (OLB-Stiftung, Oldenburg)

Svenja Kruse

2009

Susanne Liebner

2009

Reinhard Drews

2009

Dr. Florian Leese

2009

Katherina Schoo

2009

Elizabeth Sweet

2009

Dr. Scarlett

Trimborn

2009

Morten Hvitfeld

Iversen

2009

Dr. Holger Klinck

2009

“SCAR Early Career Award” für Vortrag “Distribution, composition and life cycle of meso and bathypelagic chaetognaths in the Atlantic sector of the Southern Ocean” auf dem X.

SCAR International Biology Symposium in Sapporo, Japan (26. bis 31.

Juli 2009)

Promotionspreis 2009 der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie

Bernd Rendel-Preis 2009 der Deutschen Forschungsgemeinschaft

Annette-Barthelt-Preis für Meereswissenschaften 2009

ASLO Outstanding Student Presentation Award beim ASLO Aquatic Sciences Meeting 2009, Nice, France

Bester Vortrag bei der 4th SOLAS

Summer School an der Universität von Korsika

Bester Vortrag und das beste Poster bei der 4th SOLAS Summer School an der Universität von Korsika

ASLO outstanding Student Presentation Award beim ASLO Aquatic Sciences Meeting 2009, Nice, France

Förderpreis 2009 der Universität

Trier für seine herausragende

Dissertation

Stiftung Alfred-

Wegener-Institut

2009

2009

„365 Orte im Land der Ideen“. Die

Auszeichnung gilt dem Innovationstransfer zwischen der Stiftung Alfred-

Wegener-Institut und der Wirtschaft.

Unter der Schirmherrschaft von

Ministerin Ursula von der Leyen und

Minister Karl-Theodor zu Guttenberg wurde der Stiftung Alfred-Wegener-

Institut am 17.06.2009 wiederholt das Zertifikat zum audit berufundfamilie verliehen.

Gremien

Buchholz, Friedrich

2009

Prof. Dr. Karin

Lochte

2009

2009

Aufnahme in die Steuergruppe des ‚European Network of Marine

Research Institutes and Stations,

MARS‘ als Past-President

Ernennung zum Vize-Präsidenten der internationalen Otto-Kinne-Stiftung zur Förderung von Nachwuchswissenschaftlern in osteuropäischen

Ländern hat zum 1. Januar 2009 das Amt einer Vizepräsidentin der Helmholtz-

Gemeinschaft übernommen. Sie ist damit zugleich Sprecherin des Forschungsbereichs Erde und Umwelt geworden.

wurde im März 2009 vom Präsidenten der Deutschen Forschungsgemeinschaft für jeweils drei weitere

Jahre in die Beiräte der Forschungsschiffe „Maria S. Merian“ und

„Meteor“ berufen.

2009

Dr. Manfred Reinke

2009

Dr. Volker Rachold

IASC Büro

2009

Prof. Karen

Wiltshire

2009

EUR-OCEAN Consortium

2009

Prof. Dr. Peter

Lemke

2009 wurde vom Ministerpräsidenten des Landes Niedersachsen,

Christian Wulff, mit Schreiben vom

30.01.2009 zur Vorsitzenden der

Wissenschaftlichen Kommission

Niedersachsen berufen.

ist am 17. April 2009 auf dem XXXII

Antarctic Treaty Consultative Meeting (ATCM) in Baltimore, MD, USA für vier Jahre zum neuen Exekutivsekretär gewählt worden. Er wird sein Amt am 1. September 2009 in

Buenos Aires antreten.

hat seine Arbeit als Leiter des

ISAC Büros an der Forschungstelle

Potsdam der Stiftung AWI aufgenommen.

wurde in die Beiräte des Johann

Heinrich von Thünen-Instituts (vTI) und des Instituts für Vogelforschung berufen.

hat sich aus dem „Network of excellence“ EUR-OCEAN gegründet, in dem die Stiftung AWI durch Prof.

Dr. Ulrich Bathmann repräsentiert wird. Prof. Bathmann ist in das

Management Board gewählt worden.

wurde im Juni 2009 vom Helmholtz-

Senat als Leiter der Klimainitiative

“Regional Climate Change: From

Observations and modeling to decision support for mitigation and adaptation“ bestätigt.

243

244

Ehrungen und Preise/Abkürzungen Honours and awards/ Abbreviations

Prof. Dr. Antje

Boetius

2009

2009

2009

Dr. Michael Klages

2009

Prof. Dr. Gerhard

Kattner

2009

Dr. Urban Tillmann

2009

Dr. Dirk Wagner

2009 wurde zur Vorsitzenden des wissenschaftlichen Beirats der Annette

Barthelt-Stiftung e.V. berufen.

wurde zur Vorsitzenden des wissenschaftlichen Beirats des Leibniz-

Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) gewählt.

wurde im Juli 2009 zum Mitglied der Leopoldina, Teilsektion Geologie/ Mineralogie/ Kristallographie gewählt.

wurde vom Norwegischen Forschungsrat in das Steering Committee des ESFRI Roadmap Projekts

SIOS (Svalbard Integrated Arctic

Earth Observing System) berufen.

wurde als Mitglied in die SCOR

Arbeitsgruppe “The Microbial carbon pump in the Ocean” gewählt.

wurde vom ICES Scientific Committee als Vertreter in die „German focal point for HAEDAT data submission“ nominiert.

hat eine Privatdozentur für Mikrobielle Ökologie an der Universität

Potsdam, im Institut für Biochemie und Biologie angenommen.

AARI

ACOBAR

ADCP

AeroGrid

AGAP

AGAVE

AMEX

ART

ASLO

ANDEEP-

SYSTCO

ANDRILL

AND-1B/2A

ANT-XXV/1...

ANTSYO I/II

AO

V. Abkürzungen

Abbreviations

Anhang V/Annex V

Arctic and Antarctic Research

Institute, St. Petersburg

Acoustic Technology for observing the interior of the Arctic Ocean

Doppler-Strömungsprofiler

Acoustic Doppler current profilers

Grid-basierte Zusammenarbeit zwischen Industrie, Großforschung und

Universitäten in der Luftfahrtforschung

Partnership that delivers high-resolution aerial photography from across

Europe and beyond

Antarcticas Gamburtsev Province

Arctic Gakkel Vents Expedition

The Mesozoic-Cenozoic climate history of the Alpha-Mendeleev

Ridge – Expedition

Accumulation Radar Test

Akkumulationsradar Test

American Society of Limnology and

Oceanography

Antarctic benthic deep-sea biodiversity system coupling

Geologisches Tiefbohrprogramm in der Antarktis | Antarctic geological

Drilling Program

ANDRILL Bohrung 1B, 2A

ANDRILL Drillsite 1B, 2A

FS Polarstern Expeditionen in die

ANTARKTIS | RV Polarstern ANT-

ARCTIC Expedition

Antarctic Flight Mission at Syowa

Region I/II

Arktische Oszillation

Arctic Oscillation

AO+

AO-

AP

AR

ARISA

ARK XXIII/1...

ASIRAS

ASTAR

ATCM

AUV

AWIPEV

BAS

BeoFINO positive Phase der Arktischen

Oszillation | positive phase of


negative Phase der Arktischen

Oszillation | negative phase of


Antarktische Halbinsel

Antarctic Peninsula

Sachstandsbericht

Assessment Report

Automated Ribosomal Intergenic

Spacer Analyses

FS Polarstern Expeditionen in die

ARKTIS | RV Polarstern ARCTIC

Expedition

Interferometric Radar Altimeter

System

Arctic Study of Tropospheric

Aerosols, Clouds and Radiation

Antarctic Treaty Consultative Meeting

Unbemanntes Unterwasserfahrzeug

Autonomous Underwater Vehicle

Alfred-Wegener-Institut/Paul Emile

Victor = Deutsch-Französische Arktis-Forschungsbasis | Alfred Wegener

Institute/Paul Emile Victor = French-

German Arctic Research Base

British Antarctic Survey

Ökologische Begleitforschung zur

Windenergienutzung im Offshore-

Bereich auf Forschungsplattformen in der Nord- und Ostsee | Ecological

Research on Offshore Wind Farms in the German sectors of North Sea and Baltic Sea

BIPOMAC

BMBF

CCSM3

CERFACS

CGCM3.1 (T63)

BMP Monitoring

BSRN

BzPM

C3 Grid

CARBOOCEAN

CASO-Project

CASO-Drake

CCC

Bipolare Klimamaschine

Bipolar Climate Machinery

Bundesministerium für Bildung und

Forschung | Federal Ministry of Edu-

cation and Research

Best Management Practices

Monitoring

Globales Netzwerk für bodennahe

Strahlungsmessstationen | Baseline

Surface Radiation Networks

Berichte zur Polar- und Meeresforschung | Reports on polar and

marine research

Collaborative Climate Community

Data and Processing Grid

Marine carbon sources and sinks assessment

Climate of Antarctica and the

Southern Ocean

CASO-Drake Passage

Kanadisches Zentrum für Klimamodellierung und -analyse | Cana-

dian Centre for Climate Modelling

& Analysis

Gemeinschaftliches Klimasystemmodell, Version 3.0 | Community

Climate System Model, version 3.0

European Centre for Research and

Advanced Training in Scientific

Computation

Gekoppeltes Allgemeines Zirkulationsmodell der dritten Generation

3 rd

Generation Coupled General

Circulation Model

245

246

Abkürzungen Abbreviations

CIRES

COM

COSYNA

CPU

CryoVEX

CSIR

CTD

DAE

DAMOCLES

DBV

DFG

DENISE

D-Grid

Cooperative Institute for Research in

Environmental Sciences

Gemeinschaftliches Ozeanmodell

Community Ocean Model

Beobachtungs- und Informationssystem zur Untersuchung der Meeresumwelt der Nordsee | Coastal

Observing System for Northern and

Arctic Seas

Prozessorkern | Central Processing

Unit

CryoSat Validation Experiment

Council for Scientific and Industrial

Research, South Africa

Leitfähigkeit, Temperatur, Tiefe

Conductivity, Temperature and

Depth

Departamento Antártico del Ejército de Chile | Chilean Army Antarctic

Department

Developing Arctic Modeling and

Observing Capabilities for Long- term Envrionmental Studies

Deutscher Bibliotheksverband

German Association of Libraries

Deutsche Forschungsgemeinschaft

German Science Foundation, Bonn

Denitrifizierungsraten in Sedimenten des Nordfriesischen Wattenmeeres

Denitration-ratio of sediments in the

Northern Frisian Wadden Sea

Eigenname, abgeleitet von Deutschland Grid=Netz | Trademark, deri-

ved from Deutschland, Germany

DKK

DKRZ

DMSP

ECMWF

EDC

EIFEX

DNA

DOC

DoCo

DOI

DOM

DROMLAN

DSDP e-ASIMA

ECHAM5

Deutsches Klima-Konsortium

German Climate Consortium

Deutsches Klimarechenzentrum

German Climate Computing Centre

Wettersatellitenprogramm der USamerikanischen Streitkräfte

Defense Meteorological Satellite

Program

Desoxyribonukleinsäure

Deoxyribonucleic Acid

Dissolved organic carbon

Dome Connection East Antarctica

Digital Object Identifier

Gelöstes organisches Material

Dissolved Organic Matter

Dronning Maud Land Air Network

Tiefsee-Bohrprojekt

Deep Sea Drilling Project

elektronisches Arbeitsschutz-

Management

Atmosphärenmodell der 5. Generation, Europäisches Zentrum für

Mittelfristige Wettervorhersage,

Hamburg | 5th generation of the

Atmospheric model, European Centre for Medium Range Weatherforecast, Hamburg

Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage | European

Centre for Medium-Range Weather

Forecasts

Endocrine Disrupting Chemical

Europäisches Eisendüngungsprojekt

Iron Fertilization Experiment

ELiSE

EM Test

EOS

ENVISAT ePIC

EPICA

EQ

ERC

ERICON

ESF

ESFRI

ESM

ESONET

ESSRES

EU

EUR-OCEANS

Evolutionary Light Structure

Engineering

Systemtest: Messung mit Hilfe elektromagnetischer Induktion zur

Bestimmung der Meereisunterseite

Testing measuring system using electromagnetic induction for definition of sea-ice bottom

Erdbeobachtungssystem

Earth Observing System

3. europäischer Umweltsatellit

Environmental Satellite

electronic Publication Information

Center at the AWI

Europäisches Eiskern-Bohrprojekt in der Antaktis | European Project for

Ice Coring in Antarctica

Äquator | Equator

Europäischer Forschungsrat

European Research Council

Europäisches Forschungseisbrecher

Konsortium | European Research

Icebreaker Consortium

Europäische Wissenschaftsstiftung

European Science Foundation

European Strategy Forum on

Research Infrastructures

Erdsystemmodelle | Earth System

Models

European Seafloor Observatory

Network

Earth System Science Research School

Europäische Union

European Network of Excellence for

Ocean Ecosystems Analysis

FoSSI

FP7

GapSLC

GBV

GCOS

GEWEX

F&E

FaMI

FEOM

FESOM

FINO 1/3

FIRST Navy

Forschung und Entwicklung

Fachangestellte/r für Medien und

Informationsdienste | Professional in

Media and Information Services

Finite Elemente Ozeanmodell

Finite Element Ocean circulation

Model

Finite Elemente Ozeanmodell mit

Meereis | Finite Element Sea Ice-

Ocean Model

Forschungsplattformen in Nord- und

Ostsee 1/3 | Research platforms in

the North and Baltic Sea 1/3

Detektionssystem auf FS ,Polarstern‘

Fast infrared search and track reconnaissance sensor on RV ‘Polarstern‘

Familie vereinfachter Solver-Schnittstellen für die schnelle Entwicklung paralleler numerischer Atmosphäre- und Ozean-Modelle | Family of Sim-

plified Solver Interfaces

7. Rahmenprogramm der Europäischen Union | 7th European Union

Framework Programme

Nutzung von kurzlebigen Zertifikaten in portal-basierten Grids

Exploitation of Short Lived Credentials in portal based grids

Gemeinsamer Bibliotheksverbund

Common Library Network

Global Climate Observing Systems

Global Energy and Water Cycle

Experiments

247

248


GFZ

GITEWS

GKSS

GloCar

GLOMAR

GPS

HadCM3

HAEDAT

HAFOS

HERMES

HERMIONE

HGF

HGF-MPG

Brückengruppe

HGF-MPG

Joint Research

Group

Deutsches Geoforschungszentrum,

Potsdam | German Research Centre

for Geosciences, Potsdam

deutsch-indonesisches Tsunami

Frühwarnsystem | German/Indone-

sian Tsunami Early Warning System

Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft, Geesthacht

Research Centre Geesthacht within the Helmholtz Association

Global Change and The Future

Marine Carbon Cycle

Global Change in the Marine

Realm

Global Positioning System

Gekoppeltes Modell des Hadley-

Zentrums, Version 3 | Hadley Centre

Coupled Model, version 3

Harmful Algal Events Database

Hybrid (Ant)Arctic Float

Observing System

Hotspot Ecosystem Research along the Margins of European Seas

Hotspot Ecosystem Research and

Man’s Impact On European Seas

Helmholtz-Gemeinschaft deutscher

Forschungszentren | Helmholtz

Association of German Research

Centres

Helmholtz-Gemeinschaft-Max-

Planck-Gesellschaft Brückengruppe


HGF-MPG Helmholtz Association

Max-Planck Society Joint Research

Group for Deep Sea Ecology and

Technology

HIF

HIGHSEA

HIRHAM

HLRN

HYPOX

HZI

IAMSLIC

IASC

IBCAO

ICES

IceSAR

ICSU

IEEE

IFFT

Hypoxie-induzierter Faktor

Hypoxia inducible factor

Bildung und Wissenschaft für die

Oberstufe | Science & Education for

High school students

High Resolution Limited Area

Hamburg/Model

Norddeutscher Verbund für Hoch- und Höchstleistungsrechnen | North-

German Supercomputing Alliance

Oxygen monitoring in aquatic ecosystems

Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig | Helm-

holtz Center for Infection Research,

Braunschweig

International Association of Aquatic and Marine Science Libraries and

Information Centers

International Arctic Science

Committee

Internationale Bathymetrische Karte des Arktischen Ozeans | Internatio-

nal Bathymetric Chart of the Arctic

Ocean

International Council for the Exploration of the Sea

Icelandic Association for Search and

Rescue

Internationaler Wissenschaftsrat

International Council for Science

Institute of Electrical & Electronics

Engineers

International Fish Farming

Technology

IFREMER

IfT

IMARE

IODP

IOW

IP

25

IPA

IPCC AR4

IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften an der Universität Kiel,

Zusammenschluss des Instituts für

Meereskunde IfM und des Forschungszentrums für Marine Geowissenschaften GEOMAR | Leibniz

Institute of Marine Sciences, University of Kiel, merger of former Institute of Oceanography and Research

Centre for Marine Geosciences

Institut Français de Recherche pour l‘Exploitation de la Mer | French

Research Institute for Exploitation of

the Sea | Französisches Forschungsinstitut zur Nutzung der Meere

Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig | Leibniz Institute

for Tropospheric Research; Leipzig

Institut für Marine Ressourcen

Institute for Marine Resources

Integriertes Ozean-Bohrprogramm

Integrated Ocean Drilling Program

Leibniz-Institut für Ostseeforschung,

Warnemünde | Leibniz Institute for

Baltic Sea Research, Warnemünde

Meereisbiomarker | Sea Ice Proxy

Internationale Permafrost Vereinigung | International Permafrost

Association

4. Sachstandsbericht des zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen | 4th Assessment Report

of the Intergovernmental Panel on

Climate Change

IPEV

IPY

IS92a

ISSN

KDM

KLIFF

LGM

LIMPICS

LOOME

MABEL

MARBEE

MARBEF

Französisches Polar Institut Paul

Émile Victor | Institut polaire français

Paul Émile Victor | French Polar Insti-

tute Paul Émile Victor

Internationales Polarjahr | Internatio-

nal Polar Year

IPCC-Scenario/Klimamodell zur

Berechnung von zukünftigen CO

2

Konzentrationen in der Atmosphäre

IPCC-Scenario/Climate Model of the

IPCC for projection of future CO

2 concentration in the atmosphere

International Standard Serial

Number

Konsortium Deutsche Meeresforschung | German Marine Research

Consortium

Klimafolgenforschung in Niedersachsen | Climate impact and adap-

tation research in Lower Saxony

Letztes Glaziales Maximum | Last

Glacial Maximum

Linking micro-physical properties to macro features in ice sheets

Vulkan-Schlamm-Observatorium

Long-term Observatory On Mudvolcano Eruptions

Multidisciplinary Antarctic Benthic

Laboratory

Marine Benthic Ecology & Evolution

Marine Biodiversity and Ecosystem Functioning EU Network of

Excellence

249

250


MERIS

MMCO

MODIS

MOVE

MoU

MPI

NADW

MARCOPOLI

MARS

MARTECH

MARUM

MELTEX

Marine, Coastal and Polar

Systems and Infrastructure

European Network of Marine

Research Institutes and Stations

Virtual Institute Marine Technologies

Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

Centre for Marine Environmental

Sciences at the University of Bremen

Messkampagne: Einfluss von oberflächennahem Schmelzen des Meereises, insbesondere von

Schmelztümpeln, auf den Energie- und Impulsaustausch zwischen

Atmosphäre und Meereis

Polar Meteorology Campaign:

Impact of melt ponds on energy and momentum fluxes between atmosphere and sea ice

Medium-spectral resolution imaging spectrometer

Klima-Optimum im Mittleren Miozän | Middle Miocene Climate

Optimum

Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer

Mid-Ocean Volcanoes and

Earthquakes

Absichtserklärung | Memorandum of

Understanding

Max-Planck-Institut für marine

Mikrobiologie, Bremen

North Atlantic Deep Water

NASA

NAOSIM

NCAR

NCEP

NEEM

NetCDF

NIGLAS

NIO

NIOZ

NM III

NOAA

NORCOHAB

NGRIP

National Aeronautics and Space

Administration

North Atlantic-Arctic Ocean-Sea

Ice Model

Nationales Zentrum für Atmosphärenforschung | National Center for

Atmospheric Research

Nationales Zentrum für Umweltvorhersagen | National Center for Envi-

ronmental Prediction

Internationales Eem-Warmzeit Eiskern-Bohrprojekt Nord Grönland

North Greenland Eemian Ice Drilling Project

Network Common Data Form

Nanjing Institute of Geography &

Limnology

National Institute of Oceanography

India

Koninklijk Nederlands Instituut voor

Onderzoek der Zee | Königlich

Niederländisches Institut für Meeresforschung | Royal Dutch Institute for

Sea Research

Neumayer-Station III in der Antarktis

Neumayer Station III in the Antarctic

National Oceanic and Atmospheric

Administration

North Sea Coast Harmful Algal

Bloom Study

North Greenland Ice core Project

NWVM

OAI-PMH

OCEANET

ODP

OFE

OM1

OPTIMARE

OSL

PACES

PACT-Tsunameter

PALAOA

Nordwest-Verbund Meeresforschung

North-Western Marine Research

Association

Open Archives Initiative Protocol for

Metadata Harvesting

Autonome Messplattformen zur

Bestimmung des Stoff- und Energieaustausches zwischen Ozean und

Atmosphäre - Verbundprojekt von

IFM-GEOMAR, IfT, GKSS und AWI

Autonomous measurement platforms for energy and material exchange between ocean and atmosphere -

Network-project of IFM-GEOMAR,

IfT, GKSS und AWI

Ocean Drilling Program

Offshore Foundation nach dem Verfahren ELiSE | Offshore Foundation

ELiSE process

Ozeanmodell 1 | Ocean model 1

Analytik GmbH & Co. KG, Wilhelmshaven. Sensorsysteme AG,

Bremerhaven

Otto-Schmidt-Labor | Otto Schmidt

Laboratory

Polar Regions and Coasts in a

Changing Earth System,

Forschungsprogramm des AWI

Pressure Acoustic Coupled

Tsunameter

Perennial Acoustic Observatory in the Antarctic Ocean | Ganzjährige

Schall-Messstation im Antarktischen

Ozean

PAM-ARCMIP panFMP

PANGAEA

PCO

2

PEBCAO

PHYTOCHANGE

PhytoDOAS

PHYTOOPTICS

PIY

PLC

PLANKTOSENS

PO

POLMAR

Pan-Arctic Measurements and Arctic

Climate Model Intercomparison

Project

Framework for Metadata Portals

Publishing Network for Geoscientific & Environmental Data

Kohlendioxidpartialdruck

Carbon dioxide partial pressure

Plankton Ecology and Biogeochemistry in a Changing Arctic Ocean

New approaches to assess the responses of phytoplankton to

Global Change

Differentielle optische Absorptions-

Spektroskopie angewandt auf Phytoplankton | Differential Optical

Absorption Spectrossopy applied to

Phytoplankton

Marine Phytoplankton studied by global biooptical methods

Permafrost Institute Yakutsk

Polar Libraries Colloquy

Assessing Climate Related

Variability and Change at the Base of Planktonic Food Webs in Polar

Regions and the North Sea

Paleoceanography, Zeitschrift -

Journal

Helmholtz-Gemeinschaft Graduiertenschule für Polar- und

Meeresforschung | Helmholtz Gra-

duate School for Polar and Marine

Research

251

252


SCACE

SCAR

SCIAMACHY

SCOR

SDA

SEA

SEASIDE

SeaWiFS

PS2837-5

Rac-Zelt

RBB

RBI

REKLIM

ROV

R & D

RWTH Aachen

SAML

Polarsternkern 2837-5

‘Polarstern‘ core 2837-5

Herstellerbezeichnung | Tradename

Rundfunk Berlin-Brandenburg

Reconnaissance Berkner Island

Helmholtz Verbund Regionale Klimaänderungen | Helmholtz Regio-

nal Climate Change Initiative

Ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug

Remotely Operated Vehicle

Research and Development

Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen | RWTH

Aachen University

System zum Austausch von Authentifizierungs- und Autorisierungsinformationen | Security Assertion

Markup Language

Synoptic Circum-Antarctic Climate

And Ecosystem Study

Scientific Committee on Antarctic

Research

Scanning Imaging Absorption

Spectrometer for Atmospheric

CHartographY

Scientific Committee on Oceanic

Research

Specific Dynamic Action

Science & Education

Bildung und Wissenschaft, Kindergarten bis Erwachsenenbildung

Science & Education for kids and adults

Sea-viewing Wide Field-of-view

Sensor

UAF

UDEC

UFZ

UKMO

SEDID

SIOS

SLC

SOLAS

SOPRAN

SPARC

SPICOSA

STD

STD-DOI

Tc

TEP

TsunAWI

Scientific Earth Drilling Information

Service

Svalbard Integrated Arctic Earth

Observing System

Kurzlebige Zertifikate | Short Lived

Credentials

Surface Ocean – Lower Atmosphere

Study

Surface Ocean Processes in the

Anthropocene

Sensitivity of the permafrost system’s water and energy balance under changing climate

Science and Policy Integration for

Coastal System Assessment

Standardabweichung | Standard

Deviation

Scientific and Technical Data Object

Identifier kritische Temperatur | Critical Tem-

perature

Transparente Exopolymere Partikel

Transparent Exoploymer Particles

Numerisches Tsunami-Modell am

Alfred-Wegener-Institut | Tsunami

wave propagation model developed at the AWI

University of Alaska Fairbanks

Universidad de Concepción, Chile

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, Leipzig | Helmholtz Centre

for Environmental Research, Leipzig

Meteorologischer Dienst des Vereinigten Königreichs | United King-

dom Meteorological Office

UMAG

ULS

Uni OL

UV

VISA

WAIS

WBGU

WDC-MARE

WDR

WEGAS

Universidad de Magallanes, Chile akustisches Eisdicken-Messgerät

Upward looking sonar

Carl von Ossietzky Universität,

Oldenburg

Ultraviolette Strahlung | Ultraviolet

Radiation

Verdichtung und Interpretation von

Satellitendaten zur Bestimmung von

Magnetfeld, Schwerefeld, Eismassenhaushalt und Krustenstruktur in der Antarktis unter Nutzung flugzeuggestützter und bodengebundener Messungen | Validation,

condensation and interpretation of satellite data for determing magnetic field, gravity field, mass balance and structure of the crust of Antarctica by using airborne and ground based measurements

Westantarktisches Eisschild | West

Antarctic Ice Sheet

Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltver-

änderungen | German Advisory

Council on Global Change

Welt-Datenzentrum für Marine

Umweltwissenschaften | World Data

Center for Marine Marine Environmental Sciences

Westdeutscher Rundfunk

West East Gondwana Amalgamation and it’s Separation

WGL

WissGrid

WP

WRMC

XRF

Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried

Wilhelm Leibniz | Scientific Com-

munity Gottfried Wilhelm Leibniz

Grid (=Netz) für die Wissenschaft

Grid for Sciences

Arbeitspaket | Work package

Internationales Archiv für Strahlungsdaten | World Radiation Monitoring

Center

Röntgenfluoreszenz Messungen

X-ray fluorescence measurements

gcm

-3

°C cm hPa

Jh. km 2

Ma mbsf mg m

-2

d

-1 mg/m

3 ms

-1

MW

Maßeinheiten | Units

Gramm pro Kubikzentimeter | gram

per cubic centimeter

Grad Celsius | Celsius

Zentimeter | Centimeter

Hektopascal | Hectopascal

Jahrhundert | Century

Quadratkilometer | Square Kilometer

Mega annum = eine Million Jahre

Erdgeschichtliche Zeitrechnung

Mega annum = One million years of Earth’s history

Meter unterhalb des Meeresbodens

Meters below sea floor

Milligramm pro Quadratmeter pro Tag

Milligram per squaremeter per day

Milligramm pro Kubikmeter | Milli-

gram per cubicmeter

Meter pro Sekunde | Meter per

second

Megawatt

253

254

Abkürzungen Abbreviations nmol L

-1

P e

O

2

(kPa) pH ppm

Std. w [cm s

-1

]

Nanomol pro Liter

Nanomole per litre

Hämolymph-Sauerstoffpartialdruck

Haemolymph oxygen partial pressure

potentia Hydrogenii Stärke des Wasserstoffs | Potential of Hydrogen

Teile pro Million | Parts per Million

Stunden | Hours vertikale Geschwindigkeitskomponente in Zentimeter pro Sekunde

Vertical velocity in units of centimetres per second

Watt pro Quadratmeter

Watt per squaremeter

Mikroatmosphäre | Microatmosphere

Micrometer | Micrometer

W/m

2

µatm

µm

Stoffe | Substances

CaCO

3

.6H

2

O

CH

4 chl-a

CO

2

CO

2 ant

FNO

3

H

+

Ikait-Kristalle | Ikaite crystals

Methan | Methane

Chlorophyll a | Chlorophyll a

Kohlendioxid | Carbon Dioxide anthropogenes Kohlendioxid

anthropogenic carbon dioxide

Fluor-Nitrat | Fluorine nitrate

Mg/Ca

Wasserstoff-Ionen, Protonen

Hydrogen ions, protons

Magnesium/Calcium Signal

Magnesium to calcium signal

256

Impressum

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft

Am Handelshafen 12

D-27570 Bremerhaven

Telefon +49(0)471/48 31-0

Telefax +49(0)471/48 31-11 49

Telex 238695 polar d

E-Mail: [email protected]

http://www.awi.de

Bearbeitung der Texte, Kap. 2:

Constanze Sanders

Margarete Pauls

Redaktion:

Claudia Pichler

Margarete Pauls (verantwortlich)

Copyright:

2010, Alfred-Wegener-Institut

ISSN 1618-3703

Gestaltung:

KLEMM Kommunikation | Design

Bremen

Druck:

BerlinDruck, Achim

Fotografie:

Solvin Zankl (Umschlag, Seiten 66,

92, 124, 184, 212, 255)

Alfred-Wegener-Institut

(Seiten 17, 93, 125, 185)

A. Wagner, AWI (Seiten 10, 257)

A. Krell, AWI (Seite 11)

H. Krumbeck, AWI (Seite 16, 156)

M. Wehkamp, AWI (Seiten 67, 119)

S. Leusmann, AWI (Seite 118)

O. Eisen, AWI (Seiten 157, 213)

U. Schilling, AWI (Seite 202)

U. Cieluch, AWI (Seite 203)

A. Enge, AWI (Seite 208)

L. Wehrmann, realnature.tv (Seite 209)

outreach Report 2010

Zweijahresbericht 2008/2009

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft

Zweijahresbericht 2008/2009

Report 2008/2009

Inhalt Content

Solvin Zankl

Solvin Zankl

Die Mission der Helmholtz-

Gemeinschaft

The Mission of the Helmholtz

Association

Organe der Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

Organisation of the Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

1. Vorwort Introduction

1. Die Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

2008 und 2009

1. The foundation Alfred Wegener

Institute for Polar and Marine

Research 2008 und 2009

2. Ausgewählte Forschungsthemen

Selected research topics

Methanemission aus dem

Permafrost im Lena-Delta

Methane emission from permafrost in the Lena River Delta

Neue Biomarker belegen Schwankungen der arktischen Meereisbedeckung während der letzten 30.000 Jahre

New biomarkers reveal fluctuations in Arctic sea ice cover during the past

30,000 years

Die Stabilität des Westantarktischen

Eisschildes – Ergebnisse der ANDRILL

Tiefbohrungen

The stability of the West Antarctic ice sheet – results of ANDRILL deep drilling operations

Meeresalgen global - detaillierter

Blick aus dem All

Detailed view from space – marine algae globally observed

Was verrät der Jahreszyklus über die Klimaentwicklung der letzten

Millionen Jahre?

What does the annual cycle tell us about climate change in the last millions of years?

Der Puls der Atmosphäre:

Dekadisches Auf und Ab

The pulse of the atmosphere:

The decadal Ups and Downs

Das Eisendüngungsexperiment

LOHAFEX

The Iron Fertilization Experiment

LOHAFEX

Ein nützliches genetisches Erbe - Wie alte Gene das Überleben in neuen

Lebensräumen ermöglichen

A convenient genetic heritage - How ancestral genes help to survive in new habitats

Verursacher von Muschelvergiftungen identifiziert

Cause of Shellfish Poisoning

Identified

Mikrobielle Stoffumsätze im

Klimawandel

Climate change and the microbial cycling of organic matter

3. Forschung Research

Polar Regions and Coasts in a Changing Earth System

Aus MARCOPOLI wird PACES | MARCOPOLI changes to PACES

3.1 TOPIC 1:

3.1 TOPIC 1: The changing Arctic and Antarctic

3.2 Topic 2

3.2 Topic 2: Coastal change

3.3 Topic 3: Lehrstunden aus der Erdgeschichte

3.3 Topic 3: Lessons from the past

3.4 Topic 4: Das Erdsystem aus polarer Perspektive

3.4 TOPIC 4: The Earth System from a Polar Perspective

4. Helmholtz-Nachwuchsgruppen

Helmholtz Young Investigator Groups

5. Entwicklungen in den Fachbereichen

Progresses in the scientific divisions

4. Nachwuchsgruppen

4. Young Investigator Groups

5. Geosciences

5. Geowissenschaften

Biowissenschaften

Biosciences

Climate Sciences

Klimawissenschaften

6. Tiefseeökologie und -technologie (HGF-MPG)