Neun Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft bauen in den kommenden fünf Jahren gemeinsam ein flexibles und mobiles Messsystem zur Erdbeobachtung auf: MOSES Modular Observation Solutions for Earth Systems.
Damit wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen, wie kurzfristige dynamische Ereignisse, etwa Hitzewellen oder Starkregen, mit der langfristigen Entwicklung von Erd- und Umweltsystemen zusammenhängen. Koordiniert wird MOSES am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig.
Welche Auswirkungen haben Hitzewellen auf den Wasserhaushalt, die Vegetation und die Luftqualität? Wie verändern Überflutungen terrestrische Ökosysteme und Küstengebiete? Wie beeinflussen Ozeanwirbel den Energietransport und die Nahrungsketten der Meere? Wie sehr steigen die Treibhausgase der Atmosphäre an, wenn in der Arktis die Permafrostböden auftauen?
Der globale Wandel wird ebenso kurz- wie langfristig und lokal wie global das System Erde und die Umwelt verändern. Dennoch fehlt es an Wissen darüber, wie sich zeitlich und räumlich begrenzte dynamische Ereignisse auf die langfristige Entwicklung von Erd- und Umweltsystemen auswirken.
Diese Lücke soll das neue Erdbeobachtungssystem MOSES schließen - eine Forschungsinfrastruktur, die die Helmholtz-Gemeinschaft in den nächsten fünf Jahren gemeinsam aufbauen will. Knapp 28 Millionen Euro investiert sie deshalb in den Aufbau von MOSES und stärkt damit ihre führende Position und Sichtbarkeit in der internationalen Erdsystemforschung.
"Mit dem MOSES-Projekt können wir die besonderen Stärken der Helmholtz-Gemeinschaft eindrucksvoll unter Beweis stellen", sagt Prof. Otmar D. Wiestler, der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. "Neun Zentren aus den beiden Forschungsbereichen ,Erde und Umwelt' sowie ,Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr' arbeiten hier gemeinsam an großen Fragen, die die Zukunft unserer Gesellschaft betreffen. In dieser interdisziplinären Kooperation können sie ihre jeweiligen Kompetenzen so bündeln, dass die Erdsystemforschung insgesamt davon in einmaliger Weise profitiert."
Prof. Georg Teutsch, Wissenschaftlicher Geschäftsführer am UFZ, ergänzt: "Wir werden ein flexibel einsetzbares und mobiles Beobachtungssystem errichten, das es uns erstmals ermöglicht, hochdynamische Ereignisse zur rechten Zeit, am rechten Ort und mit der erforderlichen zeitlichen und räumlichen Auflösung zu erfassen. Nur mit solchen Messungen können wir die unmittelbaren Auswirkungen dieser Ereignisse quantifizieren und letztlich ihre langfristigen Folgen untersuchen".
Konzipiert ist die neue Infrastruktur als "System of Systems". Das heißt, die beteiligten Zentren entwickeln, miniaturisieren und automatisieren Sensor- und Messsysteme, die dann zu spezifischen Modulen zusammengefasst werden. Diese erfassen die Energie-, Wasser-, Treibhausgas- und Nährstoffkreisläufe auf der Landoberfläche, in Küstenregionen, im Ozean, in Schnee- und Eisgebieten und in der Atmosphäre - insbesondere aber auch die Wechselwirkungen zwischen den Erdsystemen.
MOSES verbindet jedoch nicht nur die herausragende Expertise der beteiligten Helmholtz-Zentren, die über umfassende Erfahrungen im Betrieb großer Infrastrukturen und im Management ereignisorientierter Messkampagnen verfügen. Die mobile Infrastruktur ist auch eine wichtige Ergänzung bestehender nationaler und internationaler Monitoringnetze und Satellitenmissionen, die vor allem auf langfristige und großräumige Erdsystembeobachtung ausgelegt sind.
Dazu gehören beispielsweise ICOS (Intergrated Carbon Observation System), LTER (Long-Term Ecological Research) oder Helmholtz-Observatorien wie TERENO (Terrestrial Environmental Observatories), COSYNA (Coastal Observing System), CVOO (Cape Verde Ocean Observatory), die SAMOYLOV Permafrost Observation Station, AWIPEV(Arctic Research Base) und Satellitenmissionen wie GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).
Die neuen Herausforderungen bei MOSES liegen nun in der gemeinsamen Entwicklung der Module -sowie in der systemübergreifenden Beobachtungsstrategie. "Von einer einzelnen Institution könnte eine solche Infrastruktur weder aufgebaut noch betrieben werden", betont Ute Weber. "Aber sie soll sich natürlich zu einer Plattform für nationale und internationale Kooperationen entwickeln."
Die Daten und Ergebnisse, die MOSES nach der Einrichtung liefern wird, werden den Nutzern in Wissenschaft und Gesellschaft über die "Earth System Knowledge Platform (ESKP)", dem Informationsportal des Helmholtz-Forschungsbereichs Erde und Umwelt, bereitgestellt. Sie sollen dazu beitragen, die Unsicherheiten in Prognosen zum Klima- und Umweltwandel zu reduzieren und gesellschaftliche Anpassungsstrategien weiterzuentwickeln.
Beteiligte Helmholtz-Zentren:
- Alfred-Wegener-Institut - Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)
- Forschungszentrum Jülich
- GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
- Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
- Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG)
- Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
- Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ
- Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
