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Wo ist das Wasser? – Neue DFG-Forschungsgruppe „Cosmic Sense“ untersucht Wasserspeicherung in Böden mithilfe kosmischer Strahlung

Wasser an der Landoberfläche lässt sich mithilfe von Neutronendetektoren besser erfassen. Foto: Dr. Martin Schrön.

Wasser an der Landoberfläche lässt sich mithilfe von Neutronendetektoren besser erfassen. Foto: Dr. Martin Schrön.

Wie und wo sich Böden nach einem Niederschlag auffeuchten und danach wieder austrocken, will eine neue, von der DFG bewilligte Forschungsgruppe untersuchen. „Erstaunlicherweise lässt sich dies in unserer Umgebung besonders gut mit Hilfe von hochenergetischen Teilchen aus dem All sondieren, beziehungsweise mit der von diesen Teilchen erzeugten kosmischen Höhenstrahlung“, sagt der Sprecher der Gruppe, Prof. Dr. Sascha Oswald von der Universität Potsdam. So erkläre sich auch der Name der Gruppe: „Cosmic Sense“. Ziel der Forschung ist es, die Bodenfeuchte, also das im Boden momentan gespeicherte Wasser, auch auf größeren Flächen messen zu können. Die Wasserspeicherung verändert sich laufend durch Niederschläge, Verdunstung und Versickerung in tiefere Zonen und ist räumlich sehr unterschiedlich. Durch die geplanten Arbeiten sollen nicht nur allgemeine Prozesse des Wasserkreislaufs besser verstanden werden, etwa die Bildung neuen Grundwassers. Die Forschenden wollen auch Modelle testen, die grundsätzliche Erkenntnisse zur Verteilung von Wasser zwischen Atmosphäre, Boden, Grundwasser und Flüssen liefern. „Damit sollten zuverlässigere Aussagen über die hydrologischen Auswirkungen von zukünftiger Landnutzung und Klimawandel möglich werden“, sagt der Sprecher der Gruppe, zu der auch Wissenschaftler der Universität Heidelberg, der Technischen Universität Berlin, der Universität Augsburg sowie der Helmholtz-Zentren UFZ Leipzig, FZJ Jülich und GFZ Potsdam gehören.

Die Forschungsgruppe hat den Titel „Large-Scale and High-Resolution Mapping of Soil Moisture on Field and Catchment Scales – Boosted by Cosmic-Ray Neutrons“. Denn in den letzten Jahren hat sich international mit dem „Cosmic-Ray Neutron Sensing“ (CRNS) ein physikalisch basiertes, nicht invasives Verfahren zur großflächigen Messung der Bodenfeuchte entwickelt, das weitergehende Möglichkeiten eröffnet. Die Forscherinnen und Forscher der neuen DFG-Forschungsgruppe wollen so bestehende Forschungslücken schließen, wozu auch andere nicht-invasive Messmethoden und eine atmosphärisch-hydrologisches Modell beitragen sollen. Die Interdisziplinarität des Forscherteams erstreckt sich von der Entwicklung von speziellen Neutronendetektoren bis zum Einsatz der Methode auf landwirtschaftlich genutzten Ackerflächen. „Mit der Zusammenstellung des Konsortiums ist es gelungen, die international bereits anerkannte Expertise zu diesem neuen Forschungsfeld in Deutschland zu bündeln und dadurch innovative Wege einschlagen zu können. Wir hoffen, damit langfristig sowohl Fernerkundung als auch Modelle besser an das tatsächlich in den Böden vorhandene Wasser heranzuführen“, so Prof. Sascha Oswald, der sich an der Universität Potsdam mit Wasser- und Stofftransport in Landschaften beschäftigt.
Die DFG fördert die Forschungsgruppe, die im November 2018 ihre Arbeit aufnimmt, zunächst für drei Jahre.

Kontakt: Prof. Dr. Sascha Oswald, Institut für Erd- und Umweltwissenschaften / zukünftig Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Telefon: 0331 977-2675
E-Mail: sascha.oswalduni-potsdamde
Foto: Wasser an der Landoberfläche lässt sich mithilfe von Neutronendetektoren besser erfassen. Foto: Dr. Martin Schrön.

Medieninformation 21-09-2018 / Nr.139
Matthias Zimmermann

Universität Potsdam
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Online gestellt: Katharina Zimmer
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