ALBERT

Description / Table of Contents: Der exklusive Fotoband zur Jahrhundertexpedition in die Arktis. Im September 2019 legte die Polarstern in Richtung Arktis ab - an Bord das internationale MOSAiC-Forscherteam, das die Auswirkungen des Klimawandels auf das ewige Eis erkundet. Chronologisch aufgebaut dokumentiert der bildgewaltige Band in bisher ungesehenen Fotografien von Esther Horvath Leben und Arbeiten während der einjährigen Reise unter den extremen Bedingungen am Nordpol. Begleitet von kenntnisreichen Essays und Textbeiträgen von Experten, Wissenschaftlern und Expeditionsteilnehmern ist der Band ein eindrucksvolles Zeugnis der wohl größten klimatischen Herausforderung unserer Zeit und bietet Einblicke in dieses einmalige Forschungsprojekt sowie die spektakuläre, schützenswerte Polarlandschaft.

Description / Table of Contents: Noch nie haben Forschende das Meereis der Arktis so umfassend untersuchen können, wie auf der internationalen MOSAiC-Expedition des Forschungseisbrechers Polarstern. Ein Jahr lang ist das Schiff mit dem Eis durch die zentrale Arktis getrieben; ein Jahr lang haben die Männer und Frauen das Eis mithilfe modernster Technik unter die Lupe genommen. Welche Herausforderungen es dabei zu meistern galt und was sie herausgefunden haben im polaren Hotspot des Klimawandels, erzählen sie in zehn DriftStories, die dieser Band vereint. Faszinierende Arktisforschung zum Anfassen – präsentiert von meereisportal.de.

Description / Table of Contents: Never before have researchers had the chance to explore the Arctic sea ice as comprehensively as on the international MOSAiC expedition. For an entire year, the research icebreaker Polarstern drifted through the Central Arctic with the sea ice; for an entire year, the men and women of the expedition painstakingly investigated the ice with the aid of cutting-edge technologies. In the ten DriftStories gathered here, they share the challenges they had to overcome, and the discoveries they made in this polar hotspot of climate change: fascinating Arctic research at your fingertips - presented by meereisportal.de.

Description / Table of Contents: Stratospheric variability is one of the main potential sources for sub-seasonal to seasonal predictability in mid-latitudes in winter. Stratospheric pathways play an important role for long-range teleconnections between tropical phenomena, such as the quasi-biennial oscillation (QBO) and El Niño-Southern Oscillation (ENSO), and the mid-latitudes on the one hand, and linkages between Arctic climate change and the mid-latitudes on the other hand. In order to move forward in the field of extratropical seasonal predictions, it is essential that an atmospheric model is able to realistically simulate the stratospheric circulation and variability. The numerical weather prediction (NWP) configuration of the ICOsahedral Non-hydrostatic atmosphere model ICON is currently being used by the German Meteorological Service for the regular weather forecast, and is intended to produce seasonal predictions in future. This thesis represents the first extensive evaluation of Northern Hemisphere stratospheric winter circulation in ICON-NWP by analysing a ...

Description / Table of Contents: Anthropogenic climate change constitutes one of the main global crises in the 21st century. It manifests itself distinctly in global warming and its effects. Forests play an essential role in mitigating the effects of climate change, improving our knowledge of the distribution and changes of terrestrial carbon stocks is vital to mitigate its consequences. Therefore, remote sensing is recommended as one of the tools to ensure systematic and operational forest monitoring. Forests in the Russian Federation are of particular importance as it is the most forested country in the world and at the same time, it is the country with the highest uncertainty when calculating global carbon stocks. Remote sensing is recommended as one of the tools to ensure systematic and operational forest monitoring. It can acquire data over large areas with a high repetition rate and at a relatively low cost. In particular, microwave sensors are recommended as they can provide weather and sun independent, systematic observations with high temporal frequency. The main goal of this cumulative dissertation was to develop methods using new algorithms for estimating parameters for boreal forests from remote sensing data acquired with Synthetic Aperture Radar (SAR). Using the SAR data acquired by the sensor with the longest wavelength available at the moment of writing this dissertation in space, the L-band, methods for estimating the above-ground forest biomass were developed. For this purpose, algorithms for machine learning (ML) were applied and validated. These methods were chosen because they are recommended for large data sets and an incomplete theoretical understanding of processes, e.g., the interaction between the forest and the radar signal, and are relatively new in forest monitoring studies. In addition, efforts have been made to establish improved mapping of large-scale forest cover change

Description / Table of Contents: Eine Medien- und Wissensgeschichte von Biologie und Ozeanographie im Kielwasser der Walfänger. Immer wieder entzieht sich der Wal wissenschaftlicher Klassifikation und Darstellbarkeit. Wale sind buchstäblich nicht zu fassen - als sich die neuen biologischen Wissenschaften im 19. Jahrhundert daran machten, »das Leben« zu erklären, blieb das der Wale ein Problem. Doch Walfänger durchkreuzten auf ihren Spuren im 19. Jahrhundert die Meere der Welt. Kartographen erschlossen auf den Spuren dieser Walfänger die Nordwestpassage und den pazifischen Ozean, während Naturhistoriker und Zoologen sie in die Lebensräume der Wale begleiten. Felix Lüttge erzählt die Geschichte der Walfänger, die den Walen, und der Wissenschaftler, die wiederum den Walfängern folgten.Es ist eine Medien- und Wissensgeschichte des Wals wie auch der Meere, die auf seinen Spuren durchfahren und vermessen wurden. Felix Lüttge beschreibt die komplexen Austauschprozesse, mit denen Walfänger und Wissenschaftler ökonomisches, ozeanographisches, zoologisches und geographisches Wissen hervorbrachten.

Description / Table of Contents: This book provides a comprehensive, up-to-date assessment of the key terrestrial components of the Arctic system, i.e., its hydrology, permafrost, and ecology, drawing on the latest research results from across the circumpolar regions. The Arctic is an integrated system, the elements of which are closely linked by the atmosphere, ocean, and land. Using an integrated system approach, the book’s 30 chapters, written by a diverse team of leading scholars, carefully examine Arctic climate variability/change, large river hydrology, lakes and wetlands, snow cover and ice processes, permafrost characteristics, vegetation/landscape changes, and the future trajectory of Arctic system evolution. The discussions cover the fundamental features of and processes in the Arctic system, with a special focus on critical knowledge gaps, i.e., the interactions and feedbacks between water, permafrost, and ecosystem, such as snow pack and permafrost changes and their impacts on basin hydrology and ecology, river flow, geochemistry, and energy fluxes to the Arctic Ocean, and the structure and function of the Arctic ecosystem in response to past/future changes in climate, hydrology, and permafrost conditions. Given its scope, the book offers a valuable resource for researchers, graduate students, environmentalists, managers, and administrators who are concerned with the northern environment and resources.

Description / Table of Contents: This book provides a cross-disciplinary overview of permafrost and the carbon cycle by providing an introduction into the geographical distribution of permafrost, with a focus on the distribution of permafrost and its soil carbon reservoirs. The chapters explain the basic physical properties and processes of permafrost soils: ice, mineral and organic components, and how these interact with climate, vegetation and geomorphological processes. In particular, the book covers the role of the large quantities of ice in many permafrost soils which are crucial to understanding carbon cycle processes. An explanation is given on how permafrost becomes loaded with ice and carbon. Gas hydrates are also introduced. Structures and processes formed by the intense freeze-thaw action in the active layer are considered (e.g. ice wedging, cryoturbation), and the processes that occur as the permafrost thaws, (pond and lake formation, erosion). The book introduces soil carbon accumulation and decomposition mechanisms and how these are modified in a permafrost environment. A separate chapter deals with deep permafrost carbon, gas reservoirs and recently discovered methane emission phenomena from regions such as Northwest Siberia and the Siberian yedoma permafrost.

Description / Table of Contents: This book addresses a broad range of issues concerning microplastic pollution, including microplastic pollution in various environments (freshwater, marine, air and soil); the sources, fate and effects of microplastics; detection systems for microplastic pollution monitoring; green approaches for the synthesis of environmentally friendly polymers; recovery and recycling of marine plastics; wastewater treatment plants as a microplastic entrance route; nanoplastics as emerging pollutants; degradation of plastics in the marine environment; impacts of microplastics on marine life; microplastics: from marine pollution to the human food chain; mitigation of microplastic impacts and innovative solutions; sampling, extraction, purification and identification approaches for microplastics; adsorption and transport of pollutants on and in microplastics; and lastly, the socio-economic and environmental impacts: assessment and risk analysis. In addition to presenting cutting-edge information and highlighting current trends and issues, the book proposes concrete solutions to help face this significant environmental threat. It is chiefly intended for researchers and industry decision-makers; international, national and local institutions; and NGOs, providing them with comprehensive information on the origin of the problem; its effects on marine environments, with a particular focus on the Mediterranean Sea and coasts; and recent and ongoing research activities and projects aimed at finding technical solutions to mitigate the phenomenon. .

Description / Table of Contents: Seaweeds (macroalgae) represent the most striking living components in the Antarctic’s near-shore ecosystems, especially across the West Antarctic Peninsula and adjacent islands. Due to their abundance, their central roles as primary producers and foundation organisms, and as sources of diverse metabolically active products, seaweed assemblages are fundamental to biogeochemical cycles in Antarctic coastal systems. In recent years, the imminence of climate change and the direct impacts of human beings, which are affecting vast regions of the Antarctic, have highlighted the importance of seaweed processes in connection with biodiversity, adaptation and interactions in the benthic network. Various research groups have been actively involved in the investigation of these topics. Many of these research efforts have a long tradition, while some “newcomers” have also recently contributed important new approaches to the study of these organisms, benefiting polar science as a whole. This book provides an overview of recent advances and insights gleaned over the past several years. Focusing on a timely topic and extremely valuable resource, it assesses the challenges and outlines future directions in the study of Antarctic seaweeds.

Description / Table of Contents: This book provides a comprehensive overview of recent novel coronavirus (SARS-CoV-2) infection, their biology and associated challenges for their treatment and prevention of novel Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Discussing various aspects of COVID-19 infection, including global epidemiology, genome organization, immunopathogenesis, transmission cycle, diagnosis, treatment, prevention, and control strategies, it highlights host-pathogen interactions, host immune response, and pathogen immune invasion strategies toward developing an immune intervention or preventive vaccine for COVID-19. An understanding of the topics covered in the book is imperative in the context of designing strategies to protect the human race from further losses and harm due to SARS-CoV-2 infection causing COVID-19.

Description / Table of Contents: This book provides a comprehensive summary of research to date in the field of stable iron isotope geochemistry. Since research began in this field 20 years ago, the field has grown to become one of the major research fields in "non-traditional" stable isotope geochemistry. This book reviews all aspects of the field, from low-temperature to high-temperature processes, biological processes, and cosmochemical processes. It provides a detailed history and state-of-the art summary about analytical methods to determine Fe-isotope ratios and discusses analytical and sample prospects.

Description / Table of Contents: This book provides a cross-disciplinary overview of permafrost and the carbon cycle by providing an introduction into the geographical distribution of permafrost, with a focus on the distribution of permafrost and its soil carbon reservoirs. The chapters explain the basic physical properties and processes of permafrost soils: ice, mineral and organic components, and how these interact with climate, vegetation and geomorphological processes. In particular, the book covers the role of the large quantities of ice in many permafrost soils which are crucial to understanding carbon cycle processes. An explanation is given on how permafrost becomes loaded with ice and carbon. Gas hydrates are also introduced. Structures and processes formed by the intense freeze-thaw action in the active layer are considered (e.g. ice wedging, cryoturbation), and the processes that occur as the permafrost thaws, (pond and lake formation, erosion). The book introduces soil carbon accumulation and decomposition mechanisms and how these are modified in a permafrost environment. A separate chapter deals with deep permafrost carbon, gas reservoirs and recently discovered methane emission phenomena from regions such as Northwest Siberia and the Siberian yedoma permafrost.

Description / Table of Contents: This book presents current knowledge on chemistry and physics of Arctic atmosphere. Special attention is given to studies of the Arctic haze phenomenon, Arctic tropospheric clouds, Arctic fog, polar stratospheric and mesospheric clouds, atmospheric dynamics, thermodynamics and radiative transfer as related to the polar environment. The atmosphere-cryosphere feedbacks and atmospheric remote sensing techniques are presented in detail. The problems of climate change in the Arctic are also addressed.

Description / Table of Contents: Die Hochgebirge haben eine große Bedeutung für das globale Klima, die Wasserversorgung und die Biosphäre. So ist die besonders starke Ausprägung des Amazonas-Regenwalds den Anden zu verdanken. Sie verhindern den Durchzug der aus dem Atlantik mit viel Luftfeuchtigkeit kommenden Wolken. Dadurch erhält das Amazonas-Gebiet im Jahresdurchschnitt über 2.000 mm Regen, was die Grundlage für die intensive Bewaldung ist. Obwohl die Gebirge global nur ca. 12% der Landfläche bedecken, beherbergen Hochgebirge rund die Hälfte aller Säugetierarten und 74% aller endemischen Vogelarten (ohne Inselarten). 21 der 34 globalen Biodiversitätshotspots befinden sich in Hochgebirgen. In den Gebirgen entstehen aufgrund von höheren Niederschlägen wichtige Wasserressourcen auch für die angrenzenden Tiefländer. Trotz der für den Menschen oft erschwerten Zugänglichkeit sind Hochgebirge und Hoch-Plateaus, besonders in tropischen Regionen, Orte dichter Besiedlung und sogar von Hochkulturen. Die Folgen des Klimawandels sind in den Hochgebirgen besonders deutlich. So war die Erwärmung in den vergangenen Jahrzehnten dort höher als in den Flachländern. Die Gletscher schrumpfen in fast allen Gebirgen, insbesondere in den letzten Jahrzehnten. Auf den jetzt eisfreien Flächen siedeln sich schon nach wenigen Jahren neue Pflanzengemeinschaften an. In den Alpen hat das Eisvolumen seit 1850 schon um mehr als zwei Drittel abgenommen. Das entspricht allein seit 1997 einem Süßwasserverlust von etwa dem 14fachen Volumen des Bodensees. Insgesamt sind die Klimaänderungen in den Gebirgsregionen gravierender als im Flachland. Mit der Zunahme der Starkregen und dem Rückgang des Permafrosts nimmt die Gefahr von Erdrutschen zu, und manche Gletscher wurden instabil. Im Mittel haben sich die Temperaturen im Gebirgspermafrost in einem Jahrzehnt von 2007 bis 2016 um etwa 0,2°C erhöht. Die Schneedeckendauer nahm in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich ab; die Herausforderungen für den Wintertourismus werden zusehends größer.

Description / Table of Contents: "Examines issues faced by disabled library workers, through the lens of critical disability theory"

Description / Table of Contents: High-resolution images of phytoplankton cells such as diatoms or desmids, which are useful for monitoring water quality, can now be provided by digital microscopes, facilitating the automated analysis and identification of specimens. Conventional approaches are based on optical microscopy; however, manual image analysis is impractical due to the huge diversity of this group of microalgae and its great morphological plasticity. As such, there is a need for automated recognition techniques for diagnostic tools (e.g. environmental monitoring networks, early warning systems) to improve the management of water resources and decision-making processes. Describing the entire workflow of a bioindicator system, from capture, analysis and identification to the determination of quality indices, this book provides insights into the current state-of-the-art in automatic identification systems in microscopy. .

Description / Table of Contents: Until recently, the prevailing view of marine life at high latitudes has been that organisms enter a general resting state during the dark Polar Night and that the system only awakens with the return of the sun. Recent research, however, with coordinated, multidisciplinary field campaigns based on the high Arctic Archipelago of Svalbard, have provided a radical new perspective. Instead of a system in dormancy, a new perspective of a system in full operation and with high levels of activity across all major phyla is emerging. Examples of such activities and processes include: Active marine organisms at sea surface, water column and the sea-floor. At surface we find active foraging in seabirds and fish, in the water column we find a high biodiversity and activity of zooplankton and larvae such as active light induced synchronized diurnal vertical migration, and at seafloor there is a high biodiversity in benthic animals and macroalgae. The Polar Night is a period for reproduction in many benthic and pelagic taxa, mass occurrence of ghost shrimps (Caprellides), high abundance of Ctenophores, physiological evidence of micro- and macroalgal cells that are ready to utilize the first rays of light when they appear, deep water fishes found at water surface in the Polar night, and continuous growth of bivalves throughout the winter. These findings not only begin to shape a new paradigm for marine winter ecology in the high Arctic, but also provide conclusive evidence for a top-down controlled system in which primary production levels are close to zero. In an era of environmental change that is accelerated at high latitudes, we believe that this new insight is likely to strongly impact how the scientific community views the high latitude marine ecosystem. Despite the overwhelming darkness, the main environmental variable affecting marine organisms in the Polar Night is in fact light. The light regime during the Polar Night is unique with respect to light intensity, spectral composition of light and photoperiod. .

Description / Table of Contents: Der zentralasiatische Naturraum, wie er sich uns heute präsentiert, ist das Ergebnis eines Zusammenwirkens vieler verschiedener Faktoren über Jahrmillionen hinweg. Im aktuellen Kontext des Klimawandels zeigt sich jedoch, wie stark sich Stoffflüsse auch kurzfristig ändern und dabei das Gesicht der Landschaft verwandeln können. Die Gobi-Wüste in der Inneren Mongolei (China), als Teil der gleichnamigen Trockenregionen Nordwestchinas, ist aufgrund der Ausgestaltung ihrer landschaftsprägenden Elemente sowie ihrer Landschaftsdynamik, im Zusammenhang mit der Lage zum Tibet-Plateau, in den Fokus der klimageschichtlichen Grundlagenforschung gerückt. Als großes Langzeitarchiv unterschiedlichster fluvialer, lakustriner und äolischer Sedimente stellt sie eine bedeutende Lokalität zur Rekonstruktion von lokalen und regionalen Stoffflüssen dar.. Andererseits ist die Gobi-Wüste zugleich auch eine bedeutende Quelle für den überregionalen Staubtransport, da sie aufgrund der klimatischen Bedingungen insbesondere der Erosion durch Ausblasung preisgegeben wird. Vor diesem Hintergrund erfolgten zwischen 2011 und 2014, im Rahmen des BMBF-Verbundprogramms WTZ Zentralasien – Monsundynamik & Geoökosysteme (Förderkennzeichen 03G0814), mehrere deutsch-chinesische Expeditionen in das Ejina-Becken (Innere Mongolei) und das Qilian Shan-Vorland. Im Zuge dieser Expeditionen wurden für eine Bestimmung potenzieller Sedimentquellen erstmals zahlreiche Oberflächenproben aus dem gesamten Einzugsgebiet des Heihe (schwarzer Fluss) gesammelt. Zudem wurden mit zwei Bohrungen im inneren des Ejina-Beckens, ergänzende Sedimentbohrkerne zum bestehenden Bohrkern D100 (siehe Wünnemann (2005)) abgeteuft, um weit reichende, ergänzende Informationen zur Landschaftsgeschichte und zum überregionalen Sedimenttransfer zu erhalten. Gegenstand und Ziel der vorliegenden Doktorarbeit ist die sedimentologisch-mineralogische Charakterisierung des Untersuchungsgebietes in Bezug auf potenzielle Sedimentquellen und Stoffflüsse des Ejina-Beckens sowie die Rekonstruktion der Ablagerungsgeschichte eines dort erbohrten, 19m langen Sedimentbohrkerns (GN100). Schwerpunkt ist hierbei die Klärung der Sedimentherkunft innerhalb des Bohrkerns sowie die Ausweisung von Herkunftssignalen und möglichen Sedimentquellen bzw. Sedimenttransportpfaden. Die methodische Herangehensweise basiert auf einem Multi-Proxy-Ansatz zur Charakterisierung der klastischen Sedimentfazies anhand von Geländebeobachtungen, lithologisch-granulometrischen und mineralogisch-geochemischen Analysen sowie statistischen Verfahren. Für die mineralogischen Untersuchungen der Sedimente wurde eine neue, rasterelektronenmikroskopische Methode zur automatisierten Partikelanalyse genutzt und den traditionellen Methoden gegenübergestellt. Die synoptische Betrachtung der granulometrischen, geochemischen und mineralogischen Befunde der Oberflächensedimente ergibt für das Untersuchungsgebiet ein logisches Kaskadenmodell mit immer wiederkehrenden Prozessbereichen und ähnlichen Prozesssignalen. Die umfangreichen granulometrischen Analysen deuten dabei auf abnehmende Korngrößen mit zunehmender Entfernung vom Qilian Shan hin und ermöglichen die Identifizierung von vier texturellen Signalen: den fluvialen Sanden, den Dünensanden, den Stillwassersedimenten und Stäuben. Diese Ergebnisse können als Interpretationsgrundlage für die Korngrößenanalysen des Bohrkerns genutzt werden. Somit ist es möglich, die Ablagerungsgeschichte der Bohrkernsedimente zu rekonstruieren und in Verbindung mit eigenen und literaturbasierten Datierungen in einen Gesamtkontext einzuhängen. Für das Untersuchungsgebiet werden somit vier Ablagerungsphasen ausgewiesen, die bis in die Zeit des letzten glazialen Maximums (LGM) zurückreichen. Während dieser Ablagerungsphasen kam es im Zuge unterschiedlicher Aktivitäts- und Stabilitätsphasen zu einer kontinuierlichen Progradation und Überprägung des Schwemmfächers. Eine besonders aktive Phase kann zwischen 8 ka und 4 ka BP festgestellt werden, während der es aufgrund zunehmender fluvialer Aktivitäten zu einer deutlich verstärkten Schwemmfächerdynamik gekommen zu sein scheint. In den Abschnitten davor und danach waren es vor allem äolische Prozesse, die zu einer Überprägung des Schwemmfächers geführt haben. Hinsichtlich der mineralogischen Herkunftssignale gibt es eine große Variabilität. Dies spiegelt die enorme Heterogenität der Geologie des Untersuchungsgebietes wider, wodurch die räumlichen Signale nicht sehr stark ausgeprägt sind. Dennoch, können für das Einzugsgebiet drei größere Bereiche deklariert werden, die als Herkunftsgebiet in Frage kommen. Das östliche Qilian Shan Vorland zeichnet sich dabei durch deutlich höhere Chloritgehalte als primäre Quelle für die Sedimente im Ejina-Becken aus. Sie unterscheiden sich insbesondere durch stark divergierende Chloritgehalte in der Tonmineral- und Gesamtmineralfraktion, was das östliche Qilian Shan Vorland als primäre Quelle für die Sedimente im Ejina-Becken auszeichnet. Dies steht in Zusammenhang mit den Grünschiefern, Ophioliten und Serpentiniten in diesem Bereich. Geochemisch deutet vor allem das Cr/Rb-Verhältnis eine große Variabilität innerhalb des Einzugsgebietes an. Auch hier ist es das östliche Vorland, welches aufgrund seines hohen Anteils an mafischen Gesteinen reich an Chromiten und Spinellen ist und sich somit vom restlichen Untersuchungsgebiet abhebt. Die zeitliche aber auch die generelle Variabilität der Sedimentherkunft lässt sich in den Bohrkernsedimenten nicht so deutlich nachzeichnen. Die mineralogisch-sedimentologischen Eigenschaften der erbohrten klastischen Sedimente zeugen zwar von zwischenzeitlichen Änderungen bei der Sedimentherkunft, diese sind jedoch nicht so deutlich ausgeprägt, wie es die Quellsignale in den Oberflächensedimenten vermuten lassen. Ein Grund dafür scheint die starke Vermischung unterschiedlichster Sedimente während des Transportes zu sein. Die Kombination der Korngrößenergebnisse mit den Befunden der Gesamt- und Schwermineralogie deuten darauf hin, dass es zwischenzeitlich eine Phase mit überwiegend äolischen Prozessen gegeben hat, die mit einem Sedimenteintrag aus dem westlichen Bei Shan in Verbindung stehen. Neben der Zunahme ultrastabiler Schwerminerale wie Zirkon und Granat und der Abnahme opaker Schwerminerale, weisen vor allem die heutigen Verhältnisse darauf hin. Der Vergleich der traditionellen Schwermineralanalyse mit der Computer-Controlled-Scanning-Electron-Microscopy (kurz: CCSEM), die eine automatisierte Partikelauswertung der Proben ermöglicht, zeigt den deutlichen Vorteil der modernen Analysemethode. Neben einem zeitlichen Vorteil, den man durch die automatisierte Abarbeitung der vorbereiteten Proben erlangen kann, steht vor allem die deutlich größere statistische Signifikanz des Ergebnisses im Vordergrund. Zudem können mit dieser Methode auch chemische Varietäten einiger Schwerminerale bestimmt werden, die eine noch feinere Klassifizierung und sicherere Aussagen zu einer möglichen Sedimentherkunft ermöglichen. Damit ergeben sich außerdem verbesserte Aussagen zu Zusammensetzungen und Entstehungsprozessen der abgelagerten Sedimente. Die Studie verdeutlicht, dass die Sedimentherkunft innerhalb des Untersuchungsgebietes sowie die ablaufenden Prozesse zum Teil stark von lokalen Gegebenheiten abhängen. Die Heterogenität der Geologie und die Größe des Einzugsgebietes sowie die daraus resultierende Komplexität der Sedimentgenese, machen exakte Zuordnungen zu klar definierten Sedimentquellen sehr schwer. Dennoch zeigen die Ergebnisse, dass die Sedimentzufuhr in das Ejina-Becken in erster Linie durch fluviale klastische Sedimente des Heihe aus dem Qilian Shan erfolgt sein muss. Die Untersuchungsergebnisse zeigen jedoch ebenso die Notwendigkeit einer ergänzenden Bearbeitung angrenzender Untersuchungsgebiete, wie beispielsweise den Gobi-Altai im Norden oder den Beishan im Westen, sowie die Verdichtung der Oberflächenbeprobung zur feineren Auflösung von lokalen Sedimentquellen.

Description / Table of Contents: In the Anthropocene, the thawing of frozen earth due to global warming has drawn worldwide attention to permafrost. Contemporary scientists define permafrost as ground that maintains a negative temperature for at least two years. But where did this particular conception of permafrost originate, and what alternatives existed? The Life of Permafrost provides an intellectual history of permafrost, placing the phenomenon squarely in the political, social, and material context of Russian and Soviet science. Pey-Yi Chu shows that understandings of frozen earth were shaped by two key experiences in the Russian Empire and the Soviet Union. On one hand, the colonization and industrialization of Siberia nourished an engineering perspective on frozen earth that viewed the phenomenon as an aggregate physical structure: ground. On the other, a Russian and Soviet tradition of systems thinking encouraged approaching frozen earth as a process, condition, and space tied to planetary exchanges of energy and matter. Aided by the US militarization of the Arctic during the Cold War, the engineering view of frozen earth as an obstacle to construction became dominant. The Life of Permafrost tells the fascinating story of how permafrost came to acquire life as Russian and Soviet scientists studied, named, and defined it.

Description / Table of Contents: Die MOSAiC-Expedition verschiebt die Grenzen des Machbaren und markiert einen historischen Meilenstein der Polarforschung. In den Fußstapfen von Fridtjof Nansens bahnrechender Pionierleistung in den Jahren 1893 bis 1896 mit seinem hölzernen Segelschiff »Fram« bringt sie erstmals einen modernen Forschungseisbrecher im Winter in die direkte Umgebung des Nordpols. 20 Nationen haben sich zusammengetan, um die Geheimnisse des dramatischen Klimawandels der Arktis zu entschlüsseln. Untertützt wird das Flaggschiff der Expedition, der deutsche Forschungseisbrecher »Polarstern«, von sechs weiteren Schiffen und Eisbrechern, Flugzeugen und Helikoptern. Insgesamt fünfhundert Menschen nehmen an den verschiedenen Phasen der Expedition teil. Markus Rex, Kopf des Vorhabens und Expeditionsleiter, berichtet anschaulich vom oft genug dramatischen Verlauf dieser Expedition, aber auch von überwältigend faszinierenden Eindrücken aus der Arktis während der langen winterlichen Polarnacht und während des sommerlichen Polartags. Und er beschreibt die unvorstellbaren Herausforderungen, denen sich die Expeditionsteilnehmer eingefroren im polaren Eis gestellt haben - immer geleitet von dem Ziel, Licht in die Prozesse des globalen Klimawandels zu bringen, der nirgends so auseprägt ist wie in der Arktis.

Description / Table of Contents: This thesis investigates how the permafrost microbiota responds to global warming. In detail, the constraints behind methane production in thawing permafrost were linked to methanogenic activity, abundance and composition. Furthermore, this thesis offers new insights into microbial adaptions to the changing environmental conditions during global warming. This was assesed by investigating the potential ecological relevant functions encoded by plasmid DNA within the permafrost microbiota. Permafrost of both interglacial and glacial origin spanning the Holocene to the late Pleistocene, including Eemian, were studied during long-term thaw incubations. Furthermore, several permafrost cores of different stratigraphy, soil type and vegetation cover were used to target the main constraints behind methane production during short-term thaw simulations. Short- and long-term incubations simulating thaw with and without the addition of substrate were combined with activity measurements, amplicon and metagenomic sequencing of permanently frozen and seasonally thawed active layer. Combined, it allowed to address the following questions. i) What constraints methane production when permafrost thaws and how is this linked to methanogenic activity, abundance and composition? ii) How does the methanogenic community composition change during long-term thawing conditions? iii) Which potential ecological relevant functions are encoded by plasmid DNA in active layer soils? The major outcomes of this thesis are as follows. i) Methane production from permafrost after long-term thaw simulation was found to be constrained mainly by the abundance of methanogens and the archaeal community composition. Deposits formed during periods of warmer temperatures and increased precipitation, (here represented by deposits from the Late Pleistocene of both interstadial and interglacial periods) were found to respond strongest to thawing conditions and to contain an archaeal community dominated by methanogenic archaea (40% and 100% of all detected archaea). Methanogenic population size and carbon density were identified as main predictors for potential methane production in thawing permafrost in short-term incubations when substrate was sufficiently available. ii) Besides determining the methanogenic activity after long-term thaw, the paleoenvironmental conditions were also found to influence the response of the methanogenic community composition. Substantial shifts within methanogenic community structure and a drop in diversity were observed in deposits formed during warmer periods, but not in deposits from stadials, when colder and drier conditions occurred. Overall, a shift towards a dominance of hydrogenotrophic methanogens was observed in all samples, except for the oldest interglacial deposits from the Eemian, which displayed a potential dominance of acetoclastic methanogens. The Eemian, which is discussed to serve as an analogue to current climate conditions, contained highly active methanogenic communities. However, all potential limitation of methane production after permafrost thaw, it means methanogenic community structure, methanogenic population size, and substrate pool might be overcome after permafrost had thawed on the long-term. iii) Enrichments with soil from the seasonally thawed active layer revealed that its plasmid DNA (‘metaplasmidome’) carries stress-response genes. In particular it encoded antibiotic resistance genes, heavy metal resistance genes, cold shock proteins and genes encoding UV-protection. Those are functions that are directly involved in the adaptation of microbial communities to stresses in polar environments. It was further found that metaplasmidomes from the Siberian active layer originate mainly from Gammaproteobacteria. By applying enrichment cultures followed by plasmid DNA extraction it was possible to obtain a higher average contigs length and significantly higher recovery of plasmid sequences than from extracting plasmid sequences from metagenomes. The approach of analyzing ‘metaplasmidomes’ established in this thesis is therefore suitable for studying the ecological role of plasmids in polar environments in general. This thesis emphasizes that including microbial community dynamics have the potential to improve permafrost-carbon projections. Microbially mediated methane release from permafrost environments may significantly impact future climate change. This thesis identified drivers of methanogenic composition, abundance and activity in thawing permafrost landscapes. Finally, this thesis underlines the importance to study how the current warming Arctic affects microbial communities in order to gain more insight into microbial response and adaptation strategies.

Description / Table of Contents: This book provides in-depth information about the sea ice in the Arctic at scales from paleoenvironmental variability to more contemporary changes during the past and present centuries. The book is based on several decades of research related to sea ice in the Arctic and its variability, sea ice process studies as well as implications of the sea ice variability on human activities. The chapters provide an extensive overview of the research results related to sea ice in the Arctic at paleo-scales to more resent scales of variations as well as projections for changes during the 21st century. The authors have pioneered the satellite remote sensing monitoring of sea ice and used other monitoring data in order to study, monitor and model sea ice and its processes

Description / Table of Contents: This book presents current knowledge on chemistry and physics of Arctic atmosphere. Special attention is given to studies of the Arctic haze phenomenon, Arctic tropospheric clouds, Arctic fog, polar stratospheric and mesospheric clouds, atmospheric dynamics, thermodynamics and radiative transfer as related to the polar environment. The atmosphere-cryosphere feedbacks and atmospheric remote sensing techniques are presented in detail. The problems of climate change in the Arctic are also addressed.

Description / Table of Contents: Contents: - 1 Land, Leute und Bodenschätze. - 1.1 Die Arktis und ihre Grenzen: eine physisch-geographische Einführung. - 1.2 Geologische Entwicklung und tektonischer Bau der Antarktis. - 1.3 Geschichte der antarktischen Entdeckungen. - 1.4 Abriss der Geschichte der Entdeckung der Arktis. - 1.5 Die indigenen Völker im Norden: frühere und gegenwärtige Entwicklungen. - 1.6 Die mittelalterliche Besiedlung Westgrönlands durch die Wikinger - ein fehlgeschlagenes Experiment?. - 1.7 Permafrost - ein weit verbreitetes Klimaphänomen der Arktis und Subarktis. - 1.8 Die Geologie der Arktis, ihre Bodenschätze und ihr rechtlicher Status. - 2 Meeresströmung, Stürme und Eis. - 2.1 Struktur, Dynamik und Bedeutung des antarktischen Wasserringes. - 2.2 Wassermassenänderungen im Arktischen Ozean. - 2.3 Änderungen in der Nordatlantischen Tiefenwasserbildung und ihre Auswirkungen auf das Europäische Klima. - 2.4 Roaring Forties und Riesenwellen - Gefahren im Südpolarmeer. - 2.5 Polare Mesozyklonen: Die Hurrikane der Polargebiete. - 2.6 Die Wechselwirkung zwischen antarktischen Schelfeisgebieten und dem Ozean und der Beitrag zur ozeanischen Wassermassenbildung. - 2.7 Die Massenbilanzen des antarktischen und grönländischen Inlandeises und der Charakter ihrer Veränderungen. - 2.8 Veränderung der Dicke und Ausdehnung des Polarmeereises. - 3 Flora, Fauna und Ökosysteme. - 3.1 Flora und Vegetation des terrestrischen Bereichs. - 3.2 Ökophysiologie und Wachstum arktischer Pflanzen im Klimawandel. - 3.3 Das Meereis als Lebensraum. - 3.4 Einfluss von Fischerei und Klima auf die Bestände des antarktischen Krill. - 3.5 Klimabedingte ökologische Veränderungen in den Bodenfaunen polarer Schelfmeere. - 3.6 Die Fische des Nord- und Südpolarmeeres. - 3.7 Vogelwelt der Polarregionen und ihre Gefährdung. - 3.8 Robben und Robbenschlag in der Antarktis. - 3.9 Arktische Robben und Eisbären - Auswirkungen von Klimaerwärmung und Ressourcennutzung. - 3.10 Warnsignale Walfang. - 3.11 Marine Biodiversität in den Polarregionen nach der Volkszählung der Meere. - 4 Das Weltklima und die Polarregionen. - 4.1 Wechselwirkungen zwischen arktischem Meereis und der atmosphärischen Zirkulation. - 4.2 Niederschläge in den Polarregionen und ihre Erfassung. - 4.3 Atmosphärische Messungen an der AWIPEV Station Spitzbergen. - 4.4 Das Polarlicht. - 4.5 Erwärmung der Polarregionen in den letzten 50 Jahren: Ursachen und Folgen. - 4.6 Verhalltes Warnsignal: Die Erwärmung ds Nordpolargebietes während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. - 4.7 Die Rolle ozeanischer Wärmetransporte für das Klima der Arktis im letzten Jahrtausend. - 4.8 Polareiskerne - Archive globaler Klima- und Umweltveränderungen. - 4.9 Die polaren Meeressedimente als Archiv des Weltklimas. - 4.10 Der katabatische Wind über den polaren Eisschilden. - 4.11 Meeresspiegelanstieg - Eisschilde, Gletscher und thermische Ausdehnung: eine kurze Übersicht. - 4.12 Anmerkungen über Veränderungen in den Eisströmen der Eisschilde. - 4.13 Permafrostbeeinflusste Böden (Kryosole) im Klimawandel. - 4.14 Methanhydrate in arktischen Sedimenten - Einfluss auf Klima und Stabilität der Kontinentalränder. - 5 Forschung, Gefährdung und Schutz. - 5.1 Über die deutschen Forschungsaktivitäten in den Polarregionen. - 5.2 Rückgang des Ozons in der Stratosphäre der Polarregionen. - 5.3 Ausbreitung von Schadstoffen in die Polarregionen. - 5.4 Anreicherung und Effekte von organischen Schadstoffen in der polaren Umwelt. - 5.5 Tourismus und seine Auswirkungen. - 5.6 Globale Gefahren durch intensive Nutzung der Taiga-Wälder. - 5.7 Die Nutzung von Öl- und Gasvorkommen in einer nahezu eisfreien Arktis. - 5.8 Antarktis im Spannungsfeld zwischen Forschung, Tourismus und Umweltschutz. - 5.9 Meeresschutzgebiete in der Antarktis: Lassen sich Schutz- und Fischerei-Interessen verbinden?. - 5.10 Gebietsstreitigkeiten in der Arktis - Ist eine friedliche Beilegung mittels Abgrenzung erreichbar?. - 5.11 Umweltschutz in einer Arktis im Wandel. - 6 Sachregister.

Description / Table of Contents: Die Polarregionen üben trotz ihrer abgelegenen Lage einen erheblichen Einfluss auf das Weltklima aus. Dies hängt besonders mit den bedeutenden Kopplungsprozessen zwischen dem Eis (Eisschilde, Meereis, Schnee und Permafrost) und der atmosphärischen sowie ozeanischen Zirkulation zusammen. Das Abschmelzen aller polaren Eisschilde würde beispielsweise einen globalen Anstieg des Meeresspiegels um etwa 70 m bewirken. Aber auch schon geringe Schwankungen im polaren Eisvolumen führen zu merklichen Veränderungen des Meeresspiegels. Die Klima-Prognosen der letzen Jahre haben sich weitgehend bestätigt. Die heutigen Messungen zeigen sogar, dass sich das Klima eher schneller ändert als erwartet. Die beobachtete Erderwärmung während des 20. Jahrhunderts hat sich in diesem Jahrhundert fortgesetzt; zurzeit beträgt die mittlere globale Erwärmung über den Kontinenten bereit 0,9°C. Diese Entwicklung wird sich fortsetzen, wenn die Anreicherung der Atmosphäre mit Treibhausgasen (vor allem CO2) anhält. Besorgniserregend ist die Tatsache, dass die heute emittierten CO2-Mengen Jahrhunderte in der Atmosphäre verbleiben. Die Folgen des Klimawandels sind vielfältig. Der Meeresspiegelanstieg stieg von 1,7 mm/Jahr in den 1970/80er Jahren auf jetzt 3 mm/Jahr. Der 5. Sachstandsbericht des IPCC (2013) gibt für den Zeitraum 1993 - 2010 einen globalen mittleren Meeresspiegelanstieg von 3,2 mm/Jahr an. Viele Inselstaaten und tief gelegene Küstenländer, die am wenigsten zur Erderwärmung beitragen, werden am härtesten von den Folgen betroffen sein. Sie sind nicht in der Lage, sich mit Dämmen zu schützen. Die Erwärmung ist am stärksten in der nördlichen Polarregion. Die eisbedeckte Fläche hat sich dort fast halbiert. Auch der Westantarktische Eisschild schrumpft; dort gehen 180 km3 Eis jährlich verlären. Zahlreiche polare Arten, zum Beispiel der Eisbär, drohen ihre Lebensräume zu verlieren. Wir befinden uns bereits jetzt in einem Klimawandel, der bei ungenügendem Klimaschutz zu Temperaturen führen kann, die die Erde seit mindestens einer Million Jahre nicht mehr erlebt hat. Studien zeigen, dass der Mensch maßgeblich für den jetzigen Klimawandel verantwortlich ist. Mit diesen und anderen Themen befassen sich rund 100 Experten im vorliegenden Buch. Die Beiträge sind leicht verständlich geschrieben.

Description / Table of Contents: This book gives a coherent development of the current understanding of the fluid dynamics of the middle latitude atmosphere. lt is primarily aimed at post-graduate and advanced undergraduate level students and does not assume any previous knowledge of fluid mechanics, meteorology or atmospheric science. The book will be an invaluable resource for any quantitative atmospheric scientist who wishes to increase their understanding of the subject. The importance of the rotation of the Earth and the stable stratification of its atmosphere, with their implications for the balance of larger-scale flows, is highlighted throughout. Clearly structured throughout, the first of three themes deals with the development of the basic equations for an atmosphere on a rotating, spherical planet and discusses scale analyses of these equations. The second theme explores the importance of rotation and introduces vorticity and potential vorticity, as well as turbulence. In the third theme, the concepts developed in the first two themes are used to give an understanding of balanced motion in real atmospheric phenomena. lt starts with quasi-geostrophic theory and moves on to linear and nonlinear theories for mid-latitude weather systems and their fronts. The potential vorticity perspective on weather systems is highlighted with a discussion of the Rossby wave propagation and potential vorticity mixing covered in the final chapter.

Description / Table of Contents: Iceland, Greenland and the Faroe Islands have in common their history as Danish dependencies within a historically and geographically coherent region. The complex aftermaths of Denmark's sovereignty over its North Atlantic territories and their ongoing nation building processes lie at the core of this book. Today, we are witnessing region building processes beyond bilateral links to Denmark. How do the countries position themselves, individually and collectively, vis-à-vis the European metropolitan centres, a larger transcontinental North Atlantic region, the "hot" Arctic, and global histories of colonialism and decolonisation? By examining the region from cultural, literary, historical, political, anthropological and linguistic perspectives, the articles in this book shed light on Nordic colonialism and its understanding as "exceptional", and challenge and modify established notions of postcolonialism. Iceland, Greenland and the Faroe Islands are shown to be both the (former) subjects as well as the producers of cultural hierarchisations in an entangled world.

Description / Table of Contents: This book described the current status and possible future changes of the thermokarst (thaw) lakes of western Siberia as dominant forms of landscape and regulators of greenhouse gas exchange within the atmosphere. Thawing permafrost and resulting microbial decomposition of previously frozen organic carbon is one of the most significant terrestrial ecosystem positive feedbacks to a warming climate. Ongoing processes of the permafrost thawing in Western Siberia are likely to increase the surface of water bodies via forming so-called thermokarst lakes, mobilizing the organic carbon (OC) from the soil pool to the rivers and, finally, to the ocean, and thus modifying the fluxes of methane (CH4) and CO2 to the atmosphere. Despite their tremendous importance for green house gazes regulation and hydrological regime control, very little is known about hydrochemistry of western Siberia thaw lakes. This book assesses the variation of major and trace elements (TE) and organic carbon (OC) concentration along the chronosequence of lake development and the latitude profile of variable permafrost abundance; characterizes the colloidal status of TE and distinguishes between the relative proportion of organic and organo-mineral colloids; describes the particularity of microbiological composition of thermokarst lake waters and production/mineralization processes in the water column; and presents the perspective of water chemical composition evolution under the climate change scenario. Each of these aforementioned objectives present a scientific challenge given mainly the paucity of existing information on these important but still very poorly studied ecosystems. Taken together, understanding of these issues and identification and quantification of controlling environmental parameters should produce conceptually new knowledge of biogeochemical processes operating within the Western Siberia Plain with the possibility of extrapolation of generated knowledge to much larger territories of arctic and subarctic permafrost-affected areas. (Imprint: Nova)

Description / Table of Contents: Die Dynamik der Atmosphäre der Erde umfasst einen Bereich von mikrophysikalischer Turbulenz über konvektive Prozesse und Wolkenbildung bis zu planetaren Wellenmustern. Für Wettervorhersage und zur Betrachtung des Klimas über Jahrzehnte und Jahrhunderte ist diese Gegenstand der Modellierung mit numerischen Verfahren. Mit voranschreitender Entwicklung der Rechentechnik sind Neuentwicklungen der dynamischen Kerne von Klimamodellen, die mit der feiner werdenden Auflösung auch entsprechende Prozesse auflösen können, notwendig. Der dynamische Kern eines Modells besteht in der Umsetzung (Diskretisierung) der grundlegenden dynamischen Gleichungen für die Entwicklung von Masse, Energie und Impuls, so dass sie mit Computern numerisch gelöst werden können. Die vorliegende Arbeit untersucht die Eignung eines unstetigen Galerkin-Verfahrens niedriger Ordnung für atmosphärische Anwendungen. Diese Eignung für Gleichungen mit Wirkungen von externen Kräften wie Erdanziehungskraft und Corioliskraft ist aus der Theorie nicht selbstverständlich. Es werden nötige Anpassungen beschrieben, die das Verfahren stabilisieren, ohne sogenannte „slope limiter” einzusetzen. Für das unmodifizierte Verfahren wird belegt, dass es nicht geeignet ist, atmosphärische Gleichgewichte stabil darzustellen. Das entwickelte stabilisierte Modell reproduziert eine Reihe von Standard-Testfällen der atmosphärischen Dynamik mit Euler- und Flachwassergleichungen in einem weiten Bereich von räumlichen und zeitlichen Skalen. Die Lösung der thermischen Windgleichung entlang der mit den Isobaren identischen charakteristischen Kurven liefert atmosphärische Gleichgewichtszustände mit durch vorgegebenem Grundstrom einstellbarer Neigung zu(barotropen und baroklinen)Instabilitäten, die für die Entwicklung von Zyklonen wesentlich sind. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten sind diese Zustände direkt im z-System(Höhe in Metern)definiert und müssen nicht aus Druckkoordinaten übertragen werden.Mit diesen Zuständen, sowohl als Referenzzustand, von dem lediglich die Abweichungen numerisch betrachtet werden, und insbesondere auch als Startzustand, der einer kleinen Störung unterliegt, werden verschiedene Studien der Simulation von barotroper und barokliner Instabilität durchgeführt. Hervorzuheben ist dabei die durch die Formulierung von Grundströmen mit einstellbarer Baroklinität ermöglichte simulationsgestützte Studie des Grades der baroklinen Instabilität verschiedener Wellenlängen in Abhängigkeit von statischer Stabilität und vertikalem Windgradient als Entsprechung zu Stabilitätskarten aus theoretischen Betrachtungen in der Literatu

Description / Table of Contents: Thermodynamics, Kinetics and Microphysics of Clouds presents a unified theoretical foundation that provides the basis for incorporating cloud microphysical processes in cloud and climate models. In particular, the book provides: • a theoretical basis for understanding the processes of cloud particle formation, evolution and precipitation, with emphasis on spectral cloud microphysics based on numerical and analytical solutions of the kinetic equations for the drop and crystal size spectra along with the supersaturation equation; • the latest detailed theories and parameterizations of drop and crystal nucleation suitable for cloud and climate models derived from the general principles of thermodynamics and kinetics; • a platform for advanced parameterization of clouds in weather prediction and climate models; • the scientific foundation for weather and climate modification by cloud seeding. This book will be invaluable for researchers and advanced students engaged in cloud and aerosol physics, and air pollution and climate research.

Description / Table of Contents: This revised and updated edition focuses on constrained ordination (RDA, CCA), variation partitioning and the use of permutation tests of statistical hypotheses about multivariate data. Both classification and modern regression methods (GLM, GAM, loess) are reviewes and species functional traits and spatial structures are analysed. Nine case studies of varying difficulty help to illustrate the suggestes analytical methods, using the latest version of Canoco 5. All studies utilise descriptive and manipulative approaches, and are supported by data sets and project files available from the book website: http://regent.prf.jcu.cz/maed2/. Written primarily for community ecologists needing to analyse data resulting from field observations and experiments, this book is a valuable resource for students and researchers dealing with both simple and complex ecological problems, such as the variation of biotic communities with environmental conditions or their response to experimental manipulation.

Description / Table of Contents: Once ice-bound, difficult to access, and largely ignored by the rest of the world, the Arctic is now front and center in the midst of many important questions facing the world today. Our daily weather, what we eat, and coastal flooding are all interconnected with the future of the Arctic. The year 2012 was an astounding year for Arctic change. The summer sea ice volume smashed previous records, losing approximately 75 percent of its value since 1980 and half of its areal coverage. Multiple records were also broken when 97 percent of Greenland's surface experienced melt conditions in 2012, the largest melt extent in the satellite era. Receding ice caps in Arctic Canada are now exposing land surfaces that have been continuously ice covered for more than 40,000 years. What happens in the Arctic has far-reaching implications around the world. Loss of snow and ice exacerbates climate change and is the largest contributor to expected global sea level rise during the next century. Ten percent of the world's fish catches comes from Arctic and sub-Arctic waters. The U.S. Geological Survey estimated that up to 13 percent of the world's remaining oil reserves are in the Arctic. The geologic history of the Arctic may hold vital clues about massive volcanic eruptions and the consequent release of massive amount of coal fly ash that is thought to have caused mass extinctions in the distant past. How will these changes affect the rest of Earth? What research should we invest in to best understand this previously hidden land, manage impacts of change on Arctic communities, and cooperate with researchers from other nations? The Arctic in the Anthropocene reviews research questions previously identified by Arctic researchers, and then highlights the new questions that have emerged in the wake of and expectation of further rapid Arctic change, as well as new capabilities to address them. This report is meant to guide future directions in U.S. Arctic research so that research is targeted on critical scientific and societal questions and conducted as effectively as possible. The Arctic in the Anthropocene identifies both a disciplinary and a cross-cutting research strategy for the next 10 to 20 years, and evaluates infrastructure needs and collaboration opportunities. The climate, biology, and society in the Arctic are changing in rapid, complex, and interactive ways. Understanding the Arctic system has never been more critical; thus, Arctic research has never been more important. This report will be a resource for institutions, funders, policy makers, and students. Written in an engaging style, The Arctic in the Anthropocene paints a picture of one of the last unknown places on this planet, and communicates the excitement and importance of the discoveries and challenges that lie ahead.

Description / Table of Contents: Alfred Wegener (1880-1930) war eine der vielseitigsten Forscherpersönlichkeiten unseres Jahrhunderts. Er beschränkte sich in seinem Schaffen und mit seinen wissenschaftlichen Ideen nicht auf ein enges Fachgebiet. Wegener gab Impulse für die Polarforschung ebenso wie für die Geowissenschaften, von der Geologie über Geophysik und Meteorologie bis hin zur kosmischen Physik. ln seiner Doktorarbeit hatte er in brillanter Weise ein astronomisches Thema behandelt und sich mit seinem 1911 erschienenen Buch "Thermodynamik der Atmosphäre" als Meteorologe vorgestellt, als er am 6.12.1912 mit der kühnen Hypothese vor die in Frankfurt am Main tagende Hauptversammlung der Geologischen Vereinigung trat, nach der die Festländer so "fest" gar nicht wären und sich ihre Lage im Verlauf der Erdgeschichte verschiebe. Er wurde als "Nichtfachmann" nicht ernstgenommen, ja von manchem sogar verhöhnt. Es bedurfte der wissenschaftlichen Erkenntnisse unserer Tage, um die Richtigkeit von Wegeners "Kontinentalverschiebungstheorie'' zu beweisen. Selbst in Fachkreisen ist es wenig bekannt, daß Alfred Wegener aus scharfsinnigen Experimenten Gedanken über die Entstehung der Mondkrater durch Meteoriteneinschlag entwickelte und aus ihnen Vorstellungen über die Entstehung des Mondes und der Erde formulierte, die im Kern wesensgleich mit heutigen Kenntnissen sind. Vier Grönlandexpeditionen boten Alfred Wegener ungelöste wissenschaftliche Aufgaben, ja Abenteuer. Kurz entschlossen hatte er sich als Meteorologe und Physiker um Teilnahme an der Expedition des dänischen Polarforschers Ludvig Mylius-Erichsen beworben und war angenommen worden. Auf dieser seiner ersten GrönIand-Expedition schrieb Wegener am 25.12.1906: "Hier draußen gibt es Arbeit, die des Mannes wert ist, hier gewinnt das Leben Inhalt. Mögen Schwächlinge daheim bleiben und alle Theorien der Welt auswendig lernen, hier draußen Auge in Auge der Natur gegenüberstehen und seinen Scharfsinn an ihren Rätseln erproben, das gibt dem Leben einen ganz ungeahnten Inhalt." Die von Ulrich Wutzke verfaßte Biographie entwirft ein in seinem Detailreichtum fesselndes Bild eines Forscherlebens, dessen wichtigste Stationen Berlin, Marburg, Hamburg und Graz waren. Der Autor hatte Gelegenheit, diese Stationen zu besuchen und an Ort und Stelle zu recherchieren, ja, mit Zeitgenossen Wegeners zu sprechen, die ihn gekannt und erlebt haben, mit Expeditionsteilnehmern, seiner Witwe und seinen Töchtern. Gleichermaßen mit Akribie und Wärme zeichnet Ulrich Wutzke den Lebensweg eines sympathischen, fleißigen Menschen, der immer an der Verbesserung seiner Theorien arbeitete. Durch seinen tragischen Tod im Grönlandeis hat Wegener den Triumph seiner Theorien nicht mehr erleben können.

Description / Table of Contents: Contents: Introduction. - Evolution of the freshwater ecosystem: the fossil record. - Lacustrine varve formation through time. - Biological and sedimentary facies of Australian salt lakes. - Freshwater fungi: fossil record and paleoecological potential. - Chrysophycean microfossils in paleolimnological studies. - Fossil diatoms and neogene paleolimnology. - Freshwater macrophytes in palaeolimnology. - Fossil pigments in paleoecology and paleolimnology. - Lacustrine thecamoebians (mainly arcellaceans) as potential tools for palaeolimnological interpretations. - Utilization of freshwater sponges in paleolimnological studies. - Conchostraca. - Guidelines and limitations to cladoceran paleoecological interpretations. - Paleoecology of limnic ostracodes: a review of some major topics. - An account of the techniques using ostracodes in palaeolimnology in Australia. - The historical ecology of aquatic insects: an overview. - The use of caddisflies (Trichoptera) in palaecology. - The significance of chironomid analysis (Insecta: Diptera) for paleolimnological research. - Aspects of freshwater mollusc ecological biogeography. - Fish taphonomy and environmental inference in paleolimnology. - Paleoecology and sedimentology of a Late Triassic lake, Culpeper Basin, Virginia, U. S. A. - Reconstruction of ancient lake environments using both autochthonous and allochthonous fossils.

Description / Table of Contents: While many materials undergo phase change at a fixed temperature, soil systems exhibit a definite zone of phase change. The variation of unfrozen water with temperature causes a soil system to freeze of thaw over a finite temperature range. Exact and approximate solutions are given for conduction phase change of plane layers of soil with unfrozen water contents that vary linearly and quadratically with temperature. The temperature and phase change depths were found to vary significantly from those predicted for the constant-temperature or Neumann problem. The thermal conductivity and specific heat of the soil within the mushy zone varied as a function of unfrozen water content. It was found that the effect of specific heat is negligible, while the effect of variable thermal conductivity can be accounted for by a proper choice of thermal properties used in the constant-thermal-property solution.

Description / Table of Contents: This study assesses the effects of atmospheric icing on broadcast transmission reflections on two mountains- Mount Mansfield in northern Vermont and Mount Washington in New Hampshire. Experience and theory suggest that antenna ice accretions produce large signal reflections. Correlations between reflection coefficients and ice accretions on Rosemount ice detectors adjacent to antennas were low and occasionally negative. The unexpected correlations may be due to factors not measured, such as antenna tuning, ice type and ice location on the antenna system. Other confounding factors may include ice detector performance and methods used to compute antenna ice accretions from the ice detectors.

Description / Table of Contents: This report describes the structural analysis of multi-year sea ice samples that were tested in the second phase of a program designed to obtain a comprehensive understanding of the mechanical properties of multi-year sea ice from the Alaskan Beaufort Sea. Each test specimen is classified into one of three major ice texture categories: granular, columnar, or a mixture of columnar and granular ice. The crystallographic orientation, percent columnar ice, and grain size are then evaluated for the granular and/or columnar ice in the sample. Test results are interpreted with respect to these parameters. The overall composition of multi-year ridges is considered, based on the extensive field sampling that was done in the program. The effect of sample orientation on the results is also discussed.

Description / Table of Contents: Now available in paperback, this wide-ranging account of the life of the tundra provides a fascinating insight into the ways in which animals, plants and climate interact in an inhospitable environment. Although the tundra is not rich in species compared with habitats in the tropics or even in temperate regions, it is an area of great interest to ecologists, botanists and zoologists alike, as an excellent example of nature contending with extreme environmental stress. As a biogeographer and ecologist the author has used his first-hand experience of the Eurasian Sub-Arctic to present an overview of life on the tundra of the Soviet Northlands that has become a classic of ecological literature. The tradition of interdisciplinary studies is very strong among Soviet tundra scientists. The present work, which was the author's first to be translated into English, provides a broad view of the complexities of life in the Soviet Northlands and makes a strong plea for its protection. This important book is a valuable guide to the life of the tundra and will interest all those interested in the conservation of its flora and fauna.

Description / Table of Contents: An experimental study covering a mass flow rate ranging from 1.62 to 67.45 g/cm2-s and snow density varying from 0.377 to 0.472 g/cm3 has been conducted. Pressure drops ranging from 0.012 to 2.868 gf/cm2 were recorded. A plot of the friction factor fp vs Rep (defined as the classical Reynolds number Re for fluid flow through conduits) showed a good representation of all the experimental data. The least-squares analysis resulted in an expression of f sub p = 118/Rep to the 1.095 power for snow, in comparison with the expression f sub p = 64/Rep developed for fluid flow through porous media of randomly packed metallic and nonmetallic materials of spherical and nonspherical shapes.