ALBERT

Description: The presentwork describes fields of UV-radiances at ground level from the simulation of a Monte-Carlo radiative transfer model as well as the differences of these to observed values. The optical properties of the atmosphere, like the albedo, the single scattering albedo and the Aerosol Optical Depth, were varried, in order to minimize the differences compared with the obbserved radiances. Maximum differences occure with viewing angles towards the sun, which did not become balanced also by the variation of the initial parameters into the model. These are partially due to the smoothing of the measured data in this direction. It could be obtained a optimal agreement without the the sun direction by taking absorbing aerosol particles into account. The difference with viewing angles in the direction of the sun bcomes recognizable in the strewing diagram. The use of observed atmosphere profiles of the huminty, ozone and the aerosols in the radiative transfer model do not supply th most optimal agreement with the measured radiances. It is an agreement with inconsistent behavior, since no uniform atmosphere condition for each wavelength could be found.

Description: Die Analyse der chemischen Mikrostruktur von Fisch-Otolithen ist eine verhältnismäßig moderne Methode, die die Rekonstruktion der Lebensgeschichte gefangener Fische ermöglicht und Informationen über Wanderverhalten und Verbreitung der Fische liefert. Voraussetzung dafür ist allerdings die genaue Kenntnis der Einflüsse sämtlicher Umweltfaktoren auf die Elementzusammensetzung der Otolithen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Einflüsse von Salinität und Temperatur auf das Sr/Ca-Verhältnis der Flunder (Platichthys flesus) erstmals untersucht. Hierzu wurden die Sr/Ca-Verhältnisse der Otolithen von Flundern aus drei verschiedenen konstanten Salinitäten (22, 17, 12 psu) verglichen. Ein entsprechender Versuch erfolgte mit drei verschiedenen Temperaturen (22°, 19°, 15°C). In beiden Versuchen war kein signifikanter Einfluss des jeweiligen Umweltfaktors auf das Sr/Ca-Verhältnis nachweisbar. Einen deutlich größeren Effekt hatten die individuellen Unterschiede zwischen den Sr/Ca-Verhältnissen einzelner Fische aus identischen Bedingungen. In zwei weiteren Versuchen erfuhr die Salinität, bzw. die Temperatur in einem ähnlich kleinskaligen Wertebereich eine stetige Veränderung. Die Ergebnisse der Versuche zeigten für beide Umweltfaktoren einen positiv korrelierten Zusammenhang zum Sr/Ca-Verhältnis. Der beobachtete Einfluss der Salinität war jedoch eindeutiger zu erkennen. Die Ergebnisse zeigen, dass Flundern sich sehr effektiv in ihrer Osmoregulation an längerfristige Änderungen in den Umweltbedingungen anpassen können. Für ergänzende Untersuchungen wurden Flundern aus der Ostsee in Süßwasser gehalten. Dieser Versuch zeigte, dass großskalige Salinitätsunterschiede auch von der Flunder nicht kompensiert werden können, so dass die Analyse des Sr/Ca-Verhältnisses von Flunder-Otolithen zumindest der Rekonstruktion von Wanderungen entlang eines starken Salinitätsgradienten dienen kann. Zusätzlich wurden juvenile Sprotten ( Sprattus sprattus) veränderten Salinitäten ausgesetzt und ein positiv korrelierter Bezug zwischen der Salinität und dem Sr/Ca-Verhältnis der Sprott-Otolithen gefunden. Weiterhin konnten Wanderungen zwischen Gewässern stark unterschiedlicher Salinität, anhand der Sr/Ca-Verhältnisse der Otolithen, für mehrere Aale (Anguilla anguilla) und Flussbarsche (Perca fluviatilis) rekonstruiert werden. Otolithenbereiche, die in Süß-, Ostsee- oder Atlantikwasser gebildet wurden, konnten dabei sicher unterschieden werden. Es wurden außerdem deutliche artspezifische Unterschiede in den Sr/Ca-Verhältnissen der untersuchten Fischarten gefunden. Dies bedeutet für zukünftige Freiland-Studien, dass für jede zu untersuchende Fischart eine eigene Kalibration der Zusammenhänge zwischen Umweltfaktoren und Elementzusammensetzung der Otolithen, unter Laborbedingungen durchzuführen ist.

Description: The current work investigates the effect of small-scale cloud structures on the solar radiative fluxes. To this end a scaling algorithm has been developed, which constructs small scale cloud structures from predefined three-dimensional clouds. Domain averaged solare radiative fluxes have been calculated by means of a Monte-Carlo radiative transfer model as a function of the resolved cloud scale. lt turned out that the initial horizontal resolution of 1000 m already provides quite accurate results. Higher resolutions only lead to small changes in the radiative fluxes. This finding consolidates the results of previous work which made use of a 1000 m resolution. Largest influence of cloud scale was found at absorbing wavelengths and for large solar zenith angles. A further investigation considered the influence of the variability of cloud microphysical properties ( droplet sizes) on the radiative fluxes. To this end, the microphysics of spatially high resolved clouds have been homogenized for each layer and the resulting radiative properties have been compared to those of the original clouds. Also this part shows that the original horizontal variation of the cloud microphysics has little effect on the radiative flux densities. However, it is shown that the stratification leads to a slight underestimation of absorption.

Description: Der Golf von Aqaba ist ein meso-oligotrophes Meeresgebiet mit einer saisonalen Durchmischung der Wassersäule im Winter. Mit acht VerdünnungsreihenExperimenten wurde zwischen Oktober und Dezember 2003 die Herbivorie des Mikrozooplanktons in den Gewässern vor der Marine Science Station in Aqaba untersucht. Mikroskopische Analysen ergänzten die Chlorophyll-basierten Experimente neben exemplarischen Untersuchungen der Bakterivorie durch das Mikrozooplankton. Im eindeutig identifizierbaren Phytoplankton dominierten die Diatomeen. Es wird aber davon ausgegangen, dass auch kleine Falgellaten einen großen Teil der Primärproduktion leisteten. Die Ausgangskonzentrationen des Cholorphyll a betrugen 0,34 - 0,62 μg/1. Im Mikrozooplankton, das 1 - 2% der gefundenen Individuen und 40 - 68% der Biomasse ausmachte, dominierten T intinnen und nackte Ciliaten, aber auch Sarcodina und Crustaceen traten kontinuierlich auf. Die Wachstumsraten des Phytoplanktons lagen zwischen 0,13 und 0,35 d-1 (für die Experimente, die dem Konzept entsprechend ausgewertet werden konnten) und standen einem Fraßdruck durch das Mikrozooplankton von 0,16 - 0,85 d-1 gegenüber. Dies entspricht einem Verlust von 60 - 100% der potentiellen Produktion oder 20 - 30% des Chlorophyll-Bestandes durch das Mikrozooplankton. Durch Bakterivorie gingen 95 - 96% der potentiellen bakteriellen Produktion verloren. Drei der Experimente ergaben einen dem Konzept widersprechenden negativen Fraßdruck. Dieser wird auf methodische Unzulänglichkeiten und auf die mit dieser Methodik kaum zu erfassenden Komplexität mikrobieller Nahrungsnetze oligotropher Gebiete zurückgeführt. Im untersuchten Größenspektrum bis 200 μm waren mit Bakterien und phototrophen Flagellaten, heterotrophen Flagellaten, größeren Protisten und Metazoen bereits drei oder vier trophische Ebenen vertreten. Die Unterschiede in den Zusammensetzungen der Proben deuten auf einen sukzessionsartigen Zusammenhang im Verlaufe des Untersuchungszeitraumes hin, der den beginnenden hydrographischen Übergang von einer sommerlichen zu einer winterlichen Situation wiederzuspiegeln scheint.

Description: Das Verhalten sowohl adulter Weibchen als auch juveniler Karettschildkröten (Eretmochelys imbricata) auf See wurde aufgezeichnet und die Tauchgänge in Abhängigkeit von unterschiedlichen extrensischen und intrensischen Bedingungen analysiert. In den zwei Karibischen Untersuchungsgebieten wurden an den freilebenden Karettschildkröten Geräte befestigt, die Wassertemperatur, Lichtintensität, Schwimmgeschwindigkeit, Tiefe, Himmelsrichtung und Lage im Raum in Messintervallen zwischen 0.25 und 30 sek aufzeichneten. Während der Reproduktionsphase führten adulte Weibchen Ruhetauchgänge durch, die unabhängig vom Tagesrhythmus waren. Lediglich kurz vor der Eiablage zeigte sich ein nachtaktiver Rhythmus. Während eines Hurrikans war das Verhalten des betroffenen Weibchens kurzfristig verändert und die Wassertemperatur mittelfristig erniedrigt. Immature Karettschildkröten zeigten einen deutlich tagaktiven Rhythmus mit kürzeren, aktiven Tauchgängen am Tag und langen Ruhetauchgängen in der Nacht. Nach Beendigung der Nistsaison suchten die untersuchten Weibchen Nahrungsgründe in verschiedenen Himmelsrichtungen und Entfernungen zwischen 70 und 360 km auf. Im grundsätzlichen Tauchverhalten adulter Weibchen ausserhalb der Reproduktionsphase wurde Tagaktivität nachgewiesen. Die erhobenen Daten zeigen eine Abhängigkeit der Tauchdauer von der saisonal schwankenden Wassertemperatur und von der Körpermasse des Tieres.

Description: The present work describes the influence of the orientation of hexagonal ice crystals on its single scattering and on multiple scattering of solar radiation in cirrus clouds. Scattering phase function and single scattering albedo were calculated with a Ray-Tracing model, the radiance flux density and the radiance of ice clouds by means of a Monte-Carlo radiative transfer model. A total of 13 wavelenghts (0.2 μm 〉 ,\ 〉 4.0 μm), 10 maximum tilt angles of the crystals around the horizontal axis, 5 crystal size distributions, 6 optical thickness (0.5 〉 T 〉 12.0) and 10 solar zenith angles 80 have been considered. The effect of particle orientation is strongest pronounced for Θ0 = 0° and Θ0 = 40°. For a typical optical thickness T = 2 and solar zenith angle of 40° the differences in the solar broadband fluxes are as large as 125.4 m-2 for reflected radiance flux density and as large as 129.9 wm-2 for the transmitted flux. The absorption is less affected by crystal orientation. For hexagonal plates these effects are smaller than for hexagonal columns. The radiance flux density is stronger influenced by crystal orientation for smaller crystals. This sensitivity can also be observed in the transmitted and the reflected radiance. As an application, the tilt angle can be infered from the shape of halo components. This work gives detailed geometrical explanations for the dependence of single and multiple scattering on crystal shape and orientation. The choice of crystal orientation has a similar effect on the radiative properties of cirrus clouds as crystal shape and size distribution.

Description: The objective of this 10-week study was to examine the influence of photoperiod on locomotor activity, food intake, and oxygen consumption of juvenile haddock (Melanogrammus aeg/efinus) in order to assess possible factors responsible for the differences in body growth Trippel & Neil (2003) reported. Plasma cortisol levels were measured to examine the relation between photoperiod and stress potential in haddock. 600 juvenile haddock (fork length 12.46+/-0.12 cm, body weight 22.53+/- 0.63 g) were randomly distributed and reared in eight 1 m2 square tanks with a water inflow of 3.5-4.0 I/min. The set up was partitioned into three treatments of different photoperiod (natural photoperiod NP, continuous light 24 h, and alternated conditions= 24h-NP-24h). Three sub-experiments were conducted to identify possible differences in behaviour. Locomotor activity was recorded daily by counting fish that passed through a fixed station in each tank. Food consumption was measured daily via counting remaining pellets on the bottom of the tanks in the morning. Oxygen consumption was estimated by following the decrease of oxygen saturation in each tank over a 1 hour period in static water conditions. Therefore water in- and outflow was stopped. The blood of 200 fish was sampled at different time periods and plasma was stored at -80° C. A radioimmunoassay was conducted for measuring cortisol levels. Haddock showed significant differences in locomotor activity between treatments. It was greatest under natural photoperiod, less in tanks which received switching photoperiod and lowest at 24h light. Lower energy consumption for locomotion may be translated into savings for other metabolic processes like growth. No significant difference was found in oxygen consumption between treatments with values ranging from 0.16 to 0.27 mg/g/h. All fish exhibited good food utilization efficiency (0.13-0.3) with no significant differences between treatments. Cortisol levels were highly variable with values ranging from 17 ng/ml up to maximum levels of 56 ng/ml independent of treatment. These values are relatively high in comparison to other species resting or stressed. Further investigations are necessary to get more information about resting and stress levels of cortisol in cultured haddock.

Description: Im Rahmen des BMBF - Projektes „Globec Gennany" wurden vom Institut für Meereskunde in Kiel während der 220. Reise des „FS Alkor" im Mai 2002 unter anderem Planktonproben auf einer Dauerstation im zentralen Bornholm - Becken genommen. Mit Hilfe der Proben wurde die klein- und mesoskalige Verteilung von Fischbrut näher untersucht und in einen Zusammenhang mit den vorherrschenden Umweltbedingungen, in Folge eines großen winterlichen Einstrom von Nordseewasser, gebracht. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich der zwei Planktonfangeräte: Biomoc und Multinetz (sog. Maxi - Netz). Die Reproduzierbarkeit der durch Biomoc und Maxi - Netz erhaltenen Daten und Ergebnisse wurde mit Hilfe des IPR überprüft. Durch den Einstrom von sauerstoffreichem Nordseewasser zeigte sich eine Vertikalverteilung von Sprott- und Dorscheiern bis in eine Tiefe von 85 m. Sowohl Sprott- als auch Dorscheier zeigten in Abhängigkeit von der Tiefe und den damit verbundenen Temperatur- und Sauerstoffgehaltsänderungen unterschiedliche relative Sterblichkeiten in Bezug auf den jeweiligen betrachteten abiotischen Faktor. Durch den Einstrom ergaben sich für die Dorscheier bessere Entwicklungsbedingungen während die Sprotteier, durch die niedrigen Temperaturen unterhalb der permanenten Haloline, in ihrer Entwicklung eingeschränkt waren. Dies spiegelt sich bei Betrachtung der Gesamtsterblichkeit wider, Dorscheier zeigten lediglich eine sauerstoffabhängige relative Sterblichkeit von 24 %, während Sprotteier eine 38 %ige temperaturabhängige Sterblichkeit aufwiesen. Die höchsten Sprottlarven - Konzentrationen wurden in Tiefen von O - 20 m gefunden. Eine tageszeitlich bedingte Wanderung konnte nicht festgestellt werden, es wurde lediglich beobachtet, dass sich die Larven am Tage um wenige Meter höher in der Wassersäule aufhalten als in der Nacht. Der Vergleich der zum Einsatz gekommenen Geräte führte zu keinem abschließenden Ergebnis. Die aufgetretenen Unstimmigkeiten bei der Probenentnahme konnten nicht eindeutig einem der Fangeräte zugeordnet werden. Ein weiterer Vergleich der beiden Geräte zur Lokalisierung einer möglichen Fehlerquelle ist ratsam.