Gemeinsam mit Partnern vom DFKI-Labor Niedersachsen und von der Jade Hochschule zielt das Projekt darauf ab, den naturwissenschaftlichen Forschungsprozess durch eine Teilautomatisierung der Versuchsdurchführung mittels KI-gestütztem Change Event based Sensor Sampling (ChESS) zu beschleunigen und dies für die Überwachung von Systemen und die Untersuchung von Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu nutzen. In intertidalen marinen Ökosystemen kann z. B. das Ereignis einer plötzlichen Überflutung zu dramatischen Veränderungen der Biodiversität führen. In der Zeit vor solchen Ereignissen kann es von wissenschaftlichem Interesse sein, häufiger Sensorproben zu nehmen. Hierfür wird eine KI entwickelt, die frühzeitige Anzeichen für eine Veränderung der Umgebung eines Sensorsystems erkennt und daraufhin häufigere Datenabfragen oder sogar Einsätze auslöst. Das Ziel des Projekts ist es also, ein KI-System zu entwickeln, das eine frühzeitige Erkennung von Konzeptänderungen ermöglicht. Um möglichst eine universelle Anwendbarkeit zu erreichen, werden verschiedene Arten von Daten in Echtzeit kombiniert und analysiert. Die dazugehörige Fallstudie wird innerhalb des SCO durchgeführt. Daten von verschiedenen Bereichen werden für die Entwicklung des KI-Systems benutzt. Schließlich wird das fertige System in das vorhandene Sensorsystem integriert und in der realen Anwendung evaluiert.

Was ist eine „Gute Küste“, an der wir sicher vor Naturgefahren, im Einklang mit der Natur, eingebettet in die gewachsene Kulturlandschaft, verantwortungsbewusst und nachhaltig leben und wirtschaften können? Im Spannungsfeld zwischen stetig wachsenden küstennahen Siedlungszentren sowie der von Wind und Wetter geformten Küste, zielen Küstenschutzmaßnahmen auf den Hochwasserschutz ab. Dabei werden gleich- oder höherwertige Funktionen für das Gesamtsystem, wie z.B. Lebensräume für Tiere und Pflanzen oder auch touristische Nutzungen außer Acht gelassen. Innerhalb von „Gute Küste Niedersachen“ entstehen Reallabore an der Nordseeküste, die eine gemeinschaftliche Arbeit der Projektpartner mit lokalen AkteurInnen und Bürgern erreichen sollen. In anhaltender Kooperation wird untersucht, wie sich maritime Landschaftsformen in gängige Konzepte für einen ökosystemstärkenden Küstenschutz integrieren lassen. Auf Spiekeroog nutzt das Projekt die bestehende Infrastruktur des SCO. Besonders die Messstation in der Otzumer Balje und die Sensorik in der Salzwiese dienen einer gezielten Beobachtung und liefern wertvolle Daten, um ein umfassendes Zustandsbild der Küstenschutzmaßnahmen zu erstellen.

www.gute-kueste.de

Die interdisziplinäre Forschungsgruppe DynaDeep untersucht ein unterirdisches Ästuar (STE – subterranean estuary) am Nordstrand auf Spiekeroog bis zu einer Tiefe von etwa 25 m und knüpft damit an das Projekt BIME an. Im BIME Projekt wurde das System bis in eine Tiefe von 2 m untersucht, jedoch zeigte sich, dass der Einfluss des Ästuars tiefer reicht. Unterirdische Ästuare spielen eine wichtige Rolle beim Transport von Grundwasser vom Land zum Meer und somit auch beim Nährstofftransport. Ziel der Forschungsgruppe ist es, diese Prozesse detaillierter zu erforschen und das bereits erlangte Wissen über den Ästuar zu erweitern. Dazu werden Grundwassermessstellen zwischen dem Dünenfuß und der Brandungszone bis in eine Tiefe von ca. 25 m installiert und mit Sensoren für Umweltparameter ausgestattet (z.B. Temperatur). Dadurch wird ein Messnetzwerk eingerichtet, dass die Eigenschaften des Grundwassers über einen langen Zeitraum detailliert erfassen kann. Zudem wird dem Ökosystem mit Hilfe einer Direct-Push-Bohrraupe Sediment- und Wasserproben entnommen.

uol.de/icbm/verbundprojekte/dynadeep

Mehr als ein halbes Jahrhundert nachdem die Ökologen Robert H. MacArthur und Edward O. Wilson ihre wegweisende Theorie der Inselbiogeographie veröffentlichten, möchte die DFG-Forschungsgruppe DynaCom das Verständnis der Artenvielfalt auf Inseln um ein neues Kapitel erweitern. Inseln faszinieren Ökologen schon lange, da sie eine Art natürliches Labor darstellen. Hier können Wissenschaftler die Interaktionen zwischen lokalen Prozessen (z.B. die Konkurrenz von Arten) und regionalen Entwicklungen (z.B. Einwanderung, Verteilung oder Aussterben) untersuchen. Die Forschungsgruppe DynaCom soll nicht nur ermitteln, wie viele Arten es gibt, sondern auch welche und was sie tun. Es wird außerdem untersucht, wie sich Biodiversität auf Inseln durch die Geographie, Kolonisierung und lokale Umweltbedingungen erschafft und entwickelt. Insbesondere wird sich dabei auf die Eigenschaften von marinen und terrestrischen Organismen konzentriert und wie diese Ökosystemprozesse beeinflussen. Bereits 2014 wurden im Rückseitenwatt der Insel Spiekeroog zwölf experimentelle Inseln errichtet sowie dazugehörige experimentelle Flächen in der Salzwiese angelegt. Anhand dieser speziellen Infrastruktur sollen einige dieser Forschungsfragen beantwortet werden.

uol.de/dynacom

Im Projekt Carbostore (Carbon Storage in German Coastal Seas – Stability, Vulnerability and Perspectives for Manageability - Kohlenstoffspeicherung in deutschen Küstenmeeren - Stabilität, Anfälligkeit und Perspektiven für die Bewirtschaftung) untersuchen Wissenschaftler des ICBM, ob die Verknüpfung schwefelhaltiger Substanzen mit organischen Verbindungen im Meer zur Speicherung von Kohlenstoff beitragen könnte und welche Rolle physikalische Prozesse beim CO₂-Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean spielen. Ein Teilprojekt von Carbostore ist PROCARBON. Ziel von PROCARBON ist es zu untersuchen, wie die verschiedenen Kohlenstoffspeicher in der Nord- und Ostsee auf den Klimawandel und andere vom Menschen verursachte Umweltveränderungen reagieren. Dazu werden kontinuierliche Langzeit-CO₂-Daten an der Messstation erhoben. Mit mathematischen Modellen wird abgeschätzt, wie sich die Kohlenstoffspeicherung in der Zukunft entwickeln wird. Ziel ist es, zu untersuchen, ob die Kohlenstoffspeicherfähigkeit von Nord- und Ostsee in Zukunft zu- oder abnehmen wird. Diese Erkenntnisse sollen helfen, Managementstrategien zu entwickeln und politische Entscheidungen zu unterstützen.