N2O Emissionen vom Schweizer Mittelland: Regionale Quellen und Hotspots

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Butterbach-Bahl
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246357085

Im Rahmen des Projektes wird erstmalig an einem hohen Messturm (Beromünster, Schweiz) quasi-kontinuierliche Messungen von N2O Konzentrationen inklusive positionsspezifischer Isotopensignaturen durchgeführt. Von unserem schweizer Projektpartner werden diese Messungen dazu genutzt um über inverse Modellierung unter Nutzung eines Lagrangeschen-Partikel-Dispersions-Modells (FLEXPART-COSMO) sowie eines Inversions-Systems regionale Quellstärken für die Schweizer Mittellande zu identifizieren. Durch den deutschen Projektpartner wird ein prozess basiertes biogeochemisches Modell (LandscapeDNDC) zunächst um mit einem Sub-Modul erweitert, das die Simulation der Isotopensignatur von Stickstoffkomponenten und insbesondere bodenbürtiges N2O erlaubt. Dabei werden spezifische Anreicherungsfaktoren aller am ökosystemaren Stickstoffkreislauf beteiligter Prozesse verwendet. Neben der 14/15N Signatur werden ebenso Algorithmen eingefügt, die die Positions-Präferenz von 15N im N2O-Molekül beschreiben, so dass es möglich wird Isotopomer-Bildung durch nitrifikatorische bzw. denitrifikatorische N2O Bildung zu beschreiben. Das erweiterte LandscapeDNDC Modell wird in Kombination mit einer GIS Datenbank (räumlich spezifische Daten zu Boden, Vegetation, Klima und Management) schließlich in einem zu unserem schweizer Kollegen komplementären "Bottom up" Ansatz dazu genutzt ein regionales N2O Emissionskataster für die Schweizer Mittellande zu berechnen. Durch Vergleich der über rückwärts betriebenen Lagrangeschen Transportsimulationen erstellten N2O Regionalisierung (Top down) und der Regionalisierung über biogeochemische Modellierung wird im Rahmen dieses Projektes erstmalig ein detaillierter Vergleich zwischen zwei unabhängigen Regionalsierungsmethoden erfolgen. Durch Vergleich von durch Bottom up Modellierung vorhergesagter N-Isotopen- (Isotopemer-) Verteilung und den am Turm gemessen Isotopensignale wird es zudem möglich sein Aussagen darüber zu treffen, inwieweit die auf regionaler Skala simulierten N2O-Produktionsprozesse tatsächlich zur regionalen N2O Isotopensignatur beitragen, d.h. es erfolgt eine Überprüfung des Prozessverständisses.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Joachim Mohn