Projekt

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Léman exploration (LÉXPLORE)

Titel Englisch Leman exploration (LÉXPLORE)
Gesuchsteller/in Wüest Alfred
Nummer 157779
Förderungsinstrument R'EQUIP
Forschungseinrichtung Institut d'ingénierie de l'environnement EPFL - ENAC - IIE
Hochschule EPF Lausanne - EPFL
Hauptdisziplin Hydrologie, Limnologie, Glaziologie
Beginn/Ende 01.05.2015 - 30.04.2017
Bewilligter Betrag 340'000.00
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Alle Disziplinen (3)

Disziplin
Hydrologie, Limnologie, Glaziologie
Oekologie
Umweltforschung

Keywords (6)

Air-water exchange processes; Small-scale turbulence; In-situ data acquisition; Freshwater remote sensing; Lake platform; High-resolution plankton dynamics

Lay Summary (Deutsch)

Lead
1. Lead Dieses Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der EPF Lausanne (Zentrum für Limnologie) und der Universität Genf (Institut F-A Forel). Gemeinsam wollen wir eine Arbeitsplattform ausserhalb von Pully im Genfersee (Nähe Lausanne) betreiben, welche in einer Tiefe von 100 m verankert wird. Damit wird es möglich Messungen in der Wassersäule des Sees (Temperatur, gelöste Ionen, Strömungen, Wellen, Turbulenz, wellenlängen-abhängige Einstrahlung und Abstrahlung, Phytoplankton, Zooplankton, Pigmente, Sedimentation, sowie verschiedene biologisch-physikalische Eigenschaften der Partikel) kontinuierlich durchzuführen und die Daten teilweise direkt ins Labor zu übermitteln. Mit diesen kombinierten Messungen über Tage bis Monate erwarten wir ein deutlich besseres Verständnis des Algenwachstums zu gewinnen und dieses mit Satelliten-Beobachtungen und numerischen on-line Seemodellen zu verknüpfen.
Lay summary
Lay summary

2. Inhaltund Ziel des Forschungsprojekts

Das Wachstum und die Vielfalt der Algen (Phytoplankton) und derKleistwassertiere (Zooplankton) in Seen und Stauhaltungen sind von vielenEinflussfaktoren abhängig. Zwar wurde in der Vergangenheit mittels Wasserprobendie biologische Zusammensetzung und Primärproduktion in Seen regelmässig erhoben,doch meist war die Zeit zwischen den Beobachtungen zu lang, um die biologische Entwicklungzu verfolgen. Mit der vorgeschlagenen Arbeitsplattform versuchen wir die physikalische Umgebung in der Wassersäule und am Luft Wasser-Übergang,sowie die zeitliche Dynamik des Algenwachstums und desZusammenspiels zwischen Phytoplankton und Zooplankton in kurzenZeitabständen zu verfolgen. Wir versuchen solche Experimente über Wochen zu verfolgenund erwarten so grundlegend neue Einsichten in die Dynamik derdichte-geschichteten Turbulenz, des Lichtes im Gewässer, des Algenwachstums undder Zusammensetzung des Planktons.

 

3. Wissenschaftlicher undgesellschaftlicher Kontext

Die biologische Vielfalt in Gewässern ändert sich seit Jahrzenten, ohnedass wir verstehen warum. Zwar gab es verschiedene offensichtliche Einflussfaktoren,wie Überdüngung oder invasive Arten. Doch viele andere Faktoren, wiebeispielsweise das langfristige Klima das kurzfristige Wettergeschehenbeeinflussen ebenfalls Wachstum und Zusammensetzung der Algen. Mit denangestrebten hochaufgelösten Messungen versuchen wir Einsichten in die Dynamik dieserZusammenhänge zu gewinnen.

 

Die Arbeitsplattform erlaubt zudem Grund-Messungen für dieSatelliten-Beobachtungen. Diese werden mit der Lancierung des Sentinel-Programmsmit deutlich höherem Rhythmus zur Verfügung stehenund somit erlauben, die zeitliche Dynamik auch in horizontaler Ausdehnung zuverfolgen.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 21.05.2015

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
INRA-Thonon-les-Bain, Dr. Orlane Anneville Frankreich (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
EAWAG Kastanienbaum; Prof. Bernhard Wehrli Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
University Lausanne, Marie Perga Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
UNIGE/ Prof. Eric Bakker Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
University of Zürich, Prof. Michael Schaepman Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Deltares; Dr. Rob.Uittenbogaard Niederlande (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Aquatic Physics, Eawag, D. Bouffard Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern

Wissenschaftliche Veranstaltungen

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
PROGNOS Stakeholder meeting, NIVA, Oslo, Norway Vortrag im Rahmen einer Tagung Early warning against Cyanoscums (EWACS) – forecasting the green monster 16.06.2017 Oslo, Norway, Oman Ibelings Bastiaan;
GEOPOLIS Day, University Lausanne. Vortrag im Rahmen einer Tagung LÉXPLORE - a platform for high-resolution interdisciplinary observations on Léman 06.02.2017 University Lausanne, Schweiz Ibelings Bastiaan; Wüest Alfred; Pasche Natacha;
Workshop on Lake Garda, Trento, Italy Vortrag im Rahmen einer Tagung Hydrodynamic modelling of Lake Geneva 02.02.2017 Garda, Italien Wüest Alfred;
Board of the Institute for Environmental Sciences, UniGE Einzelvortrag Lakes in a changing world: Facing 21st century environmental challenges with 19th century techniques 30.01.2017 University Geneva, Deutschland Ibelings Bastiaan;
ECOSUMMIT, Montpellier, France Vortrag im Rahmen einer Tagung Cyanobacterial blooms: what you see is what you get 31.08.2016 Montpellier, France, Frankreich Ibelings Bastiaan;
GLEON 17, Lunz am See, Austria Vortrag im Rahmen einer Tagung Limnology in the Alps 03.07.2016 Lunz am See, Austria, Australien Ibelings Bastiaan;
University of Innsbruck, Austria Einzelvortrag Cyanobacterial blooms: what you see is what you get 07.06.2016 Innsbruck, Austria, Australien Ibelings Bastiaan;
Deltares, Delft, The Netherlands Einzelvortrag Cyanobacterial blooms in Ijsselmeer: growth and loss factors 14.05.2016 Delft, The Netherlands, Niederlande Ibelings Bastiaan;
IWA, Blacksburg, USA Vortrag im Rahmen einer Tagung Cyanobacterial blooms across scales of space and time 03.05.2015 Blacksburg, USA, Vereinigte Staaten von Amerika Ibelings Bastiaan;


Kommunikation mit der Öffentlichkeit

Kommunikation Titel Medien Ort Jahr
Medienarbeit: Radio, Fernsehen Baracchini, T., 4 August 2016. Meteolakes CQFD, RTS Westschweiz 2017

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
140538 Lake Kivu - turbulence and double diffusion in permanent stratification 01.04.2012 Projektförderung (Abt. I-III)
146652 Oxygen depletion in a deep perialpine lake 01.07.2013 Projektförderung (Abt. I-III)
160726 A Flexible Underwater Distributed Robotic System for High-Resolution Sensing of Aquatic Ecosystems 01.08.2015 Sinergia

Abstract

This is a joint R’Equip project between EPFL (Limnology Center; main applicant) and University of Geneva (UniGE, Institut F-A Forel; co-applicant). The financial request for the proposed equipment is split ~half/half between those two institutions and in addition to this, EPFL and UniGE are committed to contribute half of the requested funds. The total amount requested is 714,900 CHF (for EPFL: 319 kCHF and UniGE: 396 kCHF). The goal of the proposal “Léman exploration (LÉXPLORE)” is to equip an observatory and research platform on Lake Geneva with up-to-date physico-biological scientific instrumentation for experimental limnology. The physical installation of the platform is currently in advanced planning and authorization phase (Cantons VD and GE) for a long term operation. The scientific motivation for this long-term investment to in-situ experimental limnological research is the integration of physical, chemical, and biological components in stratified natural waters as well as the exchange between water and atmosphere on much finer temporal and spatial resolution than hitherto pos¬sible. At the same time the platform offers basin-wide information ,through integration with remote sensing and deployment of AUvs. The instrumentation requested consists of small-scale, high-frequency sensors, for use as meteorological and hyperspectral radiation sensors, water multi-parameter profiling system including CTD, NO3, pH, O2, and three types of fluorescence, dissolved phosphate, temperature / microstructure profiler, high-resolution current/ shear profiler, CytoBuoy scanning flowcytometer for phytoplankton and a ZooScan imaging system for zooplankton. This set of instruments will allow unprecedented simultaneous real-time observations of coupled physico- biological processes. This platform, anchored in the largest and deepest alpine lake, will enable observations and in-situ experimentation, in ways which have not been possible before in terms of frequency, long-term duration, spatial scales, heterogeneity, continuity and reliability (e.g. resistance against storms) in the following areas:-Small-scale stratified and boundary layer turbulence, including air-water exchange -Validation data for lake modelling in two and three dimensions -Inland / freshwater hyperspectral remote sensing and water quality -Data on heterogeneous distribution of phytoplankton across spatial scales, both vertically and horizontally-High-resolution plankton dynamics and real time community assembly across two trophic levels.The above list is far from complete as we expect increased interest when the platform is operational and data becomes available. Initially, the focus will be on projects into which the above processes can be integrated. Several platform-related projects that are either new, awaiting decisions or in preparation, pertain to the following fields: (i) Indicators of climate change in Lake Geneva (UniGE, UMR-CARRTEL, pending); (ii) “Stormblitz”, impact of storms on plankton community dynamics (U of Vermont, UniGE and UMR-CARRTEL, pending); (iii) Robotics for high-resolution 3D sensing of physico-biological parameters (SNF Sinergia, EPFL / UniGE, pending); (iv) Lake hydro-dynamics (H2020 proposed, pending); and (v) various remote sensing activities (ULM- and APEX-flights (SEON), the Airborne Research Facility for Earth System (proposed to SERI), and the ESA-supported Sentinel-3 Validation Team).In addition to the nearby limnological research groups at EPFL, Universities of Geneva and Lausanne and UMR-CARRTEL (Thonon-les-Bains, F), the research platform will also be made available to any national or international group working in the field of aquatic / atmospheric research who can reasonably benefit from the infrastructure and the platform will be part of international networks like GLEON. We will also collaborate with additional partners, such as MeteoSwiss for atmospheric measurements, the Remote Sensing Laboratory (University of Zürich) for in-situ ground truthing, as well as Eawag for both remote sensing and water column processes.
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