In de komende vijf jaar zal negen onderzoekscentra van de Helmholtz Vereniging zullen samenwerken om een ​​flexibele, mobiel meetsysteem voor aardobservatie:MOSES – Modular Observation Solutions for Earth Systems. Onderzoekers zullen dit systeem gebruiken om te onderzoeken hoe dynamische gebeurtenissen op korte termijn, zoals hittegolven en hevige regenval, verband houden met de ontwikkeling van de aarde en milieusystemen op de lange termijn. MOSES wordt gecoördineerd in het Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) in Leipzig.

Welke impact hebben hittegolven op watervoorraden, vegetatie en luchtkwaliteit? Hoe veranderen overstromingen terrestrische ecosystemen en kustgebieden? Hoe beïnvloeden oceaanstromen het mariene energietransport en voedselketens? Welke hoeveelheid atmosferische broeikasgassen komt vrij tijdens het ontdooien van Arctische permafrostbodems?

Global change zal op korte en lange termijn gevolgen hebben voor het aardsysteem en het milieu, zowel lokaal als globaal. Echter, er is een gebrek aan kennis over hoe dynamische gebeurtenissen die beperkt zijn in ruimte en tijd van invloed zijn op de ontwikkeling op lange termijn van de aarde en milieusystemen.

Het nieuwe MOSES-observatiesysteem is ontworpen om deze kloof te dichten. In de komende vijf jaar zal de Vereniging Helmholtz investeert bijna € 28 miljoen in de oprichting van MOSES, het versterken van zijn leidende rol en zichtbaarheid in het internationale onderzoek naar het aardsysteem.

"Het MOSES-project stelt ons in staat om op een indrukwekkende manier de specifieke sterke punten van de Helmholtz Association te demonstreren, " zegt prof. Otmar D. Wiestler, Voorzitter van de Helmholtz Vereniging. "Negen centra in twee onderzoeksgebieden, ten eerste aarde en milieu en ten tweede luchtvaart, Ruimte en vervoer, gaan samenwerken aan grote vraagstukken die de toekomst van onze samenleving betreffen. In deze interdisciplinaire samenwerking ze zullen hun expertise kunnen bundelen op een manier die het onderzoek naar het aardsysteem als geheel uniek ten goede komt."

Prof. Georg Teutsch, Wetenschappelijk directeur bij UFZ, legt uit:"We zijn van plan een flexibel en mobiel observatiesysteem te bouwen waarmee we voor het eerst zeer dynamische gebeurtenissen op het juiste moment kunnen vastleggen, op de juiste plaats en met de nodige resolutie in tijd en ruimte. Metingen als deze zijn de enige manier waarop we de directe impact van deze gebeurtenissen kunnen kwantificeren en uiteindelijk de gevolgen op lange termijn kunnen onderzoeken."

"Dit omvat de studie van sociaaleconomische effecten, ", voegt projectcoördinator Dr. Ute Weber toe. "We kunnen er nu al vanuit gaan dat gebeurtenissen zoals hittegolven, hevige regenval en overstromingen zullen de komende jaren vaker en intensiever voorkomen - met de bijbehorende kosten voor de samenleving."

De nieuwe infrastructuur wordt ontworpen als een 'system of systems'. De deelnemende centra zullen zich ontwikkelen, miniaturiseren en automatiseren van sensor- en meetsystemen, die vervolgens worden gecombineerd tot specifieke observatiemodules. Deze zullen energie opnemen, water, broeikasgassen en nutriëntenkringlopen op het landoppervlak, in kustgebieden, in de oceaan, in sneeuw- en ijsgebieden, en in de atmosfeer – maar vooral de interacties tussen aardse systemen.

Echter, MOSES doet meer dan de uitstekende expertise van de deelnemende Helmholtz-centra combineren, die allemaal uitgebreide ervaring hebben met de exploitatie van grote infrastructuren en het beheer van gebeurtenisgerichte observatiecampagnes. De mobiele infrastructuur vormt ook een belangrijke aanvulling op bestaande nationale en internationale monitoringnetwerken en satellietmissies, die meestal zijn ontworpen voor langdurige, grootschalige observatie van het aardsysteem. Voorbeelden zijn ICOS (Integrated Carbon Observation System), LTER (Langdurig Ecologisch Onderzoek), Helmholtz-observatoria zoals TERENO (Terrestrial Environmental Observatories), COSYNA (kustobservatiesysteem), CVOO (Cape Verde Ocean Observatory) en het SAMOYLOV Permafrost Observation Station, AWIPEV (Arctic Research Base), en satellietmissies zoals GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).

De nieuwe uitdagingen met betrekking tot MOSES liggen in de gezamenlijke ontwikkeling van de modules en de systeemoverschrijdende observatiestrategie. "Een infrastructuur als deze kan niet door één enkele instelling worden gebouwd of beheerd, ", zegt Ute Weber. "Maar het doel is natuurlijk dat het uitgroeit tot een platform voor nationale en internationale samenwerking."

De door MOSES aangeleverde gegevens en resultaten worden ter beschikking gesteld van onderzoekers en andere gebruikers via het Earth System Knowledge Platform (ESKP), het informatieportaal van het Helmholtz onderzoeksveld Earth and Environment. Deze gegevens moeten de onzekerheid in voorspellingen van klimaat- en milieuverandering helpen verminderen en bijdragen aan de ontwikkeling van maatschappelijke adaptatiestrategieën.