Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Respons van kustmoerassen op zeespiegelstijging: een geïntegreerde studie van de respons in bodemhoogte en bodemkoolstof in schorren en mangroves." "Stijn Temmerman" Ecosysteembeheer "Kustmoerassen, zoals mangrovebossen in tropische klimaten en schorren in gematigde klimaten, zijn unieke ecosystemen die dreigen verloren te gaan door de stijging van de zeespiegel. Ze kunnen zich echter tot op zeker niveau aanpassen aan de stijgende zeespiegel door bodemophoging als gevolg van sedimentatieprocessen, en ze kunnen bijdragen aan een vermindering van de klimaatopwarming door koolstof uit de atmosfeer op te slaan in hun bodems. De huidige inzichten in feedback mechanismen tussen de snelheden van zeespiegelstijging, bodemophoging en koolstofaccumulatie zijn vooral gebaseerd op studies in schorren in gematigde klimaten, terwijl er veel minder bekend is voor tropische mangrovebossen. In dit project zullen we voor het eerst deze feedbacks bestuderen op basis van een integratie van veldstudies en computermodellering zowel voor mangroves als schorren. Concreet onderzoeken we de hypotheses dat (1) de respons van mangroves en schorren op zeespiegelstijging verloopt volgens gelijkaardige feedback mechanismen tussen de mate van overstroming (frequentie, duur, diepte van getijdenoverstromingen), sediment- en koolstofaccumulatiesnelheden; (2) de sterkte van deze feedback mechanismen, en dus de capaciteit om bodemkoolstof op te slaan en de bodem op te hogen met de stijgende zeespiegel, verschilt tussen mangroves en schorren als gevolg van intrinsieke vegetatieverschillen. Dit project zal een unieke dataset genereren en resulteren in de ontwikkeling van een geïntegreerd computermodel dat zowel voor mangrovebossen als schorren kan simuleren wat de verwachte veranderingen zijn in snelheid van bodemophoging en koolstofaccumulatie als reactie op verschillende mogelijke scenario's van zeespiegelstijging die worden voorspeld voor de 21ste eeuw. Op basis van het model en wereldwijde datasets zullen we een nieuwe inschatting maken van de wereldwijde veranderingen die we kunnen verwachten in bodemkoolstofopslag en oppervlaktes van mangroves en schorren als gevolg van de zeespiegelstijging die ons te wachten staat in de 21ste eeuw." "Kwantificering van drempelvoorwaarden voor landwaartse erosie en zeewaartse aangroei van schoroevers." "Stijn Temmerman" Ecosysteembeheer "Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel." "De interactie tussen het klimaat en de Afrikaanse grote meren: een studie met een regionaal klimaalmodel." "Nicole Van Lipzig" "Afdeling Geografie en Toerisme, Afdeling Bodem- en Waterbeheer" "In dit doctoraatsonderzoek zal gebruik gemaakt worden van het regionaal klimaatmodel CCLM, waaraan zeer recent het zoetwater meermodel FLake werd gekoppeld. Het onderzoek zal worden opgebouwd langsheen drie centrale assen: (i) de verbetering van de voorstelling van turbulente uitwisselingen en hydrodynamica in FLake, (ii) klimaatsimulaties – en evaluatie –voor Centraal en Oost Afrika met behulp van CCLM dat zal worden aangedreven door output van een globaal klimaatmodel (GKM) en (iii) het bepalenvan de onzekerheidsmarge van deze simulaties via de ontwikkelling van een nieuwe methode, de zogenaamde fysisch-gefundeerde statistische schaalvergroting. De tweede as kan op zijn beurt worden ingedeeld in twee delen, aangezien simulaties zullen worden uitgevoerd zowel voor het hedendaagse (2001-2012) als het toekomstige (2071-2100) klimaat.1. Verbeteren van CCLM’s FLake moduleDe interactie tussen de atmosfeer en een meeroppervlak hangt in grote mate af van de oppervlaktetemperatuur en diens evolutie. Bovendien wijzigen meren in belangrijke mate de structuur van de oppervlakte laag en daarmee ook de vocht-, warmte- en momentumflux. Hoewel FLake goed slaagt in de voorstelling van kleine, ondiepe meren, ondervindt het moeilijkheden met het correct simuleren van grote, diepe meren. Drie belangrijke problemen in de huidige modelversie zullen worden onderzocht. Ten eerste zal de berekening van de verschillende ruwheidslengtes beschouwd worden. Vervolgens zal de voorspelling van het temperatuurprofiel verbeterd worden door een bijkomende laag en horizontaalwarmte- en massatransport in het model te introduceren. Het model zal hierbij worden getest voor het Kivumeer aan de hand van een reeks temperatuurprofielen die opgemeten werden door het EAGLES consortium. Ten slotte zal getracht worden de spin-up tijd van het model te reduceren door gebruik te maken van de klimatologisch gemiddelde toestand van het meer als beginvoorwaarde voor de simulatie.2.1. Simulatie voor het hedenCCLM zal worden aangewend voor een simulatie voor de periode 2001-2012, waarbij randvoorwaarden afkomstig van het Era-Interim project gebruikt zullen worden. Het domein zal Centraal en Oost-Afrika omvatten, en zal uit 150 x 150 x 32 gridpunten bestaan met een horizontale resolutie van 0.0625° (7 km). Deze resolutie is voldoende hoog om het effect van het Kivumeer op het regionaal klimaat te begroten. Alvorens een klimaatpredictie kan worden uitgevoerd, is het van belan de prestatie van het model in het huidige klimaat te evalueren. Deze evaluatie zal worden uitgevoerd aan de hand van in-situ metingen, satellietdata afkomstig van de “Tropical Rainfall Measurement Mission” (TRMM) en de spectroradiometer aan boord de Terra satelliet.2.2. Begroten en verklaren van klimaatsverandering rondon het KivumeerHet toekomstige klimaat rondom het Kivumeer zal worden gesimuleerd met behulp van CCLM voor de periode 2071-2100. Het Hamburg GKM (ECHAM5) zal begin- en randvoorwaarden leveren voor deze simulatie die hetzelfde domein en resolutie zal omvatten als de eerste simulatie. Op basis van deze simulatie zullen wijzigingen in atmosfeercirculatie en het effect op het regionale klimaat onderzocht worden.Daarbij zal bijzondere aandacht worden geschonken aan de wijzigende invloed van grootschalige klimaatoscilaaties zoals bijvoorbeeld de El Niño-Southern Oscillation.3. fysisch-gefundeerde statistische schaalvergrotingDe uitvoer van één enkele simulatie verschaft geen informatie omtrent de onzekerheidsmarge van de klimaatpredictie. Echter, aangezien de uitvoer van een groot aantal simulaties een zeer grote rekenkrachtvereist, zal in dit project de methode van de fysisch-gefundeerde statistische schaalvergroting uitgewerkt worden. Daarbij zal gericht op zoek gegaan worden naar statistische relaties tussen output van het globale en het hoge-resolutie klimaatmodel. Deze relaties zullen vervolgens dienen als basis voor een model dat transferfuncties bepaald tussen temperatuur en neerslagpatronen enerzijds en geofysische factoren en grootschalige meteorologische patronen anderzijds. Voor de ontwikkeling van dit model zal gebruik gemaakt worden van geavanceerde statistische methodes zoals daar zijn principale componentenanalyse, maximale covariantie analyse en de Mann-Kendall niet-parametrische trend test. Dit offline model zal vervolgens getest worden zoals reeds beschreven in §2.1., waarna het zalworden aangedreven door grootschalige klimaatcondities bepaald door verschillende GKM’en emissiescenario’s." "Kwantificering van drempelvoorwaarden voor landwaartse erosie en zeewaartse aangroei van schoroevers." "Stijn Temmerman" Ecosysteembeheer "Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel." "Bepalen van de invloed van Holocene landgebruiksveranderingen en klimaatsverandering op overstromingsvlakte-afzettingen op een continentale schaal." "Gert Verstraeten" "Afdeling Geografie en Toerisme" "Studies over de invloed van milieuveranderingen op sedimentdynamiek zijn vaak beperkt tot kwalitatieve beschrijvingen, terwijl kwantitatieve informatie vaak ontbreekt, vooral op grote ruimtelijke schaal. Dit onderzoeksproject probeert meer inzicht te verwerven in de invloed van milieuveranderingen op sedimentdynamiek op verschillende ruimtelijke schalen. De doelstellingen zijn het kwantificeren van afzettingen in riviervlaktes and het modeleren van sedimentdynamiek op een regionale (>104 km²) tot continentale schaal. Veel aandacht zal uitgaan naar het ontwikkelen van een methodologie voor het modeleren van bodemerosie en sediment herverdeling op een dergelijke ruimtelijke schaal. Een fluviatiele component zal toegevoegd worden aan een bestaand erosie en sediment-herverdelingsmodel. Beschikbare data op ene Europese schaal zullen gebruikt worden als invoergegevens and model kalibratie en validatie zal gebaseerd worden op verschillende studiegebieden met contrasterende milieuomstandigheden. Daarom zal er een methodologie ontwikkeld worden voor het kwantificeren van overstromingsvlakte-afzettingen voor grotere gebieden."