Under de kommande fem åren, nio forskningscentra i Helmholtz Association kommer att samarbeta för att skapa en flexibel, mobilt mätsystem för jordobservation:MOSES – Modular Observation Solutions for Earth Systems. Forskare kommer att använda detta system för att undersöka hur kortsiktiga dynamiska händelser som värmeböljor och kraftiga regn är kopplade till den långsiktiga utvecklingen av jord- och miljösystem. MOSES koordineras vid Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) i Leipzig.

Vilken påverkan har värmeböljor på vattenresurserna, växtlighet och luftkvalitet? Hur förändrar översvämningar terrestra ekosystem och kustområden? Hur påverkar havets virvlar transporter av havsenergi och näringskedjor? Hur mycket atmosfäriska växthusgaser släpps ut vid upptining av arktisk permafrostjord?

Global förändring kommer att påverka jordsystemet och miljön på kort och lång sikt, både lokalt och globalt. Dock, det saknas kunskap om hur dynamiska händelser begränsade i rum och tid påverkar den långsiktiga utvecklingen av jorden och miljösystemen.

Det nya MOSES-observationssystemet är utformat för att stänga detta gap. Under de kommande fem åren, Helmholtz-föreningen investerar nästan 28 miljoner euro i skapandet av MOSES, stärka sin ledande roll och synlighet i internationell jordsystemforskning.

"MOSES-projektet kommer att tillåta oss att på ett imponerande sätt visa Helmholtz Associations särskilda styrkor, " säger prof. Otmar D. Wiestler, Ordförande i Helmholtzföreningen. "Nio centra inom två forskningsområden, för det första Jord och miljö och för det andra Aeronautics, rymd och transport, kommer att arbeta tillsammans med stora frågor som påverkar vårt samhälles framtid. I detta tvärvetenskapliga samarbete, de kommer att kunna slå samman sin expertis på ett sätt som unikt gynnar jordsystemforskningen som helhet."

Prof. Georg Teutsch, Vetenskaplig VD på UFZ, förklarar:"Vi har för avsikt att bygga ett flexibelt och mobilt observationssystem som gör det möjligt för oss att för första gången registrera mycket dynamiska händelser vid rätt tidpunkt, på rätt plats och med nödvändig upplösning i tid och rum. Mätningar som dessa är det enda sättet på vilket vi kan kvantifiera de direkta effekterna av dessa händelser och i slutändan undersöka deras långsiktiga konsekvenser."

"Detta inkluderar studiet av socioekonomiska effekter, ", tillägger projektkoordinator Dr. Ute Weber. "Vi kan redan anta att händelser som värmeböljor, kraftiga nederbörd och översvämningar kommer att inträffa oftare och med större intensitet under de kommande åren – med tillhörande kostnader för samhället."

Den nya infrastrukturen kommer att utformas som ett "system av system". De deltagande centren kommer att utveckla, miniatyrisera och automatisera sensor- och mätsystem, som sedan kommer att kombineras för att bilda specifika observationsmoduler. Dessa kommer att registrera energi, vatten, växthusgaser och näringsämnens kretslopp på markytan, i kustområden, i havet, i snö- och isområden, och i atmosfären – men särskilt interaktionerna mellan jordsystemen.

Dock, MOSES gör mer än att kombinera den enastående expertisen från de deltagande Helmholtz-centren, som alla har lång erfarenhet av drift av större infrastrukturer och ledning av händelseorienterade observationskampanjer. Den mobila infrastrukturen utgör också ett viktigt tillskott till befintliga nationella och internationella övervakningsnätverk och satellituppdrag, som mestadels är utformade för långsiktiga, storskalig observation av jordsystemet. Exempel inkluderar ICOS (Integrated Carbon Observation System), LTER (Långsiktig ekologisk forskning), Helmholtz-observatorier som TERENO (Terrestrial Environmental Observatories), COSYNA (Coastal Observing System), CVOO (Cape Verde Ocean Observatory) och SAMOYLOV Permafrost Observation Station, AWIPEV (Arctic Research Base), och satellituppdrag som GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).

De nya utmaningarna för MOSES ligger i den gemensamma utvecklingen av modulerna och den systemövergripande observationsstrategin. "En infrastruktur som denna kan inte byggas eller drivas av en enda institution, " säger Ute Weber. "Men målet är naturligtvis att det ska utvecklas till en plattform för nationellt och internationellt samarbete."

Data och resultat som tillhandahålls av MOSES kommer att göras tillgängliga för forskare och andra användare via Earth System Knowledge Platform (ESKP), informationsportalen för Helmholtz forskningsfältet Earth and Environment. Dessa data bör bidra till att minska osäkerheten i förutsägelser om klimat- och miljöförändringar och bidra till utvecklingen av samhälleliga anpassningsstrategier.