Regionale Klimaprojektionen für Sachsen: WMSax2.0: Bereitstellung eines Ensembles regionaler Klimaprojektionen für Sachsen

WEREX ist die auf den Freistaat Sachsen adaptierte Version des statistischen Regionalisierungsverfahrens WETTREG zur Erzeugung von regionalen Klimaprojektionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. Mit diesem Vorhaben erfolgte eine Weiterentwicklung zur Version WEREX-VI. Das Ensemble umfasst die Szenarienfamilien RCP (2.6 | 4.5 | 8.5) und SRES (A1B) und besteht aus stationsbezogenen Zeitreihen mit Tageswerten für Klimaelemente im Zeitraum 1951 bis 2100 für das Gebiet des Freistaates Sachsen, einschließlich Randstreifen (inklusive Polen, Tschechien). Die Veröffentlichung dokumentiert das WEREX-VI-Ensemble und richtet sich an Klima- und Klimafolgenforscher. Redaktionsschluss: 03.02.202

Optimierungsmöglichkeiten für WEREX: Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten im Regionalisierungsverfahren WEREX

Für das Regionalisierungsverfahren WEREX, dessen Ergebnisse der Abschätzung einer zukünftig möglichen Klimaentwicklung in Sachsen dienen, wurden Optimierungsmöglichkeiten erarbeitet und überprüft. Im Ergebnis konnten die Vorteile der Verfahren WEREX und KlaMuKo, einem statistischen Ansatz zur verbesserten Darstellung von Extremen, zur Neuentwicklung WMSax2.0 zusammengeführt werden. Dieses Konzept wurde anhand einer Sensitivitätsuntersuchung als aussichtsreich bestätigt und bildet die fachlich-technische Grundlage zur Erstellung einer neuen Klimaprojektion für den Freistaat Sachsen. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure, Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen

Klimawandel und Wetterlagen

Die Veröffentlichung dokumentiert die Ergebnisse eines Forschungsprojektes, in dem untersucht wurde, welchen Einfluss großräumige Strömungsmuster in der Atmosphäre (Großwetterlagen) auf das Auftreten von Wetterextremen in Sachsen hatten und zukünftig haben können. Dafür wurde ein Verfahren zur Klassifikation durch multiple Regression entwickelt und angewendet. Belastbare Zunahmen von Wetterextremen sind z. B. bei heißen und niederschlagsarmen warmen Tagen sowie etwas weniger sicher bei Schwüle und Starkwind im Winterhalbjahr zu erwarten. Die Veröffentlichung richtet sich an Klimaforscher, -modellentwickler und -modellanwender

Transcriptomic response to prolonged ethanol production in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803

BACKGROUND: The production of biofuels in photosynthetic microalgae and cyanobacteria is a promising alternative to the generation of fuels from fossil resources. To be economically competitive, producer strains need to be established that synthesize the targeted product at high yield and over a long time. Engineering cyanobacteria into forced fuel producers should considerably interfere with overall cell homeostasis, which in turn might counteract productivity and sustainability of the process. Therefore, in-depth characterization of the cellular response upon long-term production is of high interest for the targeted improvement of a desired strain. RESULTS: The transcriptome-wide response to continuous ethanol production was examined in Synechocystis sp. PCC6803 using high resolution microarrays. In two independent experiments, ethanol production rates of 0.0338% (v/v) ethanol d(-1) and 0.0303% (v/v) ethanol d(-1) were obtained over 18 consecutive days, measuring two sets of biological triplicates in fully automated photobioreactors. Ethanol production caused a significant (~40%) delay in biomass accumulation, the development of a bleaching phenotype and a down-regulation of light harvesting capacity. However, microarray analyses performed at day 4, 7, 11 and 18 of the experiment revealed only three mRNAs with a strongly modified accumulation level throughout the course of the experiment. In addition to the overexpressed adhA (slr1192) gene, this was an approximately 4 fold reduction in cpcB (sll1577) and 3 to 6 fold increase in rps8 (sll1809) mRNA levels. Much weaker modifications of expression level or modifications restricted to day 18 of the experiment were observed for genes involved in carbon assimilation (Ribulose bisphosphate carboxylase and Glutamate decarboxylase). Molecular analysis of the reduced cpcB levels revealed a post-transcriptional processing of the cpcBA operon mRNA leaving a truncated mRNA cpcA* likely not competent for translation. Moreover, western blots and zinc-enhanced bilin fluorescence blots confirmed a severe reduction in the amounts of both phycocyanin subunits, explaining the cause of the bleaching phenotype. CONCLUSIONS: Changes in gene expression upon induction of long-term ethanol production in Synechocystis sp. PCC6803 are highly specific. In particular, we did not observe a comprehensive stress response as might have been expected

AstroGrid-D: Grid Technology for Astronomical Science

We present status and results of AstroGrid-D, a joint effort of astrophysicists and computer scientists to employ grid technology for scientific applications. AstroGrid-D provides access to a network of distributed machines with a set of commands as well as software interfaces. It allows simple use of computer and storage facilities and to schedule or monitor compute tasks and data management. It is based on the Globus Toolkit middleware (GT4). Chapter 1 describes the context which led to the demand for advanced software solutions in Astrophysics, and we state the goals of the project. We then present characteristic astrophysical applications that have been implemented on AstroGrid-D in chapter 2. We describe simulations of different complexity, compute-intensive calculations running on multiple sites, and advanced applications for specific scientific purposes, such as a connection to robotic telescopes. We can show from these examples how grid execution improves e.g. the scientific workflow. Chapter 3 explains the software tools and services that we adapted or newly developed. Section 3.1 is focused on the administrative aspects of the infrastructure, to manage users and monitor activity. Section 3.2 characterises the central components of our architecture: The AstroGrid-D information service to collect and store metadata, a file management system, the data management system, and a job manager for automatic submission of compute tasks. We summarise the successfully established infrastructure in chapter 4, concluding with our future plans to establish AstroGrid-D as a platform of modern e-Astronomy.Comment: 14 pages, 12 figures Subjects: data analysis, image processing, robotic telescopes, simulations, grid. Accepted for publication in New Astronom

Regionale Klimaprojektionen für Sachsen: WMSax2.0: Bereitstellung eines Ensembles regionaler Klimaprojektionen für Sachsen

WEREX ist die auf den Freistaat Sachsen adaptierte Version des statistischen Regionalisierungsverfahrens WETTREG zur Erzeugung von regionalen Klimaprojektionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. Mit diesem Vorhaben erfolgte eine Weiterentwicklung zur Version WEREX-VI. Das Ensemble umfasst die Szenarienfamilien RCP (2.6 | 4.5 | 8.5) und SRES (A1B) und besteht aus stationsbezogenen Zeitreihen mit Tageswerten für Klimaelemente im Zeitraum 1951 bis 2100 für das Gebiet des Freistaates Sachsen, einschließlich Randstreifen (inklusive Polen, Tschechien). Die Veröffentlichung dokumentiert das WEREX-VI-Ensemble und richtet sich an Klima- und Klimafolgenforscher. Redaktionsschluss: 03.02.202

Optimierungsmöglichkeiten für WEREX: Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten im Regionalisierungsverfahren WEREX

Für das Regionalisierungsverfahren WEREX, dessen Ergebnisse der Abschätzung einer zukünftig möglichen Klimaentwicklung in Sachsen dienen, wurden Optimierungsmöglichkeiten erarbeitet und überprüft. Im Ergebnis konnten die Vorteile der Verfahren WEREX und KlaMuKo, einem statistischen Ansatz zur verbesserten Darstellung von Extremen, zur Neuentwicklung WMSax2.0 zusammengeführt werden. Dieses Konzept wurde anhand einer Sensitivitätsuntersuchung als aussichtsreich bestätigt und bildet die fachlich-technische Grundlage zur Erstellung einer neuen Klimaprojektion für den Freistaat Sachsen. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure, Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen