Two pollen profiles of the middle Pleistocene at Samerberg/Upper Bavaria, Germany

Previous pollen analytical studies on sediments from the pleistocene lake basin at Samerberg, situated on the northern edge of the Bavarian Alps (47°45' N, 12°12' E, 607 m a.s.l.) had been performed on samples taken from cores and exposures close to the southern shore of the former lake. After geoelectric and refraction-seismic measurements had shown that the lake basin had been much deeper in its northern part, another core was taken where maximum depth could be expected. The corer penetrated three moraines, two of them lying above pollen-bearing sediments, and one below them, and reached the hard rock (Kössener Kalk) at a depth of 93 m. Two forest phases could be identified by pollen analysis. The pollen record begins abruptly in a forest phase at the end of a spruce-dominated period when fir started to spread (DA 1, DA = pollen zone). Following this, Abies (fir) was the main tree species at Samerberg, Picea being second, and deciduous trees were almost non-existent. First box (Buxus) was of major importance in the fir forests (DA 2), but later on beech (Fagus) and wing-nut (Pterocarya) spread (DA 3). Finally this forest gave way to a spruce forest with pine (DA 4). The beginning and the end of this interglacial cycle are not recorded. Its vegetational development is different from the eemian one known from earlier studies at Samerberg. It is characterized by the occurrence of Abies together with Buxus, Pterocarya and Fagus. A similar association of woody species is known only from the Holsteinian age deposits in an area ranging from England to Poland, though at no other place these species were such important constituents of the vegetation as at Samerberg. Therefore zone 1 to 4 are attributed to the Holsteinian interglacial period. The younger forest phase, separated from the interglacial by a stadial with open vegetation (DA 5), seems to be completely represented, though its sediments are disturbed, apparently by sliding which caused repetition of same-age-sediments in the core (DA 7a, b, c) The vegetational development is simple. A juniper phase (DA 6) was followed by reforestation with spruce, accompanied by some fir (DA 7, 9). Finally pine became the dominant species (DA 9). The simple vegetational development of this younger forest phase does not allow a safe correlation with one of the known pre-eemian interstadials, but for stratigraphical reasons it can be related best to the Dömnitz-interglacial, which among others is also known as Wacken- or Holstein-II-interglacial. Possibly another phase of reforestation is indicated at the end of the following stadial (DA 10). But due to an erosional unconformity nothing than the rise of the juniper curve can be stated. It was only after this sequence of forest phases and periods with open vegetation that glaciers reached the Samerberg area again.

Geophysical investigations in the European Alps

Joint interpretation of magnetotelluric and geomagnetic depth sounding data in the western European Alps offer new insights into the conductivity structure of the Earth's crust and mantle. This first large scale electromagnetic study in the Alps covers a cross-section from Germany to northern Italy and shows the importance of the alpine mountain chain as an interrupter of continuous conductors. Poor data quality due to the highly crystalline underground is overcome by Remote Reference and Robust Processing techniques. 3d-forward-modelling reveals on the one hand interrupted dipping crustal conductors with maximum conductance of 4960 S and on the other hand a lithosphere thickening up to 208 km beneath the central western Alps. Graphite networks arising from Paleozoic sedimentary deposits are considered to be accountable for the occurrence of high conductivity and the distribution pattern of crustal conductors. The influence of huge sedimentary molasse basins on the electromagnetic data is suggested to be minor compared with the influence of crustal conductors. In conclusion, electromagnetic results can be attributed to the geological, tectonic and palaeogeographical background. Dipping direction (S-SE) and maximum angle (10.1°) of the northern crustal conductor reveal the main thrusting conditions beneath the Helvetic Alps whereas the existence of a crustal conductor in the Briançonnais supports theses about its palaeographic belonging to the Iberian Peninsula.

Altitude acts as an environmental filter on phylogenetic composition, traits and diversity in bee communities.

Knowledge about the phylogeny and ecology of communities along environmental gradients helps to disentangle the role of competition-driven processes and environmental filtering for community assembly. In this study, we evaluated patterns in species richness, phylogenetic structure and life-history traits of bee communities along altitudinal gradients in the Alps, Germany. We found a linear decline in species richness and abundance but increasing phylogenetic clustering in communities with increasing altitude. The proportion of social- and ground-nesting species, as well as mean body size and altitudinal range of bee communities, increased with increasing altitude, whereas the mean geographical distribution decreased. Our results suggest that community assembly at high altitudes is dominated by environmental filtering effects, whereas the relative importance of competition increases at low altitudes. We conclude that inherent phylogenetic and ecological species attributes at high altitudes pose a threat for less competitive alpine specialists with ongoing climate change.

Dynamik orographischer Bannerwolken

Der Begriff "Bannerwolke" bezeichnet ein eindrucksvolles Phänomen aus dem Bereich der Gebirgsmeteorologie. Bannerwolken können gelegentlich im Hochgebirge im Bereich steiler Bergspitzen oder langgezogener Bergrücken, wie z.B. dem Matterhorn in den Schweizer Alpen oder dem Zugspitzgrat in den Bayrischen Alpen beobachtet werden. Der Begriff bezeichnet eine Banner- oder Fahnen-ähnliche Wolkenstruktur, welche an der windabgewandten Seite des Berges befestigt zu sein scheint, während die windzugewandte Seite vollkommen wolkenfrei ist. Bannerwolken fanden bislang, trotz ihres relativ häufigen Auftretens in der wissenschaftlichen Literatur kaum Beachtung. Entsprechend wenig ist über ihren Entstehungsmechanismus und insbesondere die relative Bedeutung dynamischer gegenüber thermodynamischer Prozesse bekannt. In der wissenschaftlichen Literatur wurden bislang 3 unterschiedliche Mechanismen postuliert, um die Entstehung von Bannerwolken zu erklären. Demnach entstehen Bannerwolken durch (a) den Bernoulli-Effekt, insbesondere durch die lokale adiabatische Kühlung hervorgerufen durch eine Druckabnahme entlang quasi-horizontal verlaufender, auf der windzugewandten Seite startender Trajektorien, (b) durch isobare Mischung bodennaher kälterer Luft mit wärmerer Luft aus höheren Schichten, oder (c) durch erzwungene Hebung im aufsteigenden Ast eines Leerotors. Ziel dieser Arbeit ist es, ein besseres physikalisches Verständnis für das Phänomen der Bannerwolke zu entwickeln. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem dominierenden Entstehungsmechanismus, der relativen Bedeutung dynamischer und thermodynamischer Prozesse, sowie der Frage nach geeigneten meteorologischen Bedingungen. Zu diesem Zweck wurde ein neues Grobstruktursimulations (LES)-Modell entwickelt, welches geeignet ist turbulente, feuchte Strömungen in komplexem Terrain zu untersuchen. Das Modell baut auf einem bereits existierenden mesoskaligen (RANS) Modell auf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das neue Modell ausführlich gegen numerische Referenzlösungen und Windkanal-Daten verglichen. Die wesentlichen Ergebnisse werden diskutiert, um die Anwendbarkeit des Modells auf die vorliegende wissenschaftliche Fragestellung zu überprüfen und zu verdeutlichen. Die Strömung über eine idealisierte pyramidenförmige Bergspitze wurde für Froude-Zahlen Fr >> 1 sowohl auf Labor- als auch atmosphärischer Skala mit und ohne Berücksichtigung der Feuchtephysik untersucht. Die Simulationen zeigen, dass Bannerwolken ein primär dynamisches Phänomen darstellen. Sie entstehen im Lee steiler Bergspitzen durch dynamisch erzwungene Hebung. Die Simulationen bestätigen somit die Leerotor-Theorie. Aufgrund des stark asymmetrischen, Hindernis-induzierten Strömungsfeldes können Bannerwolken sogar im Falle horizontal homogener Anfangsbedingungen hinsichtlich Feuchte und Temperatur entstehen. Dies führte zu der neuen Erkenntnis, dass zusätzliche leeseitige Feuchtequellen, unterschiedliche Luftmassen in Luv und Lee, oder Strahlungseffekte keine notwendige Voraussetzung für die Entstehung einer Bannerwolke darstellen. Die Wahrscheinlichkeit der Bannerwolkenbildung steigt mit zunehmender Höhe und Steilheit des pyramidenförmigen Hindernisses und ist in erster Näherung unabhängig von dessen Orientierung zur Anströmung. Simulationen mit und ohne Berücksichtigung der Feuchtephysik machen deutlich, dass thermodynamische Prozesse (insbes. die Umsetzung latenter Wärme) für die Dynamik prototypischer (nicht-konvektiver) Bannerwolken zweitrangig ist. Die Verstärkung des aufsteigenden Astes im Lee und die resultierende Wolkenbildung, hervorgerufen durch die Freisetzung latenter Wärme, sind nahezu vernachlässigbar. Die Feuchtephysik induziert jedoch eine Dipol-ähnliche Struktur im Vertikalprofil der Brunt-Väisälä Frequenz, was zu einem moderaten Anstieg der leeseitigen Turbulenz führt. Es wird gezeigt, dass Gebirgswellen kein entscheidendes Ingredienz darstellen, um die Dynamik von Bannerwolken zu verstehen. Durch eine Verstärkung der Absinkbewegung im Lee, haben Gebirgswellen lediglich die Tendenz die horizontale Ausdehnung von Bannerwolken zu reduzieren. Bezüglich geeigneter meteorologischer Bedingungen zeigen die Simulationen, dass unter horizontal homogenen Anfangsbedingungen die äquivalentpotentielle Temperatur in der Anströmung mit der Höhe abnehmen muss. Es werden 3 notwendige und hinreichende Kriterien, basierend auf dynamischen und thermodynamischen Variablen vorgestellt, welche einen weiteren Einblick in geeignete meteorologische Bedingungen geben.