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Cover sealing of a blast furnace dust dump - a comparative evaluation of in situ test fields

Das Projekt "Cover sealing of a blast furnace dust dump - a comparative evaluation of in situ test fields" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fachbereich VI, Lehrstuhl für Geologie durchgeführt. Objective: The purpose of this EC research project is to obtain data on the water balance and water movement in a cover sealing system and to quantify the functioning of different sealing systems under natural conditions. A comparative assessment is to be made of the effectiveness and cost-effectiveness of different in situ test fields. General Information: The requirements of a cover seal are fundamentally different from those of a base liner, as they are exposed to different risks and they are used for different purposes. There are few results available on the long-term effectiveness of different capping systems. The function and effectiveness of such systems have been studied in laboratory experiments, but their results cannot simply be extrapolated to natural conditions. The cover seal of landfills or contaminated sites has the following functions: 1. to minimize seepage of rainwater into the dump; 2. to prevent leaching of soluble contaminants into surface waters (particularly at the edges); 3. to serve as a substrate for recultivation. These functions must be maintained in the long term, i.e. the cover seal must be protected from erosion, frost, drying out, clogging, settling, penetration by roots and burrowing, etc. Normally, a combination of covering layers, drainage systems and barrier layers is used to meet these requirements. Planting of the cover layers helps to protect the deeper layers from direct atmospheric and biotic attack. The cover layer and the vegetation should store a large proportion of the precipitation and/or increase its evaporation. The drainage layer below is designed to channel the water seeping in from the cover layer to the edge. The barrier layer below this can be built up of various materials: a) plastic sheeting; b) cohesive, mineral soil (mineral seal); c) non-cohesive, mineral soil (capillary barrier); d) asphalt concrete. The Technical Instruction on Municipal Waste (regulations in force in Germany) requires a landfill site to be capped once it is full. In the case of category I landfills, a simple mineral seal is sufficient as a covering. After settling has ceased, there must be a gradient greater than or equal to 5 per cent. A drainage layer greater than or equal to 30 cm must be applied on top of the mineral seal. A 1 m thick recultivation layer must be applied on top of the drainage layer, which must consist of cultivable soil and be planted with suitable vegetation. The recultivation layer must be capable of protecting the mineral layer from root penetration and frost damage. The vegetation must provide sufficient protection against wind or water erosion. The water balance of the landfill capping system must be in equilibrium. The state of the recultivation layer and the vegetation of the closed landfill must be monitored at six-monthly intervals to detect any erosion damage, settling or deformation.

SOLEIL III: Solar variability and trend effects in layers and trace gasesin the upper atmosphere

Das Projekt "SOLEIL III: Solar variability and trend effects in layers and trace gasesin the upper atmosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock durchgeführt.

Weg zur Vorhersage des Auftretens von Ozon in der Stratosphaere

Das Projekt "Weg zur Vorhersage des Auftretens von Ozon in der Stratosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. This study will bring together a number of the leading modeling groups in the world to carry out clearly defined modeling experiments whose results will advance us towards the aim of a predictive capability for the future development of the ozone layer on all time scales.

Teilprojekt 2 (Modul B)

Das Projekt "Teilprojekt 2 (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren (Parameterisierungen), mit denen sich die turbulenten Transporte von Energie und Impuls über dem polaren Meereis in Klima- und Wettervorhersagemodellen (MiKlip Modelle) präziser als bisher berechnen lassen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Berücksichtigung der komplexen Vorgänge in der oberflächennahen Atmosphäre im Bereich von Eisrinnen. Die potentiellen Auswirkungen auf die Energietransporte einer sich im nächsten Jahrhundert ändernden Meereisbedeckung sollen schließlich quantifiziert werden. Das Projekt ist in 3 Arbeitspakete gegliedert (siehe Vorhabenbeschreibung im Anhang), die im Wesentlichen beim AWI bearbeitet werden. Zu diesen Arbeitspaketen werden von der Uni Hamburg Fernerkundungsdaten aufbereitet und bereitgestellt.

WiSSCy: Impact of Wind, Rain, and Surface Slicks on Air-Sea CO2 Transfer Velocity - Tank Experiments

Das Projekt "WiSSCy: Impact of Wind, Rain, and Surface Slicks on Air-Sea CO2 Transfer Velocity - Tank Experiments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. The goal is to improve the understanding of the parameterization of air-sea gas exchange with emphasis on CO2. This is being done using the linear wind-wave tank facility of the University of Hamburg. Using this facility, gas exchange coefficients are inferred by measuring gas transfer under a wide variety of parameters such as wind, mechanically generated waves, rain, and surface films. Our emphasis is on the physical processes involved in the air-sea gas exchange and its quantitative measurement. Experiments are conducted with freshwater and with salt water to test the influence of salinity on the gas exchange parameters. All experiments are being performed for evasion and invasion to investigate if rain-induced gas transfer is symmetrical or asymmetrical. While these experiments do not address in great detail the small-scale processes that are involved in the transfer, they allow to determine parameterizations of the gas exchange as a function of parameters of the atmospheric boundary layers as they are needed in climate models and for the analysis of satellite data.

Teilprojekt 1 (Modul B)

Das Projekt "Teilprojekt 1 (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren (Parmetrisierungen), mit denen sich die turbulenten Transporte von Energie und Impuls über dem polaren Meereis in Klima- und Wettervorhersagemodellen (MiKlip Modelle) präziser als bisher berechnen lassen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Berücksichtigung der komplexen Vorgänge in der oberflächennahen Atmosphäre im Bereich inhomogener Meereisbedeckung. Die potentiellen Auswirkungen auf die Energietransporte einer sich im nächsten Jahrzehnt ändernden Meereisbedeckung sollen schließlich quantifiziert werden. Zunächst sollen die Auswirkungen von inhomogener Meereisbedeckung anhand vorhandener in-situ und Satellitendaten untersucht werden, wobei neuartige Verfahren der Rinnenfernerkundung eingesetzt werden. Die Entwicklung der Parametrisierungen basiert dann auf dieser Datenanalyse sowie auf den Ergebnissen eines Atmosphärenmodells, das mit sehr unterschiedlichen räumlichen Auflösungen angewendet werden kann. Zunächst soll eine mikroskalige Version (Gitterweite 200 m) eingesetzt werden, um die atmosphärischen Prozesse im Bereich von Eisrinnen detailliert zu untersuchen. Schließlich werden die entwickelten Verfahren in einer Klimaversion (Gitterweite bis 100 km) getestet. Der Hauptteil der Arbeiten (Parametrisierung und Modellierung) erfolgt am Alfred Wegener Institut, während die unterstützende Analyse von Fernerkundungsdaten an der Universität Hamburg vorgenommen wird.

Langjähriges Mittel der Lufttemperatur 1961-1990

Klimaveränderungen in Ballungsgebieten Das Klima städtischer Ballungsgebiete ist gegenüber dem Umland durch tiefgreifende Veränderungen im örtlichen Wärmehaushalt gekennzeichnet. Ursachen hierfür sind: Veränderungen der Wärmekapazität und Wärmeleitung sowie der Wind- und Austauschverhältnisse aufgrund der Massierung von Baumassen die Verminderung verdunstender Oberflächen durch den hohen Versiegelungsgrad und den Mangel an vegetationsbedeckten Flächen die Erwärmung der Atmosphäre durch den sogenannten Glashauseffekt (vor allem infolge der Anreicherung mit CO 2 ) die Zuführung von Energie und Wasserdampf anthropogenen Ursprungs. Als besonders problematische Aspekte des sich hierdurch entwickelnden Stadtklimas gelten die Erhöhung der Lufttemperatur bzw. der Schwülegefährdung in den Sommermonaten und die Verschlechterung des Luftaustausches mit den höheren Atmosphärenschichten und der Umgebung während des ganzen Jahres. Die Erhöhung der Lufttemperatur gegenüber dem klimatisch unbeeinflussten Umland hängt im wesentlichen von der Bebauungsdichte und der jeweiligen Vegetationsstruktur ab. Ein Vergleich von sommerlichen Temperaturwerten in Berlin zwischen verschiedenen, aber typischen Wohnstandorten und bewaldeten (Grunewald) oder offenen Randbereichen (Dahlemer Feld) bestätigt diesen stadtklimatischen Einfluss (s. Abb.1). Die Unterschiede im Temperaturmittel beruhen weniger auf dem mittleren Maximum als vielmehr auf dem mittleren Minimum. Die mangelnde Abkühlung während der sommerlichen Abend- und Nachtstunden kann zu Beeinträchtigungen des Wohlbefindens bis hin zu Hitzestress, Kreislauf- und Schlafbeschwerden führen. Die innerstädtischen Wohngebiete in Kreuzberg und am Alexanderplatz weisen die höchsten Temperaturen auf, während in der Großsiedlung Hellersdorf aufgrund der Randlage, aber auch der offenen Baustrukturen in den Nachtstunden tiefere Temperaturen vorhanden sind. Zehlendorf profitiert von seinem hohen Vegetationsanteil. Die Temperaturen über dem Dahlemer Feld bestätigen die hohen nächtlichen Abkühlungsraten der offenen Feldfluren im Randbereich von Berlin. Im Rahmen der Klimakartierungen wurden auch die außerhalb der Stadtgrenze liegenden Räume einbezogen (vgl. Darstellung der Messrouten in Karte 04.04.4, SenStadtUm, 2001a). Abbildung 2 zeigt den Temperaturverlauf einer Messtrasse, die von Berlin-Mitte über Spandau nach Falkensee, von dort nach Süden bis in das Stadtgebiet von Potsdam und anschließend über Zehlendorf zurück in das Zentrum von Berlin führt. Die Messungen wurden in einer austauscharmen Strahlungsnacht vorgenommen, in der die Temperaturunterschiede zwischen dem Umland und dem städtischen Gebiet besonders deutlich hervortreten. Anwendungsbereiche Mit der Darstellung des langjährigen Temperaturmittels im internationalen Referenzzeitraum 1961 – 1990 wird einerseits eine gute Vergleichsgrundlage zu anderen Räumen hergestellt, da dieser Klimaparameter eine in der Regel vorliegende Größe darstellt, andererseits ist hiermit eine geeignete Grundlage für die Einschätzung aktueller Messungen gegeben. Die in der Karte dargestellten Temperaturen des langjährigen Mittels sind eine auf die heutige Nutzungsverteilung berechnete Größe. Das langjährige Temperaturmittel ist weiterhin von grundlegender ökologischer Bedeutung. So kann die Einwanderung wärmeliebender Pflanzen- und Tierarten durch die mäßige bis hohe Zunahme des langjährigen Temperaturmittels und der damit zusammenhängenden Abnahme der Anzahl der Frosttage gegenüber dem unbebauten Umland begünstigt werden: Bei einem Anstieg der Mitteltemperatur von 7 °C auf 10 °C halbiert sich die Anzahl der Frosttage (von Stülpnagel 1987).

Tropospheric halogens - effect on ozone

Das Projekt "Tropospheric halogens - effect on ozone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. THALOZ is a concerted, multidisciplinary effort aimed at understanding of the role of reactive halogens in tropospheric oxidation chemistry, their effect on ozone, and consequent influence on irradiative forcing of climate by greenhouse gases. The work plan combines satellite observations, laboratory studies, model development and model application. New information will be obtained on the amounts of reactive halogen species in the troposphere and on the key chemical reactions controlling them. The models will be used to assess the regional and global distribution and budgets of halogens and their effect ozone in the troposphere, and the changes irradiative forcing due to halogen chemistry.

Langjähriges Mittel der Lufttemperatur 1981-2010

Klimaveränderungen in Ballungsgebieten Das Klima städtischer Ballungsgebiete ist gegenüber dem Umland durch tiefgreifende Veränderungen im örtlichen Wärmehaushalt gekennzeichnet. Ursachen hierfür sind: Veränderungen der Wärmekapazität und Wärmeleitung sowie der Wind- und Austauschverhältnisse durch Flächeninanspruchnahmen, etwa infolge von Infrastrukturmaßnahmen und Bebauungen, die Verminderung verdunstender Oberflächen durch den weiterhin zunehmenden Versiegelungsgrad und damit einhergehend den Verlust an vegetationsbedeckten Flächen, der Klimawandel infolge der weltweiten Erwärmung der Atmosphäre durch Treibhausgas-Emissionen die Zuführung von Energie und Wasserdampf anthropogenen Ursprungs. Als besonders problematische Aspekte des sich hierdurch entwickelnden Stadtklimas gelten die Erhöhung der Lufttemperatur bzw. der bioklimatischen Belastung in den Sommermonaten und die Verschlechterung des Luftaustausches mit den höheren Atmosphärenschichten und der Umgebung während des gesamten Jahres. Die Erhöhung der Lufttemperatur gegenüber dem klimatisch unbeeinflussten Umland hängt im Wesentlichen von der Bebauungsdichte, der jeweiligen Vegetationsstruktur und der Topografie ab. Das langjährige Temperaturmittel ist dabei von grundlegender ökologischer Bedeutung. So kann die Einwanderung wärmeliebender Pflanzen- und Tierarten durch die mäßige bis hohe Zunahme des langjährigen Temperaturmittels und der damit zusammenhängenden Abnahme der Anzahl der Frosttage gegenüber dem unbebauten Umland begünstigt werden: Bei einem Anstieg der Mitteltemperatur von 7 °C auf 10 °C halbiert sich die Anzahl der Frosttage (vgl. Stülpnagel 1987). Neben die Ballungsräumen eigenen Bedingungen verdichteter Siedlungsstrukturen treten nunmehr auch in Berlin spürbar die Effekte des Klimawandels auf, durch den ein weiterer Impuls zum Anstieg der mittleren Temperaturen vorhanden ist. Prognosen über mögliche Entwicklungen hängen in großem Maße von den zukünftigen Treibhaugasemissionen ab und werden u.a. vom Deutschen Wetterdienst untersucht (vgl. DWD 2020). Bis zum Ende des Jahrhunderts wird hiernach in Deutschland ein Anstieg der mittleren Temperaturen von 1,1 bis 3,8 °C gegenüber dem Referenzzeitraum 1971-2000 projiziert. Die Erwärmung in den südlichen Regionen Deutschlands ist etwas stärker ausgeprägt, in den nördlichen Regionen etwas niedriger. Für Berlin liegen verschiedene Szenarienrechnungen zur möglichen Entwicklung der Temperaturen einschließlich der daraus folgenden Handlungserfordernisse vor. Aufgrund der sich kontinuierlich erweiternden Kenntnisse in der Klimamodellierung und der Anpassung an veränderte Rahmenbedingungen stellen die jeweiligen Projektergebnisse keinen dauerhaft gültigen Erkenntnisstand dar (den aktuellen Stand an Informationen finden Sie u.a. auf folgenden Webseiten: SenUMVK Klimaschutz , SenSBW Stadtentwicklungsplan Klima 2.0 und im Themenbereich Klima des Umweltatlas). Anders als beim vorherigen Aktualitätsstand 1961-1990 basieren die Auswertungen in der aktuellen Fortschreibung auf Rasterdatensätzen der standortbezogenen Messungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Ergänzend zur langjährigen Temperaturverteilung im Jahresmittel können daher nun auch die Temperaturverteilungen in den Jahreszeiten Frühling, Sommer, Herbst und Winter kartographisch dargestellt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Datenbasis beider Jahrgänge und der hieraus resultierenden unterschiedlichen methodischen Vorgehensweisen sind die Ergebnisse mit dem Bezugszeitraum 1961-1990 des Umweltatlas Berlin nur sehr eingeschränkt vergleichbar.

Hat sich wegen der langfristigen Ozonabnahme die UV-Strahlung erhoeht?

Das Projekt "Hat sich wegen der langfristigen Ozonabnahme die UV-Strahlung erhoeht?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Wetterdienst, Geschäftsbereich Forschung und Entwicklung, Abteilung FE 3 Meteorologisches Observatorium Hohenpeißenberg durchgeführt. Am meteorologischen Observatorium Hohenpeissenberg wird mit komplementaeren Verfahren die Ozonschicht seit 1967 ueberwacht. Der beobachtete langfristige Ozonabbau laesst eine Zunahme der UV-Strahlung erwarten. Seit 1990 wird auch die UV-Strahlung kontinuierlich gemessen. Im Rahmen des Vorhabens sollen mittels Korrelationen die Zusammenhaenge zwischen Ozon, UV-B und Truebung untersucht werden. Mittels dieser festgestellten Zusammenhaenge kann dann anhand der langen Messreihen die Veraenderung der UV-Strahlung seit 1967 abgeschaetzt werden. Dieses Extrapolationsverfahren ist wahrscheinlich die einzige brauchbare Methode, um zu einer Einschaetzung der langfristigen Veraenderungen der UV-Strahlung zu kommen. Die bisherigen Auswertungen zeigen, dass in den Monaten Maerz und April die UV-Strahlung bei klarem Himmel und mittleren Sonnenstaenden sich fuer die Wellenlaengen 300 und 305 nm in den vergangenen 30 Jahren verdoppelt hat. In den spaeteren Monate und fuer groessere Wellenlaengen ist der Anstieg geringer.

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