Das Projekt "Teilprojekt B 02: Verhalten und Transport von Mikroplastik in der strömungsarmen Wassersäule" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department Hydrogeologie durchgeführt. Ziel des Projektes B02 ist, die Wechselwirkungen zwischen physikalischen, biogeochemischen und biologischen Einflüssen auf Transport, Sedimentation und Verteilung von MP in stehenden Gewässern zu verstehen. Neben Faktoren, die die Eigenschaften der Wassersäule definieren, wie z. B. Wasserchemismus, Turbulenzen, Dichtegradienten, Schichtung und Schwebstoffgehalt wird auch der Einfluss der physikalisch-chemischen Eigenschaften von definiertem Modell-MP während des Aufenthaltes in der Wassersäule (Partikelgröße, Kunststofftyp, Form, Oberflächenchemismus), die mikrobielle Besiedlung und Biofilmbildung sowie der organismische Transport von MP in der Wassersäule untersucht um deren Einfluss auf das Transportverhalten von MP zu verstehen. Diese Kombination aus modellhaften Labor-, und kontrollierten Mesokosmenstudien sowie hydrodynamischer Modellierung wird ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis des MP-Transports in stehenden Gewässern ermöglichen.
Das Projekt "The waste dilemma: the attempt of Germany and Italy to deal with the waste management regulation in two European countries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Graduiertenkolleg 724 'Auf dem Weg in die Wissensgesellschaft: institutionelle und epistemische Transformationen der Wissensproduktion und ihre gesellschaftlichen Rückwirkungen' durchgeführt.
Das Projekt "Warmwassersphaere des Nordatlantiks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Regionale Ozeanographie durchgeführt. Die Forschungsarbeiten der Abteilung Regionale Ozeanographie werden sich weiterhin auf die physikalischen Prozesse in den oberen Schichten des offenen Ozeans, der Warmwassersphaere, konzentrieren. Dahinter steht die Notwendigkeit, die Transportprozesse zu verstehen, die den Einfluss des Ozeans auf die atmosphaerischen Klimaaenderungen fuer die Zeitskala des World Climate Research Programme bestimmen. Da diese Zeitskala den Bereich Wochen bis Monate umfasst, ist eine umfangreiche Expeditionstaetigkeit noetig. Neuentwickelte Messmethoden sollen dabei zum Einsatz kommen, so u.a. ein geschlepptes, vertikal undulierendes Geraet zur Erfassung der Dichteschichtung, ein akustisch arbeitendes Geraet zur Bestimmung der vertikalen Geschwindigkeitsverteilung in der ozeanischen Deckschicht sowie satelliten- bzw. funkgeortete Driftbojen. Begleitet wird die Messtaetigkeit durch die Entwicklung von Modellen (empirisch, diagnostisch, prognostisch). Schwerpunkte der Untersuchungen werden sein: - theoretische Untersuchungen zur geophysikalischen Turbulenz und ihre Anwendung auf Transportprozesse in der ozeanischen Warmwassersphaere, - Ursachen und Auswirkungen der Jahresschwankungen von Baroklinitaet und Haloklinitaet, - Entstehung ozeanischer Fronten und ihre Bedeutung fuer turbulente Transportprozesse, - Modellierung der Konvektion in der Deckschicht unter besonderer Beruecksichtigung des Tagesganges, - Struktur und Transporte des Nordatlantischen Stromes, - wissenschaftliche Analyse von Datensaetzen des Welt-Datenzentrums sowie von Expeditionen, insbesondere GATE 1974, JASIN 1978, FGGE 1979. Das Forschungsprogramm ist integraler Bestandteil des SFB 133.
Das Projekt "See-Atmosphäre Wechselwirkungen und Energieflusspfade in kleinen Seen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Windgetriebene Wasserbewegungen sind eine wichtige physikalische Charakteristik von Seen und haben einen großen Einfluss auf deren Ökologie und Biogeochemie. Windschub an der Wasseroberfläche erzeugt eine turbulent durchmischte Oberflächenschicht, Oberflächenwellen, grossskalige Strömungen, sowie interne Wellen, die Energie in größere Tiefen transportieren können. Die oberflächliche Impulsübertragung vom Wind auf Wasser und die daraus resultierende Intensität der Grenzschichtturbulenz beeinflusst auch den Austausch von Wärme und gelösten Gasen zwischen der Seeoberfläche und der Atmosphäre sowie die Verdunstungsrate. Die Prozesse welche den Austausch zwischen See und Atmosphäre kontrollieren wurden vor allem im Ozean und bei hohen Windgeschwindigkeiten untersucht. Wenig ist über den Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Impulsübertragung, sowie über die Wechselbeziehungen zu anderen Transferkoeffizienten in kleinen Seen bekannt, wo die Einwirklänge und Geschwindigkeit des Windes typischerweise gering sind. In diesem Projekt stellen wir kürzlich durchgeführte atmosphärische Eddy-Covariance (EC) Messungen von Impuls, Wärme, Wasserdampf und Gasflüssen über 10 verschiedenen kleinen Seen zusammen. Dieser einzigartige Datensatz wird dazu verwendet, um die Abhängigkeit der Impulsübertragung vom Wind auf Wasser von der Windgeschwindigkeit und Einwirklänge in kleinen Seen zu analysieren und mechanistische Beziehungen zwischen den verschiedenen Übertragungskoeffizienten abzuleiten. Die Energieflusspfade innerhalb von Seen werden durch die Ergänzung laufender atmosphärischer EC-Messungen mit umfangreichen Messungen von Wellen, Strömungen und Turbulenz in drei Seen untersucht werden. Wir werden die Aufteilung der kinetischen Energie in verschiedene Arten von Strömungen und ihren Flusspfad von Erzeugung zu Dissipation als Funktion der Windgeschwindigkeit, Seegröße und vertikale Dichteschichtung analysieren. Als Ergebnis bieten wir ein umfassendes mechanistisches Verständnis der Energieflusspfade in kleinen Seen in Anhängigkeit des atmosphärischen Antriebs. Die Projektergebnisse werden die aktuellen Möglichkeiten zur Modellierung und Vorhersage von See-Atmosphäre Wechselwirkungen verbessern und zu einer Reihe von aktuellen Forschungsfragestellungen in Biogeochemie und Gewässerökologie beitragen.
Das Projekt "Mathematische Modelle fuer die Simulation bodennaher Luftbewegungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Institut für Wasserbau, Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Hydraulik durchgeführt. Die Berechnung sog. Flurwinde, die bei an sich windstillen Wetterlagen als Folge unterschiedlich rascher abendlicher Abkuehlungsvorgaenge entstehen, spielt im Zusammenhang mit der Lufterneuerung im innerstaedtischen Bereich eine bedeutende Rolle. Im Sinne hydraulischer Fragestellungen ist dieses Flurwindproblem den Dichtestroemungen zuzuordnen, allerdings mit der Besonderheit eines longitudinalen Dichtegradienten. Ausgehend von den Erhaltungssaetzen der Hydromechanik fuer Masse, Impuls und Energie, letztere unter Einschluss des Waermetransports, koennen bei Auffassung des Flurwindproblems als schichtenartigem Dichtestrom sog. tiefengemittelte Differentialgleichungen gewonnen werden, mit deren Hilfe die zeitliche und raeumliche Entwicklung des Flurwinds angegeben werden kann. Der diesbezuegliche EDV-Aufwand ist allerdings nicht unbetraechtlich. Kommt es jedoch nur darauf an, Kriterien zu gewinnen, die es erlauben, eine groessere bauliche Veraenderung im Umfeld einer Stadt daraufhin zu ueberpruefen, ob sie sich moeglicherweise nachteilig auf die Beseitigung innerstaedtischer Waermeinseln wegen Behinderung der Kaltluftzufuhr auswirkt, so genuegt schon eine Vereinfachung des Gleichungssystems zu einer stationaeren eindimensionalen Gleichungsgruppe, um die Reichweite einer von Flurwinden herruehrenden Frischluftzufuhr vergleichend angeben zu koennen.
Das Projekt "Sedimentationsdynamik und mikrobieller Abbau von marinen Aggregaten: Strömungsphysikalische Grundlagen des partikulären Kohlenstofftransport im Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Zur Charakterisierung des effektiven vertikalen Stofftransports durch marine Aggregate unter Berücksichtigung des mikrobiellen Stoffumsatzes in ihrem Inneren wird ein strömungsmechanisch-mikrobiologisches Verbundprojekt angestrebt. Durch die Kombination von Laborexperimenten und numerischer Simulation soll zunächst die Sedimentationsgeschwindigkeit hochporöser Aggregate als Funktion der Größe, Porosität, Zusammensetzung und der Dichteschichtung der Umgebungsflüssigkeit parametrisiert werden. Des Weiteren sollen der Stoffübergang zwischen interstitieller Flüssigkeit der Aggregate und der Umgebungsflüssigkeit sowie die mikrobiellen Umsatzraten im Inneren von Aggregaten als Funktion der Sedimentationsgeschwindigkeit bestimmt werden. Auf dieser Basis soll ein mathematisches Modell entwickelt werden, das sowohl die Sedimentationsdynamik als auch den Stofftransport zuverlässig abbildet. Ein solches Modell wird erstmals eine realistische Abschätzung der Effizienz der biologischen Kohlenstoffpumpe ermöglichen und darüber hinaus neue Ansätze zur Abbildung mariner Prozesse in globalen Klimamodellen liefern.
Das Projekt "Die morphologische Reaktion des Wattenmeeres auf den Klimawandel (MOREWACC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. Das Wattenmeer, das sich von Den Helder in den Niederlanden bis nach Skallingen in Dänemark erstreckt, ist ein Prototyp für eine durch den Meeresspiegelanstieg bedrohte Küstenregion. Über 50% des Wattenmeeres besteht aus Wattflächen, die nur während eines Teils des Gezeitenzyklus von Wasser bedeckt sind. Dadurch wird das einzigartige Küsten-Ökosystem des Wattenmeeres geformt, das aufgrund von Akkumulation von Sediment aus der Nordsee den Meeresspiegelanstieg der letzten Jahrhunderte überleben konnte. Angesichts der beobachteten Beschleunigung des Meeresspiegelanstieges stellt sich die Schlüsselfrage, bis zu welcher Rate des Meeresspiegelanstieges diese Sedimentakkumulation für das Überleben des ausreicht. Diese Frage ist hochkomplex, da die Sedimentflüsse in das Wattenmeer selbst von der Rate des Meeresspiegelanstieges sowie von anderen klimatischen Einflüssen und von der Sedimentverfügbarkeit in nicht-linearer Weise abhängen. Es ist bekannt, dass Netto-Sedimentflüsse durch von nicht-linearen Flachwassergezeiten und horizontalen Dichtegradienten (aufgrund von Niederschlag, Süßwasserabfluss und Oberflächen-Wärmeflüssen) bedingten Gezeitenasymmetrien angetrieben werden. Die Nichtlinearität der Gezeiten wiederum hängt vom Meeresspiegelanstieg selbst ab und die horizontalen Dichtegradienten variieren mit klimabedingten Änderungen von Verdunstung/Niederschlag und Abkühlung/Erwärmung. Weiterhin hängen Sedimentflüsse vom Windantrieb ab, der ebenfalls mit dem Klima variiert. Obwohl ein fundiertes Verständnis der zugrundeliegenden Sedimenttransportprozesse im Wattenmeer vorliegt, werden für Projektionen von morphologischen Veränderungen weiterhin einfache vertikal integrierte Modelle verwendet. Die Erkenntnisse, die aus solchen Modellen gewonnen werden, sind daher sehr eingeschränkt. Das wichtigste Ziel dieses Projektes ist daher, mögliche morphologische Reaktionen des Wattenmeeres auf einen beschleunigten Meeresspiegelanstieg und andere Aspekte des Klimawandels sowie Einflüsse von Sedimentverfügbarkeit mit Hilfe eines prozess-basierten Modells zu untersuchen. Dabei werden die wichtigsten Antriebe für Sedimenttransportprozesse in das Wattenmeer berücksichtigt. Zunächst sollen diese Modellsimulationen in systematischer Weise unter Nutzung verschiedener idealisierter Bathymetern durchgeführt werden, um die kritischsten Prozesse morphodynamischer Veränderungen zu erkennen. Mit Hilfe dieser Bathymeter können die Einflüsse des Meeresspiegelanstieges in Kombination mit anderen Einflussfaktoren (Niederschlag/Verdunstung, Abkühlung/Erwärmung, Wind-Wellenantrieb) untersucht werden. In einer zweiten Phase des SPP, unter der Annahme, dass die verfügbaren Computer Ressourcen weiter anwachsen, sollen solche Simulationen für realistische und komplexere Gezeitenbecken im Wattenmeer durchgeführt werden. In beiden Phasen des SPP soll die Dynamik von Salzwiesen explizit mit untersucht werden.
Das Projekt "Winter-Diatomeenblüten und deren Einfluss auf Seenökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Seenforschung durchgeführt. Durch globalen Wandel verändern sich die Winterbedingungen in Seen rapide. Eine Einschätzung der Folgen ist zum jetzigen Zeitpunkt schwierig, weil sich Limnologen historisch auf die 'Vegetationsperiode' von Frühling bis Herbst konzentriert haben und daher wenig über die Winterökologie bekannt ist. Bis vor kurzem galt der Winter im Allgemeinen als ökologisch ruhend, da das Lichtangebot erst für das Phytoplanktonwachstum ausreichend ist, wenn die Schichtung im Frühjahr einsetzt. Entgegen dieser Annahme gibt es viele Seen, in denen Phytoplankton - insbesondere großzellige Diatomeen - im Spätwinter vor der Schichtung dichte Blüten bilden können. Dieses Phänomen ist in gemäßigten Seen nicht ungewöhnlich, bisher jedoch unterforscht. Es gibt Hinweise darauf, dass diese Blüten einen starken Einfluss auf die Seeökosysteme in den folgenden Jahreszeiten haben, weil sie Nährstoffe binden und die Phytoplanktonbiomasse verringern. Ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge wird dringend benötigt, weil durch die klimabedingten Abnahme der Eisbedeckung und Veränderung der Durchmischungsverhältnisse die Häufigkeit solcher Blüten in gemäßigten Zonen vermutlich zunehmen wird. In diesem Projekt wollen wir die Ursachen und Folgen von Diatomeenblüten im Spätwinter bestimmen. Unsere wichtigste Hypothese ist, dass großzellige Diatomeenarten im Spätwinter hohe Biomassen entwickeln können, wenn 1) die Durchmischungsperiode ausreichend lang ist und 2) die Seentiefe und die Wassertransparenz genügend Licht in der gemischten Wassersäule zulassen. Diatomeenblüten transportieren durch Sedimentation ihrer Biomasse wiederum einen Großteil der verfügbaren Nährstoffe im Spätwinter ins Tiefenwasser und verändern dadurch die biogeochemischen und ökologischen Zusammenhänge des Sees im Frühjahr und Sommer. Unser Ansatz kombiniert folgende Elemente: 1) die Analyse von insgesamt über 100 Jahren hochwertiger Daten aus vier der am besten untersuchten deutschen (Stau)Seen, in denen sich hohe Biomassen von Diatomeen im Winter entwickeln, 2) Feldmessungen von Schlüsselprozessen im Winter und Frühling in einem der Seen, und 3) gekoppelte hydrodynamisch-ökologische Modellierung von drei der vier Seen. Die Zusammenhänge zwischen den Winterbedingungen, der saisonalen Phytoplankton-Biomasse und -Zusammensetzung sowie der Nährstoffverfügbarkeit werden in dem Projekt aufgedeckt und das Vorhandensein von Rückkopplungen festgestellt, die Diatomeen im Spätwinter fördern und zu alternativen stabilen Zuständen führen können. Wir werden das Phytoplankton-Inokulum, die internen Zellquoten von Nährstoffen und den vertikalen Transport von Kohlenstoff und Nährstoffen im Winter quantifizieren. Schließlich werden die gewonnenen Erkenntnisse in mathematische Beschreibungen einfließen. Das erwartete Ergebnis des Projektes ist ein umfassendes Prozessverständnis und Vorhersagemodell für das Auftreten von Diatomeenblüten im Spätwinter und deren Folgen für die Wasserqualität im Sommer.
Das Projekt "Teilvorhaben IIS (DenimeF) - Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen durchgeführt. Die immer wieder auftretenden Sabotagefälle an Feldhäckslern im Maisbestand, bei denen vorsätzlich Edelstahl im Feld platziert wird, waren bisher nicht vorhersehbar oder vermeidbar. Durch geeignete Messtechnik könnte durch das Material verursachte Schaden abgewendet werden, indem der Fremdkörper erkannt wird bevor er in kritische Bereiche im Inneren des Feldhäckslers gelangt, dort Schäden verursacht und als Folge eine Gefahr für umgebende Lebewesen erzeugt. Bei den hohen Kräften und Geschwindigkeiten, die während des Ernteprozesses in den Feldhäcksler herrschen, können schon kleine Teile, die in die Maschine gelangen, große Schäden hervorrufen, die hohe Reparaturkosten und Ausfallzeiten mit sich führen. Mit den bisherigen marktverfügbaren Sensorsystemen in Feldhäckslern können nicht alle vorkommenden maschinen- und ernteschädigenden Fremdkörper detektiert werden. Dies gilt insbesondere für Edelstähle, aber auch für andere nicht-metallische Fremdkörper wie Kadaver oder Plastik. Die Röntgentechnik hat das Potential verschiedene Fremdkörper, vor allem Metalle wie Edelstahl, im Gutfluss anhand von Dichteunterschieden zu detektieren. Mit einem erfahrenen Projektpartner im Einsatz von Röntgentechnologie in den Bereichen Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung, dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), sollen im Wesentlichen drei Ziele erfüllt werden: 1) Der Nachweis, dass die Entwicklung einer marktfähigen Lösung mit Röntgentechnik möglich ist 2) Die Unterscheidung von zu detektierenden Störkörpern von verdichtetem Pflanzenmaterial 3) Die Entwicklung eines Konzepts für die Zulassung zum praxisfähigen Betrieb in Feldhäckslern Das Gespräch mit einem Hersteller von Feldhäckslern (Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH & Co. KG) ergab, dass die Thematik von hoher praktischer Relevanz ist. Der Hersteller wird das Projekt beratend und durch die Bereitstellung von Baugruppen unterstützen.
Das Projekt "Verbesserte Darstellung von Konvektion auf unterschiedlichen Skalen, HErZ Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Heutzutage benutzen numerische Wettermodelle einen Gitterabstand von O(1-10) km. Trotz dieser hohen Auflösung bleibt die Darstellung von Konvektion problematisch, da noch nicht alle Prozesse, die für den Lebenzyklus von Konvektion wichtig sind, vollständig explizit dargestellt werden können. Es ist das Ziel dieses Vorhabens, den Lebenzyklus und die räumliche Verteilung der Konvektion besser zu verstehen, um die Darstellung der Konvektion zu verbessern. Das Projekt beruht auf der Hypothese, dass eine korrekte Darstellung der Konvektion eine korrekte Darstellung von den Interaktionen zwischen Konvektion und flacher Zirkulation benötigt. Als flache Zirkulationen verstehen wir Zirkulationen, die durch Dichteunterschiede in der Grenzschicht getriggert werden. Das Projekt fokusiert auf drei solcher Zirkulationen: die von Schauern und Gewittern ausgelöste 'cold pools', sowie Zirkulationen, die durch SST Gradient und Strahlungsunterschiede verursacht werden. Um diese Interaktionen besser zu verstehen werden einerseits sehr hochaufgelöste Simulationen auf grossen Domänen (bis global) durchgeführt. Anderseits werden die Simulationen mit neuartigen Beobachtungen verglichen. Diese neuartigen Beobachtungen werden in einer eigenen Messkampagne gesammelt, die in Sommer 2020 in Lindenberg stattfinden wird.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 63 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 63 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 63 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 55 |
| Englisch | 16 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 43 |
| Webseite | 20 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 49 |
| Lebewesen & Lebensräume | 43 |
| Luft | 37 |
| Mensch & Umwelt | 63 |
| Wasser | 45 |
| Weitere | 63 |