Das Projekt "Mechanismen der Dynamik des pflanzlichen Blatt- und Wurzelwachstums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre ICG-3: Phytosphäre durchgeführt. Wachstum ist ein zentraler Prozess pflanzlichen Lebens, der sich durch eine komplexe raumzeitliche Organisation auszeichnet. Neue methodische Entwicklungen ermöglichen die Verknüpfung mechanistischer Prozesse mit der makroskopischen Wachstumsdynamik. An Modellarten soll (1) die raum-zeitliche Dynamik des Expansionswachstum im Tagesgang und bei Änderungen von Umweltbedingungen charakterisiert werden. Kartierungen des Expansionswachstums dikotyler Blätter bei verschiedenen Lichtperioden untersuchen die Kontrolle der Tagesrhythmik durch endogene Rhythmen. Raum-zeitliche Analysen der Änderungen der Expansionsrate entlang der Wurzelspitze bei kurzfristig variierten Stickstoffversorgungen und Temperaturen studieren den Einfluss wichtiger Umweltfaktoren auf die Organisation der Wachstumszone. (2) Auf Gewebeebene wird die Rolle von Blattadern bei der Kontrolle der Expansion und die Biomechanik von durch Wachstum verursachten 3-D-Bewegungen analysiert. (3) Raum-zeitliche Kartierung der Verteilung von Zellexpansion immobilisierter und im Gewebeverband eingegebener Zellen soll den Einfluss des Gewebeverbands auf das Expansionswachstum von Zellen klären. Eine Methode zur raum-zeitlichen Analyse der Zellteilung in intakten Wurzelspitzen sollen durch Untersuchungen transgener Pflanzen mit digitaler Bildsequenzanalyse entwickelt werden. (4) Die Relevanz biochemischer und molekularer Prozesse für die Blattexpansion wird durch raum-zeitliche Korrelation von Osmotika und Turgor sowie von Eigenschaften der Zellwand - insbesondere im Zusammenhang mit Expansin - mit dynamischen Karten der Expansion identifiziert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung von Konzepten für integrierte PtX-Verfahren zur Herstellung von Fischer-Tropsch-Produkten, Methanol und Ammoniak auf Offshore-Plattformen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Mikroverfahrenstechnik durchgeführt. Im Teilprojekt PtX-Wind-KIT-IMVT werden Konzepte für integrierte PtX-Verfahren zur Herstellung von Fischer-Tropsch-Produkten, Methanol und Ammoniak auf Offshore-Plattformen in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern INERATEC (FT-Produkte) und tkIS (Methanol, Ammoniak), dem DLR sowie weiteren Partnern des Verbunds PtX-Wind mit experimentellen und theoretischen Methoden erforscht. Für die experimentellen Untersuchungen, bei denen der dynamische Betrieb der Synthesen und der PtX-Prozesskette im Mittelpunkt steht, werden die im Helmholtz-Forschungsbereich Energie parallel entwickelten Forschungsinfrastrukturen Energy Lab 2.0 und e-XPlore genutzt und für das Vorhaben entsprechend erweitert. Dabei soll gemeinsam mit weiteren Partnern auch das bei der FT- und MeOH-Synthese entstehenden Produkt- bzw. Abwassers für eine Wiedernutzung in den Elektrolysen aufzubereitet werden. Zur fundierten Analyse werden für alle Schritte der Prozessketten dynamische Simulationsmodelle erarbeitet und validiert. Die bereits im Bau befindlichen e-XPlore-Containeranlagen werden es ermöglichen am KIT einen realen Koppelbetrieb der Wasserdampf-Elektrolyse wahlweise mit der Fischer-Tropsch oder der Methanol-Synthese zu untersuchen. Für die Ammoniaksynthese wird in mehreren Stufen eine modulare Versuchsanlage aufgebaut. Die e-XPlore-Anlagen sollen im Rahmen des Vorhabens für eine Offshore-Kampagne vorbereitet bzw. umgerüstet und dann sukzessive an mehreren maritimen Standorten in bzw. vor Cuxhaven und bei Helgoland erprobt werden.
Das Projekt "Einfluss der Durchmischungstiefe auf Zooplankton-Phytoplankton Interaktionen im Pelagial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Fakultät Biologie, Department Biologie II Aquatische Ökologie durchgeführt. Der Großteil der Primärproduktion in Seen erfolgt in der durchmischten Oberflächenschicht, deren Tiefe saisonal und geographisch stark variiert. Eine Verringerung der Tiefe dieser Schicht (=Durchmischungstiefe) erhöht die durchschnittliche Lichtversorgung des Phytoplanktons, und somit meist auch die spezifische Primärproduktion. Laborarbeiten zeigen, dass derart erhöhte Primärproduktion nicht immer in der Nahrungskette nach oben weitergegeben wird. Verbesserte Lichtversorgung verschiebt oft die elementare Zusammensetzung der Algenbiomasse in Richtung hoher C:P-Quoten, was die Futterqualität der Algen für das herbivore Zooplankton herabsetzt. Unter Laborbedingungen kann eine Erhöhung der Lichtversorgung sogar die paradoxal anmutende Verringerung der Zooplanktonproduktion bewirken. Unter welchen Umständen dieses Phänomen im Freiland auftreten kann ist gänzlich unerforscht. Wir beabsichtigen, die Einflüsse der Durchmischungstiefe auf die Dynamik von Zooplankton, Phytoplankton, Nährstoffen und Licht in kontrollierten Freilandexperimenten zu untersuchen. Besonders berücksichtigt werden dabei die modulierenden Einflüsse des Nährstoffgehaltes des Wassers. und von tagesperiodischen Wanderungen des Zooplanktons zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser. Die Experimente orientieren sich an Voraussagen eines dynamischen Modells, welches im Laufe des Projektes weiterentwickelt werden soll. Da die Durchmischungstiefe klimatisch beeinflusst ist, können die gewonnenen Erkenntnisse zur Abschätzung der Folgen globaler Klimaveränderungen für den Stoff- und Energiehaushalt von Seen beitragen.
Das Projekt "Der Einfluss klimatischer Veraenderungen und anthropogener Eingriffe auf die spaetglaziale-holozaene Flussdynamik der Werra" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Geographie durchgeführt. In diesem Projekt soll der Einfluss klimatischer Veraenderungen und anthropogener Eingriffe auf die Sedimentdynamik der Werra in den vergangenen 15000 Jahren untersucht werden. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei dem Uebergang von der letzten Kaltzeit zum Holozaen, dem Waermeoptimum mit den beginnenden anthropogenen Eingriffen und dem Beginn der intensiven Besiedlung gewidmet. Raeumlich konzentrieren sich die Untersuchungen auf die Auen- und Subrosionsbereiche der mittleren Werra, sowie auf die Subrosionssenken Moorgrund und Rhaeden/Grossensee. Insbesondere die Subrosionssenken weisen maechtige Sedimentpakete auf, die eine hohe zeitliche Aufloesung versprechen und pollenanalytisch meist gut auswertbar sind. Zum Vergleich werden ausgewaehlte Nebenfluesse (Felda und Ulster) der Werra in die Untersuchungen einbezogen. Damit ist es moeglich, sowohl die lokal bedingten Ereignisse als auch die regional bedeutenden Veraenderungen zu erfassen. Methodisch soll ein Beitrag zur stratigraphischen Gliederung junger fluvialer Sedimente und deren moegliche Aussage zu klimatischen und/oder anthropogenen Veraenderungen geleistet werden. Raeumlich wird der Uebergang vom Mittelgebirge in die staerker kontinental gepraegten Gebiete erfasst.
Das Projekt "Zirrus Wolken in der extratropsichen Tropopausen- und unteren Stratosphären-Region" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Stratosphäre (IEK-7) durchgeführt. Große Unsicherheiten in der Klimavorhersage gehen auf den derzeitig eingeschränkten Wissensstand bezüglich Zirruswolken zurück. Dies unterstreicht die Bedeutung von mehr quantitativen Information durch Beobachtungen von Zirruswolken und gilt insbesondere für Zirren in der Tropopausen-Region, wo diese eine große Wärmewirkung im Vergleich zu darunter liegenden und optisch dickeren Zirren haben und nur sehr eingeschränkte Informationen vorliegen. Bodengestützte LIDAR-Beobachtungen und satellitengestützten IR Limb Messungen zeigen zudem eine neue Klasse von Zirruswolken in der sogenannten Lowermost Stratosphere (LMS). Dieser Wolkentyp ist bisher nicht gut durch Messungen charakterisiert und ist insbesondere in globalen Klimamodell-Studien noch nicht berücksichtigt. Die vorgeschlagenen Studie CiTroS steht für Cirrus cloud in the extratropical tropopause and LMS region und beschäftigt sich mit exakt diesen Wolken anhand von Messungen, die während der vorgeschlagenen WISE Kampagne des Forschungsflugzeugs HALO im September/Oktober 2017 stattfinden sollen. Besonderer Schwerpunkt der vorliegenden Studie soll auf der Analyse und Auswertung der Wolkenmessungen der neuartigen GLORIA Instruments liegen. Durch die Imaging Technik und der Schwenkvorrichtung von GLORIA ist es möglich tomographische Messungen von Luftvoluminna im Wellenlängenbereich 780 bis 1400 cm-1 durchzuführen, die eine dreidimensionale Rekonstruktion der beobachteten Wolkenstrukturen ermöglichen. IR Limb Sounder zeichnen sich durch eine extrem hohe Empfindlichkeit zur Messung optisch dünnen Zirruswolken aus, die in der langen optischen Pfadintegration begründet ist. Die Kombination von GLORIA mit dem LIDAR Instrument WALES erlaubt eine der empfindlichsten Fernerkundungsmessungen zur Charakterisierung von mikro- und makrophysikalischen Eigenschaften von Zirruswolken. Zusammen mit den in-situ-Messung für Wasserdampf und Eiswassergehalt eignet sich Nutzlast der HALO-WISE Kampagne hervorragend für Vermessung von Wolken in der LMS. Ein größerer Teil der Studie ist für die Entwicklung neuer Analysetechniken für die Auswertung der neuartigen IR-Imager GLORIA Messungen von Zirren vorgesehen. Die tomographischen Messungen werden es erstmalig ermöglichen mikrophysikalische Eigenschaften wie Eis Wassergehalt oder Partikelradius aus IR Limb-Messungen abzuleiten. Simulationen und Vorhersagen des Chemical Lagrangian Model for the Stratosphere (CLaMS) stehen nach der Kampagne für detaillierte Studien zur Verfügung. Diese sollen gezielt genutzt werden um die meso- und synoptisch-skaligen dynamischen Prozesse, die die Bildung von Zirren bei mittleren und hohen Breiten möglicherweise verantworten, zu untersuchen. Das neu entwickelte CLaMS-Ice-Modul mit einen mikrophysikalische zwei-Momenten-Schema mit den wichtigsten Bildungsprozessen von Zirren, wird im Anschluss für detaillierte Fallstudien zur Entstehung und Entwicklung der beobachteten Zirruswolken genutzt.
Das Projekt "Primärenergieeinsparung in der dezentralen Energieversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Erfurt, Fachbereich Versorgungstechnik durchgeführt. Durchführen innovativer Forschungen zur Primärenergieeinsparung und Reduzierung der Kohlendioxidemission in der dezentralen Energieversorgung; - Untersuchen von Blockheizkraftwerken, Wärmepumpen und evtl. Brennstoffzellen; - Kernpunkte: Zusammenwirken der Komponenten in komplexer Einheit aus Energetik, Hydraulik und Regelungstechnik, Teillastverhalten und Schadstoffemissionen. - Errichten einer einzigartigen Versuchsanlage in der Art einer 'kleinen Energiezentrale' im Labor 'Dezentrale Energiesysteme' der FH Erfurt, Durchführung umfangreicher experimenteller/meßtechnischer Untersuchungen; - Ziel: neue Methoden zum Bewerten, Optimieren und Planen von Anlagen der dezentralen und kommunalen Energieversorgung, intensive Öffentlichkeitsarbeit; - Resultate: Erstmalige Untersuchungen zum Teillastverhalten von Klein- BHKW; Entwickeln eines dynamischen Wärmepumpentests unter variablen Feldbedingungen; Ausloten der Potentiale zum Optimieren der Regelung von dezentralen Energieerzeugern, inklusive Versuchen; Entwurf einer Total-Energie-Anlage für liberalisierte Energiemärkte; Aufbau eines System zum übergeordneten Steuern und Regeln von dezentralen Energieerzeugern mit PC (dezentrales Energiemanagement).
Das Projekt "Bio-ökonomische Modelle zur Untersuchung der Effektivität und Effizienz von fischereiwirtschaftlichen und politischen Aktivitäten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Agrarökonomie - Agrarpolitik und Marktlehre durchgeführt. Es wird um Förderung eines 6-monatigen Forschungsaufenthaltes in Australien nachgesucht. Der Aufenthalt soll dazu dienen, ein Forschungsprojekt weiterzuentwickeln, das 1999 begonnen wurde. Das Forschungsprojekt selbst ist als ein Teil einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen australischen Ökonomen McDonald, Campbell, Tesdell) und dem Antragsteller hervorgegangen. Im Förderungszeitraum wird angestrebt, (a) eine stochastische Version eines bereits bestehenden mathematischen Optimierungsmodells der deutschen Fischereiflotte zu entwickeln und (b) diese mit biologischen Modellen der Fischbestandsentwicklung (rekursiv) dynamisch zu einem Fanggebietsmodell zu verkoppeln. Die Literatur- und Datensammlung ist weitgehend abgeschlossen und soll während des Förderungszeitraumes zu einem Übersichtsbeitrag ausgearbeitet werden. Ebenso ist die Modellstruktur weitgehend ausdiskutiert und erscheint mit den vorhandenen Daten und technischen Informationen ausfüllbar zu sein.
Das Projekt "Nichtlineare Dynamiken, Schwarmverhalten und Emergenzphänomene im sozio-ökonomischen und sozio-ökologischen Kontext" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Ilmenau, Institut für Wirtschaftsinformatik, Fachgebiet Wirtschaftsinformatik für Dienstleistungen (WI2) durchgeführt. Die zu bearbeitende Dissertation soll einen wesentlichen Beitrag betreffend Fragestellungen zum Entstehen sogenannter emergenter Phänomene im organisationalen und gesellschaftlichen Umfeld leisten. Besonderes Interesse gilt dabei nichtlinearen Dynamiken und der wechselseitigen Beeinflussung zahlreicher Individuen. Ein anschauliches Alltagsszenario hierfür ist bspw. das Entstehen eines Staus 'aus dem Nichts'. Die Arbeit wird sich mit Komplexitätsphänomenen beschäftigen, die dem Muster 'Das Ganze ist mehr als die Summe der Teile' entsprechen. Diese Prinzipien lassen sich ebenfalls auf ganze Gesellschaften übertragen. Neuer Ansatz der Dissertation ist die Einbeziehung der Mikroebene von Gesellschaften (einzelne Individuen und deren Handlungen) sowie ihrer Umwelt (Umweltgüter wie bspw. Wasser, Luft, sonstige Ressourcen, Abfälle) bei ihrer Modellierung und Analyse. Aus Sicht des Emergenzgedanken lässt sich nur so ein schlüssiges Bild über die Entwicklung dieser Systeme mit ihren komplexen Zusammenhängen schaffen. Bisherige Ansätze perfekter Information und individual-rationaler Entscheidungen, sowie das automatische Entstehen eines Gleichgewichtszustands werden aufgrund plausibler Schlüsse und empirischer Erfahrungen in Frage gestellt. Die Existenz dynamischer, komplexer Entwicklungen wird akzeptiert und entgegen den bisherigen, v.a. In der Makroökonomie verbreiteten, mathematischen Ansätzen der Gleichgewichtsfindung mit einbezogen. Die Untersuchungen sollen letztendlich zeigen, unter welchen Rahmenbedingungen und mit welchen (möglichst einfachen) Anreizsystemen sich eine nachhaltige Gesellschaft innerhalb akzeptabler Schranken der dynamischen Entwicklung erreichen ließe. Dazu müssen insbesondere Fragen im Zusammenhang mit der korrekten Bewertung von Umweltgütern sowie der Einführung dieser Bewertungssysteme untersucht werden. Dabei sollen sehr einfache Anreizmechanismen und Regeln im Sinne des Schwarmgedanken gefunden werden. Den methodischen Ansatz hierfür bildet eine sogenannte Multiagentensimulation, die mit Hilfe vieler tausender, autonomer Bausteine (Agenten), denen ein psychologisches Verhaltensmodell zugrunde liegt, die Abbildung einer gesamten Gesellschaft im Detail ermöglicht. Umfangreiche Parameterläufe werden durchgeführt, um Schwellenwerte im Zusammenhang mit der Verfestigung gesellschaftlichen Handelns und makroökonomischer Verlaufsmuster zu finden.
Das Projekt "Änderungen geomorphodynamischer Prozesse in der Arktis (West-Spitzbergen): Indikatoren globalen Klimawandels?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Geographie durchgeführt. Das Forschungsprojekt verfolgt das Ziel, beobachtbare Änderungen in der Geomorphodynamik und im Landschaftshaushalt nordpolarer Räume systematisch zu erfassen und deren Verursachung zu ergründen. Als Arbeitshypothese dient die Diskussion und Szenarienentwicklung des globalen Klimawandels ('Global Warming'), wobei von einer natürlichen Erwärmung seit der Mitte des 19. Jahrhunderts und einer potentiellen, progressiven und anthropogenen Klimabeeinflussung ('Treibhauseffekt') der letzten 60 Jahre ausgegangen wird. Als Modellregion wurde dafür das Adventtal und Umgebung in West-Spitzbergen ausgewählt. Kriterien waren dabei ein weit ausgedehntes, facettenreiches Periglazialrelief, gute Erreichbarkeit und Zugänglichkeit, die Verfügbarkeit von Karten- und Luftbildmaterial sowie die Zugriffsmöglichkeiten auf meteorologische Daten. Mit Hilfe einer detaillierten Kartierung und Dokumentation sollen subrezente, rezente und aktuell sich verändernde geomorphodynamische Prozesse als Indikatoren für Klimaänderungen (insbesondere Erwärmung) systematisch getestet, klassifiziert und bewertet werden. Weiterhin wird versucht, mögliche Auswirkungen einer Klimaveränderung im Landschaftshaushalt polarer Regionen als Szenario zu ermitteln.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Planungsplattform für kalte Nahwärmenetze und oberflächennahe geothermische Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachbereich 3, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen (E3D) durchgeführt. Das Monitoring eines bestehenden kalten Nahwärmenetzes (KNWN) dient zur Betriebsoptimierung, als Grundlage zur Entwicklung und Validierung von verschiedenen Werkzeugen sowie für eine Live-Anbindung an die zentrale FZJ-Monitoringdatenbank. Die RWTH Aachen entwickelt die wesentlichen Werkzeuge, Schnittstellen und Geodateninfrastruktur einer ganzheitlichen Planungsplattform für KNWN in Verbindung mit oberflächennahen geothermischen Systemen auf Quartiersebene. Bestandteile der Werkzeugkette sind ein Web-basiertes geothermisches Netzinformationssystem zur Datenaggregation und Visualisierung, ein Wärmenetzsystemkonfigurator zur Kombination von Dimensionierung, Systemvergleichen, Wirtschaftlichkeits- und Ökologieanalysen sowie Berechnungswerkzeuge für die Bereiche Gebäude, Wärmepumpen, Wärmenetze, geothermische Quellensysteme (GQS) und Untergrund. Die Berechnungswerkzeuge werden in eine vereinfachte Variante für Machbarkeitsstudien in frühen Planungsphasen und eine Detailplanungsvariante aufgeteilt. In der vereinfachten Variante werden ein vereinfachter Berechnungsansatz für Gebäudekühllastkurven entwickelt, ein bestehendes Wärmepumpenmodell weiterentwickelt sowie GQS, hydrogeologische Potenzialindikatoren sowie KNWN vereinfacht abgebildet. Um das komplexe Gesamtsystem ganzheitlich und dynamisch für die Detailplanung abzubilden, werden energetische Gebäudesimulationsmodelle mit einem Multi-Physik-Modell bidirektional gekoppelt, das dynamische Wechselwirkungen zwischen GQS, KNWN, oberflächennahen Untergrund und Wetterdaten berücksichtigt. Mit der Betrachtung aller Systemebenen werden eine umfassende Planung und Optimierung solcher Energiesysteme ermöglicht sowie neue wissenschaftliche Erkenntnisse über die gegenseitige Beeinflussung von GQS und KNWN sowie saisonale Wärme- und Kältespeicherung im oberflächennahen Untergrund generiert. Anhand des bestehenden KNWN wird die Werkzeugkette demonstriert.
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| Bund | 548 |
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| Förderprogramm | 548 |
| License | Count |
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| Boden | 380 |
| Lebewesen & Lebensräume | 353 |
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