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Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität

Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität Projektleitung: Dr.-Ing. Gernot Schmid, Seibersdorf Labor GmbH Beginn: 18.03.2021 Ende: 11.11.2025 Finanzierung: 449.025 Euro Hintergrund Elektromobilität gilt als Schlüssel für eine klimafreundliche Mobilität. Elektroantriebe arbeiten weitgehend schadstoffemissionsfrei. Betriebsbedingt entstehen allerdings Magnetfelder, die von dem elektrifizierten Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ausgehen und auf Fahrer*in und Passagier*innen einwirken. Expositionen ( d.h. Situationen, in denen Personen solchen Feldern ausgesetzt sind) in relevanten Größenordnungen können dabei nicht von Vornherein ausgeschlossen werden. Gründe sind der geringe Abstand der Sitze zu den Komponenten, die Magnetfelder erzeugen, und die hohen Stromstärken in leistungsstarken Fahrzeugen. Darüber hinaus können bei rein batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und bei Plug-In-Hybriden (PHEV) Expositionen bei Fahrzeugstillstand während des Ladevorgangs auftreten. Magnetfeldquellen sind dann zum Beispiel die Ladeeinrichtung selbst, das Ladekabel im Fall konduktiven Ladens, als Gleichrichter arbeitende Leistungselektronik sowie die Leitungen im Fahrzeug und die Fahrzeugbatterie. Magnetfeldquellen nur in Elektroautos und Hybriden Zielsetzung In dem Vorhaben wurde die Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität bestimmt. Einbezogen wurden Expositionsbeiträge durch den Fahrzeugfahrbetrieb und durch Batterieladevorgänge bei Fahrzeugstillstand. Die Studie ist aussagekräftig für Elektroautos und Elektro-Zweiräder ( d.h. ein- und zweispurige Personenkraftfahrzeuge). Als Fahrräder eingestufte Elektrofahrzeuge ( sog. E-Bikes) waren ausgenommen. Die Ergebnisse können mit Werten einer im Jahr 2009 abgeschlossenen Studie des BfS und mit in der Literatur veröffentlichten Werten verglichen werden. Zudem geben die Ergebnisse Hinweise für die Standardisierung. Durchführung Untersucht wurden gemessen an den Zulassungszahlen besonders beliebte E-Auto-Modelle und zusätzlich auch leistungsstarke E-Auto-Modelle von verschiedenen Herstellern. Dazu wurden Magnetfeldmessungen an mehreren Stellen im Fahrgastraum der Elektroautos und an den Sitzpositionen der Elektro-Zweiräder ( d.h. Elektroroller bzw. -motorräder) durchgeführt, während sich die Fahrzeuge auf einem Rollenprüfstand und in vorab festgelegten Betriebszuständen befanden. Die Betriebszustände umfassten das Beschleunigen, das Bremsen sowie das Fahren mit konstanten Geschwindigkeiten gegen verschiedene Lastmomente, um Luftwiderstände, Streckensteigungen und -gefälle zu simulieren. Anschließend wurden Magnetfeldmessdaten während eines Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle (WLTC) aufgezeichnet. Dabei handelt es sich um einen ca. 30-minütigen genormten Fahrzyklus, der ursprünglich für vergleichbare Abgas- und Verbrauchsmessungen festgelegt wurde. Daten für Zweiräder wurden während eines World Motorcycle Test Cycle (WMTC) aufgezeichnet. Die auf dem Prüfstand ermittelten Daten wurden mit Messungen bei Fahrten auf einer abgesperrten, ebenen Teststrecke und bei einer etwa 90-minütigen Fahrt im öffentlichen Straßenverkehr validiert. Anschließend wurden die im Zeitbereich aufgezeichneten Messdaten entsprechend der spektralen Zusammensetzung analysiert und bewertet. Situationen, die basierend auf den Messungen die höchsten Expositionen erwarten ließen, wurden zusätzlich dosimetrisch analysiert. Die betreffenden Expositionssituationen wurden dazu in einer Simulationssoftware nachgebildet. Ziel war die rechentechnische Bestimmung, der im Körper einer exponierten Person hervorgerufenen elektrischen Feldstärken. Hierfür musste vorab die lokale Verteilung der Magnetfeldstärken in der Fahrgastzelle bzw. im Bereich der Sitze der Elektro-Zweiräder bekannt sein. Stellvertretend für die exponierten Personen wurden hochaufgelöste, digitale Menschmodelle eingesetzt, die anatomisch möglichst korrekt waren und Gewebetypen mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften unterschieden. Die Untersuchungen zum Aufladen bei Fahrzeugstillstand berücksichtigten Positionen in und außerhalb der Fahrzeuge. Ebenso wurden die Untersuchungen an Normal- und Schnellladepunkten durchgeführt. Hartschaum-Dummy mit zehn Messsonden im Fond eines Elektroautos Ergebnisse Die Studie stellt nach Kenntnis des BfS die bislang detaillierteste Untersuchung zu Magnetfeldexpositionen in Elektrofahrzeugen dar. Die Messungen wurden in aktuellen, für den deutschen Straßenverkehr zugelassenen Fahrzeugen unter realen Bedingungen im öffentlichen Straßenverkehr sowie auf Teststrecken und Prüfständen durchgeführt. Erstmals wurden auch Zweiräder einbezogen. Die Fahrzeughersteller waren nicht an den Untersuchungen beteiligt. Die Magnetfeldexposition innerhalb der Fahrzeuge war räumlich sehr ungleichmäßig. Hohe Werte traten im Fahrberieb vorrangig im Bereich der Beine auf, während der Oberkörper und der Kopf deutlich weniger exponiert waren. Die Exposition variierte je nach Fahrmanöver: Beim Beschleunigen und Bremsen waren die Werte höher als bei konstantem Fahren. Die maximale Motorleistung der Fahrzeuge hing nicht systematisch mit der Magnetfeldexposition zusammen. Langzeit-Effektivwerte aus Messungen während Fahrten im realen Straßenverkehr zeigten höhere Werte als die Daten, die während genormter Fahrzyklen auf einem Fahrzeugprüfstand ermittelt wurden. Alle Magnetfeldexpositionen wurde mit den Referenzwerten der EU -Ratsempfehlung und den ICNIRP -2010-Leitlinien verglichen. Bei sanfter Fahrweise lagen die Ausschöpfungen der EU -Referenzwerte meist im niedrigen zweistelligen Prozentbereich. Eine sportliche Fahrweise führte in mehreren Elektrofahrzeugen sowie in einem zu Vergleichszwecken untersuchten Fahrzeug mit Verbrennungsmotor zu Überschreitungen der EU -Referenzwerte. Bei Anwendung der moderneren ICNIRP -2010-Leitlinien ergab sich nur in einem Fall eine Überschreitung. Trotz der kurzfristigen Überschreitungen der Referenzwerte wurden keine Überschreitungen der empfohlenen Höchstwerte für im Körper induzierte elektrische Felder festgestellt. Die während des Ladens innerhalb der Fahrzeuge gemessenen magnetischen Flussdichten waren überwiegend niedriger als die während des Fahrens gemessenen Werte. Gleichstrom-Laden ( DC -Laden) führte, trotz höherer Ladeleistungen, zu geringeren Expositionen als Wechselstrom-Laden ( AC -Laden). Magnetische Flussdichten oberhalb der ICNIRP -Referenzwerte traten nur in unmittelbarer Nähe des Ladekabelsteckers bzw. der Fahrzeugbuchse ( bzw. beim induktiven Laden nahe dem Straßenniveau) unmittelbar neben dem Fahrzeug auf. Neben dem Antriebssystem erzeugen weitere Fahrzeugkomponenten Magnetfelder, z.B. die Sitzheizungen, Fensterheber oder Fahrzeugeinschaltung. In einigen Fällen waren diese Expositionen höher als die durch das Antriebssystem verursachten Felder. In vielen Fahrzeugen traten die höchsten Werte beim Einschalten oder Starten auf. Die mittleren Langzeitwerte in Elektroautos (0,5 bis 2,5 Mikrotesla/ µT ) entsprachen weitgehend denen in etablierten elektrisch angetriebenen Verkehrsmitteln wie Straßenbahnen oder U-Bahnen (2 bis 3 µT ). In doppelstöckigen Zügen wurden auf der oberen Fahrgastebene Werte bis zu 13 µT gemessen, also potenziell höhere Expositionen als in Elektroautos. Stand: 24.11.2025

Digital Elevation Models and Time-Lapse Imagery from Analogue Experiments on the Interaction between Magma Injection and Rainfall-Driven Surface Processes

This dataset documents a series of analogue experiments designed to investigate the coupled evolution of magma-driven surface uplift and rainfall-driven geomorphic processes. Seven controlled laboratory experiments were conducted, each combining shallow intrusion of a magma analogue with imposed rainfall of varying intensity, in order to systematically explore the role of surface processes under different forcing conditions. The experimental setup consists of a rigid Plexiglas container filled with a water-saturated granular mixture formulated to reproduce brittle crustal behaviour under wet conditions. Magmatic intrusion was simulated by injecting a fixed volume (360 cm³) of low-viscosity polyglycerine through a basal inlet at three distinct injection rates, while surface processes were imposed using an overhead rainfall system delivering three different rainfall intensities. Topographic evolution during each experiment was monitored using a structured-light laser scanner (Artec Leo). For every model run, six Digital Elevation Models (DEMs) were generated at synchronised stages corresponding to 0%, 20%, 40%, 60%, 80% and 100% of the injected volume, yielding a total of 42 DEMs. Raw scans were processed through a triangulated irregular network (TIN) meshing workflow and subsequently rasterised to GeoTIFF format without additional post-processing, in order to preserve the original topographic signal. In parallel, time-lapse photographic documentation was acquired throughout each experiment using a digital camera, providing a complementary visual record of dome growth, surface incision and sediment redistribution. The dataset is organised into two main components: (i) high-resolution topographic datasets (DEMs) and (ii) time-indexed photographic sequences, both linked to the temporal evolution of each experiment. Quality control procedures include scanner calibration prior to acquisition, verification of mesh consistency and raster resolution, and a closed-system experimental design ensuring mass conservation. All data are distributed in their original formats and accompanied by detailed documentation describing experimental procedures, data processing workflows, and file organisation, enabling reproducibility and reuse in quantitative analyses of coupled magmatic and surface processes. This publication results from work conducted under the transnational access/national open access action at University Roma Tre, Laboratory of Experimental Tectonics (LET) supported by WP3 ILGE - MEET project, PNRR - EU Next Generation Europe program, MUR grant number D53C22001400005.

Murganggefaehrdung

Der Datensatz stellt die Gefährdung der Schieneninfrastruktur durch Murgänge räumlich differenziert dar. Dieses Produkt der Murganggefährdung ist das Ergebnis des Forschungsprojektes „Analysen zu schnellen wasserhaltigen Massenbewegungen: Bundesweite Untersuchungen zur Exposition des deutschen Schienennetzes und Modellierungen der räumlichen Ausbreitung“ des Eisenbahn-Bundesamtes im Rahmen der Arbeiten des BMDV-Expertennetzwerks im Themenfeld Klimawandelfolgen und Anpassung (bmdv-expertennetzwerk.de). Die Sachinformationen und Gefährdungsklassen werden ausschließlich für den Bereich der Schieneninfrastruktur bereitgestellt. Datengrundlage hierfür ist der Datensatz ‚geo-strecke‘ (Stand 10/2019), welcher von der Deutschen Bahn (DB) unter der Lizenz Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) bereitgestellt wird (http://data.deutschebahn.com/dataset/geo-strecke). Dargestellt sind die potenziellen Gefährdungsbereiche der Schieneninfrastruktur kleiner, mittlerer und großer potenzieller simulierter Ereignisse (s. Abschlussbericht des Projektes auf der Website des dzsf (www.dzsf.bund.de)). Das Attribut „Gefährdung“ unterscheidet diese drei Gefahrenklasse (1 = kleines Ereignis, 2 = mittleres Ereignis, 3 = großes Ereignis) sowie 0 = keine Gefährdung und 99 = Tunnel. Dabei gilt für die Größenordnung der simulierten Kubaturen: <100 m3: kleines Ereignis 100–1000 m3: mittleres Ereignis ≥ 1000 m3: großes Ereignis Der Datensatz bildet keine Eintrittswahrscheinlichkeit der Ereignisse ab. Bestehende Schutzmaßnahmen und dadurch gesicherte Bereiche wurden in den Modellierungen nicht berücksichtigt.

potentielle Murgänge Hangmuren

Der Datensatz stellt die potentiellen Fließwege und Reichweiten simulierter Murgänge (mg) und Hangmuren (hm) entlang des deutschen Schienennetzes dar. Dieses Produkt der potentiellen Murgänge und Hangmuren ist das Ergebnis des Forschungsprojektes „Analysen zu schnellen wasserhaltigen Massenbewegungen: Bundesweite Untersuchungen zur Exposition des deutschen Schienennetzes und Modellierungen der räumlichen Ausbreitung“ des Eisenbahn-Bundesamtes im Rahmen der Arbeiten des BMDV-Expertennetzwerks im Themenfeld Klimawandelfolgen und Anpassung (bmdv-expertennetzwerk.de). Die Sachinformationen und Gefährdungsklassen werden ausschließlich für den anliegenden Bereich der Schieneninfrastruktur bereitgestellt. Dargestellt sind die potenziellen simulierten Murgänge und hangmuren in Abstufung der Größe nach kleinen, mittleren und großen Ereignissen (s. Abschlussbericht des Projektes auf der Website des dzsf (www.dzsf.bund.de)). Wert 1 = kleines Ereignis, 2 = mittleres Ereignis, 3 = großes Ereignis. In diesem Datensatz sind die potenziellen simulierten Ereignisse der Murgänge und Hangmuren kombiniert abgebildet. Eine Prozessunterscheidung ist über die Ansicht der Datensätze Murganggefährdung und Hangmurengefährdung möglich. Dabei gilt für die Größenordnung der simulierten Kubaturen: <100 m3: kleines Ereignis 100–1'000 m3: mittleres Ereignis ≥ 1'000 m3: großes Ereignis Der Datensatz bildet keine Eintrittswahrscheinlichkeit der Ereignisse ab. Bestehende Schutzmaßnahmen und dadurch gesicherte Bereiche wurden in den Modellierungen nicht berücksichtigt.

Vorhersagbarkeit von Rossbywellenpaketen: Klimatologie und Eigenschaften der Dynamik

Rossbywellen sind von grundlegender Bedeutung für die Dynamik der Erdatmosphäre. Die Wettersysteme der mittleren Breiten sind häufig in deutlich ausgeprägten Rossbywellenpakete (RWP) eingebettet. Die Bedeutung dieser Wellenpakete für die Wettervorhersage wurde schon vor langem erkannt. Die Rolle der RWP als Vorläufer von Schwerwetterereignissen fand dabei besondere Beachtung. Im allgemeinen ist zu erwarten, dass RWP, da sie sich als großskalige Strömungsmerkmale gemäß balancierter Dynamik entwickeln, einen hohen Grad an Vorhersagbarkeit aufweisen, der sich auch günstig auf die Vorhersagbarkeit der eingelagerten, kleinskaligeren Wetterphänomene auswirkt. Andererseits hat eine Reihe von neueren Studien gezeigt, dass sich Vorhersagefehler und -unsicherheiten innerhalb von RWP ausbreiteten und anwachsen, was zu einer maßgeblichen Beeinträchtigung der Vorhersagbarkeit führen kann. Es steht damit die wichtige Frage im Raum: Unter welchen Bedingungen besitzen RWP eine hohe Vorhersagbarkeit und unter welchen Bedingungen besitzen sie eine geringe Vorhersagbarkeit? Die hier beantragte Arbeit wird zur Beantwortung dieser Frage einen wichtigen Beitrag leisten.Mithilfe dieses Antrags werden wir die Vorhersagbarkeit von RWP aus klimatologischer Sichtweise anhand von Ensemblevorhersagen über einen Zeitraum von 30 Jahren betrachten. Unser Ansatz betrachtet RWP als eigenständige, physikalisch aussagekräftige Einheiten, die durch spezifische Eigenschaften beschrieben werden können: Amplitude, Größe, Form und Lage. Die Vorhersagbarkeit dieser Eigenschaften werden wir aus den Ensembledaten bestimmen und ihre saisonale und regionale Abhängigkeit untersuchen, sowie die Abhängigkeit von der Dauer des RWP und der Phase im Lebenszyklus des RWP. Diese phänomenologische Untersuchung ergänzen wir durch eine prozess-basierte Untersuchung der RWP Dynamik. Das Ziel dabei ist es die Dynamik von RWP mit hoher bzw. niedriger Vorhersagbarkeit gegenüberzustellen, um dadurch ein besseres Verständnis der erheblichen Schwankung der RWP Vorhersagbarkeit zu gewinnen.

Projekte der Erkundungstechnik Bildverarbeitung METEOSAT

Aufbau und Betrieb eines Farbdisplaysystems mit Videospeicher zur Darstellung und interaktiven Manipulation von Bildsequenzen und Einzelbildern. Meteorologische Satellitendaten (METEOSAT, GOES, TIROS-N) werden fuer die Untersuchung dynamischer Prozesse in der Atmosphaere quantitativ ausgewertet. Dafuer steht ein Programmsystem im Grossrechner Amdahl 470 V/6 zur Verfuegung, das interaktiv von der Bedienkonsole am Arbeitsplatz kommandiert wird und ueber einen Prozessrechner das gesamte Videosystem steuert. Dieses interaktive System fuer meteorologische Bilddatenverarbeitung (IMB) bietet das folgende Spektrum an Verarbeitungsmoeglichkeiten: a) Bilddaten-Eingabe von Digitalband, Aufgabe auf Digitalband, Videokassette oder Hardcopy, Bildschirm-Display. b) Schwarz/Weiss- und Farb-(Pseudo-/Falschfarben-)Display. c) Grafik-Ueberlagerung der Bilddaten. d) Navigation der Bilddaten fuer geostationaere Satelliten (METEOSAT, GOES). Zuordnung von geographischen Koordinaten zu Satelliten- und Bildschirm-Koordinaten. e) Windvektorberechnung und Wolkenhoehenbestimmung.

Einrichtung eines laenderuebergreifenden Pool-Systems fuer Mehrwegverpackungen zur Schonung der Umwelt

Das internationale Pool-System fuer Mehrwegfischtransportverpackungen ist aufgebaut und etabliert sich zunehmend im Markt. 1996 konnten ueber 1,6 Mio. Vermietungen von Mehrwegboxen erzielt werden. Zur Zeit wird noch an der Entwicklung einer massgeschneiderten EDV-Loesung fuer unser internationales Mehrwegsystem gearbeitet.

Qualitätsverbesserung von Rezyklaten aus flexiblen Verpackungsabfällen, Teilprojekt: Entwicklung und Implementierung der Sortiertechnologie, Wasch- und Faseraufbereitungstechnologie

Untersuchung der Kriterien zur Sanierung und Erneuerung (Rehabilitation) des Wasserrohrnetzes der Stadt Erfurt als Beitrag zur Erstellung eines Rehabilitationsprogrammes und zur Senkung der Wasserverluste

Die Forschungsvereinbarung sieht die Unterstuetzung der Stadtwerke Erfurt bei der Ausarbeitung eines Rohrnetzsanierungsprogrammes vor. Gestuetzt wird die Dringlichkeit der Untersuchungen durch die Alterung der Rohrnetze und ihre daraus abzuleitende Schadensanfaelligkeit, da die technische Gebrauchsdauer von Rohrleitungen in vielen Staedten ueberschritten und die notwendige Rehabilitation der Wasserversorgungsnetze (nach W 401 'Massnahmen zur Erhaltung oder Verbesserung der Funktionsfaehigkeit bestehender Wasserverteilungsanlagen. Sie schliesst alle Reinigungs-, Sanierungs- und Erneuerungsmethoden ein') erforderlich ist. Das Ziel der Untersuchungen besteht darin, dazu beizutragen, den Stadtwerken Erfurt zu ermoeglichen, eine jederzeit aktuelle Schadensstatistik zu fuehren und durch Untersuchung bestimmter Kriterien die permanente Instandhaltung und Erneuerung des Rohrnetzes durchzufuehren. Durch die Aussonderung besonders schadensbehafteter Leitungen (Sanierung derselben bzw. Ersatz) sollen sowohl die Instandhaltungskosten als auch die Wasserverluste gesenkt werden. Gleichzeitig soll die Schadensstatistik genutzt werden, begruendet die zu sanierenden oder zu erneuernden Rohrstrecken auszuwaehlen. Erdverlegte Wasserrohrleitungen sind nicht unmittelbar und jederzeit zugaenglich und koennen aufgrund ihrer Verlegetiefe nicht unmittelbar hinsichtlich ihrer Schaeden beurteilt werden wie Hochbauten. Rohrschaeden sind daher eine Moeglichkeit, Leitungssysteme zumindest punktuell zu beurteilen. Dabei ist natuerlich zu beruecksichtigen, dass bei Schadensfaellen aufgrund der Dringlichkeit der Wiederherstellung des Betriebszustandes die Leitungen nur kurzzeitig aussen und innen beurteilt werden koennen und auch die Schadensursache durch das austretende Wasser nicht immer zweifelsfrei festgelegt werden kann (Unterspuelungen, oft auch mehrere Ursachen). Trotz dieser Einschraenkungen ermoeglicht die Schadensstatistik wichtige Aussagen zur Erneuerung und Sanierung von Rohrleitungssystemen. Zur Schadenserfassung stand 1996/97 eine ABM-Stelle zur Verfuegung, das EDV-Statistikprogramm wurde durch eine Mitarbeiterin des Fachbereiches Bauingenieurwesen erstellt, die Auswertung und Erarbeitung des Forschungsberichtes erfolgte durch den Projektleiter. Der Abschluss der Forschungsarbeiten ist 1998 vorgesehen, notwendige Voraussetzung die Bewilligung einer ABM-Stelle zur Datenerfassung und Weiterbearbeitung.

Erfassung und Information zur beruflichen Umweltbildung

Die Aufbereitung verschiedener Dateien und eigene Erhebungen werden zum Aufbau einer Datenbank ueber Angebote der beruflichen Umweltbildung, der ausserschulischen Fort- und Weiterbildung im Umweltschutz sowie zur post-gradualen Fort- und Weiterbildung genutzt. Diese Datei wird interaktiv ueber Internet zugaenglich sein.

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