Das Projekt "Vorhaben: Low-Cost Monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElfER Europäisches Institut für Energieforschung EDF-KIT EWIV durchgeführt. Ziel von EIFER ist die Ableitung integrierter Bewegungs- und Deformationsmuster auf verschiedenen räumlichen Skalen für die Stauhaltung am Enguri-Damm im Rahmen des Vorhabens DAMAST: DAMAST verbindet technologische Entwicklungen (insbesondere im Bereich Monitoring und modulares Frühwarnsystem), wissenschaftliche Expertise und das Verständnis der gekoppelten Prozesse mit ökologischen und sozioökonomischen Bedürfnissen der Region (Energieversorgung, Klimaschutz etc.). Die Teilprojekte von EIFER konzentrieren sich dabei auf das Umweltmonitoring. EIFER nutzt innovative, wetterfeste low-cost Sensoren für die Messung relevanter physikalischer Kenngrößen (Beschleunigung, Drehrate und Magnetfeld) für die Überwachung der Dammdeformation bei unterschiedlichen Betriebszuständen des Speichers (hoher, niedriger Wasserstand) aber auch insbesondere für den Vergleich mit den Daten des seismischen Netzwerks und des Speicherbetriebs. Zudem werden einfach zu messende Umweltparameter (Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, CO2; Lärm; Strahlung, etc.) erfasst, um Korrelationen mit weiteren äußeren Einflüssen (Wetter, etc.) zu ermöglichen. Am Standort Enguri wird dazu ein Messstellennetz aus ca. 40 Sensoren aufgebaut, die über HUB (WLAN Router mit 254 Eingängen, Mobilfunktechnik) verbunden sind. Die Datenverwaltung erfolgt zentral. Im Projekt werden die notwendigen Treiber entwickelt. Die verschiedenen Messreihen zur Beobachtung regionaler Deformation mit Fernerkundungsmethoden sowie lokaler Boden- und Bauwerkbewegungen werden mit den Ergebnissen des Low-Cost-Monitoring verknüpft. Daraus können dann Bewegungs- und Deformationsmuster auf verschiedenen räumlichen Skalen für das Enguri-Damm-Projekt ermittelt werden. Voraussetzung für dies Datenakquise und Analyse ist das Aufsetzen einer neu zu entwickelnden Datenplattform, die auch für andere Einsatzbereiche übertragbar ist.
Das Projekt "Änderungen der Cant Speicherung und Änderungen in den Bildungsraten für Zwischen- Tiefen- und Bodenwasser im globalen Ozean, 1982 - 2015" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Meereskunde durchgeführt. Die erste Antragsphase war auf die Bildungsraten und die Speicherung von anthropogenem Kohlenstoff (Cant) im Antarktischen Zwischenwasser (AAIW) fokussiert. Mit Hilfe von Freon (CFC) Daten konnten wir eine signifikante Reduktion der AAIW Bildungsrate von den 1990ern zu den 2000ern Jahren feststellen. Dies führte zu einer geringeren Steigerung der Cant Speicherung als vom atmosphärischen Cant Anstieg und einem unveränderten Ozean zu erwarten war. Um den Schwierigkeiten mit den Randbedingungen auszuweichen (Pazifisches AAIW strömt über die Drake Passage auch in den Atlantik und weiter in den Indischen Ozean) planen wir nun ein globales Vorgehen um in allen Ozeanen die Bildungsraten und Cant Speicherungen in den Zwischen- Tiefen- und Bodenwassermassen zu berechnen. Darüber hinaus wird der Zeitraum bis 2015 ausgedehnt, und wo immer die Datenlage es zulässt, Pentaden- anstatt Dekadenmittelwerte gebildet. Verwendet wird der aktualisierte GlODAPv2 Datensatz und eigene Daten.Die Berechnungen aus den Beobachtungen werden mit den Ergebnissen eines wirbelauflösenden globalen Ozeanmodells (1/10 Grad) kombiniert. Das POP Modell (Los Alamos Laboratory Parallel Ocean Program) mit eines horizontalen Auflösung von 0.1 Grad und 42 Tiefenstufen wird für die letzten 20 Jahre mit einem realistischen Forcing angetrieben und enthält außerdem die Freone als Tracer. Neben dem Vergleich mit einem klimatologischen Antrieb wird das Modell zur Weiterentwicklung der Tracer-Methode verwendet wir z.B. die Unsicherheit von zu wenig Datenpunkten und der Extrpolationsroutine auf die Bildungsraten / Cant Speicherungen. Ein weiterer wichtiger Punkt wird die Bestimmung der TTDs aus Lagrange Trajektorien und der Vergleich mit TTDs aus Tracermessungen sein, sowie die Untersuchung der Rolle der Wirbel, der Vermischung durch Wirbel und der vertikalen Vermischung.
Das Projekt "Teilprojekt 4: GLORIA Beobachtungen und Source Transfer Parametrisation (STP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Stratosphäre (IEK-7) durchgeführt. WASCLIM untersucht die Anregung und Ausbreitung von Schwerewellen, verbessert deren Implementation im Klimamodell und wendet diese Implementation zur Untersuchung der stratosphärischen Zirkulation der Südhemisphäre und ihres Einflusses auf troposphärisches Klima an. Teilprojekt 4 befasst sich hierzu einerseits mit der Messung von Schwerewellen mit dem Horizont-Imager GLORIA. Vom Forschungsflugzeug HALO misst GLORIA die Eigenemission der Atmosphäre im mittleren Infrarot. Aus der Beobachtung des selben Luftvolumens aus verschiedenen Blickwinkeln lässt sich mittels Tomographie die 3D Temperaturstruktur ableiten und hieraus wiederum die wichtigsten Wellenparameter (Amplitude, Wellenvektor und Impulsfluss) bestimmen. Die volle Charakterisierung der Welle erlaubt, die Ausbreitung der Welle zu modellieren und z.B. mit den Lidardaten aus Teilprojekt 1 zu vergleichen. Ein Schwerpunkt wird die Untersuchung schräger Wellenausbreitung sein. Durch die Validierung von Modellen lassen sich die Ergebnisse von den individuellen Beobachtungen der Region um Feuerland und der antarktischen Halbinsel auf den gesamten Südpolarwirbel übertragen. Dies ist der zweite Teilaspekt von Teilprojekt 4. Aus dedizierten Untersuchungen der schrägen Ausbreitung von Schwerwellen mit komplexen Modellen soll ein vereinfachtes statistisches Modell (Source Transfer Parametrization) entwickelt werden, das den Zusammenhang zwischen der vorwiegenden Quellregion der Schwerewellen mit der Wirkungsregion beschreibt. Die Motivation hierzu ist, dass existierende Modelle zur schrägen Ausbreitung nicht die notwendige Recheneffizienz für Klimastudien haben. Das statistische Modell soll uns erlauben, physikalische Modelle für Wellenquellen in den Gebirgsregionen und Schlechtwettergebieten bei ca. 50 Grad S mit dem Einfluss der Schwerewellen auf den Polarwirbel bei ca. 60 Grad S zu verknüpfen und somit erstmals eine physikalisch motivierte Anpassung der Schwerwellenbeschleunigung im Klimamodell zu erzielen.
Das Projekt "Verbesserte Darstellung von Konvektion auf unterschiedlichen Skalen - HErZ Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Meteorologisches Institut 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 Lebenszyklus von Konvektion wichtig sind, vollständig explizit dargestellt werden können. Es ist das Ziel dieses Vorhabens, die Konvektion besser zu verstehen, um die Darstellung der Konvektion zu verbessern. Das Projekt wendet dafür erstens einen Multiskalenansatz an, indem das gleiche Problem mit einer Hierarchie von Modellen simuliert wird, welche die gesamte Bandbreite von vollständig parametrisierter bis zu explizit aufgelöster Konvektion abdeckt. Zweitens beruht das Projekt auf der Hypothese, dass eine korrekte Darstellung der Konvektion eine korrekte Darstellung von den Interaktionen zwischen Konvektion und flacher Zirkulation benötigt. Als flache Zirkulationen werden hier von Schauern und Gewittern ausgelöste 'Cold Pools' und Zirkulationen, die durch Oberflächenheterogenität, SST Gradient und Strahlungsunterschiede verursacht werden, betrachtet. Drittens werden die auf Modellläufen basierende Ergebnisse mit Beobachtungen, die in einer Messkampagne gesammelt werden, verglichen.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Klimaangepasste Quartiersentwicklung Potsdam-Schlaatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landeshauptstadt Potsdam - 403 Koordinierungsstelle Klimaschutz durchgeführt. In Potsdam soll der innerstädtische Transfer von klimaresilienter Quartiersentwicklung und -umgestaltung begleitet werden. Konkret sollen die Erfahrungen aus Potsdam-Drewitz (F+E-Phase) auf den Stadtteil Potsdam-Schlaatz übertragen werden, v.a. mit Blick auf die Potentiale einer multifunktionalen Nutzung des Wohnumfeldes sowie die natürliche Verschattung von Innenhöfen und Spielplätzen ('Multikodierung von Flächen'). Ergebnisse aus dem Konzept zur Energetischen Quartierssanierung (durch KfW-Förderung) können in die Planungen integriert werden (Abschluss ca. März 2022). Der Fokus für konkrete Umsetzungsmaßnahmen im Schlaatz liegt auf der Entsiegelung von Parkraumflächen, Begrünungsmaßnahmen und der Herstellung von Grünflächen mit klimaangepasster Vegetation. Um Bedarfe und Potentiale von Begrünungsmaßnahmen zu erforschen, sind mobile mikroklimatische Messungen von Temperatur, Luftfeuchte, Wind, Strahlung vor und nach der Umsetzung geplant. Darüber hinaus sollen Beobachtungen und eine Befragung zur Wertschätzung und Nutzung von Grünflächen für die Bedarfsermittlung im Wohnumfeld stattfinden und mit den Ergebnissen aus Drewitz (F+E-Phase) verglichen werden.
Das Projekt "Naturerfahrungsräume im Wohnumfeld von Kindern - Evaluation des Modellprojektes: Naturerfahrungsräume für Kinder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FIFAS Freiburger Institut für angewandte Sozialwissenschaft e.V. durchgeführt. Es wird untersucht, in welcher Weise Kindern (zwischen 6 und 12 Jahren) im städtischen Raum Möglichkeiten des Naturkontaktes geboten werden. Von April bis Oktober 2003 wurden in den Städten Freiburg, Stuttgart, Karlsruhe und Nürtingen Kinder, die in 'Naturerfahrungsräumen' (natürliche, weitgehend ungestaltete Flächen wie Hügel, Bachufer etc.) und auch Kinder, die auf konventionellen Spielplätzen spielten, beobachtet und befragt (standardisierte Interviews). Der Fokus liegt dabei auf dem Spielverhalten der Kinder, bzw. der Frage, welche Unterschiede sich im Spielverhalten auf unterschiedlich ausgestatteten Flächen ausmachen lassen. Daran angeschlossen erfolgte eine postalische Befragung von Eltern von Kindern in der entsprechenden Altersklasse, die einerseits die oben genannten Fragestellungen weiter vertiefte und andererseits zusätzliche Informationen über den außerhäuslichen Aktionsradius der Kinder, ihr Zeitmanagement etc. lieferte. Mit der Untersuchung sollen unter anderem bessere Grundlagen für die Planung von Spielangeboten für Kinder im Freien erarbeitet werden.
Das Projekt "Partizipation in der Hochwasserschutzplanung im Rheineinzugsgebiet - eine vergleichende Analyse der Bedeutung von Partizipation als Konfliktlösungsinstrument in der Hochwasserschutzpolitik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forst- und Umweltpolitik durchgeführt. 'Den Flüssen mehr Raum geben' - diese Formel ist besonders nach Hochwasserereignissen allgegenwärtig und scheint gesellschaftlich Akzeptanz zu finden. Dennoch kommt es auf der lokalen Ebene zu Konflikten, wenn konkrete Flächen für die Hochwasserrückhaltung bereitgestellt werden sollen. Die Beteiligung lokaler Akteure kann dabei als ein mögliches Instrument der Konfliktlösung dienen. Um herauszufinden, wo genau die Potenziale und Grenzen von Partizipation bei der Planung von Hochwasserrückhalteräumen liegen, führt das Institut für Forst- und Umweltpolitik Fallstudien am Rhein durch (Baden-Württemberg: Kulturwehr Breisach, Rheinland-Pfalz: Ingelheim, Hessen: Trebur, Nordrhein-Westfalen: Köln-Porz-Langel/Niederkassel). Dabei wird beispielsweise untersucht, welche Faktoren die Intensität des Konfliktes zwischen betroffenen Gemeinden und Planungsträgern beeinflussen. Mit Hilfe von Methoden der qualitativen Sozialforschung (Dokumentenanalyse, problemzentrierte Experteninterviews, teilnehmende Beobachtung, Fokusgruppendiskussion) werden Konfliktlösungsinstrumente und Erfolgsfaktoren identifiziert. Innerhalb der Experteninterviews werden Vertreter verschiedener, in den Planungsprozess involvierter Institutionen und Interessengruppen befragt. Dadurch kann die Thematik aus unterschiedlichen, teilweise konträren Perspektiven heraus betrachtet werden. Ziel der Studie ist die Aufbereitung der Ergebnisse in Form eines praxisorientierten Leitfadens für die Öffentlichkeitsarbeit von Verwaltungen. Mit dieser Arbeit ist das Institut für Forst- und Umweltpolitik in das Forschungsprojekt FOWARA eingebunden.
Das Projekt "Zuverlässigkeit und Haftung im Kontext von Climate Engineering: Eine integrierte Betrachtung (CELARIT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Fakultät für Geschichtswissenschaft, Philosophie und Theologie, Abteilung Philosophie durchgeführt. In Anbetracht der potentiell katastrophalen Nebeneffekte von Climate Engineering (CE) wird generell ein passgenaues Haftungsregimes als Voraussetzung für einen international anerkannten und legitimen Einsatz für erforderlich gehalten. Diesbezüglich ergeben sich jedoch zwei grundsätzliche Fragen: Zum einen bedarf der Klärung, ob ein Haftungsregime als Mittel der Zuordnung und Verteilung von Risiken gewollt und realisierbar ist; zum anderen ist zu untersuchen, wie mit der Tatsache umzugehen ist, dass die Einschätzung der durch CE hervorgerufenen Klimaeffekte nur auf numerischen Klimamodellen, nicht aber auf empirischen Daten beruht. Obwohl das Thema der Haftung für CE-induzierte Schäden in der Literatur zunehmend Beachtung gefunden hat, wurde diesen Fragen bislang noch nicht systematisch Aufmerksamkeit geschenkt. Auch ist ungeklärt, wie Urteile über die Robustheit und Verlässlichkeit konkurrierender Modelle, die Auswirkungen eines CE-Einsatzes simulieren, getroffen werden können. Noch nicht beleuchtet worden ist schließlich, ob und wie die Entscheidung darüber, wie Beweise zu beurteilen sind, das Verhalten der Streitparteien (Staaten) beeinflusst, insbesondere im Hinblick auf die Frage, wann und ggf. wie CE eingesetzt wird. Angesichts dieser Forschungslücken kommt in vorliegendem Projekt, anders als in traditionellen Haftungsregimen, der Verlässlichkeit und Robustheit von Modellen zentrale Bedeutung zu. Vor diesem Hintergrund wird CELARIT (1) der Frage nachgehen, wie konkurrierende Modelle vor Gericht oder einem anderen zuständigen Gremium beurteilt, verglichen und bewertet werden können, und mit welchen Abstrichen erhöhte Robustheit und Verlässlichkeit einhergehen; (2) untersuchen, ob und ggf. nach welchen Kriterien ein Modell vor Gericht als zulässige Methode der Beweiserbringung herangezogen werden kann; und (3) erarbeiten, wie ein Schaden in einer Situation festgestellt werden kann, in der der kontrafaktische Zustand, welcher zur Ermittlung des Schadens herangezogen wird (eine Welt ohne CE oder sogar ohne Klimawandel), keiner Beobachtung zugänglich, sondern selbst Ergebnis eines numerischen Modells ist. Schließlich (4) wird das Problem in einem größeren Zusammenhang betrachtet. Es wird untersucht, wie Modelle trotz ihrer beschränkten Verlässlichkeit genutzt werden können, um mit CE zusammenhängende Maßnahmen zu steuern, und wie wissenschaftliche Politikberatung angemessen mit Unsicherheit und Nichtwissen umgehen kann. CELARIT bringt die Projektpartner von CEIBRAL (Klimamodellierer, Ökonomen, Juristen und Philosophen) erneut zusammen, geht jedoch insoweit einen großen Schritt über CEIBRAL hinaus, als eine methodische Neuorientierung in Richtung einer integrierten Untersuchung unternommen wird, und zwar von Anfang an disziplinübergreifend hinsichtlich sämtlicher Forschungsfragen.
Das Projekt "Technik und Alltagskultur in Nachhaltigkeitsmilieus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Soziologie, Professur Allgemeine Soziologie und Gender Studies durchgeführt. Ziel des Promotionsvorhabens 'Technik und Alltagskultur in Nachhaltigkeitsmilieus' ist es, ausgehend von sozialkonstruktivistischen und kultursoziologischen Überlegungen qualitativ-empirisch zu untersuchen, welche Rolle Technik in der Alltagskultur von Nachhaltigkeitsmilieus spielt. Nachhaltigkeitsmilieus werden dabei als Milieus definiert, deren Lebensstil sich - ganz oder teilweise - an Grundelementen des Gedankens der Nachhaltigkeit festmacht. Es wird davon ausgegangen, dass die in derartigen Milieus entwickelte Alltagskultur relevant für gesamtgesellschaftliche Lebensstilveränderungen (Schlagwort der 'Entwicklung des Nordens') bei der Transformation hin zu einer an Nachhaltigkeit orientierten Lebensweise sein kann. Insbesondere geht es bei dieser Arbeit darum, das Spannungsverhältnis zwischen dem lebensstilprägenden Bezug auf Nachhaltigkeit und der Verwendung und Handhabung von Technik aufzuklären. Dazu dienen Befragungen und Beobachtungen in unterschiedlichen Nachhaltigkeitsmilieus, mit deren Hilfe die Einbettung von Technik in die Alltagskultur rekonstruiert werden soll. Die vorgefundenen Technikeinstellungen und Prozesse der Technikverwendung sollen daraufhin überprüft werden, ob sie Pioniercharakter für einen an Nachhaltigkeit orientierten Einsatz von Technik in der Gesamtgesellschaft haben können, und welche Hindernisse einer Übertragung in die Gesamtgesellschaft entgegenstehen.
Das Projekt "SmellProcess: Emissionsmindernde Maßnahmen bei der Pelletsproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Propellets Austria - Netzwerk zur Förderung der Verbreitung von Pelletsheizungen Verein durchgeführt. Ausgelöst durch Ereignisse mit teilweise tödlichem Ausgang wurde das Phänomen der Ausgasung von Kohlenmonoxid (CO) aus Holzpellets bei der Lagerung in den letzten Jahren verstärkt untersucht, wobei mitunter stark erhöhte Konzentrationen an CO, CO2, VOCs und CH4 bei gleichzeitiger Verarmung an Sauerstoff in der Umgebungsluft der Lager festgestellt wurden. Die Entwicklung von Fehlgerüchen ist eng damit verbunden, und tritt besonders bei bestimmten Holzarten wie z.B. Kiefer auf. Neben gesundheitlichen Risiken beeinträchtigen diese Phänomene erheblich das positive und umweltfreundliche Image von Holzpellets, und verursachen zudem erhebliche Kosten - v. a. auf Seiten der Pelletsproduzenten. Neben der Erforschung der Geruchsentwicklung bzw. der Ausgasung zugrunde liegenden Reaktionsmuster, standen vor allem die Untersuchung von Ausgasungspotential und Langzeitausgasungsverhalten unterschiedlicher Rohstoffe sowie die Wirksamkeit verschiedener Sicherheitsmaßnahmen für Lagersysteme (v.a. bei Endkunden) im Zentrum bisheriger Forschungsprojekte. Ergebnisse und Beobachtungen aus bisherigen Arbeiten legen nahe, dass bestimmte Parameter und Einflussgrößen im Produktionsprozess Einfluss auf Ausgasungsaktivität und Geruchsentwicklung des Produkts Holzpellets haben, wozu es jedoch bisher kein belastbares Datenmaterial gibt. Auch wurden diesbezüglich bereits Tastversuche - z.B. zur Wirksamkeit von Additivbeimengung oder zum Einfluss von Abkühlvorgängen nach dem Pelletierprozess - unternommen. Übergeordnetes Ziel des beantragten Projektes ist die Untersuchung von Einflussgrößen im Bereich der Pellets-Produktion auf die Ausgasungsaktivität von Holzpellets hinsichtlich flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) und Kohlenmonoxid (CO) sowie auf die Entwicklung von Fehlgerüchen bei der Lagerung. Konkrete Projektziele dabei sind - Untersuchung und vergleichende Bewertung des Einflusses ausgewählter Einflussgrößen im Einflussbereich der Pelletsproduzenten auf Ausgasungsaktivität und Geruchsentwicklung von Holzpellets bei der Lagerung - Zusammenfassung und Dokumentation konkreter Maßnahmen um die Ausgasungsaktivität des Produkts Holzpellets bereits in der Produktion zu minimieren. - Bewertung der Machbarkeit einer Optimierung bestehender Produktionsverfahren zur Verbesserung der Lagereigenschaften von Holzpellets. - Vergleich von Ergebnissen und Aussagekraft derzeit verfügbarer Analysenmethoden zur Aromastoff- / VOC-Analytik als Basis für weiterführende Methodenentwicklung und / oder die Normung einer entsprechenden Standardmethode - Bewertung einer Schnellbestimmungsmethode (Quantifizierung des Gehalts an ungesättigten Fettsäuren mittels MIR- sowie NIR-Spektroskopie) hinsichtlich ihrer Eignung zur Bestimmung des Emissionspotenzials von Rohstoffen anhand von Vergleichsmessungen in Tastversuchen mit ausgewählten Proben. (Text gekürzt)
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