Das Projekt "EP10" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Hydrosystemmodellierung durchgeführt. Das beantragte Projekt zielt darauf ab, geeignete Modellinstrumentarien für die Klärung dieser Frage zu entwickeln. Wissenschaftlich motiviert ist das Projekt vor allem durch die Verfügbarkeit einer neuen Generation so genannter THMC Modelle, die jetzt in der Lage sind thermo-hydro-mechanisch-chemisch gekoppelte Prozesse auf der Aquiferskala zu simulieren. Geologische Reservoire in der Erdkruste (Georeservoire) werden zunehmend für ingenieurtechnische Anwendungen intensiv genutzt, wie zum Beispiel die Gewinnung von Energie aus Erdwärme (Geothermie), die Deponierung radioaktiver Abfälle (Endlagerung) und die langfristige Speicherung von Kohlendioxid zum Klimaschutz (CO2-Speicherung). Das Langzeitverhalten dieser Georeservoire steht dabei im Zentrum der Diskussion, da dieses letztendlich die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit, deren Nutzung, sowie die Auswirkungen auf die Geosphäre, die Landoberfläche und damit den Menschen bestimmt. Hierbei spielen insbesondere die Kopplung von Wärmetransport (T), hydraulischem (H) und geomechanischem (M) Verhalten, sowie chemischen (C) Prozessen eine große Rolle.
Das Projekt "ChEESE-2P - Centre of Excellence for Exascale in the Domain of Solid Earth" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Informatik V - Hardware-nahe Algorithmik und Software für Höchstleistungsrechnen durchgeführt. Der 'Center of Excellence for Exascale in Solid Earth' (ChEESE-2P) adressiert grundlegende Probleme bzgl. der Entstehung, des Aufbaus und der Dynamik der Geosphäre. Dies umfasst vor allem die Simulation von Naturgefahren und entsprechender Phänomene, die im Erdinnern entstehen, sich aber auf die Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre auswirken, und damit zu verschiedensten Naturkatastrophen und geophysikalischen Extremereignissen aller Größenordnungen führen. Dieses als 'Solid Earth' umrissene Fachgebiet ist reich an anspruchsvollen und extrem rechenintensiven Simulationsaufgaben, die Supercomputer im Petascale- und Exascale-Bereich erfordern. ChEESE-2P entwickelt bzw. optimiert entsprechende Simulationssoftware, Szenarien für 'Grand Challenge'-Simulationen sowie konkrete Services, um mit Hilfe von Höchstleistungsrechnern sowohl grundlegende wissenschaftliche Fragen als auch konkrete Maßnahmen zur Vorhersage, Eindämmung und adäquaten Reaktion auf Naturkatastrophen und -gefahren, sowie ihrer Auswirkungen zu untersuchen. Im Zentrum von ChEESE-2P steht die Weiterentwicklung von 11 offenen Flagship Codes bzgl. Performance, Skalierbarkeit, Einsetzbarkeit und Portabilität auf aktuellen Pre-Exascale Höchstleistungsrechen-Systemen und neu aufkommenden Hardware-Architekturen. Vier der Flagship Codes (SeisSol, ExaHyPE, Tandem, LaMEM) werden federführend von den deutschen Partnerinstituten entwickelt. Auf deren Basis entwickeln diese unter anderem neue Multiphysik-basierte und probabilistische Ansätze zur Erdbebensimulation, neue Workflows zur Simulation kaskadierender Gefahren (z.B. Tsunamis, die durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche ausgelöst werden) sowie die Langzeit-Simulation von Vorgängen in der Erdkruste, um bessere Aussagen (und konkrete Modelle) bzgl. der Entstehungsbedingungen von Erdbeben und Hangrutschungsprozessen treffen zu können.
Das Projekt "ChEESE-2P - Centre of Excellence for Exascale in the Domain of Solid Earth" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Höchstleistungsrechenzentrum durchgeführt. Der 'Center of Excellence for Exascale in Solid Earth' (ChEESE-2P) adressiert grundlegende Probleme bzgl. der Entstehung, des Aufbaus und der Dynamik der Geosphäre. Dies umfasst vor allem die Simulation von Naturgefahren und entsprechender Phänomene, die im Erdinnern entstehen, sich aber auf die Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre auswirken, und damit zu verschiedensten Naturkatastrophen und geophysikalischen Extremereignissen aller Größenordnungen führen. Dieses als 'Solid Earth' umrissene Fachgebiet ist reich an anspruchsvollen und extrem rechenintensiven Simulationsaufgaben, die Supercomputer im Petascale- und Exascale-Bereich erfordern. ChEESE-2P entwickelt bzw. optimiert entsprechende Simulationssoftware, Szenarien für 'Grand Challenge'-Simulationen sowie konkrete Services, um mit Hilfe von Höchstleistungsrechnern sowohl grundlegende wissenschaftliche Fragen also auch konkrete Maßnahmen zur Vorhersage, Eindämmung und adäquaten Reaktion auf Naturkatastrophen und -gefahren, sowie ihrer Auswirkungen zu untersuchen. Im Zentrum von ChEESE-2P steht die Weiterentwicklung von 11 offenen Flagship Codes bzgl. Performance, Skalierbarkeit, Einsetzbarkeit und Portabilität auf aktuellen Pre-Exascale Höchstleistungsrechen-Systemen und neu aufkommenden Hardware-Architekturen. 4 der 11 Flagship Codes (SeisSol, ExaHyPE, Tandem, LaMEM) werden federführend von den deutschen Partnern entwickelt. Auf deren Basis entwickeln die deutschen Partnerinstitute unter anderem neue Multiphysik-basierte und probabilistische Ansätze zur Erdbebensimulation, neue Workflows zur Simulation kaskadierender Gefahren (z.B. Tsunamis, die durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche ausgelöst werden) sowie die Langzeit-Simulation von Vorgängen in der Erdkruste, um bessere Aussagen (und konkrete Modelle) bzgl. der Entstehungsbedingungen von Erdbeben und Hangrutschungsprozessen treffen zu können.
Das Projekt "ChEESE-2P - Centre of Excellence for Exascale in the Domain of Solid Earth" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Das 'Center of Excellence for Exascale in Solid Earth' (ChEESE-2P) adressiert grundlegende Probleme bzgl. der Entstehung, des Aufbaus und der Dynamik der Geosphäre. Dies umfasst vor allem die Simulation von Naturgefahren und entsprechender Phänomene, die im Erdinnern entstehen, sich aber auf die Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre auswirken, und damit zu verschiedensten Naturkatastrophen sowie geophysikalischen Extremereignissen aller Größenordnungen führen. Dieses als 'Solid Earth' umrissene Fachgebiet ist reich an anspruchsvollen und extrem rechenintensiven Simulationsaufgaben, die Supercomputer im Peta- und Exascale-Bereich erfordern. ChEESE-2P entwickelt bzw. optimiert entsprechende Simulationssoftware, Szenarien für 'Grand Challenge'-Simulationen und konkrete Services, um mit Hilfe von Höchstleistungsrechnern sowohl grundlegende wissenschaftliche Fragen, also auch konkrete Maßnahmen zur Vorhersage, Eindämmung und adäquaten Reaktion auf Naturkatastrophen und -gefahren, sowie ihrer Auswirkungen zu untersuchen. ChEESE-2P soll als zentraler 'Hub' die wissenschaftliche 'Solid Earth'-Community mit der EuroHPC- Infrastruktur und den nationalen Kompetenzzentren verbinden - ebenso mit öffentlichen und industriellen Anwendern, die von den entwickelten Services profitieren. Hierfür interagiert ChEESE-2P mit ähnlichen, Domänen-spezifischen Europäischen Projekten und Langzeit-Initiativen (z.B. Digital Agenda, Destination Earth). Im Zentrum steht die Weiterentwicklung von 11 offen verfügbaren Flagship Codes bzgl. Performance, Skalierbarkeit, Einsetzbarkeit und Portabilität auf aktuellen Pre-Exascale Höchstleistungsrechen-Systemen und neu aufkommenden Hardware-Architekturen. Auf ihrer Basis realisiert ChEESE-2P 9 neue Pilot Demonstrators (PDs) und 15 abgeleitete Simulation Cases (SCs), die durch Capability- oder Capacity-Computing wissenschaftliche Herausforderungen sowie Services aus dem gesellschaftlich hoch relevanten Bereich der Naturgefahren angehen.
Das Projekt "ChEESE-2P - Centre of Excellence for Exascale in the Domain of Solid Earth" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ludwig-Maximilians-Universität München, Department für Geo- und Umweltwissenschaften, Sektion Geophysik durchgeführt. Der 'Center of Excellence for Exascale in Solid Earth' (ChEESE-2P) adressiert grundlegende Probleme bzgl. der Entstehung, des Aufbaus und der Dynamik der Geosphäre. Dies umfasst vor allem die Simulation von Naturgefahren und entsprechender Phänomene, die im Erdinnern entstehen, sich aber auf die Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre auswirken, und damit zu verschiedensten Naturkatastrophen und geophysikalischen Extremereignissen aller Größenordnungen führen. Dieses als 'Solid Earth' umrissene Fachgebiet ist reich an anspruchsvollen und extrem rechenintensiven Simulationsaufgaben, die Supercomputer im Petascale- und Exascale-Bereich erfordern. ChEESE-2P entwickelt bzw. optimiert entsprechende Simulationssoftware, Szenarien für 'Grand Challenge'-Simulationen sowie konkrete Services, um mit Hilfe von Höchstleistungsrechnern sowohl grundlegende wissenschaftliche Fragen als auch konkrete Maßnahmen zur Vorhersage, Eindämmung und adäquaten Reaktion auf Naturkatastrophen und -gefahren, sowie ihrer Auswirkungen zu untersuchen. Im Zentrum von ChEESE-2P steht die Weiterentwicklung von 11 offenen Flagship Codes bzgl. Performance, Skalierbarkeit, Einsetzbarkeit und Portabilität auf aktuellen Pre-Exascale Höchstleistungsrechen-Systemen und neu aufkommenden Hardware-Architekturen. Vier der Flagship Codes (SeisSol, ExaHyPE, Tandem, LaMEM) werden federführend von den deutschen Partnerinstituten entwickelt. Auf deren Basis entwickeln diese unter anderem neue Multiphysik-basierte und probabilistische Ansätze zur Erdbebensimulation, neue Workflows zur Simulation kaskadierender Gefahren (z.B. Tsunamis, die durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche ausgelöst werden) sowie die Langzeit-Simulation von Vorgängen in der Erdkruste, um bessere Aussagen (und konkrete Modelle) bzgl. der Entstehungsbedingungen von Erdbeben und Hangrutschungsprozessen treffen zu können.
Das Projekt "Messungen und Modellierung von Ozon und aktiven Spezies von Fruehjahr bis Herbst - SAMMOA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Objective: Problems to be solved: There are still discrepancies between model prediction and observations of the year- round stratospheric ozone decline in mid and high latitudes. In summer, current models still severely overestimate ozone in the polar regions, and this appears as a major deficiency in our ability to model the complete ozone seasonal cycle. The springtime mid-latitude ozone depletion has not been satisfactorily modelled in a quantitative manner. This proposal hence aims at improving our understanding and modelling of ozone loss processes throughout spring and summer, in the northern mid and high latitudes. Scientific objectives and approach: The main scientific objective is to acquire a quantitative understanding of: (i) the mid-latitude ozone depletion accompanying the breakdown of the wintertime polar vortex, especially over Europe, and ii) the Arctic summer ozone deficit and its linkage to midlatitudes. The project relies on using an integrated approach combining ground-based and balloon-borne measurements, global satellite observations, as well as advanced chemical/dynamical modelling and data assimilation. Measurements of ozone, inert gases, or species actively involved in ozone chemistry, are made at three different stations in the Arctic throughout spring and summer. Observational techniques comprise ground-based lidar and infrared spectroscopic measurements, and light-weight balloon-borne instrumentation. Satellite observations complement these local, ground-based and in-situ measurements by allowing to characterise the global, evolving three-dimensional ozone distribution. The satellite data are globally integrated into a transport model through data assimilation. State-of-the-art numerical models are used to investigate the interaction of chemistry and mixing in the spring and summer stratosphere. These models are used to diagnose the ozone loss mechanisms and the overall transport of trace species in spring and summer. Correlative studies of the abundance of various trace species, either modelled or measured, allow to disentangle the effect of mixing from chemical sources and sinks. Expected impacts: The information to be provided by the field campaigns and model studies during SAMMOA will improve the quantification of ozone loss in the stratosphere, a key science priority in support of the Montreal protocol. This project will particularly impact on understanding of ozone depletion in spring and summer, when it is most harmful. It is indeed in the summertime, that human exposure to UV radiation is largest in middle latitudes. Modelling improvements shall result in better assessment and prediction of the ozone trend and recovery in support of regulatory protocols. Prime Contractor: Norwegian Institute for Air Research; Kjeller.
Das Projekt "Pockmark like structures in Lake Constance and their effects on methane emission from large lakes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg, Institut für Seenforschung durchgeführt. The role of lakes in the global methane budget seems to be more important than previously thought. However, the sources and the sinks of this climate active gas in large lakes are still quite unknown. Beside diffusive flux or ebullition due to high microbiological methane production, another potentially important methane source is the emission of fluids and gas from the deeper geosphere, such as methane seeps or pockmarks. Pockmarks are depressions at the sediment surface, often characterized by fluid flow and sites of enhanced methane release. Numerous pockmarks have been described for the marine environment, but pockmarks in limnic systems are rather unknown, as well as their associated geological, chemical and biological processes. In Lake Constance (southern Germany) pockmark like structures have been discovered recently. In a preliminary survey in 2005, we were able to observe methane ebullition and increased methane concentrations in the adjacent water column at these pockmarks. The objectives of this study are (1) to locate and to describe the pockmark areas in Lake Constance, (2) to identify the mechanisms responsible for the formation of pockmarks in Lake Constance, (3) to identify the sources of methane and (4) to quantify the fluxes of methane from the lake floor and their temporal variability.
Das Projekt "Pockmark like structures in Lake Constance and their effects on methane emission from large lakes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Biologische Anstalt Helgoland (Institut BAH) durchgeführt. The role of lakes in the global methane budget seems to be more important than previously thought. However, the sources and the sinks of this climate active gas in large lakes are still quite unknown. Beside diffusive flux or ebullition due to high microbiological methane production, another potentially important methane source is the emission of fluids and gas from the deeper geosphere, such as methane seeps or pockmarks. Pockmarks are depressions at the sediment surface, often characterized by fluid flow and sites of enhanced methane release. Numerous pockmarks have been described for the marine environment, but pockmarks in limnic systems are rather unknown, as well as their associated geological, chemical and biological processes. In Lake Constance (southern Germany) pockmark like structures have been discovered recently. In a preliminary survey in 2005, we were able to observe methane ebullition and increased methane concentrations in the adjacent water column at these pockmarks. The objectives of this study are (1) to locate and to describe the pockmark areas in Lake Constance, (2) to identify the mechanisms responsible for the formation of pockmarks in Lake Constance, (3) to identify the sources of methane and (4) to quantify the fluxes of methane from the lake floor and their temporal variability.
Das Projekt "EASOE Forschung mit Hilfe von Ballons" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt.
Das Projekt "Die Fabrik - interne Steuerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Objective/The Mound Factory: Internal Controls (GEOMOUND). Problems to be solved: (while also addressing the relevant EU policies). The discovery of maybe one of the world's most prolific carbonate mound provinces along Europe's margins, right within the present deep water areas of interest for hydrocarbon exploration, urges for investigating the eluding potential of giant biogenic sedimentary structures as hydrocarbon indicators. Considering the close association between mounds and various surface expressions of fluid expulsion, 'mound events' may hold clues towards fluid migration phases and hence prospectivity of basins (Sustainable Marine Ecosystems, Key Action 3.1.2). The apparent association between various mound clusters and past events of slope failures suggests that mounds may also hold a clue towards continental slope stability (Sustainable Marine Ecosystems, Key Action 3.1.2). In addition, the high-resolution investigations proposed will also help to unveil and document the unique deep water ecosystems often associated with such mounds. This will contribute to Europe's efforts to develop its natural resources with due consideration for the preservation of unique deep water habitats (Habitats Directive). Scientific objectives and approach: The GEOMOUND strategy will involve the construction of a high-resolution Spatial Information Grid, straddling two major hydrocarbon basins presently explored: Porcupine Basin and south eastern Rockall Basin, off western Ireland. The grid, based on a systematic inventory of recorded giant mound occurrences, will link 'pilot mound provinces' with deep reference exploration wells and stratigraphic wells. A nominal number of 5-6 cruises will provide detailed geophysical (seismic, multibeam), geochemical and sedimentological data on these critical 'nodes', to be linked by correlation lines. High-resolution data merged with industrial 2D/3D data over common investigation depths in the 'Connemara' oil field area will provide an integrated data set which can highlight the most subtle fluid migration paths. Critical targets will be selected for the collection of long cores. Geochemical expertise from various cultures will team up for stalking clues of fluid migration in both on- and off-mound sediment cores. Observations will be introduced into a numerical modelling package for testing - in space and time - various schemes of fluid migration from the reservoirs to the surficial sedimentary sequences. Expected impacts: GEOMOUND dovetails well with the present industrial momentum along Europe's margins. The fluid migration model which should result from this study will be a timely product, possibly shedding a new light on the dynamics of fluid migration in Europe's offshore basins, which has a bearing on both hydrocarbon prospectivity and slope stability. Prime Contractor: Ghent University, Renard Centre for Marine Geology Vakgroep Geologie-Bodenkunde; Gent.