Das Projekt "Teilprojekt 2: Globale Zeitserien von Äolischem Staub, Aridität und Humidität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Für jeden Kontinent und jeden Ozean sollen höchstaufgelöste und bestdatierte Datenreihen der Staubaktivität und der Vegetation auf einer gemeinsamen Zeitskala über die letzten 40.000 (130.000) Jahre zusammengestellt werden. Diese gemeinsame Zeitachse wird aus Stalagmit-Datierungen für jede Klimaregion separat aufgebaut und dann zu den Eiskerndatensätzen (CO2, Temperatur) und der orbitalen Insolationskurve in Bezug gesetzt. Gemeinsam können all diese Informationen zur Landoberflächenalbedo und Aridität/Humidität der PalMod Initiative als Grundlage für Validierung oder Forcing dienen. In der ersten Phase werden alle häufig zitierten Datensätze der Staub-/Lössaktivität für jeden Kontinent und Ozean aus Datenbanken und der publizierten Literatur zusammengestellt. Dabei werden insbesondere die Altersmodelle kritisch evaluiert. In vielen Fällen wird der Antragsteller direkten Kontakt mit den Produzenten der Daten suchen müssen, da Altersmodelle nur auf Basis der Erfahrung mit dem Kernmaterial (d.h. von den Erstbearbeitern) aufgebaut werden können. Neben der Zusammenstellung von Proxies zur Staubaktivität und Vegetationsbedeckung werden aus allen publizierten U/Th-Datierungen die Wachstumsphasen von Stalagmiten für die verschiedenen Klimazonen (Aridität/Humidität) zusammengestellt. Im ersten Jahr findet das 'DataMining' statt. Alle statistischen Informationen werden auf einer gemeinsamen Zeitachse in einer einheitlichen Datenmatrix zusammengeführt. Die geowissenschaftlich-klimatologische Auswertung und Interpretation und die 'modellfähigen Daten' der Trübung und Albedo wird an die Modellierergruppen weitergegeben.
Das Projekt "Thermal perceptions of humans under climate change conditions in moderate and tropical-humid climate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Meteorologisches Institut, Professur für Meteorologie und Klimatologie durchgeführt. Comparison of methods concerning the quantification of thermal comfort and thermal stress in regions with different climate. The assessment of thermal bioclimate based on the human energy balance requires the estimation of thermal indices by the use of measurements and modeling but also the verification of the results by people based on questionnaires.
Das Projekt "Stream network expansion and contraction - patterns, controls and importance (STREAMEC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Geographisches Institut durchgeführt. Temporäre Bäche, also Bäche, die nur zeitweise Wasser führen, sind wenig erforscht und stellen eine 'aqua temporaria incognita' dar. Das Projekt STREAMEC beschäftigt sich mit der Rolle dieser Teile des Gewässernetzes. Wichtige Fragen sind, wie und wann diese Bäche zum Abfluss beitragen und inwiefern die Wasserqualität durch solche Bäche beeinflusst wird. Für den Aspekt der Wasserqualität ist es besonders wichtig, dass organisches Material und andere Substanzen, die sich in einem Bach während Perioden ohne Abfluss angesammelt haben, beim Einsetzen des Abflusses mobilisiert werden können, was die Wasserqualität stromabwärts signifikant beeinflussen kann. Um diesen Einfluss besser zu verstehen, ist es wichtig, die Dynamik der Wasserführung und die räumliche Verbindung wasserführender Bachabschnitte zu verstehen. Im Projekt STREAMEC werden detaillierte Feldmessungen in zwei voralpinen Einzugsgebieten durchgeführt. Das Auftreten von fliessendem Wasser in temporären Bächen wird mit verschiedenen Sensoren und Zeitrafferkameras beobachtet und kartiert. Damit wird untersucht, wann welche Bachabschnitte Wasser führen, und die Dynamik der Verbindungen im Gewässernetz quantifiziert. Der Vergleich dieser Messresultate mit Topographie, Geologie und Vegetation soll es ermöglichen, die Resultate der untersuchten Gebiete auf andere Gebiete zu übertragen.
Das Projekt "Changes in carbon uptake and emissions by oceans in a changing climate (CARBOCHANGE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bergen durchgeführt. Objective: CARBOCHANGE will provide the best possible process-based quantification of net ocean carbon uptake under changing climate conditions using past and present ocean carbon cycle changes for a better prediction of future ocean carbon uptake. We will improve the quantitative understanding of key biogeochemical and physical processes through a combination of observations and models. We will upscale new process understanding to large-scale integrative feedbacks of the ocean carbon cycle to climate change and rising carbon dioxide concentrations. We will quantify the vulnerability of the ocean carbon sources and sinks in a probabilistic sense using cutting edge coupled Earth system models under a spectrum of emission scenarios including climate stabilisation scenarios as required for the 5th IPCC assessment report. The drivers for the vulnerabilities will be identified. The most actual observations of the changing ocean carbon sink will be systematically integrated with the newest ocean carbon models, a coupled land-ocean model, an Earth system model of intermediate complexity, and fully fledged Earth system models through a spectrum of data assimilation methods as well as advanced performance assessment tools. Results will be optimal process descriptions and most realistic error margins for future ocean carbon uptake quantifications with models under the presently available observational evidence. The project will deliver calibrated future evolutions of ocean pH and carbonate saturation as required by the research community on ocean acidification in the EU project EPOCA and further projects in this field. The time history of atmosphere-ocean carbon fluxes past, present, and future will be synthesised globally as well as regionally for the transcontinental RECCAP project. Observations and model results will merge into GEOSS/GEO through links with the European coordination action COCOS and will prepare the marine branch of the European Research Infrastructure ICOS.
Das Projekt "Ackerbaulich bedingte Brandrodungen als Ursache für Vegetationswandel und Bodenerosion im Bergwald von Bolivien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Geographisches Institut durchgeführt. Within an integrated project of the Universities of La Paz (Bolivia) and Zurich, ecological investigations are realized since 1996. In the upper mountain forests near the cities of La Paz (in the so called yungas') and Cochabamba (the chapare') vegetation cover, soil erosion and pollen influx are studied in order to get local climatic information at altitudes of 1500-3200 m a.s.l. A decrease of forest areas is observed - as well as an increase of agricultural areas - even with slope inclinations of 40%, with many damages by soil erosion as a consequence. The humid climate with annual precipitation of 100-200 cm, however, is somehow protecting the area from large ecological impacts, because a secondary forest is coming up rapidly. On the other hand, the nearby region above 3200 m a.s.l. is semihumid to semiarid and strongly affected by soil degradation. The deforestation areas of the past centuries were localized by pollen analysis of near-surface soil samples.
Das Projekt "Strukturen und Prozesse der Steuerung des Karstentwaesserungssystems einer Antiklinale in feuchtem Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kanton Solothurn, Amt für Umweltschutz durchgeführt.
Das Projekt "Water Harvesting for Rainfed Africa: investing in dryland agriculture for growth and resilience (WAHARA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dienst Landbouwkundig Onderzoek durchgeführt. Objective: WAHARA will take a transdisciplinary approach to develop innovative, locally adapted water harvesting solutions with wider relevance for rain-fed Africa. Water harvesting technologies play a key role in bringing about an urgently needed increase in agricultural productivity, and to improve food and water security in rural areas. Water harvesting technologies enhance water buffering capacity, contributing to the resilience of African dry lands to climate variability and climate change, as well as to socio-economic changes such as population growth and urbanisation. To ensure the continental relevance of project results, research will concentrate on four geographically dispersed study sites in Tunisia, Burkina Faso, Ethiopia and Zambia, covering diverse socio-economic conditions and a range from arid to sub-humid climates. The project emphasizes: i) participatory technology design, i.e. selecting and adapting technologies that have synergies with existing farming systems and that are preferred by local stakeholders, yet tap from a global repertoire of innovative options; ii) sustainable impact, i.e. technologies that combine multiple uses of water, green and blue water management, and integrated water and nutrient management. Using models, water harvesting systems will be designed for maximum impact without compromising downstream water-users, contributing to sustainable regional development; iii) integration and adaptability, i.e. paying attention to the generic lessons to be learned from local experiences, and developing guidelines on how technologies can be adapted to different conditions; and iv) learning and action, i.e. a strategy will be developed to enable learning and action from successes achieved locally: a. within a region, to upscale from water harvesting technologies to water harvesting systems, and b. across regions, promoting knowledge exchange at continental scale.
Das Projekt "Die Eignung und Anwendbarkeit von Pflanzen für ingenieurbiologische Hangsicherungsmethoden in Nepal (Thankot)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau durchgeführt. Der Himalaya Nepals ist weltweit gesehen die Zone mit höchster Aktivität. Die Kombination aus einem geologisch jungem Gebirge, das immer noch gehoben wird, einem feuchten Klima mit saisonalen Monsunregen und intensivster Landnutzung führen dazu, dass diese Gegend weltweit zu den instabilsten Landschaften zu zählen ist. Naturkatastrophen, wie z.B. Hangrutschungen, Muren, Bodenerosionen, Erdbeben und Hochwasser gehören in Nepal zum alltäglichen Leben. In den letzen Jahren wurden in Nepal sehr viele ingenieurbiologische Arbeiten durchgeführt und dabei konnten viele Erfahrungen bei der Verwendung von Pflanzen zur Stabilisierung von Hängen gemacht werden (Howell, 1999). Generell wurden die meisten Arbeiten vom Department of Roads (DOR), vom nepalesischen Ministerium für Arbeit und Transport in der Vormonsunziet, hauptsächlich im Juli, durchgeführt. Das Problem bei diesen Maßnahmen besteht darin, daß die Bodenoberfläche im Zeitraum bis zum Einsetzen der schweren Monsunregen nicht gefestigt und geschützt werden kann. Daher wird am Arbeitsbereich für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau der Schwerpunkt der Forschungsarbeit auf die Untersuchungen von Pflanzen auf ihre Eignung und Anwendbarkeit für eine Winterpflanzung gelegt. Bei einer erfolgreichen Anwendung von Ingenieurbiologischen Maßnahmen im Winter könnte bis zum Zeitpunkt des Einsetzens der schweren Monsunregen eine den Boden schützende Pflanzendecke vorhanden sein und so den Boden vor Erosionen schützen. In Thankot (Nepal) werden an einer Hangrutschung verschiedenste ingenieurbiologische Maßnahmen (Drainfaschine, Heckenbuschlagen, bepflanzte Bambuskrainerwände, Palisaden) während der Winterzeit ausgeführt. Thankot befindet sich 12 km westlich von Kathmandu. Der Projektstandort befindet sich auf einer Meereshöhe von 1750 m. Die praktischen Arbeiten werden in Kooperation mit der lokalen Bevölkerung durchgeführt und werden im May 2004 abgeschlossen. Eines der Hauptziele ist es, geeignete Pflanzen zu finden und in Kombination mit der Technik der Ingenieurbiologie eine Hangrutschung zu stabilisieren und wiederzubegrünen. Ein anderes Ziel dieses Projekts ist es , eine Alternative zum Hilfsmaterial Holz zu finden, da dies in Nepal nicht zur Verfügung steht. Dafür wurde eine neue Methode entwickelt, wobei erstmals Bambusstämme als Konstruktionselemente für eine Krainerwand eingesetzt werden. Die Verwendung von Bambus als Eratz für Holz bei ingenieurbiologischen Maßnahmen soll mit Hilfe eines Monitorings überprüft werden. In Nepal könnte Bambus ein geeigneter Ersatz für Holz sein.
Das Projekt "ENCOMPASS ENgineering COMPASS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von The Manufacturing Technology Centre Limited durchgeführt. The ENCOMPASS project principally aims to create a fully digital integrated design decision support (IDDS) system to cover the whole manufacturing chain for a laser powder bed fusion (L-PBF) process encompassing all individual processes within in. The ENCOMPASS concept takes a comprehensive view of the L-PBF process chain through synergising and optimising the key stages. The integration at digital level enables numerous synergies between the steps in the process chain and in addition, the steps themselves are being optimised to improve the capability and efficiency of the overall manufacturing chain. ENCOMPASS addresses the three key steps in the process chain: component design, build process, and post-build process steps (post-processing and inspection). The links between these stages are being addressed by the following five interrelations: 1. Between the design process and both the build and post-build processes in terms of manufacturing constraints / considerations to optimise overall component design 2. Between the design process and build process component-specific L-PBF scanning strategies and parameters to optimise processing and reduce downstream processing 3. Between the design process and the build and post-build processes in terms of adding targeted feature quality tracking to the continuous quality monitoring throughout the process chain 4. Between the build and post-build processes by using build specific processing strategies and adaptation based on actual quality monitoring data (for inspection and post-processing) 5. Between all stages and the data management system with the integrated design decision support (IDDS) system By considering the entire AM process chain, rather than the AM machine in isolation, ENCOMPASS will integrate process decision making tools and produce substantial increases in AM productivity, with clear reductions in change over times and re-design, along with increased 'right-first time', leading to overall reductions in production costs, materials wastage, and over-processing. This will lead to higher economic and environmental sustainability of manufacturing, and re-inforce the EU's position in industrial leadership in laser based AM.
Von Sabine Zeiß und Hans-Jürgen Zietz Im dynamischen Bereich zwischen Fluss und Meer stellen Tide-Weiden-Auwälder einen besonders wertvollen und zugleich stark bedrohten Lebensraum dar. Ein im Rahmen des Verfahrens zur Flexiblisierung der Staufunktion des Emssperrwerks erstelltes NLWKN-Gutachten bestätigt die diesbezügliche Verträglichkeit der geplanten Änderungen. Es zeigt aber auch auf, wo Potenziale für eine aus Perspektive des Naturschutzes erforderliche Vergrößerung der Auwald-Flächen an der Unterems liegen – und wie ihre positive Entwicklung begünstigt werden kann. Im dynamischen Bereich zwischen Fluss und Meer stellen Tide-Weiden-Auwälder einen besonders wertvollen und zugleich stark bedrohten Lebensraum dar. Ein im Rahmen des Verfahrens zur Flexiblisierung der Staufunktion des Emssperrwerks erstelltes NLWKN-Gutachten bestätigt die diesbezügliche Verträglichkeit der geplanten Änderungen. Es zeigt aber auch auf, wo Potenziale für eine aus Perspektive des Naturschutzes erforderliche Vergrößerung der Auwald-Flächen an der Unterems liegen – und wie ihre positive Entwicklung begünstigt werden kann. Wie alle Ästuare verbindet auch das der Ems die Lebensräume zwischen Fluss und Meer und zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Dynamik aus. Der Wechsel von Ebbe und Flut oder die Veränderungen von Wasserströmungen und Salzgehalten stellen nur einige Faktoren dar, welche die Lebensbedingungen der Tiere und Pflanzen, die hier beheimatet sind, prägen. Zu den Lebensgemeinschaften, die sich in besonderer Weise an diesen stetigen Wandel ihrer Wachstumsbedingungen angepasst haben, gehören auch die Tide-Weiden-Auwälder – heute einer der seltensten und am stärksten bedrohten Lebensräume Deutschlands. Dieser Biotoptyp steht als Bestandteil des prioritären Lebensraumtyps 91E0* unter dem strengen europäischen Schutzregime der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie . Ein Tide-Weiden-Auwald (Biotoptyp WWT) am Vellager Altarm der Ems (Bild: Hans-Jürgen Zietz/NLWKN) Natürlicherweise würden diese Auwälder weite Teile der Unteremsaue bedecken. Deichbau und die landwirtschaftliche Nutzung der Vorländer haben sie aber weitgehend verschwinden lassen, so dass sich heute vor den Deichen nur noch wenige kleinflächige Vorkommen finden lassen. Diese Bestände bedürfen des besonderen Schutzes und auch der Vergrößerung. Im Zusammenhang mit dem Planfeststellungsverfahren zur Flexibilisierung der Staufunktion des Emssperrwerks übernahm der Bereich Regionaler Naturschutz des NLWKN am Standort Brake-Oldenburg die Aufgabe, die möglichen Auswirkungen der Flexibilisierung auf die Tideauwälder zu ermitteln und zu bewerten. Im gleichen Zuge sollten auch die ökologischen Grundbedingungen für den Erhalt und die Vergrößerung der vorhandenen Bestände ermittelt werden. Dieser Punkt ist ein Beitrag zur FFH-Managementplanung im FFH-Gebiet Unterems und Außenems, die in diesem Bereich maßgeblich vom Landkreis Leer als unterer Naturschutzbehörde verantwortet wird. Tide-Auwälder weisen einige markante Eigenheiten auf: Die vorkommenden Weiden-Arten tolerieren häufige und dynamische Überflutungen, wie sie besonders in Ufernähe und entlang von Prielen und Altarmen auftreten. Als Charakterart der Tide-Weiden-Auwälder ist die Silber-Weide mit ihren seidenhaarigen, schmal-lanzettlichen Blättern besonders auffällig. Bei höheren Fluten entstehen in der Tideaue durch Erosions- und Sedimentationsprozesse Bereiche mit offenen Rohböden, welche von Pionierarten – zu denen viele Weiden-Arten zählen – neu besiedelt werden können. Die besondere Strukturvielfalt und hohe Anzahl ökologischer Nischen (Kleinstlebensräume) der Weiden-Auenwälder bieten einer Vielzahl z.T. seltener Tierarten Lebensraum. Dazu zählen beispielsweise der Biber und die Teich-Fledermaus, Vogelarten wie Kleinspecht, Pirol und Nachtigall, aber auch Käferarten, die totholzreiche Biotope benötigen und weitere Tierartengruppen, die sich in dem ausgeglichenen, feuchten Klima der Auenwälder wohlfühlen. Das vom NLWKN erstellte Fachgutachten zeigt auf, dass die geplante Flexibilisierung der Staufunktion keine signifikanten Auswirkungen auf die Auwälder haben wird. Im zweiten Teil des Gutachtens wurde in Zusammenarbeit mit dem Aufgabenbereich Landesweiter Naturschutz festgestellt, dass zur Erfüllung der Forderungen der FFH-Richtlinie eine Flächenvergrößerung erforderlich ist. Das Gutachten ermittelte hierfür geeignete Suchräume. Es machte zudem ergänzende Vorschläge für entsprechende Maßnahmen wie das Zulassen einer Fließgewässer- und Hochwasserdynamik z.B. durch den Rückbau von Uferbefestigungen, die Erhöhung des Anteils an Altholz sowie ein Belassen von liegendem und stehendem Totholz und die Förderung der Biotopvernetzung durch den Erhalt auch kleinerer Bestände. Alle diese Inhalte sollen jetzt in einen von der unteren Naturschutzbehörde aufzustellenden Managementplan eingespeist werden. Im Rahmen der Aufstellung des Managementplans gilt es allerdings auch Konflikte zu lösen, die sich bei einer natürlichen Vegetationsentwicklung in den Deichvorländern mit den Belangen des Hochwasserschutzes ergeben. Aus der Sicht vieler Deichverantwortlicher geben Wälder im Vorland, und insbesondere solche mit Alt- und Totholz, Anlass zu der Sorge, es könnten bei Sturm Stämme gegen den Deich getrieben werden und diesen beschädigen. Zwischen dem daraus resultierenden Interesse, Alt- und Totholz vorsorglich zu entfernen sowie neuen Gehölzaufwuchs zu verhindern, und der Wahrung und Wiederherstellung des günstigen Erhaltungszustandes des Lebensraumtyps besteht ein Widerspruch, der im Rahmen der Managementplanung bewältigt werden muss. Die Ockergelbe Escheneule (Atethmia centrago), ein in Niedersachsen als stark gefährdet eingestufter Nachfalter, kommt in den Weiden-Auwäldern im Emsästuar vor (Bild: C. Heinecke). Weiden-Auwälder weisen ein ausgeglichen-feuchtes Innenklima und vielgestaltige Kleinsthabitate auf (Bild: Hans-Jürgen Zietz/NLWKN). Echte Engelwurz (Angelica archangelica) im Übergangsbereich zwischen Weiden-Auwald und Röhricht (Bild: Hans-Jürgen Zietz/NLWKN). Silber-Weiden (Salix alba) im Vorland bei Coldam (Bild: Hans-Jürgen Zietz/NLWKN).