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Modellierung der Auswirkungen der Degradierung des Bodens auf das Klima

Das Projekt "Modellierung der Auswirkungen der Degradierung des Bodens auf das Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. General Information: The Mediterranean region has experienced drastic changes in land use and climate in the last century. Some of these changes are still occurring. Modelling studies have shown that rainfall in particular may be strongly related to antecedent soil moisture and that the land surface plays a critical role in determining size and location of the rain events. Critical is how a long term drought will exacerbate or extend the aridity of a region. This study will focus on the climatic effects of land degradation in the Mediterranean and the Sahel, the latter area already subject to severe land degradation. A combination of GCM and Regional scale modelling will be used to better understand the climate response to land degradation and will try to assess the uncertainty involved in current climate forecast as well as the relative role of the ocean versus the land surface in forcing the climate. Datasets from the series of land surface experiments in semi-arid areas (EFEDA, HAPEX-Sahel) will be used to calibrate, improve and test the models. OBJECTIVES: - to understand the climatic responses associated with land cover ' change ' in semi-arid regions, particularly land surface degradation, and thus the causes of persistent drought. - To understand the relative influences of Sea surface temperature anomalies and land cover change on likely climate variability in the Mediterranean and the Sahel. - Investigate the influence of scale and degree of degradation on the climatic response. METHODOLOGY: Three of the major Global Climate Models in Europe (and one from the USA) plus two Regional Climate Models will be used. To intercompare the results from these models the land surface schemes will be calibrated and tested with common sets of land surface data from the EFEDA and HAPEX-Sahel field experiments. Also common land cover classifications and desertification scenarios will be developed. Model integrations will be made using sea surface temperature patterns from extreme wet and dry years. Questions of scale will be tackled, firstly, by simulating effect in the Sahel (continental scale) and the Iberian Peninsula (regional scale), secondly, by investigating partial desertification and, finally, by using regional and global climate models. The project will increase our understanding of the climate system, improve climate models, provide a better understanding of climate variability and develop the scientific foundation for rational management of land resources in parts of Europe threatened by desertification. Prime Contractor: Natural Environment Research Council, Institute of Hydrology; Crowmarsh-Gifford; UK.

Wind on the Grid - Netzintegration im europäischen Maßstab

Das Projekt "Wind on the Grid - Netzintegration im europäischen Maßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Vorbereitung des europäischen Elektrizitätsnetzes auf die großräumige Integration der Windenergie. Dies wird anhand des Entwurfs, der Entwicklung und der Validierung von neuen Werkzeugen und Methoden für Planung, Steuerung und Betrieb von Windparks in einem liberalisierten Energiemarkt durchgeführt. Hauptziele des ISET in diesem Projekt sind der Entwurf, die Entwicklung und die Demonstration eines Wind Farm Cluster Management Systems (WCMS) für die iberische Halbinsel. Durch das WCMS können Windparks als große verteilte Kraftwerkebetrieben werden, indem die Windparks zusammengefasst gesteuert werden. Dieses System wird in Spanien und Portugal installiert und sein Betrieb wird für ausgewählte Hochspannungsknoten getestet.

Echival-Feldversuch in einem von Wuestenbildung bedrohten Gebiet

Das Projekt "Echival-Feldversuch in einem von Wuestenbildung bedrohten Gebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03 durchgeführt. Objective: The main goal is to provide for 'Global Change' studies and global system modelling a) the necessary area-average parametrizations of the water and energy transfer between soils, vegetation and the atmosphere, as well as b) data sets, (i) against which models can be tested that describe these processes, and (ii) which are relevant for the documentation of changes in these processes due to climate variability andor the impact of man's activity. General Information: The general setup foresees three sites arranged nearly triangularly at a distance of about 100 km and at each site there will be a couple of stations arranged around one central station to achieve the nested higher resolution of one to two kilometers. During a period of about 10 days it is expected that up to four aircraft will measure atmospheric parameters and remote sensing data above the whole plain. The aircraft equipped with eddy-correlation instruments for flux measurements have to play the integrating role for the experimental area. Supported by frequent radiosonde ascents at different locations near the experimental area it should be possible to derive from these measurements also the advective fluxes, which may play an important role under dry conditions. These may result from large scale circulation including the intrusion of Mediterranean air masses from the south-east and Atlantic air masses from the west into a continental heat low. Satellite data will be used to measure the albedo of the surface as well as the diurnal temperature wave and its changes with the retreat of the vegetation during the drying season. The role of the vegetation in the exchange of water between soils and the atmosphere will be assessed by random sampling surveys on leaf-area index, PAR, spectral reflectance, stomata resistance and biomass production. It is further planned to analyse soil samples with respect to their physical properties and to determine the soil moisture content by different methods. To validate the data obtained from satellites and the methods used in the processing of these data, mobile measurements are foreseen. The experimental results which will finally be obtained have to be imbedded in climatological and meteorological background data for the Iberian peninsula in order to find out to what degree the experimental phase covers average or extraordinary climatological conditions. The experiment will be accompanied by modelling efforts at different scales, ranging from one dimensional SVAT models to three dimensional general circulation models.

Auswertung der Daten von 10 Jahren Waldzustandserhebungen in Europa unter Einbeziehung von Umweltstressfaktoren

Das Projekt "Auswertung der Daten von 10 Jahren Waldzustandserhebungen in Europa unter Einbeziehung von Umweltstressfaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Ordinariat für Weltforstwirtschaft und Institut für Weltforstwirtschaft und Ökologie der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Mitte der achtziger Jahre wurde in Europa ein System zum Monitoring des Waldzustands aufgebaut. Hintergrund war die starke Verschlechterung des Waldzustandes zu Beginn der achtziger Jahre in verschiedenen europaeischen Staaten als mutmassliche Folge der Luftverschmutzung. Im Laufe der zurueckliegenden Dekade wurden in mehr als 30 Staaten 25170 permanente Monitoringplots eingerichtet, davon ca. 5400 auf einem transnationalen Gitternetz von 16 x 16 km. Bei der Einrichtung jedes transnationalen Plots wurden u.a. die geographische Lage und die Hoehe ueber dem Meeresspiegel zur Standortcharakterisierung erfasst. Auf den Plots werden in jaehrlichen Intervallen die Kronenverlichtung sowie Blatt-/Nadelverfaerbungen von ca. 24 Baeumen erhoben. In den letzten Jahren wurden auf den Plots zusaetzlich Boden- und Blatt-/Nadelanalysen durchgefuehrt. Durch dieses Monitoringsystem liegen mittlerweile umfangreiche Datensaetze ueber den Waldzustand in Europa vor. Die Datensaetze bildeten die Grundlage fuer ein Forschungsvorhaben, das in den Jahren 1996 und 1997 vom Institut fuer Weltforstwirtschaft der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft in Zusammenarbeit mit weiteren sieben europaeischen Forschungsinstituten durchgefuehrt wurde. Fuer das Forschungsvorhaben wurden zum einen die Qualitaet der erhobenen Daten bewertet und zum anderen die Entwicklung des Kronenzustands von sieben weitverbreiteten Baumarten in Europa (Picea abies, Pinus sylvestris, P. maritima, Fagus sylvatica, Quercus robur, Q. petraea und Q. ilex) untersucht. Weiterhin wurde geprueft, inwieweit der Kronenzustand durch die erhobenen Standortfaktoren erklaerbar ist. Fuer die Plots wurden Daten ueber Trockenstress und Luftverschmutzung modelliert. Schliesslich wurde der Zusammenhang zwischen Kronenzustand einerseits und Trockenstress sowie Luftverschmutzung andererseits untersucht. Ergebnis: Die Ueberpruefung der Qualitaet der Kronenzustandsdaten ergab eine hohe Zuverlaessigkeit. Seit 1986 hat sich der Kronenzustand verschlechtert, und zwar bei den Laubbaeumen deutlich gravierender als bei den Nadelbaeumen. Diese Verschlechterung des Waldzustandes liess sich in weiten Teilen Europas nicht durch die erhobenen Standortfaktoren erklaeren, insbesondere nicht in Suedskandinavien, auf der Iberischen Halbinsel und in Zentraleuropa. Trockenstress wurde insbesondere im mediterranen Raum und in weiten Teilen Frankreichs ermittelt. Die Luftverschmutzung (SO2, NOx) war in Zentraleuropa am hoechsten. Die Deposition von Saeure und Stickstoff in die Waelder ueberschritt europaweit auf 10-25 Prozent der Plots kritische Schwellenwerte. Der Ozonstress war in ganz Europa sehr hoch.

Marine Cyanobacteria as a source for bioactive (apoptosis midifying) compounds with potential as cell biology reagents and drugs

Das Projekt "Marine Cyanobacteria as a source for bioactive (apoptosis midifying) compounds with potential as cell biology reagents and drugs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie, Abteilung 3 Bioorganische Chemie durchgeführt. General Information: Background The present partners - representing European oell biologists, marine (micro)biologists, and chemists - will jointly search for more precise chemical tools (directed against specific enzymes) to control the oell signalling reactions leading to apoptotic (programmed) oell death. Apoptosis is presently one of the most intensely studied biological phenomena, both within basic and applied biosciences. Specific objectives and expected advances. 1 Sampling and growth of marine cyanobacteria from European coast-near seas and extreme polar regions. Sampling will be from coastal areas (Baltic sea, Iberian coast, Norwegian fjords), as well as from more extreme polar regions, including Spitsbergen and certain areas of the Antarctica. Monoculturing will be in sever specialised laboratories (Ia,Ib,IIa,III), large scale growth in two of them (Ia,III). It is expected to obtain enough biomass for initial screening (1lOOg) from a number of microbes, and to obtain kg amounts from at least some relevant cyanobacteria. 2 Extrachon, parhal purification and initial screening for bio-activity. Extracts (some partially purified) will be tested for ability to elicit or protect against apoptotic oell death of a number of normal and malignant oell types, for effects on the cytoskeleton, and for effects on isolated protein kinases and phosphatases known to affect cell function and viability. Such a systematic survey has not been done before, but extrapolation of data from preliminary screening of scattered samples indicate a huge potential for discovery of new activities. 3 Isolation, structure elucidation, and detailed probing of selected bio-active compounds. This will involve scale-up of the initial amount of relevant sample, and of extraction and initial purification procedures, followed by final purification and structure elucidation. The purified compounds will be thoroughly characterised with respect to action on cells and on isolated oell signalling enzymes (key kinases and phosphatases), and for degradation and metabolism. 4 Hemisynthetic modification of natural compounds (see above), and detailed probing of the effects of chemical modification on biological function and availability. This will serve to characterise the important functional groups of the natural compounds, but mostly to enhance their usefulness as cell biology tools or drug (increased bioavailability, potency, specificity). In the first phase hemisynthesis will be performed for nodular in and certain novel marine Microsystems, which are already available in the network. 5 Publication, patenter, commercialisable. Scientifically important findings involving new compounds of general interest for cell biology research (modifiers of phosphorylation, cytoskeleton, apoptosis)... Prime Contractor: Universitetet in Bergen, Department of Anatomy and Cell Biology Faculty of Medicine; Bergen; Norway.

Verzeichnis biogener Emissionen fuer den Zitrusguertel von Valencia

Das Projekt "Verzeichnis biogener Emissionen fuer den Zitrusguertel von Valencia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Nürtingen, Institut für Angewandte Forschung - Landschaftsentwicklung und Landschaftsinformatik - durchgeführt. In Zusammenarbeit von insgesamt 17 europaeischen Arbeitsgruppen wird im Auftrag der EU an der Fragestellung der Genese europaeischer Ozonchemie gearbeitet. Dabei werden unter Koordination des EU Joint Research Centers in Ispra insbesondere die Rolle der biogenen Vorlaeufersubstanzen erforscht (siehe auch Projektbeschreibung VOCAMOD). Im Unterauftrag dieser Einrichtung bestehen die Aufgaben des Instituts in der Zusammenstellung der Pflanzenartenverteilung, dem Bedeckungsgrad sowie des Blattflaechenindexes bzw. der Biomasse, bezogen auf die Pflanzenarten und Vegetationstypen, die hauptsaechlich fuer die Emission von BVOC's (biogener, fluechtiger organischer Substanzen) verantwortlich sind. Weitere Aufgaben bestehen in der Aufarbeitung der bioklimatischen Faktoren fuer die einzelnen Vegetationstypen, in der Modellierung bzw. Berechnung von Emissionsablaeufen fuer einen typischen Tag im Fruehling, Sommer und Herbst sowie in den ersten Schritten, ein Emissions-Inventar fuer die gesamte iberische Halbinsel im Raster von 50 km x 50 km zu erstellen.

Untersuchungen zu Polymorphismen der Chloroplasten-DNS bei Eichen in Herkunftsversuchen

Das Projekt "Untersuchungen zu Polymorphismen der Chloroplasten-DNS bei Eichen in Herkunftsversuchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Genetische Variation kann zur Charakterisierung und Unterscheidung von Populationen beitragen und somit Entscheidungshilfen fuer die Erhaltung genetischer Ressourcen liefern. Franzoesische Voruntersuchungen haben ergeben, dass in bestimmten Abschnitten der Desoxyribonukleinsaeure des Chloroplasten (ctDNS, engl. cpDNA) der Eiche Unterschiede in den Nukleotidsequenzen bestehen, die in der Elektrophorese als unterschiedliche Bandenmuster sichtbar werden. Auf dieser Basis koennen zahlreiche Haplotypen unterschieden werden, die mit nacheiszeitlichen Einwanderungslinien der Stiel- und Traubeneiche aus suedeuropaeischen Refugien in Zusammenhang stehen. Im Rahmen eines von der EU gefoerderten Projektes im Jahre 1997 Untersuchungen zu cpDNS-Polymorphismen an ueber 600 Baeumen aus Baumschul- und Provenienzversuchen durchgefuehrt. Bei den aus deutschen Herkuenften stammenden Proben konnten acht Haplotypen unterschieden werden, die drei Einwanderungslinien zugeordnet werden koennen. Am haeufigsten - mit rund 48 Prozent - waren Haplotypen, die mit dem Refugium auf der Apenninenhalbinsel in Verbindung stehen, vertreten. Haplotypen, die ihren Ursprung in den Refugien der Iberischen Halbinsel bzw. im Balkangebiet haben, kamen mit rund je 26 Prozent vor. Insgesamt zeigt sich in Deutschland eine starke Durchmischung, d. h. sowohl innerhalb von Regionen, als auch innerhalb von Bestaenden koennen mehrere Haplotypen auftreten. Dies steht im Gegensatz zu den franzoesischen Befunden, wo regional und innerhalb von Bestaenden derselben Region eine groessere Einheitlichkeit gegeben ist. In diesen Faellen koennen nicht autochthone Bestaende vergleichsweise leicht identifiziert werden. Die Erklaerung fuer die unterschiedlichen Ergebnisse kann einerseits in der zentralen Lage Deutschlands liegen, in der sich alle drei Einwanderungslinien trafen, andererseits aber auch durch Saatguttransfer bedingt sein, was zur Vermischung von autochthonem und nicht-autochthonem Material fuehrte. Ergebnis: Die Untersuchungen in Provenienzversuchen sind abgeschlossen; sie werden aber an Proben aus Bestaenden weitergefuehrt, um flaechendeckende Ergebnisse zu erhalten. Die Ergebnisse der einzelnen Projektpartner sollen schliesslich in einer europaeischen Gesamtdarstellung zusammengefasst werden.

Erfassung der Raupenfliegen Zentral- und Westspaniens

Das Projekt "Erfassung der Raupenfliegen Zentral- und Westspaniens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Abteilung Entomologie durchgeführt.

Regionalisierung

Das Projekt "Regionalisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. The work will concentrate on the development and testing of nested high resolution limited area models (LAMs) and the testing of their skill in reproducing the present climate. A series of LAM simulations with 'perfect' boundary conditions (from analyses of observed data) will be carried out. The simulations will be validated against observed data using a number of standard and non-standard techniques. Experiments will be carried out with different parametrization schemes for the modelled physics, different treatments of the lateral boundaries, and different spatial resolutions. These experiments will give upper bounds for the accuracy to be expected for applications of the models in a climate change context. Two of the LAMs will be used to 'regionalize' climate simulations from atmospheric models (AGCM's at NCAR and at MPIM). The lateral boundaries will be taken from outputs of these AGCM's covering 10-20 years. The models are forced by prescribed (analysed) sea-surface temperatures (SSTs) and sea-ice fields. The simulations (both from the LAMs and the AGCMs) will be validated against observations and analyses for the period in question, and with climatology. A special study will investigate whether ocean SST (in casu the Atlantic SST's off the Portuguese coast) can be simulated realistically using an ocean limited area model (OLAM). Very high resolution climate simulations will be investigated by two specific studies. The first will use a statistical dynamical methodology to give very high resolution of the climate of the (greater) Alpine area. The methodology combines the use of a mesoscale dynamical model with a statistical classification scheme for the large scale flow regime. The second high resolution study is concentrating on the Iberian peninsula, and will investigate the further nesting into a (already nested) LAM of a higher resolution model.

Binnen-See-Verkehr zwischen Nordspanien/Iberische Halbinsel und Duisburg (IBERIA)

Das Projekt "Binnen-See-Verkehr zwischen Nordspanien/Iberische Halbinsel und Duisburg (IBERIA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Maschinenbau, VBD - Europäisches Entwicklungszentrum für Binnen- und Küstenschifffahrt durchgeführt. Das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens besteht darin, auf der Grundlage einer Analyse der gegenwärtigen Situation die Möglichkeiten einer Stärkung der Binnen-See-Schifffahrt zu untersuchen und vor diesem Hintergrund die Zukunftsaussichten dieses Verkehrsträgers einzuschätzen. Um der Bedeutung des spezifischen Einsatzgebietes Rechnung zur tragen und eine hohe Praxisrelevanz der Ergebnisse zu garantieren, wird der Untersuchung eine konkrete Relation zugrunde gelegt. Ausgewählt wurde die Relation Spanien/Liberische Halbinsel-Duisburg, der ein beachtliches Entwicklungspotential zugeschrieben wird. Eine hohe Praxisrelevanz der Ergebnisse wird darüber hinaus durch den forschungsbegleitenden Ausschuss sichergestellt, dem verschiedene Gewerbevertreter angehören. Der diesem Antrag beigefügte Arbeitsplan wurde bereits mit diesem Kreis abgestimmt. Auch haben sich die beteiligten Firmen/Verbände bereit erklärt, dann an dem Vorhaben durch Beistellung relevanter Informationen mitzuwirken. Die Hauptarbeitsschritte lassen sich wie folgt zusammenfassen: Nach Zusammenstellung und Aufbereitung grundlegender Basisinformationen besteht die erste wesentliche Aufgabe der Untersuchung in einem Transportkettenvergleich, wobei den Transportketten mit Beteiligung der Binnen-See-Schifffahrt die konkurrierenden Alternativen gegenübergestellt werden. Der Vergleich der Kosten- und Zeitstruktur verschiedener Transportketten bildet zugleich eine wichtige Grundlage für den nächsten zentralen Arbeitsschritt, nämlich die Herausarbeitung der Hemmnisse und Schwachstellen, die einer stärkeren Nutzung der Binnen-See-Schifffahrt entgegenstehen. Hierauf aufbauend werden anschließend - unter Beachtung der sich gegebenenfalls ändernden Rahmenbedingungen für den Einsatz der Binnen-See-Schiffe - die Maßnahmen und Anforderungen bestimmt, die für eine Stärkung der Position dieser Verkehrsträger notwendig sind.

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