Das Projekt "Megatrends in der MINT-Förderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung gemeinnütziger GmbH durchgeführt. Welche Megatrends werden relevant für eine gezielte Bildungsförderung im Bereich Mathematik und Informatik, Naturwissenschaft und Technik? Mit dieser Fragestellung wurde das IZT von 'Zukunft durch Innovation.NRW' betraut. Dies ist das größte Netzwerk zur Förderung des MINT-Nachwuchses. In einem Video visualisierte der Auftraggeber anschließend die vier wichtigsten vom IZT identifizierten Megatrends. Mit der Studie sollen zukünftige relevante Entwicklungen und Herausforderungen für das Tätigkeitsfeld von Unternehmen, wissenschaftlichen Einrichtungen und wissenspolitischen Akteuren im MINT-Bereich identifiziert, beschrieben und bewertet werden. Hierzu zählen beispielsweise der demografische Wandel, strukturelle Veränderungen in der Wirtschafts- und Arbeitswelt sowie der Klimawandel und die Ressourcenverfügbarkeit. Maßgeblich dabei ist deren kurzfristige und langfristige Relevanz für die Ausrichtung und Gestaltung der Bildungsförderung in den MINT-Bereichen. Zum Auftraggeber: zdi steht für Zukunft durch Innovation.NRW und ist mit rund 2700 Partnern aus Wirtschaft, Schule und Hochschule das größte Netzwerk zur Förderung des MINT-Nachwuchses. Jährlich nehmen rund 300.000 Schülerinnen und Schüler an den Angeboten der bereits 43 zdi-Zentren und 24 zdi-Schülerlabore teil. Koordiniert wird zdi vom Wissenschaftsministerium NRW. Weitere landesweite Partner sind unter anderem das Schulministerium, das Wirtschaftsministerium und die Regionaldirektion NRW der Bundesagentur für Arbeit. Weitere Informationen unter www.zdi-portal.de.
Das Projekt "Teilprojekt (06) M06: Techniken zur Kopplung von Atmosphäre und Ozean durch Wellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, Institut für Küstenforschung durchgeführt. Es sollen Techniken entwickelt werden um die Kopplung zwischen Atmosphäre und Ozean durch die Formation und das Brechen von Oberflächenwellen im Ozean zu quantifizieren. Diese Techniken beinhalten eine numerische Implementierung von diffusen Grenzflächenmethoden für eine thermodynamisch konsistente und voll gekoppelte Simulationen der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser, sowie Feldexperimente zur gleichzeitigen Messung von Luftstrom, der Ozeanwellenkopplung, und der turbulenten Energiedissipation im oberen Ozean.
Das Projekt "Teilprojekt A02: Strukturbildung bei Wolken und deren Einfluss auf größere Skalen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Informatik, Arbeitsgruppe Software-Technik und Bioinformatik durchgeführt. Die Strukturbildung auf der Wolkenskala wird mit zwei Methoden untersucht. Zum einen werden hochaufgelöste numerische Wolkensimulationen durchgeführt und die Resultate auf Strukturbildung hin analysiert. Zum anderen werden die grundlegenden Gleichungen mit mathematischen Methoden untersucht, um Strukturbildung zu identifizieren. In einem Syntheseschritt werden beiderlei Resultate verwendet, um Minimalmodelle zur Beschreibung von Wolkenstrukturen zu entwickeln. Diese Modelle werden schließlich zur Bestimmung der Wirkung von Wolkenstrukturen auf größerskalige Prozesse benutzt.
Das Projekt "Teilprojekt A04: Konstruktion und Stabilität stückweise linearer Strukturen mit freiem Rand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachgruppe Mathematik, Lehrstuhl für Algebra und Darstellungstheorie durchgeführt. Triangulierungen von Oberflächen können in erster Näherung abstrakt als simpliziale Flächen beschrieben werden. Im Teilprojekt A04 (Niemeyer) werden simpliziale Flächen, bei denen Rand und Anzahl der Dreiecke vorgegeben sind, klassifiziert, dreidimensionale zusammenhängende Objekte beschrieben, die eine Verriegelung ermöglichen, und die Herstellung von planaren Faltplänen zur Stabilisierung etwa von gefalteten Carbonbetonflächen untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt C02: Vorhersage von Trocken- und Feuchtperioden des Westafrikanischen Monsuns" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist ein verbessertes Verständnis der Prozesse, welche die Vorhersagbarkeit von Niederschlag auf Zeitskalen von Tagen bis Wochen in der Westafrikanischen Monsunregion erhöhen oder reduzieren. Innovative Aspekte und besondere Herausforderungen im Projekt liegen in der Identifikation von geeigneten Metriken zur Definition von rein tropischen, rein extratropischen sowie gemischten Wetterregimen über Westafrika in der Vor-, Haupt- und Nachmonsunzeit sowie in der Anwendung von Nachbearbeitungsverfahren von Ensemblevorhersagen in tropischen anstatt mittleren Breiten.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 2248: Polymer-basierte Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie (IOMC) durchgeführt. Das Schwerpunktprogramm 'Polymer-basierte Batterien' (SPP 2248) widmet sich Batterien auf Polymerbasis, bei denen (organische) redoxaktive Polymere als aktive Materialien für die jeweilige Kathode oder Anode verwendet werden. Bei 'all-polymer'-Batterien basieren beide Elektroden auf Polymermaterialien. Diese Batterien sind interessante Systeme aufgrund ihrer vielversprechenden Eigenschaften, zu denen schnelles Laden, die Möglichkeit zur Herstellung flexibler Elektroden, die Abwesenheit von Schwermetallen sowie der geringe Energiebedarf für die Materialsynthese und die Herstellung von Batterien gehören. Die wissenschaftlichen Projekte befassen sich mit der Modellierung zur Identifizierung vielversprechender neuer Materialien, dem Verständnis der auftretenden (Redox-) Prozesse sowie möglicher Nebenreaktionen, dem Design und der Synthese redoxaktiver Polymere, der Entwicklung neuartiger Elektrolyte sowie der detaillierte Charakterisierung (auch in situ und in Operando-Techniken). Die zentralen Aktivitäten des Schwerpunktprogramms, die in diesem Projekt behandelt werden, fördern den wissenschaftlichen Austausch zwischen allen Projekten und Teilnehmern des SPP, beispielsweise bei verschiedenen Netzwerkveranstaltungen des Schwerpunktprogramms. Ein wichtiges Ziel des Schwerpunktprogramms ist auch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, insbesondere von Wissenschaftlerinnen. Daher werden Doktoranden sowie die jungen PIs, die bereits an Projekten der SPP beteiligt sind, durch Anschubfinanzierungs- und Mentoringprogramme unterstützt. Dieses Projekt wird auch genutzt, um die (internationale) Sichtbarkeit des Schwerpunktprogramms zu fördern. Darüber hinaus werden in diesem zentralen Projekt Standardmaterialien und -elektroden bereitgestellt, die sowohl für Charakterisierungsprojekte als auch für Benchmark-Systeme verwendet werden.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich Transregio 32 (SFB TRR): Muster und Strukturen in Boden-Pflanzen-Atmosphären-Systemen: Erfassung, Modellierung und Datenassimilation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meteorologisches Institut durchgeführt. Der Kreislauf von Energie, Wasser und Kohlenstoff durch Boden, Vegetation und Atmosphäre beeinflusst die Verteilung und Qualität des Lebens auf der Erde. Mit dem rasanten Wachstum der Weltbevölkerung und ihrer Bedürfnisse wird die nachhaltige und effiziente Bewirtschaftung und Verteilung unserer natürlichen Ressourcen wichtiger denn je. Der Sonderforschungsbereich Transregio 32 fokussiert auf ein besseres Verständnis der Prozesse und Interdependenzen innerhalb und zwischen Boden, Vegetation und Atmosphäre. Dies ist unabdingbar für verlässlichere Wetter- und Klima-Modelle und genauere Vorhersagen für den Wasser- und CO2-Transport und ermöglicht dadurch eine bessere Bewirtschaftung der natürlichen Ressourcen. Räumliche und zeitliche Muster im Boden-Vegetation-Atmosphäre Kontinuum spielen hierbei eine zentrale Rolle. So beeinflusst zum Beispiel die landwirtschaftliche Nutzung - Weizen unmittelbar neben Rüben oder Kartoffeln neben Mais - den Austausch von Wasser, CO2 und Wärme zwischen Boden und Atmosphäre. Alle Prozesse sind untrennbar miteinander verflochten, wodurch komplexe Rückkopplungen und Reaktionen des Systems auf den verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen entstehen.Das Ziel des TR32 ist es, die Herkunft von und die Wechselbeziehungen zwischen den räumlichen und zeitlichen Mustern der einzelnen Komponenten innerhalb des Boden-Vegetation-Atmosphäre-Systems mit Hilfe innovativer Monitoring- und Modellierungsansätze besser zu verstehen. Räumliche und zeitliche Strukturen von physikalischen Parametern (z. B. bodenhydraulische Leitfähigkeit), Zustandsgrößen (wie Bodenfeuchtigkeit oder Lufttemperatur) und Prozessen (z. B. Flüsse von CO2, Wasser und Wärme) können auf allen Skalen beobachtet werden. Die Erkennung dieser Muster und das Verstehen der vorhandenen Wechselwirkungen sind erforderlich, um die unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen in numerischen Modellen darzustellen.
Das Projekt "Teilprojekt (15) L02: Der Energietransfer im Inneren: Emissionen von internen Wellen durch quasi-balancierte Strömungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Meereskunde durchgeführt. Dieses Teilprojekt untersucht die Rolle von spontanen Emissionen und die anschließende Anregung von internen Schwerewellen für die interne Dissipation in quasi-balancierten Strömungen unter Bedingungen die charakteristisch für die globale Ozeanzirkulation sind. Wir werden das Thema, mit Hilfe einer Kombination von verbesserter Diagnose, einem Verständnis der Prozesse in idealisierten Modellumgebungen und einer genauen Analyse von Schwerewellenaktivität in einem Ozeanzirkulationsmodell basierend auf den primitiven Gleichungen bearbeiten.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich Transregio 165 (SFB TRR): Wellen, Wolken, Wetter; Waves to Weather - A Transregional Collaborative Research Center" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ludwig-Maximilians-Universität München, Meteorologisches Institut durchgeführt. Die Fähigkeit, das Wetter bis über eine Woche hinaus vorhersagen zu können, erspart unserer Gesellschaft jährlich Kosten in Milliardenhöhe und trägt entscheidend zum Schutz von Leben und Eigentum bei. Die zunehmende Leistungsfähigkeit unserer Computersysteme und neuartige Beobachtungen haben über die Jahre hinweg zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Wettervorhersagequalität geführt. Dennoch kommt es immer noch gelegentlich zu erheblichen Fehlvorhersagen. Dies ist nicht allein auf Defizite in den Vorhersagemethoden zurückzuführen - in einem chaotischen System wie der Atmosphäre gibt es Wettersituationen, die per se schwer vorherzusagen sind. Die gegenwärtige Herausforderung ist daher die Vorhersagbarkeit und insbesondere deren Grenzen, abhängig von der jeweiligen Wettersituation, zu identifizieren um eine bestmögliche Vorhersage bereitstellen zu können. Der TRR 165 wird sich dieser Herausforderung stellen und hat sich zum Ziel gesetzt, durch die Beantwortung der zugrunde liegenden wissenschaftlichen Fragestellungen einer neuen Generation von Wettervorhersagesystemen den Weg zu ebnen. Die wichtigsten Ursachen für verbleibende Unsicherheiten in der derzeitigen numerischen Wettervorhersage sind: A das schnelle Wachstum von Fehlern, die durch nicht oder unzureichend dargestellte physikalische Prozesse wie Konvektion oder Mischung in der Grenzschicht entstehen und letztlich zu Veränderungen der Wellen auf synoptischer Skala führen können, B unser begrenztes Verständnis der physikalischen Prozesse in Wolken und C der relative Einfluss lokaler Faktoren und synoptisch-skaliger Wellen auf das Wetter und dessen Vorhersagbarkeit. Im Rahmen von 'Wellen, Wolken, Wetter' werden diese drei Fragestellungen gemeinsam von Experten der Disziplinen Atmosphärendynamik, Wolkenphysik, Statistik, Inverse Methoden und Visualisierung bearbeitet. Dabei wird TRR 165 eine Vielzahl von Methoden anwenden und neu entwickeln, wie etwa numerische Modelle mit detaillierter Darstellung von Wolkenprozessen und Aerosolen, aber auch Ensemblevorhersagen mit hochentwickelten statistischen Nachbearbeitungsverfahren zur mathematischen Beschreibung der Unsicherheit nutzen. Die zusätzliche Entwicklung neuer, interaktiver Visualisierungsmethoden erlaubt eine rasche und intuitive Erfassung komplexer Informationen, die in Ensemblevorhersagen sowohl zu den Ursachen als auch zur Entwicklung der Unsicherheit meteorologischer Strukturen enthalten sind. Die Gesamtziele von 'Wellen, Wolken, Wetter' sind nur durch die Zusammenführung der Expertise von drei renommierten Forschungsstandorten zu erreichen: München mit der LMU, der TUM, dem DLR; Mainz mit der JGU; und Karlsruhe mit dem KIT. Zudem wird im Rahmen dieses Konsortiums ein innovatives Programm geschaffen, das die Entwicklung von Nachwuchswissenschaftlern im Rahmen eines etablierten Netzwerks erfahrener Wissenschaftler fördern und die Chancengleichheit auf allen Karriereniveaus in den beteiligten Disziplinen verbessern soll.
Das Projekt "Einschließungsgebiete für elliptische und parabolische Systeme mit unstetigen Kopplungsvektorfeldern und Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III, Institut für Informatik durchgeführt. Gegenstand des Projektes sind gemischte Randwertprobleme für Systeme nichtlinearer elliptischer (parabolischer) Differentialgleichungen. (...) Ziel ist es, Bedingungen anzugeben, die gleichzeitig die Existenz als auch Schranken für Lösungen (sogenannte 'trapping regions') garantieren. In den Anwendungen wird eine Reihe konkreter Modelle z.B. aus der Halbleitertheorie, der Ökologie oder der Transporttheorie untersucht. Insbesondere behandeln wir das Drift-Diffusionsmodell, das im stationären Fall seiner mathematischen Struktur nach ein stark gekoppeltes elliptisches System darstellt (Kopplung auch in den Diffusionstermen). Für letzteres soll darüberhinaus eine 'Smoothing Analysis' durchgeführt werden, die als Vorstufe einer Approximation durch 'glatte' Probleme dient. Ein weiterer Bestandteil dieses Projektes ist die aktive Teilnahme am ISSA-Kongress als Invited Speaker und Organisator, der vom 11. bis 16.8.03 in Toronto stattfindet.
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| Förderprogramm | 18 |
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