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s/pems/EMS/gi

Abflussprojektionen für die großen Flüsse Deutschlands basierend auf Bias-korrigierten Klimaprojektionen und dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) erstellt Abflussprojektionen für Pegel in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser und stellt diese als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" bereit. Die Projektionen fußen auf den Szenarien und Daten, die auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde liegen. Diese globalen Klimadaten werden durch Europäische Wetterdienste und Klimaforschungsinstitute für Europa regionalisiert. Für Deutschland und die internationalen Einzugsgebietsanteile werden diese Daten durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes aufbereitet. Die BfG setzt die hydrometeorologischen Größen (Lufttemperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Wind, relative Luftfeuchte) und deren für die Zukunft projizierten Änderungen mittels eines Wasserhaushaltsmodells in Tageswerte hydrologischer Größen (u.a. Abfluss) um. Die hier bereitgestellten Daten basieren auf einem Klimadatenfundus, der im Kontext des 5. IPCC-Sachstandsberichts (IPCC, 2013) durch das globale Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5, Meehl und Bony, 2011) und den europäischen Teil des Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX, Jacob et al., 2014) sowie nationale Modellaktivitäten (ReKliEs-De, Hübner et al., 2017) generiert wurden. Die rohen Klimamodelldaten wurden durch die BfG einer grundlegenden Prüfung unterzogen (Nilson, 2021; Nilson et al., 2014) um unplausible Projektionen auszuschließen. Auf Basis dieser Prüfung ergeben sich somit Ensembles von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5, 11 Projektionen für das mittlere Szenario RCP4.5 und 10 Simulationen für das bzgl. klimaschutzfortgeschritten optimistische RCP2.6-Szenario. Die verbliebenen Klimaprojektionen wurden durch den DWD aufbereitet. Zu den Aufbereitungsschritten gehört eine multivariate Biasadjustierung (Cannon, 2018) auf Basis des hydrometeorologischen Referenzdatensatzes HYRAS (Tageswerte; z.B. Rauthe et al., 2013) sowie eine räumliche Disaggregierung auf das ebenfalls von HYRAS vorgegebene Raster von 5 km x 5 km. Auf dieser Grundlage wurden durch die BfG Simulationen mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME (Version 2019; Fleischer et al., in Vorber.) durchgeführt und in die bereitgestellten 37 Abflussprojektionen generiert. Die Projektionen sind u.a. in Teile der Klimawirkungs- und Risikoanalyse des Bundes für Deutschland eingeflossen (KWRA 2021). Die Veröffentlichung der nächsten Risikoanalyse ist für 2028 geplant (KRA 2028). Die Pflege und Weiterentwicklung der Modelle und Daten erfolgt kontinuierlich u.a. im Rahmen der Ressortforschung der Bundesministerien für Verkehr und Umwelt.

TrilaWatt: Wattflächen (WMS)

Definitionen: Watt wird während des Tidehochwassers überflutet und fällt bei Tideniedrigwasser trocken. Eine Abgrenzung der Wattflächen hängt daher vom Verlauf von Tidehochwasser und Tideniedrigwasser ab. Die räumliche und zeitliche Variabilität von Tidehoch- und Tideniedrigwasser führt jedoch zu einer Vielzahl an möglichen Ausdehnungen von Watt auf täglichen, monatlichen, jährlichen oder dekadischen Zeitskalen. Diese bereits große Variabilität wird zusätzlich von der langfristigen Veränderung von Tide und Topographie überlagert. Produkt: Dieser Datensatz aus dem TrilaWatt Projekt beinhaltet die Topographie des Watts für die Deutsche Buch und die Niederlande, basierend auf jahresgemittelten Daten von Tidehoch- und Tideniedrigwasser. Auf dieser Grundlage wurden mittlere Tidehoch- und Tideniedrigwasserlinien sowie deren Unschärfe (±25cm) abgeleitet. Die Intertidalfläche resultiert aus der Verschneidung von jährlich interpolierten Topographie und jährlichen, mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasserdaten des digitalen Zwillings. Für den Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2021 werden Auswertungen zu Intertidal-, Supratidal-Flächen sowie Hochwasser- und Niedrigwasser-Linien zur Verfügung gestellt. Die Datenprodukte werden im GeoTIFF Format und als Shapefiles bereitgestellt. Der Dienst stellt Auswertungen zu Intertidal-, Supratidal-Flächen sowie Hochwasser- und Niedrigwasser-Linien zur Verfügung. Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Lepper, R., Lorenz, M., Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2025): TrilaWatt: Wattflächen (2015-2021) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/5a882d-b3a571 English: This dataset contains the annual topography of the intertidal zone of the Wadden Sea as an intersect of modeled annually averaged tidal high and low water with topography data. Based on the intertidal topography, we estimated annual the characteristic tidal low water line, tidal high water line, and their uncertainty. Download: A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

TrilaWatt: Topographie (WCS)

Definitionen: In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Im Forschungsprojekt TrilaWatt bezeichnen topographische Daten die subtidale, intertidale und supratidale Höhenverteilung im Bereich der 12 Seemeilen-Zone des Wattenmeers. Datenerzeugung: Die Basis der Datenerzeugung bilden topographische Modelle aus einer umfangreichen Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen. Diese werden mit einem datengetriebenem Simulationsmodell über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren zusammengelegt. Als Kompromisse zwischen der ständige morphodynamische Aktivität im Wattenmeer und der deutlich geringeren Messfrequenz werden in TrilaWatt topographische Modelle als Jahrestopographien erstellt. Produkt: Für den Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2021 wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers mit einer gerasterten Auflösung von 10 m in Raum und Zeit zum jeweiligen Gültigkeitszeitraum des 01.07. interpoliert. Das Datenprodukt wird im GeoTIFF Format bereitgestellt. Zur Einschätzung der Unschärfe des topographischen Datensatzes werden zu jedem Datenprodukt Datenquellenkarten und Datendichtekarten veröffentlicht. Weiterhin werden prototypische Topographien für die Jahre 1996-2014 (NL) sowie für 2022 (NL und DE) bereitgestellt. Weitere Produkte: Min-Z/Max-Z, Morphologischer Raum und Morphologischer Drive (2015-2021). Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 2015-2021: Milbradt, P., Pineda, D. (2024): TrilaWatt: Topographie (2015-2021) [Dataset]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/366eab-3640c8 Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 1996-2014, 2022: Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2025): TrilaWatt: Topographie (1996-2014, 2022) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/4baaf0-aeaf58 English: Topography describes the study of the forms and features of land surfaces. Topographic data in aquatic systems is often also referred to as bathymetry. TrilaWatt topography data merged a large number of observational data to annual topographies using a data-driven interpolation model. Data are distributed in 10m grids as GeoTIFF files within the 12 nautical mile zone of the Wadden Sea's coast line. Additional products: Min-Z/Max-Z, Bed Elevation Range and morphological Drive (2015-2021). Download A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

Wirkungen des Klimawandels an der Küste

Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks engagiert sich die BAW gemeinsam mit weiteren Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des BMVI, um fach- und verkehrsträgerübergreifende Lösungen für die drängenden Verkehrsfragen der Zukunft aufzuzeigen (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Ein Fokusgebiet ist dabei der Küstenbereich mit seinen Seehafenzufahrten, denn infolge des zunehmenden Welthandels hat der Seehandel in der heutigen Zeit der Globalisierung eine größere Bedeutung als je zuvor. Internationale Seehäfen, wie zum Beispiel der Hamburger Hafen, bilden im Seehandel wichtige Knotenpunkte. Der Hamburger Hafen ist mit einem Seegüterumschlag von 137 Millionen Tonnen pro Jahr der größte Seehafen Deutschlands. Von hier werden Güter in die ganze Welt verschifft bzw. auf der Schiene, Straße und Wasserstraße nach ganz Deutschland und Europa weitertransportiert. Durch den Klimawandel werden sich für den Betrieb und die Unterhaltung von Seehäfen und Seehafenzufahrten äußere Einflüsse, wie zum Beispiel der Meeresspiegel, ändern. Für strategische und langfristige Investitionsentscheidungen hinsichtlich der Hafeninfrastruktur entstehen dadurch wichtige Fragen. Wie werden sich Meeresspiegelanstieg und andere klimawandelbedingte Änderungen auf die Seehäfen auswirken? Kann die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs sowie die Erreichbarkeit der Häfen in Zukunft gewährleistet werden? Welche Anpassungsmaßnahmen sind gegebenenfalls notwendig und nachhaltig? Mit diesen und anderen Fragen befasst sich die BAW am Standort Hamburg im Rahmen des Expertennetzwerkes. Mithilfe eines hochaufgelösten dreidimensionalen numerischen Modells der Deutschen Bucht werden komplexe Prozesse wie die Tidedynamik sowie der Transport von Salz, Wärme und Sedimenten für heutige und mögliche zukünftige Verhältnisse simuliert. Das Modellgebiet umfasst die gesamte deutsche Nordseeküste und die Ästuare von Ems, Jade-Weser und Elbe. Das Expertennetzwerk ist auch im Hinblick auf die Novellierung des Gesetzes zur Umweltverträglichkeitsprüfung bedeutend. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung müssen künftig sowohl die Anfälligkeit des geplanten Vorhabens gegenüber den Folgen des Klimawandels als auch die Auswirkungen des Vorhabens auf das Klima auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse gerichtsfest untersucht werden. Dies kann nur in behördenübergreifender Zusammenarbeit geleistet werden. Wie dringend der Forschungsbedarf für die Seeschifffahrt ist, zeigt die Situation am Hamburger Hafen. Die Zufahrt zum Hamburger Hafen erfolgt entlang des Elbeästuars. Da die Flutstromgeschwindigkeiten in vielen Bereichen des Elbeästuars höher als die Ebbestromgeschwindigkeiten sind, ist der stromaufgerichtete Sedimenttransport im Mittel größer als der stromabgerichtete Sedimenttransport. Es wird mehr Sediment aus der Nordsee in das Elbästuar eingetragen als ausgetragen. (Text gekürzt)

ANK-MK: Machbarkeitsstudie und pilothafte Anlage einer Vogelinsel zur Wiederherstellung von Salzwiesen im Deichvorland des Dollart im Rahmen eines ökologischen Sedimentmanagements

Vegetation und Pflanzenarten auf potenziellen Flächen im Rahmen des Masterplans Ems 2050 - ökologische Uferentwicklung

Vor dem Hintergrund des Vertragsabschlusses zum Masterplan Ems 2050 hat die Bundesanstalt für Gewässerkunde im Zuge ihrer Beratung des Wasserstraßen- und Schifffahrtsamtes Ems-Nordsee Bedarf an abiotischen und biotischen Daten für ausgewählte Bereiche an den Ufern des DEK und der Unterems. Dieser Bedarf umfasst u. a. Daten zur Vegetation. Basierend auf den in 2020 kartierten bzw. klassifizierten Biotoptypen in den Pilot- und Referenzflächen Aschendorf, Brahe, Nüttermoor und Nendorp wurde ein Untersuchungsdesign für Vegetationsaufnahmen erarbeitet. Sie setzen sich zusammen aus randomisiert ausgewählten Flächen, stratifiziert nach den Biotoptypen, und aus Flächen entlang von Transekten, die nicht nur auf Basis der Biotoptypen, sondern auch auf Basis von hydromorphologischen Kriterien (Watt, Steinschüttung, Priele, etc.). Über 300 Vegetationsaufnahmen sind im Frühling (Mai 2022) und Sommer (August 2022) mit einer Fläche von 25 m² von der Firma WSP Deutschland erhoben worden. Folgende Daten wurden erfasst: -Pflanzenarten - Deckung - Vegetationsschicht - Dominanzarten - Koordinaten der räumlich verortete Beprobungsflächen/Vegetationsaufnahmen - Geschützte Arten - Gefährdete Arten - Pflanzensoziologische Einheit - typische Begleitarten der pflanzensoz. Einheit - Stetigkeit der Pflanzenart. Diese Daten sind in folgende Datensätzen vorhanden: - Vegetationsaufnahme_ASD_v3.xlsx - Vegetationsaufnahme_BRA_v3.xlsx - Vegetationsaufnahme_NEN_v3.xlsx - Vegetationsaufnahme_NUE_v3.xlsx - 2022_Veg_ASD_P_R_v1.shp - 2022_Veg_BRA_P_R_v1.shp - 2022_Veg_NEN_P_R_v1.shp - 2022_Veg_NUE_P_R_v1.shp

SMMS: Stratigraphie (1990, 2000, 2010, 2020)

Definition: “Stratigraphie” bezeichnet im Rahmen dieses Projektes die physikalischen Eigenschaften des Gewässergrunds über die Tiefe, die durch die Korngröße, -verteilung und -lagerung vorliegen. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes SMMS handelt es sich bei stratigraphischen Datensätzen um solche, die den sedimentologischen Gewässergrundaufbau in der Deutschen Bucht inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches stratigraphisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig. Datenerzeugung: Die Grundlage für stratigraphische Produkte bilden gerasterte zeitvariante oberflächensedimentologische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolations- und speziell entwickelte sedientologische Extrapolationsverfahren auf einer Basis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen sowie oberflächensedimentologischer Beprobungen erstellt werden. Innerhalb dieser werden für einen Zielzeitpunkt über die zeitvariante Betrachtung Erosionsprozesse simuliert, die so einen Endzustand zu einem Zeitpunkt darstellen. In den Bereichen, in denen die auf diese Weise simulierte Stratigraphie aufgrund der Datenbasis die Modelluntergrenze (etwa die Holozäne Basis) nicht erreicht wird, wird der Freiraum mit interpolierten Sedimentbohrkernen gefüllt. Für die Jahre 1990, 2000, 2010 und 2020 wird jeweils ein gerastertes stratigraphisches Modell mit zusätzlichen bathymetrischen Informationen in 10 m-Auflösung für die Deutsche Bucht erstellt. Produkt: Ein gekacheltes 10 m-Raster der Deutschen Bucht jeweils gültig zum 01.07. für das Jahr, wobei an jedem Rasterknoten die Phi-Viertel diskretisierten modellierten Summenlinien in 50 cm tiefenintegrierten aufeinander folgenden Intervallen von der Oberfläche des Jahres bis zur Modelluntergrenze abgelegt sind. Das Produkt wird im CSV-Format zusammen mit einem GeoTiff der sedimentologischen Varianz an jedem Knoten über die Tiefe bereitgestellt.

TrilaWatt: Topographie (WMS)

Definitionen: In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Im Forschungsprojekt TrilaWatt bezeichnen topographische Daten die subtidale, intertidale und supratidale Höhenverteilung im Bereich der 12 Seemeilen-Zone des Wattenmeers. Datenerzeugung: Die Basis der Datenerzeugung bilden topographische Modelle aus einer umfangreichen Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen. Diese werden mit einem datengetriebenem Simulationsmodell über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren zusammengelegt. Als Kompromisse zwischen der ständige morphodynamische Aktivität im Wattenmeer und der deutlich geringeren Messfrequenz werden in TrilaWatt topographische Modelle als Jahrestopographien erstellt. Produkt: Für den Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2021 wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers mit einer gerasterten Auflösung von 10 m in Raum und Zeit zum jeweiligen Gültigkeitszeitraum des 01.07. interpoliert. Das Datenprodukt wird im GeoTIFF Format bereitgestellt. Zur Einschätzung der Unschärfe des topographischen Datensatzes werden zu jedem Datenprodukt Datenquellenkarten veröffentlicht. Weiterhin werden prototypische Topographien für die Jahre 1996-2014 (NL) sowie für 2022 (NL und DE) bereitgestellt. Weitere Produkte: Min-Z/Max-Z, Morphologischer Raum und Morphologischer Drive (2015-2021). Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 2015-2021: Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2024): TrilaWatt: Topographie (2015-2021) [Dataset]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/366eab-3640c8 Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 1996-2014, 2022: Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2025): TrilaWatt: Topographie (1996-2014, 2022) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/4baaf0-aeaf58 English: Topography describes the study of the forms and features of land surfaces. Topographic data in aquatic systems is often also referred to as bathymetry. TrilaWatt topography data merged a large number of observational data to annual topographies using a data-driven interpolation model. Data are distributed in 10m grids as GeoTIFF files within the 12 nautical mile zone of the Wadden Sea's coast line. Additional products: Min-Z/Max-Z, Bed Elevation Range and morphological Drive (2015-2021). Download A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

TrilaWatt Use-Case: Neue Werkzeuge und Daten zur Trassierung von Kabeln und Pipelines im Wattenmeer

TrilaWatt Daten- und Analyseprodukte können genutzt werden, um Trassierung von Bauwerken, wie beispielsweise Stromkabeln, auf bzw. unter dem Meeresboden zu untersuchen. Die Durchführung einer Trassierung umfasst die Untersuchung der geologischen, ökologischen und hydrodynamischen Eigenschaften des Gebiets sowie die Bewertung potenzieller Risiken. Durch Dateninnovation und die Entwicklung von webbasierten Werkzeugen im TrilaWatt Projekt wird die Ermittlung von effizienten Trassen unterstützt. So können langfristig Auswirkungen auf die Umwelt und die Bau- und Wartungskosten minimiert werden. Im TrilaWatt Terria System wurde eine WPS-Funktionalität implementiert, die aus einer Anzahl an Topographie-Datensätzen die tiefste Gewässersohle finden kann, um so eine notwendige Verlegetiefe zu bestimmen. Weitere Datenprodukte geben Aufschluss über die Höhenlage des Meeresbodens bzw. über die morphologische Aktivität innerhalb eines Betrachtungszeitraums. Download: A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Pineda Leiva, D. F., Lepper, R. und Aue, H. (2024): Neue Werkzeuge und Daten zur Trassierung von Kabeln und Pipelines im Wattenmeer. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_05

Modularentwicklung eines Second-Life-basierten Multi-Usecase Stromspeicher-Systems, Teilvorhaben: Universelles EMS und Thermomanagement

Mit der Energiewende steigt die Energieerzeugung durch volatile, erneuerbare Energieträger, während die Verkehrswende eine starke Zunahme an energieintensiven Verbrauchern nach sich zieht. Um den damit verbundenen Herausforderungen an die Verteilung und Bereitstellung elektrischer Energie zu begegnen ist die Entwicklung des innovativen und gleichzeitig wirtschaftlich verwertbaren Gesamtsystemkonzepts iSLE für den netzdienlichen, nachhaltigen Einsatz von Batteriespeichern geplant. Es wird vor diesem Hintergrund ein dezentral und universell einsetzbares, ortsflexibles Batteriespeichersystem mit gebrauchten Traktionsbatterien aus der E-Mobilität entwickelt und getestet. Die Entwicklung emissionsarmer Antriebskonzepte im Kontext regenerativer Energienutzung wird an der Hochschule Fulda am Fachbereich Elektro- und Informationstechnik (EIT) seit 2018 in der Forschungsgruppe 'Erneuerbare Energien und Elektromobilität' (FG E3) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Ulf Schwalbe vorangetrieben. Aktuelle Themen sind u.a. die Integration der E-Mobilität in das elektrische Energienetz und die Optimierung von E-Fahrzeugen (beispielsweise Verbrauchsplanung, Umwelteinflussanalyse). Die FG-E3 der Hochschule Fulda übernimmt im iSLE-Vorhaben die Entwicklung des innovativen, multifunktionalen Steuerungs- und Regelungssystems (EMS als Hard- und Softwarelösung für diverse EoFL-Batterietypen) und die Überprüfung und bedarfsgerechte Optimierung des iSLE Thermomanagement- und Sicherheitskonzepts.

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