Das Projekt "Quellen und Quellschutz in Mecklenburg-Vorpommern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Neubrandenburg, Fachbereich Agrarwirtschaft und Landschaftsarchitektur durchgeführt. Auf der Basis von Erhebungen und Bewertungen des Bestandes der Quellen und ihrer faunistischen und floristischen Ausstattung im Landkreis Mecklenburg-Strelitz sowie der EDV-gestuetzten Aufbereitung, Auswertung und Dokumentation dieser Daten wurde ein naturschutzfachlicher Ziel- und Massnahmenkatalog entwickelt. Im Rahmen des Vorhabens wurde den Fragen des Biotopverbundes und der minimalen Lebensraumgroessen, die nur spezifisch tieroekologisch erfassbar sind, nachgegangen. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Erfassung der Einfluesse aus benachbarten, (v.a. landwirtschaftlich) genutzten Flaechen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Quellen als Zeiger des Klimawandels (NP Bayerischer Wald)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Untersuchungen der Universität Bayreuth zeigten in 2015, dass die Quellen der Mittelgebirge vom Klimawandel signifikant betroffen sind; dies kann zu Auswirkungen auf die Flora und Fauna der Gewässer, den Gewässerlauf und die Trinkwasserversorgung im Einzugsgebiet führen. Spezifische Anpassungsmaßnahmen sind rechtzeitig und nachhaltig zu treffen. Für den NP Bayerischer Wald liegen noch keine Untersuchungsergebnisse zum klimabedingt veränderten Zustand der Quellen vor. Im NP Berchtesgaden liegen hierzu langreihige Messdaten vor. Ein Quellenmontoring soll im NP Bayerischer Wald in Zusammenarbeit mit dem NP Berchtesgaden aufgebaut werden. Vorhandene und neue Daten sollen abgeglichen werden und in einer gemeinsamen Datenbank verfügbar gemacht werden. Die Zusammenarbeit der beiden NPs in Bayern in Bereich der Klimaforschung soll verstärkt werden.
Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), European Institute for Energy Research EIfER durchgeführt. Das Verbundvorhaben EWS-tech II zielt auf Qualitätsverbesserungen bei der Erstellung von Erdwärmesonden, die vor dem Hintergrund aktueller Forschungsergebnisse und den vorliegenden, im Zusammenhang mit der Erstellung von Erdwärmesonden - insbesondere in Baden- Württemberg - aufgetretenen Schadensfälle dringend erforderlich sind. Die Analyse der aufgetretenen Schadensfälle zeigt, dass stockwerksübergreifende Bohrungen, die Grundwasserleiter unterschiedlicher Druckpotentiale verbinden und nicht durch eine adäquate Verfüllung abgedichtet werden, als besonders kritisch einzustufen sind. Daher bilden Untersuchungen zum Einfluss von Grundwasserflüssen auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden einen der Schwerpunkte des Forschungsvorhabens EWS-tech II. Hierzu werden drei sich ergänzende Versuchsaufbauten eingesetzt, sodass durch die Visualisierung und durch die quantifizierte Erfassung des Verfüll- und Aushärtevorgangs bei verschieden ausgeprägten Grundwasserströmungen sowie durch die Berücksichtigung der Bohrlochgeometrie/-rauigkeit und größenmaßstäblich realistischer Grundwasserstockwerksverbindungen eine umfassende Bewertung möglich wird. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, einen kausalen, quantifizierten Zusammenhang zwischen Fehlstellen (wasser-/luftgefüllte Bereiche in der Verfüllung) und der Systemdichtigkeit von Erdwärmesonden abzuleiten. Bei den geplanten Versuchen werden vorzugsweise vier im Rahmen dieses Vorhabens neu entwickelte, magnetisch dotierte Referenz-Verfüllbaustoffe mit möglichst unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen den rheologischen Eigenschaften und der Verfüllqualität zu untersuchen und somit Kriterien für möglichst günstige Baustoffeigenschaften ableiten zu können. Die magnetische Dotierung der Verfüllbaustoffe ermöglicht es, die seit kurzem auf dem Markt verfügbaren miniaturisierten Suszeptibilitätsmesssonden auf Ihre Eignung für eine automatische Abdichtungsüberwachung des Verfüllvorgangs sowie eine Nachmessung zur Bestimmung der Verfüllqualität zu untersuchen. In Verbindung mit intensiven Untersuchungen an magnetisch dotierten Verfüllbaustoffen werden daraus Mindestanforderungen an die Dotierung und an die zugehörigen Überwachungstechniken des Verfüllvorgangs sowie an Langzeitüberwachungstechniken abgeleitet. Darüber hinaus werden in dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech II Basiskenntnisse zur Langzeitintegrität von EWS-Bohrungen in Gipskeuper-Quellbereichen und zum Einfluss von Druckluftbohrverfahren auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden erarbeitet. Aus den genannten Untersuchungsaspekten werden Anforderungskriterien an EWS-Verfüllbaustoffe abgeleitet, die in einem Empfehlungskatalog zusammengeführt werden.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Materialprüfungs- und Forschungsanstalt durchgeführt. Das Verbundvorhaben EWS-tech II zielt auf Qualitätsverbesserungen bei der Erstellung von Erdwärmesonden, die vor dem Hintergrund aktueller Forschungsergebnisse und den vorliegenden, im Zusammenhang mit der Erstellung von Erdwärmesonden - insbesondere in Baden- Württemberg - aufgetretenen Schadensfälle dringend erforderlich sind. Die Analyse der aufgetretenen Schadensfälle zeigt, dass stockwerksübergreifende Bohrungen, die Grundwasserleiter unterschiedlicher Druckpotentiale verbinden und nicht durch eine adäquate Verfüllung abgedichtet werden, als besonders kritisch einzustufen sind. Daher bilden Untersuchungen zum Einfluss von Grundwasserflüssen auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden einen der Schwerpunkte des Forschungsvorhabens EWS-tech II. Hierzu werden drei sich ergänzende Versuchsaufbauten eingesetzt, sodass durch die Visualisierung und durch die quantifizierte Erfassung des Verfüll- und Aushärtevorgangs bei verschieden ausgeprägten Grundwasserströmungen sowie durch die Berücksichtigung der Bohrlochgeometrie/-rauigkeit und größenmaßstäblich realistischer Grundwasserstockwerksverbindungen eine umfassende Bewertung möglich wird. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, einen kausalen, quantifizierten Zusammenhang zwischen Fehlstellen (wasser-/luftgefüllte Bereiche in der Verfüllung) und der Systemdichtigkeit von Erdwärmesonden abzuleiten. Bei den geplanten Versuchen werden vorzugsweise vier im Rahmen dieses Vorhabens neu entwickelte, magnetisch dotierte Referenz-Verfüllbaustoffe mit möglichst unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen den rheologischen Eigenschaften und der Verfüllqualität zu untersuchen und somit Kriterien für möglichst günstige Baustoffeigenschaften ableiten zu können. Die magnetische Dotierung der Verfüllbaustoffe ermöglicht es, die seit kurzem auf dem Markt verfügbaren miniaturisierten Suszeptibilitätsmesssonden auf Ihre Eignung für eine automatische Abdichtungsüberwachung des Verfüllvorgangs sowie eine Nachmessung zur Bestimmung der Verfüllqualität zu untersuchen. In Verbindung mit intensiven Untersuchungen an magnetisch dotierten Verfüllbaustoffen werden daraus Mindestanforderungen an die Dotierung und an die zugehörigen Überwachungstechniken des Verfüllvorgangs sowie an Langzeitüberwachungstechniken abgeleitet. Darüber hinaus werden in dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech II Basiskenntnisse zur Langzeitintegrität von EWS-Bohrungen in Gipskeuper-Quellbereichen und zum Einfluss von Druckluftbohrverfahren auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden erarbeitet. Aus den genannten Untersuchungsaspekten werden Anforderungskriterien an EWS-Verfüllbaustoffe abgeleitet, die in einem Empfehlungskatalog zusammengeführt werden.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis Innovation gGmbH, Solites - Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme durchgeführt. Das Verbundvorhaben EWS-tech II zielt auf Qualitätsverbesserungen bei der Erstellung von Erdwärmesonden, die vor dem Hintergrund aktueller Forschungsergebnisse und den vorliegenden, im Zusammenhang mit der Erstellung von Erdwärmesonden - insbesondere in Baden- Württemberg - aufgetretenen Schadensfälle dringend erforderlich sind. Die Analyse der aufgetretenen Schadensfälle zeigt, dass stockwerksübergreifende Bohrungen, die Grundwasserleiter unterschiedlicher Druckpotentiale verbinden und nicht durch eine adäquate Verfüllung abgedichtet werden, als besonders kritisch einzustufen sind. Daher bilden Untersuchungen zum Einfluss von Grundwasserflüssen auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden einen der Schwerpunkte des Forschungsvorhabens EWS-tech II. Hierzu werden drei sich ergänzende Versuchsaufbauten eingesetzt, sodass durch die Visualisierung und durch die quantifizierte Erfassung des Verfüll- und Aushärtevorgangs bei verschieden ausgeprägten Grundwasserströmungen sowie durch die Berücksichtigung der Bohrlochgeometrie/-rauigkeit und größenmaßstäblich realistischer Grundwasserstockwerksverbindungen eine umfassende Bewertung möglich wird. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, einen kausalen, quantifizierten Zusammenhang zwischen Fehlstellen (wasser-/luftgefüllte Bereiche in der Verfüllung) und der Systemdichtigkeit von Erdwärmesonden abzuleiten. Bei den geplanten Versuchen werden vorzugsweise vier im Rahmen dieses Vorhabens neu entwickelte, magnetisch dotierte Referenz-Verfüllbaustoffe mit möglichst unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen den rheologischen Eigenschaften und der Verfüllqualität zu untersuchen und somit Kriterien für möglichst günstige Baustoffeigenschaften ableiten zu können. Die magnetische Dotierung der Verfüllbaustoffe ermöglicht es, die seit kurzem auf dem Markt verfügbaren miniaturisierten Suszeptibilitätsmesssonden auf Ihre Eignung für eine automatische Abdichtungsüberwachung des Verfüllvorgangs sowie eine Nachmessung zur Bestimmung der Verfüllqualität zu untersuchen. In Verbindung mit intensiven Untersuchungen an magnetisch dotierten Verfüllbaustoffen werden daraus Mindestanforderungen an die Dotierung und an die zugehörigen Überwachungstechniken des Verfüllvorgangs sowie an Langzeitüberwachungstechniken abgeleitet. Darüber hinaus werden in dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech II Basiskenntnisse zur Langzeitintegrität von EWS-Bohrungen in Gipskeuper-Quellbereichen und zum Einfluss von Druckluftbohrverfahren auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden erarbeitet. Aus den genannten Untersuchungsaspekten werden Anforderungskriterien an EWS-Verfüllbaustoffe abgeleitet, die in einem Empfehlungskatalog zusammengeführt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Quellen als Zeiger des Klimawandels (NP Berchtesgaden)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Untersuchungen der Universität Bayreuth zeigten in 2015, dass die Quellen der Mittelgebirge vom Klimawandel signifikant betroffen sind; dies kann zu Auswirkungen auf die Flora und Fauna der Gewässer, den Gewässerlauf und die Trinkwasserversorgung im Einzugsgebiet führen. Anpassungsmaßnahmen sind ggfs. rechtzeitig zu treffen. Im NP Berchtesgaden liegen mehrjährigen Untersuchungsreihen zum Zustand der alpinen und hochalpinen Quellen vor, die im Rahmen des Vorhabens ausgewertet und zusammen mit aktuellen Monitoringergebnissen diskutiert werden sollen. Für den NP Bayerischer Wald liegen noch keine Untersuchungsergebnisse zum Zustand der sensiblen Quellen vor. Eine Zusammenarbeit der beiden Nationalparks soll vorhandene und neue Daten bayernweit abgleichen. Die Zusammenarbeit der beiden NPs in der Klimaforschung in den Alpen und im Bayerischen Wald soll verstärkt werden. Die Erfahrungen des Klima-Allianz-Partners LBV und der Universität Bayreuth sollen mit dem Ziel der Klimaanpassung in das Vorhaben einfließen. Zusammenarbeit der beiden NPs; Monitoring Klimaveränderungen.
Das Projekt "Mischungsprozesse in der Stratosphäre von kleinen zu globalen Skalen mit einem schnellen hochpräzisen QCL Spektrometer für N2O und CO auf HALO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Im Rahmen dieses Antrags werden neuartige hochaufgelöste Spurengasmessungen genutzt, um Mischungsprozesse auf verschiedenen Skalen zu untersuchen um:1)den Effekt der Tropopauseninversionsschicht auf Mischung und Austausch zu untersuchen 2) um den Zerfall von Filamenten zu untersuchen, die aus dem Monsumsystem stammen 3) um den Anteil von Luftmassen aus verschiedenen Quellregion zu quantifizieren, die die extratropische obere Troposphäre/ untere Stratosphäre (ExUTLS) beeinflussen. Zu diesem Zweck schlagen wir vor, der HALO Nutzlast ein neues Messinstrument hinzuzufügen. Dabei handelt es sich um ein Quantenkaskadenlaserabsorptionsspektrometer, das in der Lage ist, simultan CO und N2O mit einer Genauigkeit von 0.1 ppbv/Hz zu messen bei einer Messfrequenz von 3 Hz. Die hohe Präzision der Messungen erlaubt es, Mischungsprozesse mit beispielloser Genauigkeit zu vermessen und Mischung zwischen Luftmassen innerhalb der Stratosphäre zu identifizieren. Damit sollen die Mischungsprozesse, die beim Zerfall von monsunbeeinflussten Filamenten zu einem Spurenstoffaustauch innerhalb der Stratosphäre führen, untersucht werden. Neben den kleinskaligen Prozessen werden auch die großräumigen Verteilungen der Spurenstoffe untersucht. Hierzu sollen CLaMS Trajektorien und ein CO-basierter Budgetansatz kombiniert werden, um Luftmassenanteile aus verschiedenen Ursprungsregionen, die die Zusammensetzung der ExUTLS zur Monsunzeit bestimmen, zu quantifizieren. Dieser Ansatz soll auf die HALO Messungen bei POLSTRCC angewendet werden, um ein komplementäres Bild zur Winterjahreszeit zu erhalten und die Daten in einen jahreszeitlichen Kontext zu setzen.
Das Projekt "MAMAP - CoMet Projektantrag zum Beitrag der Universität Bremen zur HALO Mission CoMet im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms Atmosphären- und Erdsystemforschung mit dem Forschungsflugzeug HALO (SPP 1294)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Hauptziel des Vorhabens der Universität Bremen ist es, im Rahmen der HALO COMET Mission Antworten auf die Frage zu geben, inwieweit sich starke lokale Quellen der Treibhausgase CO2 und CH4 bzgl. ihrer Emissionen mit Hilfe von Flugzeug-gestützten Fernerkundungsmethoden (aktiv und passive) quantifizieren lassen. Um dies zu erreichen, werden aktive (Lidar) und passive (Spektrometer) Fernerkundungsmethoden mit einander kombiniert. Dabei wird mit dem Sensor MAMAP die Region um die Quelle kleinskalig erfasst, während HALO-COMET den großräumigeren Kontext der atmosphärischen CO2 bzw. CH4 Verteilung in der Atmosphäre erfasst. Der Fokus des Beitrages der Universität Bremen liegt dabei in der kleinskaligen Befliegung der Quellregionen. Aussichtsreiche Quellregionen sind für CO2 die Stadt Berlin und den naheliegenden Kohlkraftwerken im Südosten. Für CH4 eignet sich die Region Oberschlesien in Polen mit ihren aktiven Kohlerevieren und den damit verbundenen starken Methanemissionen besonders. Die Daten der Messkampagne im Frühjahr 2017 werden ausgewertet und analysiert, um daraus mit unterschiedlichen Methoden die CO2-bzw. CH4 Emissionen in der Quellregion zu bestimmen. Dabei werden die Daten von MAMAP und HALO COMET auch synergistisch verwendet, wobei insbesondere den in-situ Messungen zur Verifizierung der Fernerkundungsdaten eine wichtige Rolle zukommt (vgl. auch HALO COMET White Paper). Unterstützt wird die Dateninterpretation zudem durch hochaufgelöste Modellierung in Zusammenarbeit mit dem MPI in Jena.Im Rahmen des Vorhabens wird zudem untersucht, inwieweit die im Rahmen von COMET eingesetzten Fernerkundungssensoren (MAMAP, CHARM-F) zur Validation von Satellitensensoren eignen. Dies erfolgt durch die koordinierte Planung der Messkampagne bzgl. der Satellitenüberflüge von OCO-2 (CO2) und Sentienl-5P (CH4).
Das Projekt "Teilprojekt 4: Untersuchung des Gesamtgehalts an organischem und anorganischem Brom in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Projekt zielt auf ein besseres Verständnis des halogeninduzierten Abbaus stratosphärischen Ozons, seiner vorhergesagten Erholung im 21. Jahrhundert und ihre Bedeutung für das Klima. So sind die heutigen Klimamodelle bezüglich der Erholung des stratosphärischen Ozons und seiner Bedeutung für das Klima unsicher, da die Vorhersagen der Ozonentwicklung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) äußerst unsicher sind (Bekki et al., 2013). Von besonderer Bedeutung sind hierbei kurzlebige Halogenverbindungen (VSLS) aus natürlichen und anthropogenen Quellen, da sie das klimawirksame Ozon in der UTLS besonders effizient abbauen. Allerdings ist ihre Menge und Zusammensetzung dort unsicher und vermutlich ändern sich beide auch bei einer Klimaänderung (Hossaini et al., 2015). Eine verbesserte Quantifizierung des halogen induzierten Ozonabbaus ist jedoch wichtig, da das UTLS Ozon einen Strahlungsantrieb auf das Klima ausübt, der sich in der Erholungsphase des Ozons auch verändern wird. Im Rahmen des Projektes soll daher folgende Aspekte untersucht werden: -der Beitrag der VSLS, vor allem ihrer organischen Vorläufer und ihrer anorganischen Abbauprodukte zum stratosphärischen Halogengehalt -die Quellregionen der VSLS, sowie ihr Transportweg und Transportzeit bis in die UTLS -der Abbau des UTLS Ozons durch die halogenierte VSLS und ihre Abbauprodukte -die Auswirkungen der durch die VSLS bedingten Ozonänderung und den dadurch bedingten Strahlungsantrieb auf das Klima Diese Ziele werden einerseits mit Hilfe früherer Flugzeugmessungen der VSLS und ihrer Abbauprodukte in der UTLS sowie einer im Rahmen des Vorhabens in der Südhemisphäre durchzuführenden Flugzeugmesskampagne erreicht. Andererseits werden Simulationen mit chemischen Transport- und Klimamodellen durchgeführt um den Einfluss der VSLS und ihrer Abbauprodukte auf das UTLS Ozon und den Strahlungsantrieb besser zu verstehen. Dieses Teilprojekt verbessert die Kenntnis der Mengen an Cl, Br und I in der UTLS.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Untersuchung der halogen-induzierten Ozonchemie in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre und ihrer Auswirkungen auf das Klima'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurenstoffe und Fernerkundung (IMK-ASF) durchgeführt. Das Projekt SCI-HI zielt auf ein besseres Verständnis des halogeninduzierten Abbaus stratosphärischen Ozons, seiner vorhergesagten Erholung im 21. Jahrhundert und ihre Bedeutung für das Klima. So sind die heutigen Klimamodelle bezüglich der Erholung des stratosphärischen Ozons und seiner Bedeutung für das Klima unsicher, da die Vorhersagen der Ozonentwicklung in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) äußerst unsicher sind (Bekki et al., 2013). Von besonderer Bedeutung sind hierbei kurzlebige Halogenverbindungen (VSLS) aus natürlichen und anthropogenen Quellen, da sie das klimawirksame Ozon in der UTLS besonders effizient abbauen. Allerdings ist ihre Menge und Zusammensetzung dort unsicher und vermutlich ändern sich beide auch bei einer Klimaänderung (Hossaini et al., 2015). Eine verbesserte Quantifizierung des halogen induzierten Ozonabbaus ist jedoch wichtig, da das UTLS Ozon einen Strahlungsantrieb auf das Klima ausübt, der sich in der Erholungsphase des Ozons auch verändern wird. Im Rahmen des Projektes soll daher folgende Aspekte untersucht werden: -der Beitrag der VSLS, vor allem ihrer organischen Vorläufer und ihrer anorganischen Abbauprodukte zum stratosphärischen Halogengehalt -die Quellregionen der VSLS, sowie ihr Transportweg und Transportzeit bis in die UTLS -der Abbau des UTLS Ozons durch die halogenierte VSLS und ihre Abbauprodukte -die Auswirkungen der durch die VSLS bedingten Ozonänderung und den dadurch bedingten Strahlungsantrieb auf das Klima Diese Ziele werden einerseits mit Hilfe früherer Flugzeugmessungen der VSLS und ihrer Abbauprodukte in der UTLS sowie einer im Rahmen des Vorhabens in der Südhemisphäre durchzuführenden Flugzeugmesskampagne erreicht. Andererseits werden Simulationen mit chemischen Transport- und Klimamodellen durchgeführt um den Einfluss der VSLS und ihrer Abbauprodukte auf das UTLS Ozon und den Strahlungsantrieb besser zu verstehen.
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