Das Projekt "What does GRACE tell about mountain glacier mass balance? - Looking for answers in the Tien Shan mountain range" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Abstract: Assessing changes of mountain glaciers is of widespread interest but direct measurements are often impossible. By constantly monitoring the Earths gravitational field, the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) has revolutionized the way large mass changes can be detected on the Planet. Although several studies have now been using satellite-borne gravimetry data for estimating glacier changes, their validity remains largely unknown. This project aims at validating GRACE-derived estimates of mass changes of mountain glaciers by addressing the Tien Shan mountain range, Central Asia. For doing so, expertise in GRACE-data processing, and both glaciological and hydrological modeling is required. The German Research Centre for Geosciences (GFZ) is the ideal host institution for such a project.
Das Projekt "Der Verbleib von Carbonylradikalen (R-C=O) in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. In addition to peroxy and alkoxy radicals, carbonyl (ie substituted acetyl) radicals (R-C=O) are important short-lived radical intermediates in the atmospheric degradation of volatile organic compounds. In order to supply atmospheric modellers with the necessary input data, rate parameters for reactions of these radicals are needed. The principal reaction pathways of carbonyl radicals are either thermal decomposition or addition of O2, leading to different product distributions and thus affecting the amount of ozone formation. In this project, state-of-the-art experimental methods are applied to quantify the branching ratio of these two pathways for a number of atmospherically important carbonyl radicals. Since thermal decomposition of R-CO generally exhibits much stronger temperature dependence as compared to O2 addition, the branching ratio of these pathways is also strongly temperature dependent. For this reason, variable temperature is an important feature of the planned experiments. The addition pathway leads to substituted acetylperoxy radicals. For a small number of these radicals, reaction rate constants for their reactions with NO, NO2, and HO2 will also be determined. The effect on atmospheric chemistry of the rate parameters coming out of this project will be tested by sophisticated box model calculations. The most important radical reactions will then be implemented into a new regional atmospheric chemistry model (RACM) in order to give an account of the influence of these R-CO radicals on atmospheric chemistry. It is expected that inclusion of the experimental data from this project into atmospheric chemistry models will considerably improve the predictions about radical balances and ozone formation in the troposphere which form the basis for future ozone control strategies.
Das Projekt "Auswirkungen des Rahmens für die Klima- und Energiepolitik bis 2030 auf die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH, Forschungsbereich Umwelt- und Ressourcenökonomik, Umweltmanagement durchgeführt. Die Europäische Union hat sich für das Jahr 2020 ehrgeizige klima- und energiepolitische Ziele gesetzt, die eine Emissionsreduktion um 20% gegenüber 1990 sowie eine Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger auf 20% des gesamten Energiekonsums beinhalten. Diese Ziele werden durch die 'Europa-2020-Strategie für intelligentes, nachhaltiges und integratives Wachstum' weiter gestärkt. Der 'Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft bis 2050', der 'Fahrplan zu einem einheitlichen europäischen Verkehrsraum' sowie der 'Energiefahrplan 2050' beabsichtigen dabei, die EU auf einen Weg hin zu nachhaltiger Ressourcennutzung zu bringen. Mit diesen Fahrplänen will die Europäische Kommission die Zeit nach 2020 ins Blickfeld führen. Um eine bessere Vorhersehbarkeit in den Märkten sicherzustellen und nötige Investitionen einzuleiten, hat sich die Kommission für die Einführung von entsprechenden Zwischenzielen für das Jahr 2030 entschieden. Mit der Veröffentlichung des Grünbuchs 'Ein Rahmen für die Klima- und Energiepolitik bis 2030' wurde eine öffentliche Konsultation gestartet. Spezifische Ziele sollen bis zum Ende des Jahres 2013 entworfen werden.Dieses Projekt untersucht verschiedene Politikszenarien, die potentiell im Rahmen der EU-Strategie bis 2030 implementiert werden können. Dabei stehen insbesondere deren Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit bestimmter Sektoren im Mittelpunkt. Zu diesem Zweck verwenden wir das rechenbare allgemeine Gleichgewichtsmodell PACE und entwickeln es weiter, um über eine genauere regionale und sektorale Auflösung zu verfügen. Des Weiteren wird das Modell auf eine Baseline kalibriert, die aktuelle nationale und EU-Politiken umfasst.
Das Projekt "RAVE-Messserviceprojekt: Zentrale Durchführung der Messungen im Rahmen der RAVE-Forschungsprojekte und ozeanographische und geologische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. Die technisch-wissenschaftlichen Messungen sollen fortgesetzt werden, um damit alle an der RAVE-Forschungsinitiative beteiligten Institute, Behörden und Firmen mit Daten zu beliefern und Messvorhaben anderer Institute zu unterstützen. Dafür gilt es, das bereits erarbeitete Messkonzept weiter umzusetzen und fortzuschreiben. Die entsprechende Messtechnik muss gewartet und teilweise ersetzt und adaptiert werden. Die Messungen sind Basis für die ozeanographischen, geologischen und bauwerks- bzw. offshore-Windpark-relevanten Untersuchungen. Zur Durchführung der Messungen ist das Logistikkonzept fort- und weiter umzusetzen. Das Messprogramm besteht aus folgenden Modulen: anlagenspezifische Messungen an den OWEA AV7 und AV4, Netzmessungen, ozeanographische und geologische Messungen und Logistik (siehe Anlage 1, Kap. 2). Die so gewonnenen Daten werden dem RAVE-Partnern im Forschungsarchiv zur Verfügung gestellt. Die vorrangige Verwertung erfolgt durch die RAVE-Teilnehmer mit dem Ziel des umweltverträglichen Ausbaus dieser Technologie sowie der Bauwerkskonstruktions- und Lebensdaueroptimierung. Die ozeanographischen und geologischen Daten dienen darüber hinaus der Untersuchung der Interaktion Baugrund-Baugründung. Alle Ergebnisse und Erfahrungen fließen damit auch in die Fortschreibung der Standards im Rahmen der Genehmigungsverfahren ein.
Das Projekt "Massenvariationen im Einzugsgebiet der Lena, Sibirien, abgeleitet aus GRACE und Satellitenaltimetrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Erdmessung durchgeführt. Die Satellitenmission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ist seit mehr als 9 Jahren im Orbit und erlaubt die Bestimmung von mehrjährigen Signalen. Anhand der GRACE-Monatslösungen wurden Massenvariationen in der Region des sibirischen Permafrosts bestimmt und untersucht. Dabei konnte im Einzugsgebiet der Lena, das nordöstlich des Baikalsees gelegen ist, eine Massenzunahme zwischen 2002 und 2007 detektiert werden. Im Zeitraum von 2007 bis 2011 ist dagegen eine Massenabnahme zu verzeichnen. Die Massenveränderungen stehen in Zusammenhang mit hydrologischen Veränderungen in dieser Region. In den letzten Jahren wurde eine überdurchschnittliche Erwärmung, verbunden mit einer Zunahme an Niederschlag im Einzugsgebiet der Lena beobachtet. Dieses Gebiet ist mit tausenden von kleinen Seen bedeckt. Eine Analyse von Altimeterdaten zeigt einen Anstieg der Seehöhen von 2002 bis 2007/8. Zudem haben sich durch Thermokarst Bodensenken Gebildet, die sich mit Wasser füllten. Multispektrale Satellitenbildern weisen eine Zunahme in der Oberfläche der Seen auf. Die Seezunahme und der Seeanstieg kann jedoch nur einen Teil der Massenzunahme erklären. Andere mögliche Ursachen sind eine zusätzliche Speicherung von Wasser im aufgetauten Untergrund und eine Zunahme des tiefen Grundwassers. Untersuchungen zur Wasserspeicherung im Untergrund sind Gegenstand weiterer Forschung. GRACE kann dabei helfen, indem er Randwerte für hydrologische Modelle liefert.
Das Projekt "Weiterentwicklung des RADM2 Mechanismus: Eine objektive Methode zur Anpassung der organischen Chemie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Uebergeordnete Ziele des Leitthemas 3 (LT3) des TFS sind das moeglichst weitgehende Verstaendnis aller Prozesse, die an der Oxidantienbildung beteiligt sind und in Deutschland und Zentraleuropa u.a. zu hohen Ozonbelastungen im Sommer fuehren sowie die Entwicklung, der Test und die Vervollstaendigung/Reduzierung chemischer Mechanismen zur Beschreibung der Ozonproduktion in geeigneten Chemie-Transport-Modellen. Die Arbeitsgruppe am IFU traegt zu Leitthema 3 des TFS durch die Weiterentwicklung des Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RACM) bei. Das Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung eines chemischen Mechanismus, der in Chemie- Transport-Modellen (CTM) angewendet werden soll. Die Behandlung der atmosphaerischen Chemie in Gas- und Fluessigphasenmechanismen weist bedeutende Unsicherheiten und Luecken auf, insbesondere in folgenden Bereichen: Reaktionsmechanismen fuer den Abbau aromatischer Verbindungen; - Produkte der Reaktionen von Alkenen mit HO und O3, inklusive biogener Verbindungen wie Isopren, a-Pinen und d-Limonen; - Reaktionsprodukte der laengerkettigen Alkoxyradikale aus dem Abbau von Alkanen; - Chemischer Abbau teiloxidierter Verbindungen wie Dicarbonylverbindungen und Aldehyde mit hoeherem Molekulargewicht. In diesem Projekt wird der chemische Mechanismus RACM unter Verwendung der in den Laborexperimenten von LT3 gewonnenen kinetischen Daten verbessert.
Das Projekt "Auswaschen von atmosphaerischen Spurenstoffen durch Wolken und Niederschlag mittels eines vertikalen Windkanals" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Die Konzentration von anthropogenen Spurenstoffen in der Atmosphaere und im Niederschlag hat in den letzten Jahren in bedrohlichem Masse zugenommen. Gewaltige Umweltschaeden sind das Resultat dieser Zunahme. Es wird vorgeschlagen, erstmals einen vertikalen Windkanal einzusetzen zum Studium der Mechanismen, mit denen anthropogene Spurenstoffe aus der Atmosphaere ausgewaschen werden. Es sollen dabei angesprochen werden sowohl die Raten, mit denen Aerosolpartikel und Spurengase ausgewaschen werden durch Wassertropfen und Eisteilchen, als auch die Mechanismen selbst, die fuer die Aufnahme- und Abgaberaten der atmosphaerischen Spurenstoffe verantwortlich sind. Es soll dazu auch ein Vergleich gemacht werden zwischen den durch das Experiment gewonnenen Resultaten und den von unseren theoretischen Modellen gewonnenen Resultaten.
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Baseline-konsistente CHAMP- und GRACE-Schwerefelder, Analyse atmosphärischer CHAMP/GRACE-Daten und klimat. Untersuchungen, CHAMP-Magnetfeldmodellierung - GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Das Verbundprojekt LOTSE-CHAMP/GRACE hat das Hauptziel, alle Schwerefeld-, Magnetfeld und Radiookkultationsdaten der gesamten CHAMP- und GRACE-Missionen neu zu prozessieren, um lange, konsistente und hochqualitative Zeitreihen von statischen und zeitvariablen Schwerefeldmodellen zu erhalten, die die Massenverteilung und Massenvariation im System Erde sowie atmosphärische Zustandsparameter (z. B. mittlere globale Temperatur, Feuchtigkeit) und den Zustand und die Änderungen des äußeren Erdkerns und des lithosphärischen Magnetfeldes noch genauer beschreiben als es derzeitig der Fall ist.
Das Projekt "Vorhaben: Hochauflösende globale GOCE-Kombinationsmodelle - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Die Satellitenmission GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) ist die erste Kernmission des neu definierten Living Planet Programms der ESA. Ziel der Mission ist die Bestimmung des statischen Anteils des Erdschwerefeldes und des Geoides mit höchstmöglicher Auflösung und Genauigkeit. Das mit Hilfe der GOCE-Daten zu bestimmende Schwerefeldmodell wird wissenschaftlichen Anwendungen in der Geophysik, Ozeanographie, Glaziologie und Geodäsie zur Verfügung stehen, aber auch als Basis für jegliche genaue Positionierung auf Land, auf dem Meer und in der Luft dienen und einen großen Nutzen in der Navigation, Landesvermessung, Erdbeobachtung, Frühwarnsystemen und vielen anderen Anwendungen erbringen. Mit dem Verbundvorhaben REAL-GOCE wird Deutschland einen wesentlichen Beitrag zur Bestimmung der statischen Komponente des Erdschwerefelds mit einer bisher unerreichten globalen Genauigkeit von mindestens 1 mGal für Schwereanomalien und 1 bis 2 cm für das Geoid bei einer globalen Auflösung von mindestens 100 km leisten.
Das Projekt "Effects of climate change on past, recent, and future biodiversity of alpine/arctic plants: Integrative evidence from phylogenies, population genetics, ecological niche modelling and new insights for conservation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg,Heidelberger Institut für Pflanzenwissenschaften (HIP) Einrichtung: Botanischer Garten durchgeführt. Responding to the twin crises of global warming and biodiversity loss requires a deep understanding of how climate affects the processes that generate and destroy biodiversity, primarily through its effects on the ecology and distribution of species. Recent improvements in our ability to reconstruct the history of biodiversity through timed phylogenies, estimate changes in genetic diversity, and predict the potential distribution of selected species with ecological niche models (ENMs) now allow us to infer the evolution of ecological preferences and distributional ranges at different temporal scales. Our two case studies focus on alpine/arctic regions, because they are among those most endangered by global warming. The first study will use, for the first time, a combination of ENM and phylogeny to test the model of hybrid, polyploid speciation by secondary contact in arctic/alpine plants. We selected Primula sect. Aleuritia (simply Aleuritia, from here on), because our previous phylogenetic work provided clear hypotheses for the parental origins of polyploids, yet the distributions of the inferred progenitors do not currently overlap. Did the ranges of the proposed parents overlap at the time of allopolyploid origins, as predicted by the secondary contact model? To answer this question, we will produce a high-resolution, dated phylogeny of Aleuritia, optimize the ecological preferences of the hypothesized progenitors onto the dated phylogeny, and project their past distributional ranges onto the fine-resolution climatic scenarios recently developed for the Pleistocene. In the second case study, we will try to explain how small populations persisted on summits in the past and how they are affected by current and future climate change. Here we selected Saxifraga florulenta, a rare, endemic species of the Maritime Alps, because hypotheses of its phylogenetic relationships are available from our previous work, it occurs exclusively above 2000 m, and has very narrow ecological requirements. Consequently, if current trends of global warming continue, the strict ecological adaptation of S. florulenta to siliceous substrates at the highest altitudes of the Maritime Alps may represent a serious extinction risk. We will investigate whether the phylogeographic history, genetic diversity, climatic niche and dispersal mode of S. florulenta can explain its long persistence in the Maritime Alps, a hot spot of biodiversity, and predict its future survival or extinction on mountain tops. We will use a combination of genetic analysis and niche modeling to reconstruct changes in the niche, geographic distribution, and genetic diversity of this cold-adapted species.
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