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Von Blockchain über Raumfahrt bis virtuellen Welten

Seit einigen Jahren führt das Umweltressort Horizon Scanning Prozesse durch, um neu aufkommende Veränderungen zu identifizieren, die maßgebliche Auswirkungen auf den Umwelt- und Nachhaltigkeitsbereich haben könnten und jenseits der Mainstream-Diskurse in Wissenschaft und Medien liegen. Ziel des Projektes war es, möglichst frühzeitig zukünftige Chancen und Risiken sowie mögliche Handlungsoptionen für die Umweltpolitik abzuleiten und neue Umweltforschungsbedarfe zu identifizieren. Im vorliegenden Bericht sind die Ergebnisse des Horizon Scannings veröffentlicht. Die zehn Themen mit besonderer Relevanz erstrecken sich von Distributed Ledger Technologien und Virtual und Augmented Reality, über die staatliche und private Raumfahrt bis hin zur Bioinspirierten Architektur- und Siedlungsentwicklung, als auch alternativen Lebenskonzepten und gesellschaftlicher Spaltung. Das Thema Künstliche Intelligenz im Umweltbereich wurde ebenfalls im Horizon Scanning Prozess als besonders relevant für das Umweltressort identifiziert und ist in einer gesonderten Studie analysiert und veröffentlich worden. Veröffentlicht in Broschüren.

Klimawirkung des Luftverkehrs

Luftverkehr beeinträchtigt das ⁠ Klima ⁠. Durch die Verbrennung des Treibstoffs Kerosin entstehen Kohlendioxid (CO 2 ), aber auch weitere klimawirksame Substanzen, deren Wirkung als „nicht-CO 2 -Klimaeffekte“ bezeichnet werden. Welche Substanzen sind es und wie stark wirken sie? Wie stark würde die ⁠ Klimawirkung ⁠ des Luftverkehrs in Zukunft ausfallen, wenn das Fliegen weiterhin wächst wie bisher? Wie kann der Einfluss des Luftverkehrs aufs Klima durch technische, organisatorische und regulatorische Maßnahmen gemindert werden? Die Broschüre stellt den Kenntnisstand zur Klimawirkung des Luftverkehrs allgemeinverständlich dar. Sie zeigt Möglichkeiten auf technischer und gesetzlicher Ebene zur Verminderung der Klimawirkung, aber auch, was Passagiere tun können Die Informationsschrift wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt erstellt. Veröffentlicht in Broschüren.

Erneuerbare Energien und Energieeffizienz: Schlüsselrolle für den Klimaschutz

Potenziale der Energieeffizienz und erneuerbaren Energien in internationalen Energieszenarien unterschätzt Die Potenziale der Energieeffizienz und der erneuerbarer Energien werden in internationalen Energieszenarien unterschätzt. Das zeigt die von einem Forschungskonsortium um das Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) - erstellte Studie „Rolle und Potenzial der erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz in der globalen Energieversorgung”. Die Studie analysiert globale Energieszenarien und globale Potenzialanalysen zur Energieeffizienz sowie Nutzung erneuerbarer Energien. Die Analyse zeigt, dass die Potenziale der Energieeffizienz sowie der Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien in den Energieszenarien ausgenutzt werden müssen, um die globalen Ziele der CO 2 -Emissionsreduktion einzuhalten. „Die Ergebnisse dieses Berichtes unterstreichen, dass weltweit beachtliche, Potenziale bisher nicht ausgeschöpft werden, um erneuerbarer Energien zu nutzen, die Energieeffizienz zu steigern und Verbrauchsverhalten zu ändern.” so Klaus Müschen, Leiter der Abteilung ⁠ Klimaschutz ⁠ und Energie des ⁠ UBA ⁠. „Schließlich ist das projizierte technische Potenzial zur Nutzung erneuerbarer Energien zwanzigmal größer als der heutige weltweite Endenergiebedarf.” Um diese Potenziale zu erschließen, sind Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien und Effizienzmaßnahmen notwendig weiterzuentwickeln, insbesondere aber müssen ökonomische, infrastrukturelle und politische Schwierigkeiten überwunden werden. „Bisher versagt der Markt und andere Hemmnisse verhindern eine erfolgreiche Markteinführung. Über die Hälfte der betrachteten Effizienzmaßnahmen sind kostendeckend durchführbar. Maßnahmen müssen  Marktschranken beseitigen, und so Energieeffizienzsteigerung fördern”, so Klaus Müschen weiter. Das weltweit größte technische Potenzial zur Stromerzeugung besitzen solare Techniken wie konzentrierende solarthermische Kraftwerke (Concentrating Solar Thermal Power Plants, CSP) und Photovoltaik (PV). Es folgen Onshore-Windenergie und Meeresenergie. Es wird erwartet, dass in den nächsten zwanzig Jahren für fast alle Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien mit Ausnahme der Wasserkraft die Stromerzeugungskosten deutlich reduziert werden können. Unter Annahme steigender Kosten für fossile Energieträger und für ⁠ CO2 ⁠-Emissionen werden bis 2030 die meisten Techniken zur Erzeugung regenerativen Stroms wettbewerbsfähig sein. „In den bisherigen Szenarien wird oft nicht klar, welchen Beschränkungen die Vermarktung kostengünstiger Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien unterliegt”, sagt Klaus Müschen. Um ihre Aussagekraft zu verbessern, sollte in künftigen Szenarioanalysen eine umfassendere und transparentere Dokumentation grundlegender Annahmen und ihrer Grenzen angestrebt werden. Die Basis dafür wollen die Forscher nun selber liefern. In einem noch bis Ende 2010 laufenden Folgevorhaben erstellen sie ein regional differenziertes weltweites Inventar aller erneuerbaren Energieressourcen.

Schnellster Gletscher Grönlands

Der Jakobshavn Isbrae gilt als der sich am schnellsten bewegende Gletscher Grönlands. Seine Geschwindigkeit ist nun drastisch gestiegen, so das Ergebnis von Wissenschaftlern der University of Washington und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Räumlich und zeitlich hochaufgelöste Daten der deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X ermöglichten besonders präzise Berechnungen. Die neue Studie wurde am 3. Februar 2014 in der Fachzeitschrift "The Cryosphere" veröffentlicht. Die Datenauswertung zeigt, dass die Fließgeschwindigkeiten des Jakobshavn Gletschers 2012 und 2013 im Jahresdurchschnitt fast dreimal höher sind als vor zwanzig Jahren. Während der Sommerperiode übertrifft sich der Gletscher hier um mehr als das Vierfache. Die Höchstgeschwindigkeit maßen die Wissenschaftler im Sommer 2012: 17 Kilometer pro Jahr. Dies entspricht einer Geschwindigkeit von mehr als 46 Meter pro Tag – ein Rekord für Ausflussgletscher nicht nur in Grönland, sondern auch in der Antarktis. Die zunehmende Geschwindigkeit bedeutet auch einen zunehmenden Verlust der so genannten Gletschermächtigkeit. Das in den Ozean abgehende Volumen des Jakobshavn Isbrae ist bereits so beträchtlich, dass es die Meerespiegelhöhe beeinflusst: ein Anstieg von rund einem Millimeter in den Jahren 2000 bis 2010.

Nördliche Eisfront des Wilkins-Schelfeises wird instabil

Nach dem Verlust einer Eisbrücke am antarktischen Wilkins-Schelfeis wird nun die nördliche Eisfront instabil. Die ersten Eisberge brachen dort am 20. April 2009 heraus. Dies beobachteten Wissenschaftler mithilfe des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X. Die TerraSAR-X-Bilder vom 23. und 25. April 2009 zeigen die "gekalbten" Eisberge. Die Abtrennung der Eisberge erfolgt an den Schädigungszonen, die sich in den vergangenen 15 Jahren schrittweise gebildet haben. Die spektakulären Aufbruchereignisse am Wilkins-Schelfeis in 2008 hatten die 40 bis 50 Kilometer lange Eisbrücke zwischen Charcot und Latady Island auf eine Breite von nur 900 Meter an der dünnsten Stelle reduziert. Diese nur 250 Meter dicke Eisplatte brach dann am 5. April 2008 durch. Schelfeise werden durch die sie umgebenden Inseln stabilisiert und gewissermaßen eingedämmt. Der Verlust der Verbindung zu Charcot Island hatte daher zwangsläufig zur Folge, dass die nördliche Eisfront des Wilkins Schelfeises instabil wird.

Eine neue Landkarte der Erde - in 3D und hochpräzise

Das ehrgeizige Projekt nahm am 21. Juni 2010 seinen Anfang - damals startete der Radarsatellit TanDEM-X ins All, um zu seinem Zwillingssatelliten TerraSAR-X aufzuschließen. Seitdem kreisen die beiden deutschen Satelliten in einem ausgeklügelten Formationsflug um die Erde und vermessen deren Oberfläche. Nun stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die ersten Höhenmodelle der neuen globalen Topographie für die wissenschaftliche Nutzung zur Verfügung: Australische Schluchten im Nationalpark Flinders Ranges, kanadische Inselwelten oder auch die zerklüftete Vulkanlandschaft der russischen Kamtschatka-Halbinsel werden dabei 30 mal genauer dargestellt als bisher. Mehr als 800 Wissenschaftler aus 31 Ländern haben sich bereits angemeldet, um mit diesen hochgenauen Höhenmodellen zu arbeiten. Das vollständige und einheitliche Geländemodell soll Ende 2015 zur Verfügung stehen.

Größte künstliche Sonne der Welt eingeweiht

Seit dem 23. März 2017 scheint die derzeit größte künstliche Sonne der Welt in Jülich. Das nordrhein-westfälische Umweltministerium, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie nahmen gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Forschungsanlage "Synlight" in Betrieb. Mit der Anlage sollen unter anderem Produktionsverfahren für solare Treibstoffe, wie beispielsweise Wasserstoff, entwickelt werden. Wasserstoff gilt als der Treibstoff der Zukunft denn er verbrennt ohne dabei Kohlendioxid abzugeben. Die Herstellung von Wasserstoff durch Aufspalten des weltweit verfügbaren Rohstoffs Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff bedarf einer großen Menge Energie. Diese kann von der Sonne bereitgestellt werden. Da die Sonne in Mitteleuropa selten und unregelmäßig scheint, ist für die Entwicklung von Produktionsverfahren solarer Treibstoffe eine künstliche Sonne nötig. Bei den Synlight-Versuchen können Schlechtwetterperioden und schwankende Strahlungswerte die Tests und ihre Auswertung nicht erschweren oder verzögern. Jülich bietet zudem mit seiner Infrastruktur, darunter auch der Solarturm Jülich und das wissenschaftliche Umfeld, ideale Bedingungen für innovative Entwicklungen in der Solartechnik. Das Projekt Synlight wird vom Land Nordrhein- Westfalen mit 2,4 Millionen Euro unterstützt, das sind 70 Prozent der Gesamtkosten von 3,5 Millionen Euro. Die anderen 1,1 Millionen Euro werden durch das Bundeswirtschaftsministerium erbracht. Synlight ist ein Projekt des Instituts für Solarforschung des DLR.

DLR und Airbus unterzeichnen Vertrag für Umweltsatelliten MERLIN

Das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Airbus Defence and Space GmbH haben am 17. Februar 2017 den Industrievertrag für die Konstruktions- und Bauphase des deutsch-französischen Klimasatelliten MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission) geschlossen. Diese Kleinsatellitenmission soll ab 2021 die Methankonzentration in der Erdatmosphäre mit einer bislang unerreichten Genauigkeit messen und damit zur Ursachenforschung des Klimawandels beitragen. Der Vertrag wurde am Airbus-Standort in Ottobrunn unterzeichnet und umfasst den deutschen Beitrag der Mission, also die Entwicklung und den Bau des so genannten Methan-LIDAR (LIght Detection And Ranging), dem Messinstruments an Bord des MERLIN-Satelliten. Herzstück des Instruments ist ein Laser, der kurze Lichtpulse in zwei unterschiedlichen Wellenlängen aussenden kann und dadurch unabhängig vom Sonnenlicht die Methankonzentration auf allen Breitengraden sehr präzise misst. Das LIDAR-Instrument wird im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Deutschland entwickelt und gebaut.

Gründung des NaDiNe-Expertenteams "Ölunfälle"

Am 20. März 2006 fanden sich die Mitglieder des NaDiNe-Expertenteams "Ölunfälle" am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven zu ihrem ersten Treffen zusammen. Teilnehmer waren Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) sowie des GKSS Forschungszentrums Geesthacht.

UN-Habitat und DLR verkünden engere Zusammenarbeit im Bereich Urbane Mobilität

Am 3. Juli 2017 unterzeichneten UN-Habitat, das Programm der Vereinten Nationen für menschliche Siedlungen, und das Institut für Verkehrsforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) eine Absichtserklärung, um die Kooperation im Bereich nachhaltiger urbaner Mobilität zu stärken. Mit der Unterzeichnung bekunden beide Organisationen zukünftig gemeinsam an Themen zur nachhaltigen urbane Mobilität zu arbeiten, um so einen Beitrag zur Umsetzung der auf der Habitat III Konferenz in Quito, Ecuador, im Oktober 2016 beschlossene New Urban Agenda zu leisten. Die Zusammenarbeit erfolgt in den Themenfeldern Digitalisierung im Verkehr, Erreichbarkeiten, Barrierefreiheit, Klimawandel, Elektromobilität und aktive Mobilität. UN-Habitat und das DLR bringen beide ihre jeweiligen spezifischen Kompetenzen in die Zusammenarbeit mit ein: Das Institut für Verkehrsforschung verfügt über langjährige Erfahrung in der multi-disziplinären, methodisch fundierten wissenschaftlichen Bearbeitung verkehrswissenschaftlicher Fragestellungen auf nationaler und internationaler Ebene. Als offizielles Programm der vereinten Nationen für menschliche Siedlungen ist UN-Habitat in der Lage, nachhaltige urbane Mobilitätslösungen weltweit zu befürworten und zu fördern. Beide Institutionen verfolgen das Ziel, angewandte und maßgeschneiderte Lösungen für die Herausforderungen, denen sich urbane Mobilität des 21. Jahrhunderts gegenübersieht, zu liefern.

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