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Teilprojekt: Umweltwissenschaftliche Grundlagen der Paläoforschung in einem afroalpinen Ökosystem

Das Projekt "Teilprojekt: Umweltwissenschaftliche Grundlagen der Paläoforschung in einem afroalpinen Ökosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Biogeographie und Biodiversitätsforschung, Arbeitsgruppe Hochgebirgsforschung durchgeführt. Vegetationsökologische und klimatologische Grundlagen sowie Landnutzungsänderungen in Afrikas größtem alpinen Ökosystem ermöglichen der interdisziplinären Paläoforschung die Interpretation von Analysedaten, insbesondere durch die ökologischen Zeigerwerte in den dominanten Vegetationseinheiten der Hochflächen in den Bale Mountains. Plotbasierte floristisch vollständige Vegetationsaufnahmen dienen der Feststellung klimatischer Gradienten und Schwellenwerte von Zeigerpflanzen sowie von Störungszeigerpflanzen der Weidewirtschaft und natürlicher Störungen durch bodenwühlende Kleinsäuger. Fernerkundung und Vergleichsphotographie helfen die Dynamik afroalpiner Ökosysteme und des Erica-Strauchgürtels an der oberen Waldgrenze zu quantifizieren. 10 Klimastationen werden die Niederschlags- und Temperaturgradienten der Bale Mountains erfassen. Die vorherrschenden Luftströmungen dieses Berglandes am Horn von Afrika werden durch ihre Isotope charakterisiert und sind damit die aktualistische Grundlage der Paläo-Klimatologie.

Störungen in Waldökosystemen in einer Welt im Wandel

Das Projekt "Störungen in Waldökosystemen in einer Welt im Wandel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Waldbau durchgeführt. Der Klimawandel hat tiefgreifende Auswirkungen auf einen Vielzahl von ökologischen Prozessen und beeinflusst zunehmend die Artenzusammensetzung, Struktur, und Funktion von Ökosystemen. Die hohe Geschwindigkeit des fortschreitenden Wandels stellt vor allem für langlebige Ökosysteme wie Wälder ein Problem dar und limitiert deren Anpassung durch genetische und evolutionäre Prozesse. Durch die zunehmend schlechtere Umweltanpassung steigt das Risiko von abrupten und zerstörerischen Änderungen. Störungen durch Wind, Borkenkäfer und Waldbrand haben in den vergangenen Jahrzehnten bereits deutlich zugenommen. Die langfristigen Änderungen in derartigen Störungsregimes im Wald sowie deren Auswirkungen werden jedoch erst bruchstückhaft verstanden, was eine entsprechende Anpassung im Management von Ökosystemen stark einschränkt. Ziel des vorliegenden Projektes ist es daher, (i) ein tieferes systemisches Verständnis über die Einflussfaktoren auf Störungsregimes zu erlangen, (ii) deren Auswirkungen auf biologische Diversität und Ökosystemleistungen umfassend zu quantifizieren, und basierend auf diesen Erkenntnissen (iii) Strategien zu entwickeln wie Ökosystemmanagement und Gesellschaft mit derartigen Änderungen umgehen können. Zur Beantwortung dieser Fragen werden Waldlandschaften unter gleichen biogeographischen Bedingungen aber unterschiedlicher Bewirtschaftung (Nationalpark vs. bewirtschaftete Landschaft) in Mitteleuropa untersucht. In einem interdisziplinären Ansatz wird für dieses Netzwerk von Studienlandschaften mittels Jahrringanalysen das Störungsregime der letzten Jahrhunderte rekonstruiert, die Ausdehnung aktueller Störungen auf Basis von Fernerkundungsdaten ermittelt, sowie mögliche zukünftige Entwicklungen unter einem Ensemble von Klimaszenarien mittels Computersimulation abgeschätzt. Darauf aufbauend kann zum ersten Mal für eine Region in Europa festgemacht werden ob sich heutige und mögliche zukünftige Störungsregimes signifikant von vergangenen Perioden unterscheiden. Weiters werden die Auswirkungen von sich ändernden Störungsregimes auf Biodiversität abgeschätzt sowie deren Wirkungen auf bereitstellende (Holzproduktion), regulierende (Kohlenstoffspeicherung, Wasserrückhalt), kulturelle (Erholungswert) und unterstützende (Primärproduktion) Ökosystemleistungen quantifiziert. In Zusammenarbeit mit Stakeholdern werden basierend auf Simulationsergebnissen Strategien zum Umgang mit Störungen bei unterschiedlichen Bewirtschaftungszielen (Schutz von Artenvielfalt, Bereitstellung von verschiedenen Ökosystemleistungen) erarbeitet. Darüber hinaus werden als Entscheidungsunterstützung für Politik und Katastrophenschutz risikorelevante Ergebnisse auf regionale Ebene skaliert. Das Projekt wird so nicht nur das Verständnis von Störungsprozessen sowie deren Berücksichtigung im Ökosystemmanagement revolutionieren sondern auch konzeptionelle und methodische Fortschritte in Hinblick auf den Umgang mit Risiko und Resilienz bei abrupten Umweltänderungen liefern.

Teilvorhaben: Entwicklung und Qualifizierung von elektrisch leitfähigen Schmierstoffen für Stahl- und Hybridlager sowie Getrieben in WKA

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Qualifizierung von elektrisch leitfähigen Schmierstoffen für Stahl- und Hybridlager sowie Getrieben in WKA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klüber Lubrication München GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Im Erfolgsfall können auf der Basis der Projektergebnisse Schmierstoffe und Schutzsysteme für Windkraftanlagen entwickelt werden, mit denen eine erhebliche Steigerung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer der tribologisch beanspruchten Komponenten erreicht werden kann. Neben einem direkten wirtschaftlichen Nutzen der Anlagenbetreiber wird die Wettbewerbsfähigkeit der Partner und deren Kunden in Deutschland und Europa gestärkt und die Windkrafttechnologie für weitere Anlagenentwicklungen befähigt.

Teilvorhaben: Verifizierung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe mit ionischen Flüssigkeiten in Wälzlagern für Anwendungen im Bereich der Windenergie

Das Projekt "Teilvorhaben: Verifizierung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe mit ionischen Flüssigkeiten in Wälzlagern für Anwendungen im Bereich der Windenergie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schäffler Technologies AG & Co. KG durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Hierfür wurden Gegenmaßnahmen identifiziert, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt und überprüft werden sollen. Schaeffler stellt hierfür das Know-How und die Kapazitäten für die wälzlagertechnische Überprüfung bereit. Schaeffler prüft die Langzeiteignung der gefundenen ionischen Flüssigkeiten im Wälzlagerprüfstand unter praxisrelevanten Bedingungen.

Teilvorhaben: Grundlegende Untersuchung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe und elektrochemische Konzepte zum Schutz von Lager- und Getriebekomponenten

Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlegende Untersuchung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe und elektrochemische Konzepte zum Schutz von Lager- und Getriebekomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Hierfür wurden Gegenmaßnahmen identifiziert, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt und überprüft werden sollen. Das Teilprojekt des Fraunhofer IWM befasst sich insbesondere mit der Entwicklung von Konzepten zur Vermeidung versagenskritischer elektrischer und elektrochemischer Störeinflüsse. In Untersuchungen sollen die tribologischen Mechanismen und Einflüsse, die zur Wälzkontaktschädigung führen dargestellt und eingeordnet werden. Es soll dann auf einer Modellebene gezeigt werden, wie die versch. Störeinflüsse so beeinflusst werden können, dass die Neigung des Systems zu frühzeitigem Versagen erheblich vermindert wird.

Teilprojekt 2: Analyse verschiedener ozeanischer Effekte und Prozesse

Das Projekt "Teilprojekt 2: Analyse verschiedener ozeanischer Effekte und Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Theorie und Modellierung durchgeführt. Das Ziel dieses Arbeitspakets ist die Validierung von Kopplungsstrategien, die in WP 1.1 untersucht werden und Simulationen, die in WP 1.3 durchgeführt werden, im Hinblick auf nicht implementierte Komponenten oder nicht aufgelöste Mechanismen. Es wird erwartet, dass diese Aspekte sowohl individuelle Komponenten als auch die gekoppelten Gesamtsimulationen beeinflussen. Eine Reihe von subgrid-skaligen Prozessen der Komponenten Kryophäre, Atmosphäre, Ozean und Landsysteme wird nicht explizit aufgelöst werden (können). Dieses Projekt fokussiert dabei auf den Ozean: die Wichtigkeit der hochauflösenden Darstellung von Randströmen, Konvektionsgebieten und mesoskaligen Wirbelregionen; den Einfluss der Auflösung auf das relative Timing und die Bedeutung von Tiefenwasserbildungsprozesen in den nördlichen und südlichen Quellregionen; die Stabilität der Umwälzbewegung in verschiedenen Ozeanmodellen. Das hier beantragte Projekt unterstützt das WP 1.2 des PalMod Antrags in Bezug auf Tasks 2 und 3: Die Abhängigkeit der Simulation vom verwendeten Ozeanmodell wird getestet und der Effekt nicht aufgelöster Skalen auf die Stabilität der globalen Umwälzbewegung untersucht. Zeitscheibenexperimente werden durchgeführt. Das Ozeanmodell im Kieler Klimamodell (KCM) wird dazu sukzessive verfeinert, liefert somit eine Hierarchie von globalen erhöhten und regional verfeinerten Modellauflösungen. Sensitivitätsläufe zur Reaktion auf Frischwasserstörungen. Der systematische Vergleich des Kieler Klimamodells (KCM) mit dem ECHAM6-FESOM vom AWI und dem MPI-ESM unter vorgegebenen Landeis-Konfigurationen ermöglicht es, den Einfluss der Ozeanmodell-Formulierung zu untersuchen. Alle Konfigurationen werden das ECHAM6 Atmosphärenmodell, Landeisschilde und gleiche Anfangswert-und Randbedingungen verwenden, sich aber in den Ozean-Codes unterscheiden.

Schritte zu einem nachhaltigen Weinbau: verbesserte Produktivität und Toleranz gegenüber abiotischem und biotischem Stress durch Kombination von resistenten Sorten und nützlichen Mikroorganismen

Das Projekt "Schritte zu einem nachhaltigen Weinbau: verbesserte Produktivität und Toleranz gegenüber abiotischem und biotischem Stress durch Kombination von resistenten Sorten und nützlichen Mikroorganismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI), Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof durchgeführt. Der Klimawandel wird die biotische und abiotische Reaktionsfähigkeit der Pflanze fordern. VitiSmart will die Resilienz der Rebe gegenüber biotischem und abiotischem Stress durch widerstandsfähigere Sorten und vorteilhafte Mikroorganismen nachhaltig verbessern. Das Projekt umfasst drei Hauptthemen: 1) Die nachhaltige Steigerung landwirtschaftlicher Qualität, Produktivität und Einkommen; 2) die Anpassung und Stärkung der Widerstandsfähigkeit der Rebe an den Klimawandel; und 3) die Reduzierung chemischer Umwelteinträge aufgrund biologischer Schutzverfahren bei gleichbleibender Produktqualität. VitiSmart zielt auf ein flexibles Weinbau-System, das in der Lage ist, sich schnell von biotischem und abiotischem Stress zu erholen. Dies wird durch die Kombination von widerstandsfähigen Sorten mit mikrobiellen Nützlingen erreicht, die eine natürliche-Kreuztoleranz schaffen und gleichzeitig stabile Erträge ermöglichen. Das Teilprojekt des JKI in Siebeldingen trägt durch seinen Schwerpunkt im Arbeitspaket 2 des Projektes gemeinsam mit den Partnern zu den Zielen von VitiSmart mit der Ausarbeitung von präventiven Strategien zur Bekämpfung des Klimawandels im Weinbau bei. Dazu sollen ausgewählte Rebsorten, Zuchtstämme und genetische Ressourcen mittels Hyperspektralanalyse zerstörungsfrei (und Referenzbonitur) hinsichtlich ihrer Resistenzantwort gegenüber biotischem und abiotischem Stress untersucht bzw. Merkmale kartiert werden. Die folgenden Teilaspekte werden am JKI bearbeitet: - Untersuchung von Pflanzen mit unterschiedlichen Genorten für Resistenz gegenüber Echtem und Falschem Mehltau - Markerentwicklung durch genetische Kartierung der Beerenhautbereifung/-wachsauflage und der Beerenhautfestigkeit als Parameter der Botrytis-Widerstandsfähigkeit von Rebsorten - Bestimmung der Hitzetoleranz von Weinbeeren unterschiedlicher Rebsorten.

Geofaces: Charakterisierung geothermischer Ressourcen unter Berücksichtigung von Grenz- und Trennflächen in NW-Deutschland - Systematische Untersuchung von Fluidwegsamkeiten im Bereich von Trennflächen in Süd-Deutschland

Das Projekt "Geofaces: Charakterisierung geothermischer Ressourcen unter Berücksichtigung von Grenz- und Trennflächen in NW-Deutschland - Systematische Untersuchung von Fluidwegsamkeiten im Bereich von Trennflächen in Süd-Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Geothermie und Reservoir-Technologie durchgeführt. Im beantragten Projekt sollen neue geowissenschaftliche Untersuchungen und Herangehensweisen vorgenommen und getestet werden, um Informationen über die Wasserführung im Bereich von Trennflächen zu erhalten, unter Einbeziehung des lokalen Stressfeldes und von Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen. Vorgesehen sind: thermisch-hydraulisch-geomechanisch gekoppelte 3D-Modellierungen sowie geochemische Alterationsversuche unter Reservoirbedingungen an Trennflächen von typischen Reservoirgesteinen mit anschließender Implementierung der Ergebnisse in geochemische Modellierungen, die die Kinetik dieser Prozesse beschreiben. Am KIT sind folgende Arbeitspakete vorgesehen: AP 1 Hydraulisch-geomechanisch gekoppelte 3D-Modellierung AP 2 Spezialauswertung hydraulischer Testdaten AP 3 Untersuchung von Fluidwegsamkeiten im Bereich von Trennflächen AP 4 Detaillierte geochemische Alterationsuntersuchungen AP 5 Geochemische Modellierung von Alterationsvorgängen AP 6 Zuarbeiten zu GeotIS, Zuarbeit zum interaktiven Informationsportal.

Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis

Das Projekt "Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für terrestrische und Aquatische Wildtierforschung durchgeführt. Das Umweltbundesamt (UBA) ist die genehmigende Behörde für alle Tätigkeiten in der Antarktis. Um seismische Messverfahren, bei denen mit Airguns regelmässig hohe Schallenergien hervorrufen, beurteilen zu können, sind weitere Kenntnisse notwendig. Das vorliegende Forschungsvorhaben hat zum Ziel die im Vorgängerprojekt Kriterien und Entwicklung eines Modells zur Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung im Einsatz von Luftpulsern (Aiguns) (UBA FKZ 3711 19 121) entwickelten, bzw. angewandten Maskierungsmodelle zu validieren und weiterzuentwickeln. Hierfür soll geprüft werden, welche neueren Daten zur Schallausbreitung in der Antarktis zur Verfügung stehen und wie das Hintergrundrauschen sich bei unterschiedlichen Schallsituationen verhält. Mittels einer Sensitivitätsanalyse sollen unterschiedliche Einflussfaktoren bei der Maskierung überprüft werden. Ob und in welchem Maße eine Maskierung akustischer Signale sich signifikant auf das Verhalten von Tieren auswirkt, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, die soweit wie möglich überprüft werden sollen. Zudem werden an Blauwalen in isländischen Gewässern Daten zum Hintergrundschall und Effekten von Maskierung auf die Wale aufgenommen werden. Insgesamt soll das Projekt weitere Daten zur Bewertung der schädigenden Auswirkungen durch maskierenden anthropogenen Unterwasserschall liefern.

Teilvorhaben 'Charakterisierung geothermischer Ressourcen unter Berücksichtigung von Grenz- und Trennflächen in NW-Deutschland'

Das Projekt "Teilvorhaben 'Charakterisierung geothermischer Ressourcen unter Berücksichtigung von Grenz- und Trennflächen in NW-Deutschland'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist die Sammlung und Aufbereitung von geologischen, geophysikalischen und hydraulischen Daten, welche bei der Planung von Projekten zur direkten Nutzung geothermischer Wärme relevant sind, um sie im Geothermischen Informationssystem GeotIS darzustellen. Dafür werden nicht nur die bisher im GeotIS vorgestellten Reservoire genauer charakterisiert, sondern auch Formationen untersucht, die bei mittleren bis niedrigen Temperaturen zur Wärmegewinnung nutzbar sind, wie z.B. der Bentheimer Sandstein im Emsland. Zu den ebenfalls nur lokal geothermisch nutzbaren Horizonten gehört auch der Untere Buntsandstein, der am Rand des Norddeutschen Beckens bessere hydraulische Eigenschaften aufweist als im Beckenzentrum. Für diese und weitere Horizonte sollen in ausgewählten Gebieten 3D-Modelle zum strukturellen Aufbau, sowie eine Abschätzung der zu erwartenden Gebirgsdurchlässigkeit erstellt werden. Grenz- und Trennflächen können ebenfalls von Bedeutung für die Entstehung günstiger Reservoireigenschaften sein. Daher sollen Klüfte, Störungen und Erosionsdiskordanzen bei der Untersuchung geothermischer Ressourcen besonders berücksichtigt werden. Da nicht jede Grenz- oder Trennfläche eine Erhöhung der Permeabilität bedingt, stellen entsprechende Modelluntersuchungen ein wichtiges Werkzeug zur Beurteilung geothermischer Potentiale dar. Alle neuen Daten zur Struktur und zum Nutzungspotential des tiefen Untergrunds werden in geeigneter Weise in GeotIS dargestellt. Außerdem soll ein interaktives E-Learning-Portal aufgebaut werden, das über wissenschaftlich-technische Zusammenhänge und Nutzungsoptionen der Geothermie in Deutschland informiert. Die Fortsetzung der Arbeiten im Rahmen des Geothermal Implementing Agreement (GIA) der IEA ist ebenfalls geplant. 3D-Modellierung geologischer Strukturen Zusammenstellung hydraulischer Daten Modellierung von hydraulisch-geochemischen Prozessen im Porenraum Aktualisierung und Ausbau von GeotIS Interaktives E-Learning-Portal IEA-GIA.

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