Obwohl bisher schon viele Fortschritte im allgemeinen Verständnis von Mischungs- und Strahlungsprozessen in Stratocumulus (Sc) gemacht wurden, verursachen wolkenbedingte Rückkopplungseffekte von Sc Wolken erhebliche Unsicherheiten in Klimaprojektionen. Diese Probleme werden teilweise verursacht durch eine unrealistische Beschreibung der feinskaligen Mischungsprozesse, die hauptsächlich am Oberrand der Wolken stattfinden. Die Strahlungs-Abkühlung am Wolkenoberrand ist eng mit dynamischen und turbulenten Wolkenprozessen verbunden. Abkühlung am Oberrand der Wolken verursacht ein Absinken. Diese Vertikalbewegungen bedingen Turbulenz wodurch trockene und warme Umgebungsluft in die Wolke eingemischt wird, wodurch sich die damit verbundene Verdunstungsabkühlung erhöht. Zur Untersuchung dieser Vorgänge schlagen wir folgende wesentlichen Projektziele vor: (a) die Verbesserung des Verständnisses der feinskaligen Struktur der Einmischungsinversionszwischenschicht (entrainment interface layer, EIL), (b) die Quantifizierung des Einflusses der EIL auf die Einmischung trockener und warmer Umgebungsluft in Sc Wolken, (c) die Bewertung der Rolle von Strahlungserwärmungs- und Abkühlungsraten bei Einmischungsprozessen in Sc Wolken. Um diese Ziele erreichen zu können, werden Beobachtungen vorgeschlagen mit den zwei kombinierten, hubschraubergetragenen Messsystemen ACTOS (Airborne Cloud Turbulence Observation System) und SMART--HELIOS (Spectral Modular Airborne Radiation measurement sysTem). Die Messungen finden auf den Azoren statt. Beide Messsysteme werden durch einen langsamfliegenden Hubschrauber getragen. Das kombinierte Messsysteme-Paket ermöglicht in-situ Messungen von dynamischen, thermodynamischen, Wolken-mikrophysikalischen, und Strahlungsparametern mit hoher örtlicher Auflösung (überwiegend im cm-Bereich). Kein anderes Messsystem weltweit erreicht diese hohe Auflösung, die allerdings unabdingbar ist für die Erreichung der Projektziele ist. Dies trifft insbesondere auf die Vermessung der Vorgänge in der EIL zu, welche meist eine vertikale Dicke von nur 10 m aufweist.
Das Vorhaben umfasst die Zusammenführung und Bereitstellung von Fachinformationen zu Waldmoor-Standorten, die Erarbeitung von Optimalvarianten der Moorrevitalisierung für verschiedene Kategorien sich überlagernder Schutzfunktionen in Mooren bzw. deren Einzugsgebieten (Steckbriefe insbesondere Planungs- und Genehmigungsprozess), die Etablierung eines vegetationsökologischen Monitorings sowie die Bewertung der erzielbaren Ökosystemdienstleistungen durch Moorrevitalisierung. Als Bewertungsansatz insbesondere für Treibhausgase wird der für Tieflandsmoore existierende GEST-Ansatz für Wald-Moorstandorte in Mittelgebirgsregionen angepasst. Das zusammengeführte Moorwissen wird in 10 Moorkörpern im Landeswald der Modellregion Westerzgebirge umgesetzt. Das heißt, es werden hier konkrete Maßnahmen zur Moorrevitalisierung geplant, umgesetzt und dokumentiert. Dieser ganzheitliche Ansatz wird als Beispiel zur Übertragung auf andere Waldeigentumsarten oder andere Mittelgebirgsregionen in Deutschland bzw. Mitteleuropa entwickelt (Modellvorhaben). Teilvorhaben II: - Mitwirkung bei der Erstellung der Leistungsbeschreibungen für die Revitalisierungsvorhaben, Erstellung und fachliche Prüfung von konkreten Maßnahmenplanungen sowie die Erstellung von Gutachten bei schwierigen hydrologischen Fragestellungen insbesondere von Revitalisierungsobjekten in Trinkwassereinzugsgebieten. - Bewertung des Einflusses von Revitalisierungsmaßnahmen auf Ökosystemdienstleistungen (Treibhausgasrückhalt, den Rückhalt von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) und der Einfluss auf die Wasserqualität allgemein, den Rückhalt von Oberflächenabfluss und der Einfluss auf den Wasserhaushalt allgemein, die Verdunstungskühlung, die Biodiversität, die Erholung und weitere) - Ökologische Baubegleitung der Revitalisierungsmaßnahmen.
Im Verbundvorhaben 'Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden (SOMAK)' sollen die Flexibilisierungspotentiale von DEC-Klimaanlagen vergrößert werden (Dessicant and Evaporative Cooling = trocknende und verdunstende Kühlung und ermöglicht im Sommer die Entfeuchtung und Kühlung der Luft, ohne dass dazu eine Kältemaschine benötigt wird). Im Speziellen wird eine magnetokalorische Wärme- und Kälteanlage (MKK) konstruiert und untersucht bei Nutzung eines 'Hardware in the Loop' Versuchsstandes. In einem zweiten Schritt werden numerische Modelle zur MKK-Einheit entwickelt und deren Verhalten in einer komplexen Gebäudesimulation energetisch bewertet. Den dritten wesentlichen Schwerpunkt stellt die Erstellung von Planungsmitteln für derartige neue Systeme dar. Die Analysen werden dabei in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern durchgeführt, um eine sehr hohe Praxisnähe zu gewährleisten. Es werden zunächst Voruntersuchungen an einem Demonstrator durchgeführt, um geeignete grundlegende Parameter für die Werkstoffe sowie für die Konstruktion der MKK-Einheit zu bestimmen. Daraufhin folgt die ausführliche messtechnische Analyse des Demonstrators und dessen Einbindung in eine DEC-Klimaanlage. Ausführlich sollen numerische Analysen über die Kühlperiode von Gebäuden durchgeführt werden. Die hierbei gewonnen Ergebnisse sollen in Hinblick auf die eingesetzte Endenergie und die Wärmephysiologie im Raum bewertet werden. Im letzten Arbeitspaket steht die Ergebnissaufbereitung für die Praxis im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegen die Schwerpunkte der INNIUS GTD GmbH in der numerischen Simulation des Gesamtsystems als Hilfsmittel, der Umsetzung der energetischen Analyse im Hinblick auf ein BIM-Konzept und der planerischen Beteiligung an der Konstruktion / Inbetriebnahme des HIL-Versuchsstandes.
Thermisch angetriebene Absorptionskälteanlagen werden zur effizienten dezentralen Kraft-Wärme-Kältekopplung sowie zur solaren Kühlung eingesetzt. Die AKM sind überwiegend heizwasserbeheizt, erzeugen Kaltwasser und werden mit Kühlwasser rückgekühlt. Zur Rückkühlung werden überwiegend Verdunstungskühler verwendet, deren Einsatz jedoch im kleinen und mittleren Leistungsbereich aufgrund neuer Hygienerichtlinien und geplanter gesetzlicher Verordnungen zunehmend erschwert wird. Verdunstungskühler können durch trockene Rückkühler ersetzt werden, damit steigen jedoch die Rückkühltemperaturen und die Effizienz der Kälteerzeugung sinkt. bzw. die Betriebsgrenzen werden stark eingeschränkt. Eine direkte Rückkühlung des kältetechnischen Prozesses entschärft die letztgenannte Problematik. Wasser-Lithiumbromid-AKM mit direkt luftgekühltem Absorber und Kondensator sind jedoch nicht am Markt verfügbar. Mit dem Verbundvorhaben soll die Technologie und Gestaltung direkt luftgekühlte 'AKM' weiterentwickelt werden. Eine bedarfsgerechte adiabate Luftvorkühlung zum Betrieb der AKM mit KWKK- typischen Antriebstemperaturen sowie zur Minimierung des Strom- und Wasserverbrauchssoll unter Einhaltung der Hygienerichtlinien in der Kälteanlage integriert werden. Weiterhin sollen asymmetrische Plattenwärmeübertrager hinsichtlich einer Verbesserung der Anlagenkompaktheit und Reduzierung der Anlagenkosten verwendet werden und eine Betriebsweise 'Freie Kühlung' möglich sein. EAW ist schwerpunktmäßig an den Arbeitspaketen (AP) 3, 5, 6, und 9 beteiligt.