Das Projekt "Co-estimation of the Earth main magnetic field and the ionospheric variation field" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Mathematik durchgeführt. The aim of this project is to co-estimate models of the core and ionosphere magnetic fields, with the longer-term view of building a 'comprehensive' model of the Earths magnetic field. In this first step we would like to take advantage of the progresses made in the understanding of the ionosphere by global M-I-T modelling to better separate the core and ionospheric signals in satellite data. The magnetic signal generated in the ionosphere is particularly difficult to handle because satellite data provide only information on a very narrow local time window at a time. To get around this difficulty, we would like to apply a technique derived from assimilation methods and that has been already successfully applied in outer-core flow studies. The technique relies on a theoretical model of the ionosphere such as the Upper Atmosphere Model (UAM), where statistics on the deviations from a simple background model are estimated. The derived statistics provided in a covariance matrix format can then be use directly in the magnetic data inversion process to obtain the expected core and ionospheric models. We plan to apply the technique on the German CHAMP satellite data selected for magnetically quiet times. As an output we should obtain a model of the ionospheric magnetic variation field tailored for the selected data and a core-lithosphere field model where possible leakage from ionospheric signals are avoided or at least reduced. The technique can in theory be easily extended to handle the large-scale field generated in the magnetosphere.
Das Projekt "Mt. Cameroon - REDD+ Feasibility Study" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GFA Envest GmbH durchgeführt. The aim of the study was to assess the feasibility a REDD+ project aiming at a reduction / avoidance of the currently ongoing deforestation in the Mt. Cameroon area. The ecologically valuable region is under serious threat of deforestation, caused by local villagers through the establishment of cash crops, mainly for cocoa-plantations. Deforestation shall be avoided by the development and implementation of a REDD+ project. This project shall be inherently conected to the newly established Mt. Cameroon National Park. The REDD+ project shall finance both the administration of the National Park as well as compensation measures in the surrounding villages. This compensation measures shall not only ensure the interest of local population in the participation in the REDD+ project, it shall also cover the REDD+ projects need for leakage management activities ensuring that the project impact (in terms of carbon conservation) is not compensated by deforestation activities outside the park area. This shall ensure the REDD+ projects overall success. The study evaluated the threat of permanent deforestation in the Mt. Cameroon region, identified drivers of deforesation, screened appropriate mitigation strategies and developed a baseline scenario. In May 2009, GFA ENVEST visited the project site, investigated the legal project structure and discussed project setup with the Ministry of Forestry and Wildlife and the Ministry for Environment and Nature Protection. As the national park was established in spring 2010, the REDD+ project development is envisaged to start in autumn 2010. Services provided: GFA ENVEST provides the following services: Assessment of carbon stocks of intact forests for the main forest strata; Assessment of carbon stocks of degraded forests sites (i.e. cocoa plantations) for the main forest strata; Evaluation of forest protection measures and related abatement costs; Assessment of leakage management and leakage monitoring options and related costs; Design of a monitoring system based on remote sensing. This system shall allow for the verification of the overall success of forest protection measures. Calculation of the projects emission reductions under the Voluntary Carbon Standard (VCS) considering VCS security buffer approach for non-permanence; Assessment of carbon revenues and the overall financial feasibility of REDD+ measures; Evaluation of carbon rights ownership and an appropriate REDD+ project structure managing carbon funds and project costs.
Das Projekt "Attraktiver und nachhaltiger Schienenverkehr in Deutschland: Wie die Verlagerung auf die Schiene im Personen- und Güterverkehr gelingen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ramboll Deutschland GmbH durchgeführt. Eine stärkere Nutzung der Bahn ist zentral für die erforderliche Verkehrswende. Das Vorhaben soll folgende vier Aspekte untersuchen: 1. Ländervergleich: Was macht die Verkehrspolitik in Sachen Schiene in anderen Ländern besser? In einem internationalen Vergleich (z.B. A/CH/SWE/GB/F/I) soll analysiert werden, wie es andere Länder erreicht haben durch eine Attraktivierung der Bahn mehr Kunden (SPFV+SGV) zu gewinnen. 2. Vertiefte verkehrspolitische Analysen: Sind die umwelt- und verkehrspolitischen Ziele für die Schiene erreicht oder benötigt es veränderte politische Rahmensetzungen, z.B. durch eine zweite Bahnreform? Inwieweit unterstützen die Ziele der Bahnreform die Ziele einer aus Umweltsicht wünschenswerten Bahnpolitik? Mögliche Forschungsfragen: Inwieweit kann eine erfolgreich umgesetzte Bahnreform zu einer höheren Nachfrage im SPFV / SGV führen? Wenn ja, über welche Dimensionen wettbewerblicher Bahnpolitik kann diese Nachfrage stimuliert werden (z.B. niedrigere Preise/Weiterentwicklung der TP/höhere Angebotsqualität)? Kann eine erfolgreich umgesetzte Bahnreform die erwünschte höhere Nachfrage im SPFV / SGV ökonomisch effizienter realisieren als dies über andere Maßnahmen (z.B. höhere Investitionen ohne begleitende wettbewerbliche Instrumente) geschehen kann? 3. Nutzungsanforderungen im SPFV: Für eine größere Verlagerung muss sich das Angebot stärker an den Interessen und Bedürfnissen der Nutzer*innen orientieren. Hierzu ist eine tiefere empirische Analyse zu den diesbezüglichen Qualitätsanforderungen notwendig 4. System Güterbahn stärken: Welche Chancen und Hemmnisse gibt es, die eine stärkere Marktdurchdringung der Güterbahnen auf den Verkehrsmärkten ermöglichen bzw. verhindern? Analyse des Bahnsystems zur Formulierung passgenauer Handlungsempfehlungen: Wie können Betriebsabläufe optimiert werden? Wie durchlässig ist die Branche für Innovationen? Wie und zu welchen Kosten und unter welchen Rahmenbedingungen können Güterbahnen wettbewerbsfähiger werden?
Das Projekt "Leben und Umwelt des vor- und fruehgeschichtlichen Menschen in Nordwuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Botanik und Botanischer Garten, Fachgebiet Allgemeine Botanik durchgeführt. Archaeologische Ausgrabungen liefern ein nur unvollkommenes, oft einseitiges Bild vorgeschichtlicher Kulturen. Palaeobotanische Untersuchungsmethoden, zusammen mit physikalischen Altersbestimmungen, ermoeglichen ganz wesentliche, neue Aussagen. Ab der Jungsteinzeit lassen sich die Entwicklung des Ackerbaus, die Viehhaltung und die unterschiedliche Waldnutzung nachweisen. Hierbei sollen die Unterschiede zwischen den einzelnen Kulturen (wie La-Tene-Zeit - Roemerzeit) und innerhalb dieser die Verschiedenheiten in den einzelnen Landschaften Nordwuerttembergs (wie Neckarland - Schwaebische Alb) geklaert werden. Die Altersdatierung ermoeglicht zusaetzlich, Beginn, Dauer und Entwicklung von Siedelphasen zu bestimmen. Damit koennen Ausbreitungswege bestimmter Kulturen rekonstruiert und Siedlungsunterbrechungen erfasst werden. So war es moeglich, einen im spaeten Mittelalter bei Sersheim abgegangenen, archaeologisch bisher nicht belegten Ort pollenanalytisch nachzuweisen. Ausserdem laesst sich die Veraenderung der Bodenqualitaet durch die menschliche Siedlungstaetigkeit feststellen. So zeigt sich eine Verhagerung bei Lauffen am Neckar ab dem spaeten Mittelalter erst nach mehreren Jahrhunderten Mittelwaldnutzung. Sedimentluecken koennen ausserdem Hinweise auf Gewaessernutzung geben.
Das Projekt "Besiedlung von Totholz in Baechen des Mittelgebirges und des Tieflandes Nordrhein-Westfalens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Institut für Ökologie, Abteilung Hydrobiologie durchgeführt. In Abschnitten naturnaher Mittelgebirgs- und Tieflandbaeche in der Eifel und im Muensterland wird z.Zt. saemtliches im Gewaesserbett vorhandene Totholz kartiert. Um in den naechsten Jahren Abbau, Neuanfall und Verlagerung von Totholz bestimmen zu koennen, werden alle Totholzstuecke markiert. Auf diese Art soll Totholzeintrag und -stabilitaet in naturnahen Baechen untersucht werden. Mit Hilfe von Benthosaufsammlungen, Emergenzfaengen und Darminhaltsanalysen wird die Besiedlung aquatischen Totholzes mit xylophagen Arthropoden untersucht. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf Quellbaechen im Mittelgebirgsbereich und auf naturnahen Tieflandbaechen. Aufbauend auf den geschilderten Untersuchungen werden Arbeiten zur Oekologie ausgewaehlter totholzbewohnender Insektenarten (Trichoptera, Coleoptera, Diptera: Limoniidae und Chironomidae) durchgefuehrt. Schwerpunkte sind die Ernaehrungsgewohnheiten der Larven, das Ausbreitungsverhalten der Larven und der Imagines sowie die Eiablage.
Das Projekt "Submarine Groundwater-Fluxes and Transport-Processes from Methane Rich Coastal Sedimentary Environments (Sub-GATE) - Task 8: Groundwater flow modelling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. The goal of the project is to establish a 2D and a 3D groundwater flow model at the transition of subterranean-submarine hydrological regime of proposed seepage systems. To achieve this the enhancement of the numerical formulation and solution procedure of the sharp interface modeling approach for multilayered aquifer systems is necessary. These enhancements include an improved choice of the dependent variables to yield a more robust conservative numerical approximation, less restrictive vertical leakage calculation, rigorous treatment of well conditions, full Newton-Raphson treatment of nonlinearities, and the use of an efficient solver technique (UG, see BASTIAN, 1993). The approach is based on the multiphase flow, transport and energy model (MUFTE, see HELMIG et al., 1994). The necessary steps are: 1. Simulating the submarine groundwater discharge at the outflow of a vent and a seep area by a two dimensional flow and transport model (MUFTE UG). Different characteristic hydrological and submarine flow regimes of the examined area will be studied with the purpose to predict the order of magnitude of water and (non-reactive) mass fluxes at the vent and seep sites. By adjusting the model in order to approximate the representative hydraulic and chemical parameters, the main mechanisms which are controlling the submarine groundwater discharge will be analyzed. 2. Based on these studies of the subterranean-submarine flow regime a numerical model will be established and calibrated for the prediction of the water and mass fluxes in different subdomaines of the area of interest.
Das Projekt "Effective approaches and solution techniques for conditioning, robust design and control in the subsurface" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Wissenschaftliches Rechnen durchgeführt. When predicting processes in the subsurface, the need for uncertainty quantification and risk assessment is evident. Yet, this is merely the first within a full spectrum of tasks in stochastic modelling, which includes calibration, robust design, optimal monitoring and predictive control. Monte-Carlo simulation is the most simple and universally applicable option for stochastic modelling, but its computational costs become strictly prohibitive when joining it with the above follow-up tasks. Polynomial chaos expansions (PCE) are computationally much more efficient, and receive a quickly increasing attention. However, only little work has been done to make PCE available to the full spectrum of tasks. The proposed work will make PCE accessible for the full spectrum of tasks named above. We will develop a new, integrative and efficient framework, where all involved quantities will be treated via an overall functional approximation that represents the systems behaviour within the entire range of un-certain parameters, design or control variables. Thus, the strongly increased computational costs of follow-up tasks will be drastically mitigated. We will further reduce storage requirements and improve computational efficiency via data-sparse and low-rank tensor representations throughout all tasks. The drastic gain in computational efficiency will finally allow tackling advanced follow-up tasks for full-scale, complex and real-world problems, even under uncertainty. We will demonstrate this by application to CO2 injection into the deep subsurface. Site characterization and selection, design and control of injection strategies under uncertainty, as well as optimal monitoring of CO2 leakage to the surface will be performed within the new framework, leading to better assessment, management and reduction of the involved risks.
Das Projekt "Modellierung der Mehrphasen-Mehrkomponenten-Prozesse bei der Sequestrierung von CO2 im Untergrund: CO2 Speicherung unter dem Meeresboden: Auswirkungen auf marine Ökosysteme (ECO2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. The project ECO2 (Sub-seabed CO2 storage: Impact on Marine Ecosystems) is carried out by a consortium of 24 research institutes, one independent foundation, and two commercial entities from nine European countries. The project is coordinated by IFM-Geomar in Kiel. For details regarding the ECO2 consortium and the organization of the project, we refer to the website www.eco2-project.eu. The overall aims of ECO2 are to evaluate the likelihood, ecological impact, economic and legal consequences of leakage from sub-seabed CO2 storage sites. The contribution of LH2 to this project occurs within the Workpackage 1 (Caprock integrity) as well as within the Cross Cutting Theme 2 (Numerical modelling). Within Workpackage 1, it is one of the aims to provide a catalogue of possible leakage scenarios and their likelihood of occurence. This will be done for selected sites like Snoehvit or Sleipner. The modelling includes static modelling and dynamic modelling. The latter will be done by LH2 based on numerical modelling concepts developed in-house and implemented into the simulator Dumux. Cross Cutting Theme 2 (Numerical modelling) has the major aim to develop interfaces between the different kinds of numerical models which are applied in the different work packages for specific tasks.
Das Projekt "Lysimeteruntersuchungen zum Verhalten von 14C-markierten Pflanzenschutzmitteln im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliche Lehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft, Weinbau und Gartenbau durchgeführt. In praxisgerechten Freiland-Lysimetern, die den Einsatz 14C-markierter Wirkstoffe erlauben, sind in den letzten Jahren verschiedene Herbizide, Fungizide und Insektizide auf ihren Abbau und ihre Verlagbarkeit mit dem Sickerwasser untersucht worden. Die bisher erzielten Ergebnisse koennen dahingehend zusammengefasst werden, dass der ueberwiegende Anteil neu entwickelter Stoffe rasch im Boden abgebaut wird und nicht oder nur vereinzelt in Spuren im Sickerwasser zu finden ist.
Das Projekt "Laboruntersuchungen zum Verhalten von 14C-markierten Pflanzenschutzmitteln im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliche Lehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft, Weinbau und Gartenbau durchgeführt. In Saeulenversuchen, Abbauversuchen unter konstanten und variierenden Klimabedingungen und Batchversuchen zur Bindungsfaehigkeit werden in Hinblick auf die mathematische Simulation des Stoffverhaltens Daten erarbeitet. Forschungsziel ist es dabei, solche Laborversuche im Hinblick auf ihre Eignung zur Verwendung in Simulationsmodellen zu ueberpruefen und zu optimieren.
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