Das Projekt "BBS: Developing methods to simulate biome boundary shifts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Frame: The project is part of the GLP (Global land project) fast track action (http://bbs2008.wikidot.com) Decreasing uncertainty in predicting biome boundary shifts which aims at improving the simulation of biome boundary shifts at large spatial scales, working group Migration . The long-term goal is to improve existing vegetation models or to develop new models that are reliable and robust and can be included in Earth System models for studying biosphere-atmosphere feedbacks. Rationale: Because of the nature of terrestrial plant population and community dynamics and dispersal, and the pace of climate change, predicting the future distribution of plant species is challenging. Many coupled GCM's assume simply that the boundaries between major terrestrial biomes are either static, or adjusted non-mechanistically to follow the change of climate without time lags. In some DGVM's, a non-mechanistic treatment of biome boundaries is employed with assumed delays. Recent model simulations with both explicit seed dispersal and population and community dynamics suggest that range shifts of forest biomes will be both complex and extremely delayed (several millennia delay for centennial warming). Research topics: the effect of plant population processes and dispersal on migration, the effect of spatial heterogeneity (e.g. fragmentation or barriers) on dispersal and migration, methods to incorporate these effects into large scale models like such as DGVM's, the lags due to species migration and their effects on feedbacks to the earth system. Methods: Starting from the forest landscape model TreeMig which describes tree species migration by explicitly simulating seed dispersal on a grid of 1km wide cells, we develop numerical approaches to describe migration across heterogenous grid cells. These approaches are either aggregated models of within-cell migration speed, e.g. derived from meta-modelling, or simulating spread in a subset of smaller cells within each grid cell and then extrapolating to the larger cell. We test our methods with simulations on south-north transects in Siberia and assess the effect of species migration on the feedbacks to the earth system.
Das Projekt "Abklaerung des moeglichen Belastungspotentials bei der Schadstoffausbreitung von Altlasten in Abhaengigkeit von der hydrogeologischen Situation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Meyer durchgeführt. Forschung im Fachgebiet der Hydrogeologie, fuer eine praktische Problemloesung mit dem Ziel, das Gefaehrdungspotential verfuellter und rekultivierter Deponien (sog Verdachtsflaechen) in Bezug auf moegliche Ausbreitungspfade, potentielle Schadstoffbelastung, in Abhaengigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit abzuschaetzen.
Das Projekt "Entwicklung und Validierung eines effizienten Modellierungskonzeptes für die Wasserstoffverbrennung mit hohem Luftüberschuss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Thermodynamik durchgeführt. Ziel ist die Ausbildung einer Doktorandin / eines Doktoranden auf dem Gebiet der Containmentsicherheit und Verbrennungsmodellierung im Rahmen des KEK Programms. Bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken kann es zur Freisetzung großer Mengen Wasserstoff kommen. Aufgrund der weiten Zünd- und Explosionsgrenzen von Wasserstoff- Luft Gemischen ist die Bildung von zündfähigen Gemischwolken höchst wahrscheinlich. Die numerische Modellierung der Flammenausbreitung in solchen Szenarien ist insbesondere für magere Wasserstoff-Luft Gemische höchst anspruchsvoll und bisher für deterministische Sicherheitsanalysen nicht ausreichend fortgeschritten. Bestehende Ansätze unterschätzen die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Verbrennung und damit die entstehenden Drucklasten systematisch. Instabilitätsmechanismen der Flammenfront erschweren die Modellierung. Daher soll im Rahmen dieses Vorhabens eine Modellierungsstrategie erarbeitet und in ANSYS-CFX implementiert werden. Neben einer umfassenden Literaturrecherche werden Validierungsversuche durchgeführt, die durch hoch zeitaufgelöste optische Messtechniken eine Charakterisierung von Flammenfronten erlauben. Numerische Arbeiten: Nach einer umfassenden Literaturrecherche zu bestehenden Modellierungsansätzen und Brenngesetzen erfolgt eine Evaluierung der Ergebnisse. Geeignete Ansätze werden in ANSYS-CFX implementiert und mit GraVent-Versuchsanlage gewonnen Validierungsdaten verglichen. Abschließend wird die Gittersensitivität der Modellierung überprüft. Experimentelle Arbeiten: Um für die numerische Modellierung von magerer Wasserstoffverbrennung Validierungsdaten zu generieren, sollen Versuche an der GraVent-Versuchsanlage des Antragsstellers durchgeführt werden. Hierfür wird zunächst die optische Zugänglichkeit der Anlage verbessert, sodass OH PLIF Messungen in variablen Ebenen der Kanalquerrichtung erfolgen können. Diese Messungen bieten Einblick in die Dynamik von Flammenfronten in mageren Wasserstoff-Luft Gemischen.
Das Projekt "Analyse der Schwimmleistung und des Schwimmverhaltens relevanter Zielfischarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Um die Durchgängigkeit in den Bundeswasserstraßen für Fische zu gewährleisten, ist eine genaue Kenntnis über die Schwimmleistungen der vorkommender Fischarten und der unterschiedlichen Altersklassen notwendig. Die Schwimmleistungen sind zum einen durch Schwimmgeschwindigkeiten als auch die Ausdauer der Fische charakterisiert. Diese Werte stellen physiologische Grenzwerte dar, welche die spezifischen Fische maximal leisten können. Solche Daten sind bei der Planung, aber auch bei der Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen von enormer Bedeutung, um die Durchgängigkeit der Anlage abzuschätzen. Im Unterwasser von Querbauwerken als auch in Fischaufstiegsanlagen treten im Vergleich zu frei fließenden Strecken veränderte hydraulische Parameter auf, z.B. erhöhte Turbulenz, was die Schwimmleistung beeinflusst. Daher soll der Einfluss der Turbulenz auf die Schwimmleistung und das Schwimmverhalten der Fische untersucht werden. Einige Fischarten zeigen bei der Wanderung in Flüssen ein Schwarmverhalten. Es wird bislang vermutet, dass Fischschwärme andere geometrische und hydraulische Rahmenbedingungen für das Durchschwimmen von Fischaufstiegsanlagen benötigen als einzeln schwimmende Fische. Dafür sollen zunächst das Schwarmverhalten von einheimischen Fischarten in Fließgewässern charakterisiert werden. Des Weiteren soll geklärt werden, inwieweit sich das Schwimmen in Schwärmen auf die Nutzung von Fischaufstiegsanlagen auswirkt.
Das Projekt "Theoretische und numerische Untersuchungen zur Blasendynamik in Wasservorlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Aerodynamik und Strömungslehre durchgeführt. Die komplementären experimentellen und theoretisch/numerischen Untersuchungen zur durch die Lufteinspeisung in die Wasservorlage eines Sicherheitscontainments stattgefundene Blasendynamik am Tauchrohr sowie durch die Freisetzung der aufsteigenden Blasen an der Oberfläche verursachte Bewegung des Wasservolumens stellt der Arbeitsinhalt des vorliegenden Projektantrages dar. Das übergeordnete Ziel der hier vorgeschlagenen Arbeiten ist dabei die Entwicklung eines auf der numerischen Lösung der Navier-Stokes'schen Gleichungen basierten CFD-Modells der Blasendynamik am Kondensationsrohr in der Kondensationskammer eines Siedewasserreaktors. - Auswertung der experimentellen Ergebnisse im Bereich der Volumenströme der einzuspeisenden Luft im Hinblick auf die Charakterisierung der Blasensäule und das Verständnis der Strömungs- und Transportvorgänge. -Analytische Arbeiten an der numerischen Kopplung der skalenübergreifenden Methode für die Erfassung der Zweiphasenströmung und des die turbulenten Wirbelstrukturen auflösenden Modells-Validierung der oben genannten Methodenkopplung anhand der Durchführung der Simulationen einiger generischer Fälle (Strömung um eine Taylor'sche Blase, als 'collapsing water column over an obstacle' bekannter Strömungsfall, einzeln aufsteigende Blasen in einer Kanalströmung) sowie die Simulationen der aktuellen Konfiguration - Theoretische Arbeiten: analytische Bestimmung der Form und Ausbreitungsgeschwindigkeit der Primärblase sowie des Blasenzerfalls.
Das Projekt "Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen - Erfassung mittels Höhengradienten (KLIMAGRAD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Fachgebiet für Ökoklimatologie durchgeführt. Im Botanischen Alpengarten am Schachen (Garmisch-Partenkirchen) soll ein phänologisches Beobachtungsprogramm als Basis für ein langfristiges Monitoring etabliert werden. Er ist dabei Teil eines Netzwerkes von Gärten, die die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf pflanzliche Lebensrhythmen in arktisch-alpinen Regionen untersuchen. In der kurzen Vegetationszeit wird das phänologische Verhalten zehn heimischer Arten beobachtet und ein neuer Beobachtungsschlüssel ausgearbeitet. Zusätzlich werden entlang von Höhengradienten phänologische Beobachtungen an Baumarten der montanen Stufe durchgeführt und in Abhängigkeit von Höhe und Standorteigenschaften analysiert. Somit soll jeweils die aktuelle und potentielle Lage der Baum- bzw. Waldgrenze bestimmt sowie deren potentiellen Wanderungsgeschwindigkeiten abgeschätzt werden. Dazu sollen anhand von eigenen Aufnahmen und entsprechenden Datenbanken höhenabhängige Veränderungen der Saatgutmenge und Keimfähigkeit untersucht werden. Durch den Vergleich der aus den Klimadaten gewonnenen Vegetationsperiode und den tatsächlich beobachteten Temperaturreaktionen soll ein zeitlicher Trend der Verschiebung von Wachstumszonen und Baumgrenze abgeleitet werden. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf potentiell gefährdete Arten, die aufgrund zu langsamer Reaktionsfähigkeit oder fehlender Rückzugsmöglichkeiten durch starke Temperaturerhöhung bedroht sind. Im einem weiteren Teilprojekt werden biogene und anthropogene Quellen von flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen (NMHCs) als wichtige, klimarelevante Ozonvorläufersubstanzen und deren Verbreitung unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen entlang der Höhengradienten untersucht. Die genaue Zusammensetzung dieser NMHCs liefert entscheidende Informationen über die Beiträge von Emissionen biogener und anthropogener Herkunft zur Produktion von Ozon, Aerosolen und anderer photochemisch gebildeter klimarelevanter Substanzen. Hierbei ist es wichtig die Entstehungs- und Transportmechanismen dieser Substanzen auch in meteorologisch und topographisch komplexen Systemen zu verstehen. Bisherige Untersuchungen waren v.a. auf Ballungszentren mit hohem Anteil anthropogener Emissionen bzw. Flugzeugmessungen in der freien Atmosphäre konzentriert Die Entwicklung der Mischungsverhältnisse unter dem Aspekt unterschiedlicher Höhenstufen und meteorologischer Bedingungen längs von Gradienten mit Höhendifferenzen von ca. 2000 m, ist weitgehend unbekannt. Hierbei sollen sowohl großräumige Transporte und troposphärische Hintergrundkonzentrationen auf der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) sowie lokale biogene und anthropogene Emissionsprozesse kombiniert untersucht werden. Die Kombination mit weiteren auf der UFS kontinuierlich gemessenen Spurengasen und Aerosolen ermöglicht eine Aufschlüsselung und Quantifizierung der Quellbeiträge und liefert wichtige Hinweise zur Diskriminierung von Luftmassen aus der atmosphärischen Grenzschicht bzw. der freien Troposphäre.
Das Projekt "Sub project: Development of a combined geochemical-geophysical approach for quantification of regional submarine gas hydrate inventories" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. The proposed project aims at developing a new approach to quantify the amount of gas hydrate (GH) in continental margin sediments by the complementary use of geochemical models and the implementation of the effective medium theory (EMT) for seismic modelling and inversion. Reflection seismics provides 2-D information on variations in P-wave interval velocities using migration velocity analysis (MVA), which will be inverted to determine in situ GH concentrations. In contrast, numerical models will provide reliable predictions of the formation potential of methane and GH when calibrated against geochemical data from ODP sites. Preliminary results show that the prediction of GH inventories by seismic methods is highly sensitive to the accurate determination of porosities. This may cause large uncertainties, which can be reduced by calibration against the numerical model. The basic strategy is to use the geochemical approach as constraint for basic parameterisations of the geophysical model in the vicinity of ODP sites. In turn, a well-calibrated geophysical model will then provide useful model inputs along seismic lines where no drilling data are available for geochemical modelling. This approach will yield solid information on regional variables (e.g. sediment thickness, heat flow, degradation constants), which can be used for empirical predictions of the GH inventory and distribution. In addition, selected key studies will be performed for high flux scenarios (e.g. mud volcanoes) to improve estimates of their proportional significance for the total GH inventory.
Das Projekt "Entwicklung und Erhalt eines günstigen Erhaltungszustandes im Natura 2000-Gebiet 'Mittlere Oranienbaumer Heide' durch initiale Entbuschungsmaßnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Anhalt (FH), Hochschule für angewandte Wissenschaften, Fachbereich 1 Landwirtschaft, Ökotrophologie und Landschaftsentwicklung durchgeführt. Das 2.024 ha große Natura 2000-Gebiet 'Mittlere Oranienbaumer Heide' (DE 4240-301; F168/S32) ist durch das großflächige Vorkommen von FFH-relevanten Lebensraumtypen gekennzeichnet. Dazu zählen v.a. Trockene europäische Heiden und Basenreiche Sandrasen, mit geringerem Flächenanteil auch Silbergraspionierfluren und Heiden auf Binnendünen. Im zentralen Bereich dieses Gebietes wird zur langfristigen Offenhaltung sukzessive eine extensive Ganzjahresstandweide mit Heckrindern und Konikpferden eingerichtet. Nach den ersten sechs Monaten der extensiven Beweidung ist ein Verbiss an den im zentralen Bereich der Oranienbaumer Heide vorkommenden Gehölzarten (Pinus sylvestris, Betula pendula, Populus tremula, Prunus serotina), die auf Grund ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit und Konkurrenzkraft auf den vorliegenden Standortbedingungen einen hohen Anteil an dem aktuellen Umfang der Verbuschung haben, deutlich zu erkennen. Der Verbiss reicht jedoch nicht aus, um kurz- bis mittelfristig den Offen- bis Halboffenlandcharakter in weiten Bereichen der zentralen Oranienbaumer Heide wieder herzustellen bzw. zu erhalten. Ausschlaggebend ist, dass in den zurückliegenden Jahren ein Großteil der Gehölze bis zu einer solchen Größe herangewachsen ist, dass der Leittrieb von den Weidetieren nicht mehr verbissen werden kann. Als Initialmaßnahme wurde deshalb eine Entbuschung auf ca. 200 ha der aktuellen Ganzjahresstandweide von Wald-Kiefer, Sand-Birke, Spätblühende Traubenkirsche und Zitter-Pappel durchgeführt werden. Damit wurde ein grundlegender Beitrag zur Einhaltung eines günstigen Erhaltungszustandes der FFH-Offenlandlebensraumtypen und der auf die entsprechenden Habitate angewiesenen FFH-Anhangslisten-Arten geleistet. Ausgehend von aktuellen Beobachtungen ist zu erwarten, dass anschließend die (Stock)Austriebe der entkusselten Arten von den Weidetieren verbissen werden. Das Projekt wurde gefördert durch den Europäischen Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums.
Das Projekt "Verkehr in schrumpfenden Städten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IVAS - Ingenieurbüro für Verkehrsanlagen und -systeme durchgeführt. In den Städten Ostdeutschlands haben sich in den vergangenen Jahren seit der deutschen Wiedervereinigung 1990 gravierende Entwicklungen in der Einwohnerstruktur ergeben. Die Überlagerung von Tendenzen der Stadt-Umland-Wanderung, der innerdeutschen Migration in Abhängigkeit der Wirtschaftslage, des Geburtendefizits sowie weiterer demografischer Faktoren hat in verschiedenen Städten und Regionen zu einem gravierenden Einwohnerverlust in historisch kurzen Zeiträumen geführt.In den Städten Ostdeutschlands haben sich in den vergangenen Jahren seit der deutschen Wiedervereinigung 1990 gravierende Entwicklungen in der Einwohnerstruktur ergeben. Die Überlagerung von Tendenzen der Stadt-Umland-Wanderung, der innerdeutschen Migration in Abhängigkeit der Wirtschaftslage, des Geburtendefizits sowie weiterer demografischer Faktoren hat in verschiedenen Städten und Regionen zu einem gravierenden Einwohnerverlust in historisch kurzen Zeiträumen geführt. Im Vorhaben werden die Zusammenhänge von Bevölkerungsentwicklung, Stadtstruktur und Mobilität in verschiedenen Städtekategorien untersucht. Aus den Erkenntnissen der Untersuchungen sollen Anforderungen an die Erarbeitung zukünftiger Konzepte für die Entwicklung und den Betrieb der Verkehrsinfrastruktur in den Städten abgeleitet werden. Diese liegt insbesondere darin, dass die in Gang befindlichen Stadtumbauprozesse einer stärkeren fachlichen Begleitung aus verkehrsplanerischer Sicht bedürfen, um eine adäquate und nachhaltige Anpassung der Verkehrsinfrastruktur an die sich fundamental ändernden Rahmenbedingungen zu ermöglichen. Durch eine über den üblichen Prognosehorizont (derzeit 2015) hinausgehende Betrachtung ist abzusichern, dass sehr kostenträchtige und vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung dauerhaft nicht finanzierbare Fehlentwicklungen und -investitionen vermieden werden. Anhand des Experimentierfeldes Stadtumbau Ost werden Erkenntnisse für den Stadtumbau frühzeitig auch für die alten Bundesländern gewonnen. Durch die Einbeziehung von diesen Städten in das vorliegende Forschungsprojekt wird die Übertragbarkeit der Ergebnisse und Erkenntnisse ermöglicht.
Das Projekt "Einfluss von Kolloiden auf die Migration von Actiniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. P(III):Untersuchung des Migrationsverhaltens von kolloidgetragenen Actiniden Die Ergebnisse sollen in ein Modell für den Actinidtransport durch Kolloide einfließen.
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| Bund | 44 |
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| Förderprogramm | 44 |
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| Boden | 40 |
| Lebewesen & Lebensräume | 42 |
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