Die Westantarktis ist eine der Regionen der Erde, die am sensibelsten auf den aktuellen Klimawandel reagiert. Ein Zusammenbruch dieses Eisschildes in einem wärmeren Klima würde dramatische Folgen für den globalen Meeresspiegelanstieg haben. Dabei spielt nicht nur der Anstieg der globalen Mitteltemperatur eine Rolle, sondern in gleichem Maße auch Veränderungen der Klimavariabilität. Diese Veränderungen können das labile westantarktische System an Kipppunkte bringen, die wiederum zu unwiderruflichen eisdynamischen Prozessen führen. Um diese zum Teil abrupten Veränderungen in Zukunft besser einschätzen zu können, müssen diesbezügliche Modellprojektionen auf einer soliden Datenbasis stehen. Paläoklimatische Zeitreihen, in diesem Fall aus Eisbohrkernen, bieten solch eine Datengrundlage. Besonders interessant sind hierbei Zeitreihen, die zurückreichen in das letzte Glazial, oder idealerweise in die davorliegende letzte natürliche Warmzeit (ca. 110 000 - 130 000 Jahre vor heute). Solche langen Zeitreihen aus der Westantarktis sind allerdings bisher nur spärlich vorhanden. Im Rahmen des WACSWAIN Projekts (WArm Climate Stability of the West-Antarctic Ice sheet in the last iNterglacial) wurde kürzlich ein neuer Eiskern auf Skytrain Ice Rise gebohrt, der einen Zeitraum bis 126 000 Jahre vor heute abdeckt. Umfassende kontinuierliche Datensätze der stabilen Wasserisotope, der chemischen Spurenstoffe und der physikalischen Parameter wurden im Rahmen von WACSWAIN erhoben und stehen nun für weitere Analysen zur Verfügung. Außerdem wurden zum ersten Mal parallel zu den kontinuierlichen Messungen ausschnittweise Abschnitte des Kerns mit der ultra-hochauflösenden Methode der Laser Ablation (LA-ICP-MS) auf ihren Spurenstoffgehalt untersucht. Dies erlaubt die Analyse von Veränderungen in bisher nicht verfügbarer Detailliertheit. Das Ziel des hier vorgestellten Projektes ist es diese hochaufgelösten Signale zusammen mit den kontinuierlichen zu nutzen, um die Veränderungen der Klimavariabilität in dieser Region der Westantarktis in beispielloser Genauigkeit für den letzten glazialen Zyklus statistisch zu analysieren. Ein besonderer Fokus wird dabei auf Phasen mit abrupten Änderungen in den Temperatur- und Eisbedeckungsproxies, wie zum Beispiel einem signifikanten Anstieg der marinen Ionenkonzentration und der Wasserisotope im frühen Holozän, liegen. Die statistischen Analysen der vergangenen Klimavariabilität (Varianz, Amplitude, Skalierungsfaktoren) werden im Folgenden genutzt, um die aktuell zu beobachtenden Veränderungen in der Westantarktis besser verstehen zu können. Dies wird zusätzlich unterstützt durch das Testen der wissenschaftlichen Hypothesen über die Ursachen der Veränderungen mittels spezifischer, isotopengetriebener globaler Zirkulationsmodelle, sowie chemischer Transportmodelle atmosphärischer Spurenstoffe. Dieses Projekt wird somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der westantarktischen Klimasystems in der Vergangenheit und Zukunft leisten.
Der Standort unterliegt seit ca. 100 Jahren einer intensiven industriellen Nutzung. In den Jahren 1910 bis 1945 produzierten die Albatroswerke auf dem Standort Flugzeugteile. Nach dem zweiten Weltkrieg wurde bis zum Jahr 1990 die Fläche als Entwicklungs- und Produktionsstandort von medizinischen Geräten genutzt. Hierbei wurden erhebliche Mengen an leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (LCKW) – insbesondere Perchloretylen (PCE) – als Entfettungsmittel eingesetzt. Besonders durch Handhabungsverluste sind die LCKW-Verbindungen in den Untergrund gelangt. Diese führten dann zur Verunreinigung von Boden, Bodenluft und Grundwasser. Seit 1990 hatten sich auf dem Grundstück diverse Kleingewerbe angesiedelt. Im Jahr 2010 übernahm der Entwicklungsträger, die Adlershof Projekt GmbH als Treuhänder des Landes Berlin, einen Großteil des ehemaligen Grundstückes. Die in den Jahren 1992 bis 1994 durchgeführten Erkundungen belegten für die zwei nachweislichen Eintragsbereiche auf dem Standort (ehemalige PER-Anlage und Lösemittellager) massive Belastungen der Bodenluft mit Maximalgehalten von 8.400 mg/m³ sowie des Grundwassers, dessen maximale LCKW-Gehalte im Jahr 1995 etwa 81.000 µg/l betrugen. Dies führte zur Ausbildung einer Schadstofffahne, die das Grundstück in nordwestlicher Strömungsrichtung verließ und auf die ca. 900 m entfernte Fassung des Wasserwerks Johannisthal gerichtet war. Die LCKW-Schadstofffahne weist zusätzlich eine Breite von 100 m und eine vertikale Ausdehnung bis 35 m unter Geländeoberkante (uGOK) auf. 1994 wurde für den Standort zur Abwehr der hieraus resultierenden Gefahren ein Sanierungskonzept erstellt, das als erste Gefahrenabwehrmaßnahmen die Sanierung der Bodenluft und die Verhinderung der Schadstoffausbreitung im Grundwasserleiter vorsah. Die Bodenluftsanierung erfolgte mittels 4 Absauganlagen von Januar 1995 bis Mai 1997. Mit der Grundwassersicherung und -sanierung wurde ebenfalls 1995 begonnen. Über einen Sicherungsbrunnen im Bereich der nordwestlichen Grundstücksgrenze wurde das weitere Abströmen von belastetem Grundwasser in Richtung Wasserwerk Johannisthal wirksam verhindert. Der Hauptbelastungs-bereich im Abstrom der ehemaligen PER-Anlage konnte über einen Sanierungsbrunnen saniert werden. Die Reinigung des gehobenen mit LCKW kontaminierten Wassers erfolgt über eine doppelstufige Desorptionsanlage (Luftstrippung) mit nachgeschaltetem Aktivkohlefilter zur Reinigung der Prozessluft. Die Maßnahme wurde durch ein halbjährliches Grundwassermonitoring kontinuierlich überwacht. Im Ergebnis hierbei festgestellter Veränderungen des Schadensbildes (insbesondere in seiner vertikalen Ausbreitung) wurde die Grundwassersanierungsmaßnahme mehrfach optimiert und dabei immer dem aktuellen Belastungsprofil angepasst. Trotzdem war im Jahr 2003 als Fazit der achtjährigen Grundwassersanierung festzustellen, dass trotz deutlich gesunkener Schadstoffgehalte im Sanierungsbrunnen (diese lagen zum damaligen Zeitpunkt bei LCKW-Gehalten von 500-700 µg/l) in den umliegenden Messstellen nach anfänglich rapidem Rückgang der LCKW-Konzentrationen diese jedoch seit geraumer Zeit auf deutlich höherem Niveau (bei LCKW-Gehalten von 2.000-4.000 µg/l) stagnierten. Aus diesem Grund wurden im Jahr 2004 die Lage und der Ausbau der Entnahmebrunnen erneut modifiziert und weitere Erkundungen sowie eine Verdichtung des Messnetzes vorgenommen. Im Ergebnis dieser Untersuchungen zeichnete sich jedoch ab, dass im Untergrund lokal hochbelastete Bereiche vorhanden sind, die aufgrund ihres Feinkornanteils sowie ihres Anteils an organischen Beimengung (Kohlepartikel) hydraulisch nicht effektiv sanierbar sind. Aus diesem Grund wurden im Zeitraum 2005/2006 weitere Untersuchungen zur Ausgrenzung der schadstoffakkumulierten Feinsandbereiche mittels Lineruntersuchungen durchgeführt. Nach Vorlage der Ergebnisse wurde mit dem Bund abgestimmt, die Schadstoffquelle mittels eines innovativen Air-Sparging-Verfahrens zu sanieren. Das Projekt wurde über einen Zeitraum von 12 Monaten als Pilotversuch beauftragt. Bei Nachhaltigkeit sollte der Einsatz des Verfahrens verlängert werden. Das gesteuerte Air-Sparging-Verfahren konnte jedoch nicht den gewünschten Sanierungserfolg in den Jahren 2007/2008 erreichen. Grundsätzlich muss man einschätzen, dass stark am Bodengefüge akkumulierte Schadstoffanteile in der Quelle sich weniger effektiv mit in-situ Methoden sanieren lassen. Noch im Jahr 2011 wurden im Quellbereich im oberen Teil des Hauptgrundwasserleiters LCKW-Konzentrationen von knapp 20.000 µg/l gemessen. Nach 16 Jahren aktiver hydraulischer Grundwassersanierung, gekoppelt mit Bodenluftabsaugungsmaßnahmen in der ungesättigten Bodenzone und einem innovativen Air-Sparging-Verfahren zur Dekontamination der grundwassergesättigten Bodenzone musste bilanziert werden, dass einzig eine aktive Herausnahme der LCKW-Bodenkontamination durch ein off-site-Verfahren mittels Bodenaushub und der Entsorgung der Bodenkontaminanten in einer dafür zugelassenen Bodenreinigungsanlage das Sanierungsziel einer nachhaltigen Schadstoffbeseitigung gewährleisten kann. Im Rahmen der Flächenentwicklung des neuen Eigentümers, der Adlershof Projekt GmbH, wurden in den Jahren 2011 und 2012 neue Randbedingungen für die Quellensanierung geschaffen. Nach dem geplanten Abriss der gesamten Gebäudesubstanz, einschließlich einer flächenhaften Tiefenenttrümmerung, bot sich nunmehr die Chance einer gezielten Quellensanierung mittels Bodenaushub. Zur konkreten Quellenausweisung und Festlegung des Sanierungszieles wurden im 2. Halbjahr 2010 abschließende sanierungsvorbereitende Bodenuntersuchungen durch Linerbohrungen durchgeführt. Im Rahmen der dann anschließenden Vorplanung durch ein Gutachterbüro im Auftrag der Senatsverwaltung und der Bundesanstalt für vereinigungsbedingte Sonderaufgaben (BvS) wurden die Grundlagen für die Bodensanierung geschaffen. Nach Abstimmung mit allen Beteiligten über den Sanierungsumfang (Grundstückseigentümer, BvS und Senat) konnte im 1. Halbjahr 2011 die Anordnung zur Bodensanierung durch die zuständige Bodenschutzbehörde erlassen werden. Die dann im 2. Halbjahr 2011 realisierte Sanierungsplanung durch ein externes Ingenieurbüro sieht den Aushub der LCKW-Bodenkontamination in der grundwassergesättigten Bodenzone bis max. 7 m u.GOK mittels einer kleinräumigen Aushubtechnologie (Hexagonalrohraustauschverfahren bzw. Wabe) mit paralleler Grundwassersanierung vor. Aufgrund der stark flüchtigen toxischen Schadstoffe wurden während des Aushubprozesses emissionsmindernde Maßnahmen durch die zuständige Immissionsschutzbehörde der Senatsverwaltung gefordert (u.a. Direktabsaugung an der Wabe, am Container, zusätzliche Verwendung eines Paravents, temporäre Folienabdeckung beim Befüllprozess). Die Bodensanierung umfasst in der ungesättigten Bodenzone ein Aushubvolumen von ca. 3.300 m³ und in der gesättigten Bodenzone von ca. 4.000 m³. Die Durchführung der Sanierungsarbeiten, auf einer Fläche von ca. 1.100 m², erfolgte im Zeitraum März bis Juli 2012. Es wurden bei dieser Maßnahme ca. 7.3000 m³ (ca. 11.000 t) verunreinigter Boden/Bauschutt ausgehoben und entsorgt. Die nachfolgenden Abbildungen und Fotos dokumentieren den Wabenaushubplan mit maximaler Aushubtiefe uGOK, den Baugrubenquerschnitt mit den Phasen 1: geböschter Voraushub (ungesättigte Bodenzone) und 2: Einsatz der Hexagonalrohraushubtechnologie in der gesättigten Bodenzone sowie von den Sanierungsarbeiten am Standort. Nach Abschluss der Quellensanierung wurde ein neu errichtetes Grundwassermessnetz zur Dokumentation des Sanierungserfolges installiert. Durch eine 2 Jahre andauernde nachlaufende hydraulische Abstromsicherung konnten mobilisierte Restschadstoffmengen entfernt und am Verlassen des Grundstückes gehindert werden. Ein externes Ingenieurbüro erhielt den Auftrag, die Tolerierbarkeit der verbliebenen Restbelastungen auf dem Grundstück mit Hilfe eines bestehenden Schadstofftransportmodells hinsichtlich einer potentiellen Gefährdung des Wasserwerkes Johannisthal zu beurteilen. Nachdem durch Grundwassermessungen über einen längeren Zeitraum stagnierende Schadstoffgehalte auf dem Niveau der tolerierbaren Restbelastungen nachgewiesen werden konnten, wurde die hydraulische Maßnahme Mitte 2014 beendet. Die Grundwasserreinigungsanlage, die dazugehörigen technischen Leitungssysteme sowie die Sanierungs- und Sicherungsbrunnen wurden fachgerecht zurückgebaut. Ende 2014/Anfang 2015 wurden alle auf dem Grundstück noch vorhandenen Grundwassermessstellen ordnungsgemäß durch ein Fachunternehmen zurückgebaut. Anfang 2015 wurde außerhalb des Grundstücks in Richtung des Wasserwerkes Johannisthal eine Messstellengruppe zur Abstromüberwachung des Grundstückes errichtet und in das standortübergreifende Monitoring des Ökologischen Großprojektes integriert. Die ersten Grundwasseranalysen von Oktober 2015 mit Kontrolle der Grundwasserbeschaffenheitsverhältnisse bis in 15 m uGOK bestätigten die Nachhaltigkeit der kombinierten Boden- und Grundwassersanierung. Im Zeitraum 2016-2022 wurden 14 weitere Messkampagnen am Standort durchgeführt. Die Messungen bestätigen weiterhin den Sanierungserfolg. Dabei bewegte sich die Summe an LCKW im Grundwasserleiterabschnitt bis 10 m uGOK um 220 µg/l und im Abschnitt zwischen 10–15 m uGOK Ziel der WISTA.Plan GmbH (ehemals Adlershof Projekt GmbH) war es, die gewerbliche Weiternutzung des Standortes nach dem umfassenden Abbruch der Altgebäude, der Tiefenenttrümmerung und der erfolgten LCKW-Boden-, Bodenluft- und Grundwassersanierung für private Investoren zu organisieren und somit die Schaffung neuer Arbeitsplätze zu sichern. Die Neubebauung des Areals wurde im Zeitraum 2017 bis 2020 realisiert. Seither erfolgt eine gewerbliche Nutzung durch Firmen unterschiedlicher Branchen. Insgesamt wurden ca. 4.400 kg LCKW über die Boden-, Bodenluft- und Grundwassersanierung aus dem Untergrund entfernt. Dabei wurden ca. 4 Mio. m³ LCKW – belastetes Grundwasser gefördert und in einer Grundwasserreinigungsanlage gereinigt. Außerdem konnten etwa 300 kg LCKW über die Bodenluftsanierung der ungesättigten Bodenzone entzogen werden. Der Austragsanteil der In-situ Sanierung durch das Air-Sparging-Verfahren betrug ca. 100 kg LCKW. Mit der Bodensanierung konnte eine Schadstoffmenge von ca. 1.200 kg LCKW beseitigt werden. Die im Rahmen der Gefahrenabwehr aufgewendeten Kosten belaufen sich für den Zeitraum 1992 bis 2022 abschließend auf rd. 3,5 Mio. €. Dabei wurden für die die komplette Bodensanierung (Planung- und Bauüberwachung, Bau- und Entsorgungsleistung, Fremdüberwachung) Kosten von etwa 1,3 Mio. € in Ansatz gebracht.
Recyceln statt wegwerfen, dies gilt auch für die Weiternutzung von gut erhaltenern Gebrauchsgegenständen. Hier werden berlinweit Einrichtungen gelistet, die verschiedene noch gebrauchsfähige Güter entgegennehmen und an Bedürftige weiter vermitteln.
Mit der Studie wurde erst begonnen. Es soll ein Weg gefunden werden, Hausmuell nach einer Vorbehandlung wie z.B. Rotte, Verbrennung, nach verschiedenen Komponenten zu sichten und diese Komponenten als Werkstoffe dem Bauwesen zuzufuehren.
In the Earth, the dynamo action is strongly linked to core freezing. There is a solid inner core, the growth of which provides a buoyancy flux that drives the dynamo. The buoyancy in this case derives from a difference in composition between the solid inner core and the fluid outer core. In planetary bodies smaller than the Earth, however, this core differentiation process may differ - Fe may precipitate at the core-mantle boundary (CMB) rather than in the center and may fall as iron snow and initially remelt with greater depth. A chemical stable sedimentation zone develops that comprises with time the entire core - at that time a solid inner core starts to grow. The dynamics of this system is not well understood and also whether it can generate a magnetic field or not. The Jovian moon Ganymede, which shows a present-day magnetic dipole field, is a candidate for which such a scenario has been suggested. We plan to study this Fe-snow regime with both a numerical and experimental approach. In the numerical study, we use a 2D/3D thermo-chemical convection model that considers crystallization and sinking of iron crystals together with the dynamics of the liquid core phase (for the 3D case the influence of the rotation of the Fe snow process is further studied).The numerical calculations will be complemented by two series of experiments: (1) investigations in metal alloys by means of X-ray radioscopy, and (2) measurements in transparent analogues by optical techniques. The experiments will examine typical features of the iron snow regime. On the one hand they will serve as a tool to validate the numerical approach and on the other hand they will yield important insight into sub-processes of the iron snow regime, which cannot be accessed within the numerical approach due to their complexity.
The agricultural sector has experienced substantial structural changes in the past and faces continuing adjustments in the future. The implications of structural change are not only relevant for the sector itself but have broader social, economic and environmental consequences for a region. An understanding of this process is required in order to assess how (agricultural-) policy affects or, if a specific social outcome is desired, can influence this development. A common approach to gain understanding of the process is to model structural change as a Markov process. One problem in the analysis of structural change in the EU is that farm level (micro) data is rarely available such that inference about behaviour of individual farms has to be derived from aggregated (macro) data. Recently, the generalized cross entropy estimator gained popularity in this context since it allows considering prior information such that the often underdetermined 'macro data' Markov models can be estimated. However, the way prior information is considered is also the greatest drawback of the approach. Therefore, the project aims to develop a Bayesian framework as an alternative estimator that allows to consider prior information in a more efficient and transparent way. The project will further provide an evaluation of the statistical properties of the estimator as well as an exemplifying application analyzing the effects of single farm payments on agricultural structural change in the EU.
Das ICON-Modell (ICOsahedral Non Hydrostatic) ist ein einheitlicher Modellierungsrahmen für Wetter-, Klima- und Umweltmodellierungsanwendungen. Hauptziel der Entwicklung ist es, die Synergien zwischen Wettervorhersage, Klimasimulation, Umweltvorhersage, Prozessstudien und Re-Analyse zu nutzen und gemeinsam ein vollständiges, nahtloses, sowohl global als auch regional anwendbares Modellierungssystem für diese Anwendungsbereiche zu entwickeln und zu pflegen. Die Entwicklung und Pflege eines solchen flexiblen Modellierungssystems erfordert einen zunehmenden Aufwand in den Bereichen Softwaredesign und optimale Nutzung von Hochleistungsrechnersystemen. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, die Interoperabilität und Flexibilität des Codes zu verbessern, um ihn für die Forschungsgemeinschaft besser nutzbar und zugänglich zu machen. Um dies zu erreichen, werden wir 1) die Community Interface und die Kopplungssoftware kombinieren, die die Diagnose, die I/O und die Kopplung mit ML- und Drittanbietermodulen vereinfachen werden. 2) Vollständige Modularisierung des Physik- und Dynamik-Codes, um die wissenschaftliche Nutzung und weitere Entwicklung des Codes zu erleichtern.
Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen. Der Fokus des wbks liegt einem Demonstrator für die automatisierte Demontage unter Berücksichtigung der genannten Herausforderungen. Der Demonstrator bildet Aspekte der Handhabung und Qualitätssicherung ab und ist für verschiedene Stackdesigns befähigt.
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