Karstgrundwasserleiter spielen im Alpenraum eine wichtige Rolle. Sie bedecken etwa 56% der Fläche, und ein erheblicher Teil der Bevölkerung ist ganz oder teilweise von Trinkwasser aus Karstquellen abhängig, die oft mit wertvollen Ökosystemen verbunden sind und zur Wasserkrafterzeugung beitragen. Die Alpen zählen nach Studien zu den am stärksten vom Klimawandel betroffenen Gebieten in Europa. Als Folge der steigenden Temperaturen werden sich die gespeicherten Mengen an Schnee und Eis stark verringern, was zu einer Verschiebung zwischen Wasserhaushaltskomponenten in Verbindung mit einer saisonalen Umverteilung der Niederschläge führt. Außerdem wird erwartet, dass Hoch- und Niedrigwasserereignisse häufiger auftreten werden. Der Stand der Technik bei der Modellierung der Schüttung von Karstquellen, meist mittels konventioneller numerischer Modelle, ist auf standortspezifische, oft aufwändige und nicht übertragbare wissenschaftliche Studien beschränkt, die manuelle Modellabstimmung und Kalibrierung erfordern. Bis heute gibt es keinen leicht übertragbaren Ansatz, der gleichzeitig auf viele Karstquelleinzugsgebiete anwendbar ist. In diesem Projekt werden wir einen modernen, Deep-Learning basierten Ansatz zur Modellierung der Schüttung von Karstquellen entwickeln, der sich besonders gut eignet, übertragbare Modelle, die Informationen von verschiedenen Standorten nutzen können, aufzubauen. Deep Learning ist ein Teilgebiet des maschinellen Lernens, basierend auf künstlichen neuronalen Netzen, das sich sowohl bei akademischen als auch bei industriellen Anwendungen als sehr erfolgreich erwiesen hat. Die vorgeschlagene Studienregion sind die Alpen, mit Karstgebieten in Österreich, der Schweiz, Deutschland, Frankreich, Italien und Slowenien, mit einem Schwerpunkt auf dem besonders vom Klimawandel betroffenen von der Alpenkonvention abgegrenzten Gebirgsgebiet. Als Grundlage der Studie dient das World Karst Spring Database (WoKaS). Es wird im Laufe des Projekts mit zusätzlichen Daten von Behörden und Wasserversorgern ergänzt, insbesondere in Regionen mit bislang schlechter Abdeckung. Die Arbeiten beinhalten die Erstellung eines umfassenden Datensatzes mit Einzugsgebietsattributen und meteorologischen Einflussgrößen für etwa 150 Quellen. Klassische Lumped-Parameter-Modelle werden als Benchmarks aufgesetzt und mit den neu entwickelten Deep-Learning basierten Modellergebnissen verglichen. Ziel ist es, die Eignung neuartiger Deep-Learning Modellansätze für die Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels für eine Vielzahl von kurz- und langfristigen Vorhersagen zu untersuchen. Eine vertiefende Fallstudie des Dachsteingebietes, dessen große Karstregion wesentlich zur Wasserversorgung und Wasserkrafterzeugung beiträgt, wird die vergleichende Untersuchung mit einem numerischen 3D-Modell erweitern. Schließlich werden die entwickelten Modelle dazu verwendet, um Auswirkungen des Klimawandels auf die alpinen Karstgrundwasserressourcen vorherzusagen.
Urbane Emissionen von Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) machen einen Großteil der Treibhausgasemissionen weltweit aus. Deshalb sind Städte auch Vorreiter bei der Entwicklung von Emissionsreduktionsmaßnahmen zur Mitigation des Klimawandels. Solche Maßnahmen müssen durch räumlich und zeitlich hochaufgelöste, vollständige, verlässliche und verifizierte Informationen begleitet und in Bezug auf ihre Effizienz überprüft werden. Unter den Beobachtungsmethoden für Treibhausgase gibt es allerdings eine Lücke im Bereich der horizontalen, flächendeckenden Kartierung auf der Skala einiger Kilometer. Dort braucht es eine Technik, die die Empfindlichkeitslücke zwischen lokalen in-situ Messungen und regional-integrierenden Säulenmessungen durch Fernerkundungsmessungen füllt.Hier schlage ich vor, urbane Treibhausgasquellen mit einer innovativen und portablen Technik zu studieren, die die CO2 und CH4 Konzentrationsfelder flächendeckend kartieren kann und so die Beobachtungslücke erfasst. Die erste Studienregion ist der Großraum Los Angeles, wo sich die CO2 und CH4 Emissionen auf mehr als 100 MtCO2/a und 300 ktCH4/a belaufen, was die Region zu einer der größten, lokalisierten Quellen weltweit macht. Los Angeles wurde in der Vergangenheit vielfältig in Bezug auf seine Treibhausgasquellen untersucht, indem beispielsweise Inventarisierungen durchgeführt und durch atmosphärische Messungen bewertet wurden. Ein herausragendes Experiment läuft gerade im Rahmen des CLARS-FTS (California Laboratory for Atmospheric Remote Sensing - Fourier Transform Spectrometer) – ein Spektrometer, das auf Mt. Wilson stationiert ist und reflektiertes Sonnenlicht aus dem Los Angeles Stadtgebiet einfängt. Wir haben eine portable Variante dieses Instruments entwickelt und schlagen nun vor beide Instrumente gemeinsam mit kalifornischen Partnern bei einer Feldkampagne zu betreiben.Dabei ist es unser Ziel das neue portable Observatorium zu validieren und für zukünftige Langfristvorhaben zu empfehlen. Dazu wollen wir innovative Beobachtungsmuster wie die Definition von Zoom-Regionen oder die Verwendung von gekreuzten Lichtwegen ausprobieren, um die räumliche und zeitliche Auflösung zu optimieren. Zudem werden wir die Genauigkeiten verbessern, indem wir einen neuen Ansatz der Strahlungstransportmodellierung implementieren, der simultan mit der Gasbestimmung auch die Streuung an atmosphärischen Partikeln berücksichtigt. Für die Fallstudie Los Angeles werden wir die Variabilität und die Gradienten der CO2 und CH4 Konzentrationen auf ihre Konsistenz mit den Emissionsinventaren überprüfen und untersuchen, bis zu welchem Grad sich die Einflüsse des meteorologischen Transports, der regionalen Advektion, episodischer Ereignisse und der urbanen Biosphäre unterscheiden lassen.
Die Städtebauförderung erzielt beachtliche volkswirtschaftliche Wachstums- und Beschäftigungseffekte. Diese beruhen auf der Bündelung von öffentlichen Mitteln und dem Anstoß privaten Kapitals, das die Programme der Städtebauförderung mobilisieren. Welche direkten und indirekten Effekte haben die Programme auf die städtische und regionale Wirtschaft bzw. Beschäftigung? Welche regionale Reichweite haben diese Effekte? So lauten zwei wesentliche Fragen, welche die Forschungsarbeit beantworten soll. Anlass und Ziel: Die Programme der Städtebauförderung wurden bereits anhand von 50 Fallbeispielen analysiert und zwar hinsichtlich ihrer Anstoß- und Bündelungseffekte, der Wachstums- und Beschäftigungseffekte sowie ihrer Wirkungen auf das Steueraufkommen und die Sozialversicherungen (BUW/DIW 2011). Die Bündelungseffekte umfassen jene Mittel der öffentlichen Hand, die neben der Städtebauförderung verausgabt wurden. Die Anstoßeffekte betreffen private Investitionen, die mit der Städtebauförderung zusammenhängen. Die Ergebnisse der Fallstudien machen deutlich, wie groß die Bündelungs- und Anstoßeffekte in den untersuchten Gebieten sind. Die Maßnahmen und Projekte haben eine enorme Bedeutung für die lokale und regionale Ökonomie. Die Reichweite der ökonomischen Effekte der Städtebauförderung in einer räumlichen Staffelung ist allerdings bislang nicht dezidiert untersucht worden. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, vertiefende Kenntnisse über die räumliche Verteilung der ökonomischen Wirkungen zu erlangen. Diese sind insofern von Belang für die Städtebauförderung, als dass hierdurch Rückschlüsse auf die 'Wirkungswege' der Fördermittel erlangt werden können. Neben den eingangs formulierten Fragen geht es im Forschungsprojekt um die folgenden: - Welche direkten und indirekten Effekte hat die Städtebauförderung auf die städtische und regionale Wirtschaft bzw. Beschäftigung? - Welche Unternehmen bzw. Wirtschaftszweige profitieren vornehmlich von der Städtebauförderung? - In welchem Umfang profitieren lokale Unternehmen der geförderten Städte und Gemeinden von der Förderung oder sind die Effekte eher überregionaler zu verzeichnen? - Wo und in welchem Umfang finden das Wachstum und die Beschäftigung, die im Zusammenhang mit der Städtebauförderung entstehen, letztlich statt? - Welche Bruttowertschöpfung entsteht aus den Effekten? Welche kommunalen Steuereinnahmen lassen sich aufgrund der Investitionen verzeichnen? - Wie hoch ist der Anteil der Städtebaufördermittel, die im Rahmen der Umsetzung von Maßnahmen, an Private weitergereicht werden?
Es ist bekannt, dass Vulkanausbrüche das Klima auf verschiedene Weise beeinflussen. Diese reichen von kurzfristigen Auswirkungen wie Sulfat-Injektionen, die die einfallende Sonnenstrahlung reduzieren und zu Abkühlung führen, bis zu mittelfristigen Auswirkungen wie Erwärmung durch Kohlendioxid-Entgasung. Langfristig können Auswirkungen wie eine verstärkte Verwitterung eingelagerter Basalte zu einer Entfernung von Kohlendioxid und damit Abkühlung führen. Lange Perioden intensiven Vulkanismus, die als Large Igneous Provinces (LIPs) bekannt sind, können besonders tiefgreifende Auswirkungen auf das Klima haben, wobei mehrere LIPs entweder mit der globalen Erwärmung oder Abkühlung in der Erdgeschichte sowie mit Massenaussterben in Verbindung gebracht werden. Das Paläozän-Eozän-Temperaturemaximum (PETM), eine 200.000 Jahre lange Periode intensiver globaler Erwärmung vor ca. 56 Millionen Jahren, ereignete sich zur gleichen Zeit wie die Entstehung eines LIP, der North Atlantic Igneous Province (NAIP). Die NAIP-Entstehung wurde als Ursache für das PETM vorgeschlagen, da während des Vulkanismus Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden, welches zu einer schnellen Erwärmung führt. Es wurde auch vermutet, dass die Ablagerung von Vulkanasche während des NAIP das Klima abgekühlt hat. Als solches ist das PETM eine ideale Periode, um die Auswirkungen des Vulkanismus auf das Erdsystem zu untersuchen. Expedition 396 des International Ocean Discovery Program (IODP) hat erfolgreich eine Reihe von langen Sedimentsequenzen aus dem PETM-Zeitalter am norwegischen Rand geborgen. In diesem Projekt beabsichtige ich, detaillierte deskriptive, geochemische und modellbasierte Untersuchungen mit den Sedimenten der Expedition 396 durchzuführen, um die Rolle des NAIP-Vulkanismus im PETM zu dokumentieren. Erstens wird die Intensität des Vulkanismus durch neue Schätzungen der Kohlendioxid-, Methan- und Sulfatemissionen bewertet, um die Rolle der Gase auf den Klimawandel zu bestimmen. Durch detaillierte geochemische Untersuchungen werden die Auswirkungen der Ascheablagerung auf den Kohlenstoffkreislauf bewertet mit Schwerpunkt auf der Rolle der Asche als Nährstofflieferant für Phytoplankton liegt. Die potenziellen Auswirkungen der Ascheablagerung auf die Speicherung von Kohlenstoff im Sediment werden ebenfalls geochemisch und isotopisch untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse unter Verwendung von Erdsystemmodelle kombiniert, um die genaue Rolle des Vulkanismus im PETM zu bestimmen. Die erwarteten Ergebnisse werden uns neue Erkenntnisse über die Rolle der LIP-Entstehung und der Ablagerung von Vulkanasche beim Klimawandel geben. Sedimente von Expedition 396 bieten eine einzigartige Gelegenheit, den geochemischen Abdruck des Vulkanismus hochauflösend zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden zu einer erheblichen Verbesserung unseres Verständnisses des PETM führen.
Biokulturelle Vielfalt meint die biologische und kulturelle Vielfalt des Lebens auf der Erde. In Agrarlandschaften zeigt sich biokulturelle Vielfalt in der Art und Weise, wie Menschen Landschaft formen, und wie menschliche Kulturen durch Landschaft geformt werden. Im vorgeschlagenen Projekt werden wir die biokulturelle Vielfalt in den drei Landschaften der Biodiversitäts-Exploratorien in Nord-, Mittel- und Südwestdeutschland analysieren. Durch den Einsatz sozial-ökologischer Forschungsmethoden und die Anpassung unseres Ansatzes an die etablierte Struktur der Biodiversitäts-Exploratorien zielt das vorgeschlagene Projekt darauf ab, ein umfassendes Bild der vergangenen, gegenwärtigen und zukünftigen biokulturellen Vielfalt in diesen Regionen zu erlangen. Auf der Basis von Oral Histories werden wir zunächst die historischen Landschaftsperspektiven der Bewohner:innen analysieren, um lokales ökologisches Wissen und regionale sprachliche Vielfalt in Bezug auf Landschaften zu identifizieren. Wir werden ältere Bewohner:innen interviewen und ermutigen, über ihre Erfahrungen mit und Erinnerungen an die Landschaften zu sprechen. Dabei werden landschaftsspezifische Wörter bzw. Phrasen in den drei Regionen katalogisiert und verglichen. Unter Anwendung der ‚Photo-Elicitation‘-Methode werden wir darüber hinaus die Wahrnehmungen der Bewohner:innen in Bezug auf Ökosystemleistungen in den Biodiversitäts-Exploratorien entlang eines Gradienten der Landnutzungsintensität für Wälder und Grasland untersuchen. Dabei werden sowohl Nutzungen der verschiedenen Landschaftstypen als auch Landschaftspräferenzen abgefragt. Auf diese Weise soll ein tieferes Verständnis der „gelebten“ biokulturellen Erfahrungen der Menschen in der gegenwärtigen Landschaft erlangt werden. Junge Menschen bilden die zukünftigen Gemeinschaften dieser biokulturellen Landschaften; daher ist es ist wichtig, ihre Perspektiven zu verstehen. In einem dritten Schritt werden wir mit Jugendlichen im Alter von 16 bis 24 Jahren in den drei Regionen systematisch Zukunftsszenarien in Bezug auf regionale Biodiversität entwickeln; dabei werden sowohl Treiber von Biodiversitätstrends sowie Möglichkeiten und Hindernisse für eine zukünftige Auseinandersetzung mit der Natur in den drei Regionen thematisiert und verglichen. Auf Basis der Erkenntnisse aus den oben genannten drei Arbeitspaketen sowie aus Fallstudien von Expert:innen für biokulturelle Vielfalt und Landwirtschaft mit hohem Naturwert in ganz Europa werden wir abschließend in einem Expert:innenworkshop diskutieren, wie eine biokulturelle Linse zum Schutz des biologischen und kulturellen Erbes in europäischen Agrarlandschaften beitragen kann. Dies wird eine Gelegenheit sein, wissenschaftliche Netzwerke zu stärken und darzustellen, wie im Rahmen der Biodiversitäts-Exploratorien die Untersuchung biokultureller Vielfalt im Zentrum Europas ermöglicht wird.
Wolken und Niederschlag gehören zu den größten Herausforderungen für derzeitige Wetter- und Klimamodelle. Der letzte IPCC Bericht stellt heraus, dass insbesondere die mikrophysikalischen Prozesse in Mischphasenwolken bestehend aus Eis und flüssigen Wasser bislang nur unzureichend verstanden sind was wiederum eine bessere Modellierung dieser Wolken erschwert. Mischphasenwolken kommen besonders häufig in den höheren Breiten vor, aber auch die meisten Wolken und Niederschlagprozesse in mittleren Breiten sind eng mit den Eis- und Schneepartikeln im Oberteil der Wolke verknüpft.Um unser Verständnis von diesen zentralen Prozessen zu verbessern, wie etwa die Frage wie Eisteilchen entstehen oder wie sie zu Schnee- oder Graupelpartikel anwachsen, benötigen wir umfangreiche Beobachtungsdatensätze als Basis um Modellparametrisierungen weiter zu verbessern.Daher möchten wir in diesem Projekt neueste Fernerkundungsverfahren, wie etwa Radarpolarimetrie, Dreifrequenzradar und die Radardopplerspektren, optimal mit passiven Beobachtungen und neuartigen in-situ Sensoren kombinieren. Nur durch die Kombination verschiedener Beobachtungstechniken, hat man die Möglichkeit die verschiedenen Einflussgrößen der zugrunde liegenden Prozesse zu unterscheiden. Dazu werden wir die Beobachtungsmöglichkeiten bestehender Infrastruktur mit neuen Messgeräten grundlegend erweitern, um die beschriebenen Prozesse in bislang unerreichter Genauigkeit zu beobachten.Da Fernerkundungsmessungen (z.B. Radarreflektivität) immer eine indirekte Messung der eigentlichen Modellgröße (etwa Eiswassergehalt) sind, werden wir einen Forwärtsoperator entwickeln, mit dem man aus den Modellsimulationen synthetische Beobachtungen erzeugen kann. Damit lassen sich reale und synthetische Messgrößen direkt vergleichen. Ein zentraler neuer Bestandteil des Forwärtsoperators wird dabei eine Datenbank der Streueigenschaften von Schnee- und Eispartikel sein. Um einen frei-zugänglichen Streudatensatz zu erzeugen, werden wir bereits zur Verfügung stehende Datensätze mit eigenen Streurechnungen kombinieren.Schließlich werden die Kombination aus neuen Beobachtungsverfahren und Forwärtsoperator nutzen, um die Parametrisierungen im Wettervorhersagemodell des Deutschen Wetterdienstes zu untersuchen. Des Weiteren werden wir für spezielle Fallstudien, bei denen sich ein bestimmter Prozess über längere Zeit erkennen lässt, Simulationen mit einem 1D Modell durchführen. Das 1D Modell erlaubt eine Vielzahl an detaillierten Parametrisierungen zu testen und Lücken im generellen Prozessverständnis zu identifizieren. Diese Erkenntnisse können dann wiederum zu Verbesserungen vereinfachter Parametrisierungen in Wetter- und Klimamodellen genutzt werden. Am Ende des Projektes wollen wir nicht nur einen neuartigen Daten und Methoden zur Verfügung stellen, sondern auch neue Wege aufzeigen, wie die Informationen der Beobachtungen für die Verbesserung von Modellparametrisierungen am besten nutzbar gemacht werden können.
Es werden drei Unternehmen Internorm AG (Kunststoffenster, Traun), cpH Chemie (Etikettenklebstoff fuer Getraenkeindustrie, Essen) und die Brauerei Schwechat AG in den Fallstudien beschrieben und analysiert. Zur Validierung der Aussagen wurden zwei Referenzunternehmen hinzugenommen, die Brauerei Moritz Fiege (Bochum) und Caspar Zeitlinger GesmbH (Micheldorf, Metallverarbeitung, Oberoesterreich). Ergaenzt werden die Ausfuehrungen durch die Erfahrungen, die in den EMAS Projekten gewonnen wurden, die im Post Graduate Kurs (PG) 'Umweltorientierte Unternehmensfuehrung' des Instituts fuer Wirtschaft und Umwelt der WU Wien durchgefuehrt werden. Die im PG Kurs bearbeiteten Unternehmen sind: Roemerquelle (Edelstahl), Oekotechna (Baustoffrecycling, Wien) und die Abteilung Technik/Umwelt/Beratung (TUB) des WIFI der Wirtschaftskammer Oesterreich. Die Unternehmen bieten durchweg Voraussetzungen fuer EMAS auf zwei Ebenen. Sie sind mehr oder weniger intensiv mit Hilfe von oeffentlichen und privaten Forschungsinstituten seit Jahren im betrieblichen Umweltschutz aktiv. Sie halten mit ihren Partnern in Wissenschaft und Forschung staendigen Kontakt. Alle erhalten ein zertifiziertes Qualitaetsmanagementsystem nach ISO 9000 aufrecht. Betrieblicher Umweltschutz und Managementsystem sind deshalb keine unbekannten Themen mehr. Zu den wichtigsten Gemeinsamkeiten und Unterschieden der Firmen in bezug auf die Umsetzung der EMAS VO muss gesagt werden: Bei den untersuchten Unternehmen sind drei Motive fuer den Umweltschutz zu erkennen: persoenliches Interesse und Engagement fuer die Umwelt, Druck durch eine kritische oeffentliche Diskussion und die Natur als Rohstoffbasis fuer das Endprodukt. In allen drei Faellen haben die Motivationslagen einen Zusammenhang mit dem Markt. In allen drei Faellen wurde und wird daher in einem vom Markt bestimmten Tempo EMAS umgesetzt. Alle Unternehmen haben ein Qualitaetsmanagementsystem installiert und beginnen auf dessen Basis das Umweltmanagementsystem aufzubauen. Die durch Umweltschutzmassnahmen erzielten Nutzen werden von allen gemessen, entweder in Form von Kosteneinsparungen oder Umweltentlastungseffekten. Die wirtschaftlich am meisten rentablen Umweltschutzmassnahmen wurden bereits durchgefuehrt. Es beginnt der 'Umweltschutzalltag'. Art und Umfang der bestehenden Umweltmanagementsysteme in den untersuchten klein- und mittelstaendischen Unternehmen lassen darauf schliessen, dass der dafuer noetige Aufwand fuer Betriebe dieser Groessenordnung tragbar ist. Durch Synergieeffekte zwischen Qualitaets- und Umweltmanagementsystemen sowie den Einsatz von Beratungspersonal aus dem Forschungsbereich wurde der Aufwand minimiert. Auch das unmittelbare Umfeld von Unternehmen ist vom Mangel an Informationen betroffen. Die Verbreitung der Kunde ueber die EMAS-Verordnung ist noch nicht so weit fortgeschritten, dass das unmittelbare Umfeld der Unternehmen davon erfasst worden waere. ...
Geophysikalische Strömungen sind gewöhnlich durch komplexes räumliches und zeitliches dynamisches Verhalten charakterisiert, das die Ausbreitung von gelösten Stoffen, deren Verdünnung und reaktives Vermischen bestimmt. Ineffizientes Vermischen, charakteristisch für Strömungen mit geringer Reynoldszahl wie bei Grundwasserströmungen, kann die effektive Reaktionsrate im System wesentlich verringern. Das Vermischen ist insbesondere im Zusammenhang mit der Verschmutzung von Grundwasserkörpern relevant, da es hierbei den Schadstoffabbau hemmen kann. In Anbetracht von geringer Vermischung spielen die Topologie der Strömung und kinetische Prozesse wie das Ausdehnen und Falten bei zahlreichen räumlichen und zeitlichen Skalen eine zentrale Rolle in der Quantifizierung und im Verständnis von Verbleib und Verhalten der Schadstoffe. Unsere Hypothese dieses Projektes ist, dass die dynamische Interaktion zwischen Oberflächen- und Grundwasser eine zentrale Bedeutung für die exakte Quantifizierung der Vermischung in porösen Grundwasserleitern hat. Insbesondere beabsichtigen wir zu untersuchen, wie das Oberflächenwassermanagement in alpinen Einzugsgebieten, welche von starken anthropogenen Einflüssen beeinträchtigt sind (Schwall-/ Sunkbetrieb bei Wasserkraftwerken), Mischungsprozesse bei zahlreichen zeitlichen Skalen (mehrstündlich, täglich, wöchentlich, saisonal) steuert. Das Projekt zielt darauf ab, geeignete topologische und kinematische Maße zu entwickeln und anzuwenden. Diese können als Prädiktoren für Mischungen, für die Entwicklung von neuen numerischen Ansätzen zur Lösung inverser Probleme unter solch komplexen und transienten Bedingungen und für das Abschätzen von Parameterunsicherheiten verwendet werden. Neben numerischen Simulationen werden die in diesem Projekt entwickelten Methoden in einer echten Fallstudie (Etsch-Grundwasserleiter in Trient, Italien) geprüft. Die Neuheit des beabsichtigten Forschungsvorhabens liegt in der Untersuchung i) des Einflusses von Oberflächenmanagement in alpinen Einzugsgebieten auf Grundwasserströmung in alluvialen Grundwasserleitern (d.h. jenseits der hyporheischen Zone); ii) des Einflusses von stark transienten Grenzflächenübertragungsbedingungen auf die Topologie von zweidimensionalen und dreidimensionalen Grundwasserströmungen; iii) der Entwicklung von präzisen numerischen Inversion-Algorithmen zur Lösung von Grundwasserströmung unten stark transienten Randbedingungen; iv) der Quantifizierung der Unsicherheit im Zusammenhang mit Modellvorhersagen unter Berücksichtigung von hydrogeologischen Parameterunsicherheiten sowie Unsicherheiten, die die transienten Grenzflächenbedingungen betreffen.
The majority of the worlds forests has undergone some form of management, such as clear-cut or thinning. This management has direct relevance for global climate: Studies estimate that forest management emissions add a third to those from deforestation, while enhanced productivity in managed forests increases the capacity of the terrestrial biosphere to act as a sink for carbon dioxide emissions. However, uncertainties in the assessment of these fluxes are large. Moreover, forests influence climate also by altering the energy and water balance of the land surface. In many regions of historical deforestation, such biogeophysical effects have substantially counteracted warming due to carbon dioxide emissions. However, the effect of management on biogeophysical effects is largely unknown beyond local case studies. While the effects of climate on forest productivity is well established in forestry models, the effects of forest management on climate is less understood. Closing this feedback cycle is crucial to understand the driving forces behind past climate changes to be able to predict future climate responses and thus the required effort to adapt to it or avert it. To investigate the role of forest management in the climate system I propose to integrate a forest management module into a comprehensive Earth system model. The resulting model will be able to simultaneously address both directions of the interactions between climate and the managed land surface. My proposed work includes model development and implementation for key forest management processes, determining the growth and stock of living biomass, soil carbon cycle, and biophysical land surface properties. With this unique tool I will be able to improve estimates of terrestrial carbon source and sink terms and to assess the susceptibility of past and future climate to combined carbon cycle and biophysical effects of forest management. Furthermore, representing feedbacks between forest management and climate in a global climate model could advance efforts to combat climate change. Changes in forest management are inevitable to adapt to future climate change. In this process, is it possible to identify win-win strategies for which local management changes do not only help adaptation, but at the same time mitigate global warming by presenting favorable effects on climate? The proposed work opens a range of long-term research paths, with the aim of strengthening the climate perspective in the economic considerations of forest management and helping to improve local decisionmaking with respect to adaptation and mitigation.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 2867 |
| Europa | 25 |
| Global | 9 |
| Kommune | 19 |
| Land | 121 |
| Schutzgebiete | 2 |
| Weitere | 20 |
| Wirtschaft | 19 |
| Wissenschaft | 1285 |
| Zivilgesellschaft | 64 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 10 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 2608 |
| Taxon | 1 |
| Text | 145 |
| unbekannt | 267 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 273 |
| Offen | 2641 |
| Unbekannt | 117 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2251 |
| Englisch | 1177 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 82 |
| Bild | 25 |
| Datei | 6 |
| Dokument | 144 |
| Keine | 2047 |
| Multimedia | 1 |
| Webseite | 835 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1949 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2614 |
| Luft | 1556 |
| Mensch und Umwelt | 3031 |
| Wasser | 1471 |
| Weitere | 2985 |