Das vom Bereich Spezielle Botanik koordinierte interdisziplinäre Langzeitprojekt stellt ein Gemeinschaftsvorhaben der Universität Leipzig, des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle und der Stadt Leipzig dar. Am Projekt sind Biologen unterschiedlicher Fachrichtungen sowie Forstwissenschaftler und Meteorologen beteiligt. Das Themenspektrum reicht von strukturellen, funktionellen, genetischen und ökosystemaren Aspekten, über Fragestellungen zur Biodiversität und Verbreitung bis hin zur angewendeten Forschung auf den Gebieten Bioindikation, Forstbotanik und Umweltschutz.
Recent discussions on the path eco-hydromorphic research has followed in the past decades highlight the need for greater ecological input into this field. Traditional approaches have been criticized for being largely correlation-based (Vaughan et al., 2009) ecological black boxes (Leclerc, 2005) and strongly relying on weak, disproven and/or outdated assumptions about the dynamics of stream biota (Lancaster & Downes, 2010). In recognition of this, process-oriented research aiming at elucidating and quantifying causal mechanisms has been proposed as a promising approach, though challenging, to study the relations between flow, morphodynamics and biological populations in running waters. In terms of levels of biological organization, it has been recognized that processes determining the response of aquatic biota to hydromorphological alteration occur mainly at the population level. In this sense, relating demographic rates to flow and morphology seems to offer great potential for progress (Lancaster & Downes, 2010). Thus, tapping into existing ecological knowledge (e.g., key patch approach for habitat networks, Verboom et al. 2001; metapopulation theory, Levins 1970; Hanski & Gaggiotti 2004, landscape-scale estimations of habitat suitability and carrying capacity, Reijnen et al. 1995; Duel et al. 1995 2003; population-level viability estimations; Akçakaya 2001; resource utilization scales, ONeill et al. 1988; habitat-use patterns, Milne et al. 1989) in order to link ecology to hydromorphology at a more fundamental level constitutes an important path towards better science and management.
Das Hauptziel des ComparCE Projekts ist eine umfassende Einschätzung verschiedener Climate Engineering (CE) Maßnahmen gegeneinander und gegenüber Mitigationsbemühungen. Dabei sollen insbesondere Modelunsicherheiten berücksichtigt werden, da eine solche Einschätzung im CE Fall ausschließlich auf Modellsimulationen beruht. In diesem Projekt wollen wir darüber hinaus Fragen beantworten, die unserer Meinung bislang im CE Zusammenhang nicht bearbeitet wurden. Als ersten und zentralen Schritt wollen wir untersuchen welche Metriken und Indikatoren für die Beurteilung von CE Methoden, und somit für das gesamte Schwerpunkt Programm, wichtig sind und wie diese sich von den Metriken im Kontext von Klimawandel unterscheiden. Diese Art der Forschung gab es im Kontext Klimawandel bereits, sie fehlt bislang aber für CE. Durch Austausch mit internationalen Forschergruppen wurde klar, dass eine die wahrscheinlichste Implementierung von CE Maßnahmen aus einer Kombination der verschiedenen Technologien besteht. Daher wollen wir in diesem Projekt untersuchen wie das Erdsystem auf eine Kombination verschiedener CE Maßnahmen reagiert, und ob es möglich ist die Signale der einzelnen Methoden jeweils zuzuordnen. In diesem Zusammenhang werden wir ebenfalls untersuchen ob und wie die Effektivität der CE Maßnahmen vom Hintergrund-Klimazustand abhängt und ob z.B. der Zeitpunkt der Umsetzung von CE eine Rolle spielt. Darüber hinaus wollen wir robuste, regionale CE Muster untersuchen um ebenfalls auf die regionalen Auswirkungen von CE eingehen zu können. Das ist besonders wichtig, weil für die lokale Öffentlichkeit regionale Klimaextreme mehr Bedeutung haben als globale Mittelwerte. Diese Analysen werden ebenfalls den Findungsprozess der Metriken informieren. Zusätzlich wird die plötzliche Terminierung von CE Maßnahmen im Kontext der Geschwindigkeit des Terminations-Schocks untersucht. Schlussendlich basiert die gesamte Beurteilung von CE Maßnahmen auf Modellergebnissen, daher finden wir, dass ein wichtiger Beitrag für die CE Debatte eine Beurteilung der model-internen Unsicherheiten ist. Diese werden mit Anhang von Änderungen der Wahrscheinlichkeitsverteilung von Metriken quantifiziert, so können zum Beispiel aussagen über die Wahrscheinlichkeit einer Richtwert-Überschreitung der gegebenen Zukunftsszenarien getroffen werden. Die Ergebnisse diese Projekts erlauben eine umfassende Einschätzung der untersuchten CE Maßnahmen gegenüber Migration, unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in Modellen, den Zukunftsszenarien und Metriken, welche im Laufe des Projekts iterative mit anderen Teilprojekten diskutiert werden.
Schiffsemissionen gehören zu den wichtigsten Quellen von Luftschadstoffen in Hafenstädten und daran angrenzenden Küstenregionen. Um den daraus resultierenden Gesundheitsgefahren und Umweltbelastungen entgegenzuwirken, werden in nationalen und internationalen Gremien sowie in Politik und Behörden Maßnahmen zur Emissionsminderung diskutiert. Hierzu gehören neuartige Schiffstreibstoffe (wie Flüssiggas, LNG), Abgasreinigungstechnologien (wie Katalysatoren) und Landstromanlagen. Um den anstehenden Entscheidungen eine solide Grundlage zu bieten, wird dringend mehr Forschung über den Einfluss von Schiffsemissionen auf die lokale Umwelt - abhängig von der jeweiligen chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre sowie der geographischen und klimatischen Situation des betroffenen Ortes - benötigt. Ein geeigneter Forschungsansatz umfasst die Bestimmung von Emissionsfaktoren unter Außenbedingungen, die Messung der chemischen Zusammensetzung von Schiffsabgasfahnen im Nahbereich der Schornsteine, die Ermittlung und Bereitstellung lokaler Schiffsemissionsinventare, sowie die Verbesserung und Anwendung von Chemietransportmodellen für Hafengebiete. Infolgedessen hat ShipCHEM folgende Ziele formuliert: (1) Durchführung von Emissionsmessungen auf repräsentativen Schiffen in Megaports des Yangtse-River-Deltas in China (Shanghai und Ningbo-Zhoushan) inklusive der Bestimmung von gasförmigen und partikelgebundenen Komponenten. Die Auswertung der Messungen wird verbesserte Datensätze lastabhängiger Emissionsfunktionen und Emissionsfaktoren für alle relevanten Schadstoffe liefern. Die Ergebnisse werden im Kontext vorhandener Emissionsfaktoren aus der Literatur und verfügbarer Beobachtungsdaten aus den europäischen Megaports Hamburg und Rotterdam interpretiert. (2) Erstellung eines hochaufgelösten, direkt in Chemietransport-Modellsystemen verwendbaren Schiffsemissionsinventars, basierend auf Schiffsaktivitätsdaten mit allen relevanten Schadstoffen. (3) Verbesserung der Ausbreitungs- und Chemiemodelle für Abgasfahnen von Schiffen durch Auswertung und Vergleich von Modellergebnissen mit Beobachtungsdaten in Hafengebieten. (4) Bestimmung des Einflusses der Schifffahrt auf die Luftqualität in Megaport-Regionen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen durch Anwendung regionaler (COSMO-CLM/CMAQ) und darin genesteter urbaner Modellsysteme (CityChem). (5) Analyse der Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Häfen in Shanghai und Hamburg in Bezug auf die Rolle der Häfen für die jeweilige Luftqualität in der Stadt und deren Umgebung. Dies beinhaltet die Bewertung neuer Emissionsstandards in beiden Häfen, die es ermöglicht den Erfolg verschiedener Emissionsminderungsmaßnahmen zu beurteilen.
Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der Sackungsanfälligkeit von Lössböden waren insbesondere zwischen den 30er und 80er Jahren des 20. Jahrhunderts von nationaler Individualität gekennzeichnet. Erst seit Anfang der 80er Jahre, mit Aufstellung der Arbeitsgruppe 'Geotechnical Properties of Loess' der International Union for Quarternary Research (INQUA), ist eine international referenzierende Forschung auf dem Gebiet der Erfassung bodenmechanischer Eigenschaften von Lössböden zu verzeichnen. Der Schwerpunkt bisheriger Forschungsarbeiten lag auf der Erarbeitung sogenannter Kollapskriterien zur qualitativen Abschätzung des Sackungspotentials bei einem Anstieg des Wassergehalts. Bisher durchgeführten geochemischen Untersuchungen von Lössböden beschreiben zwar die mineralische Zusammensetzung, geben jedoch nur eingeschränkt Aufschluss über die Löslichkeit dieser Bestandteile in Wasser oder deren Einfluss auf das Sackungsverhalten. Sämtliche bis dato veranlassten Untersuchungen zum Kollapsverhalten der metastabilen Bodenstruktur von Lössböden wurden für den statischen Lastfall angestellt. Das Verformungsverhalten von Lössböden unter zyklischer Lasteinwirkung hingegen bedarf einer intensiveren wissenschaftlichen Betrachtung. In der vorliegenden Arbeit wird erstmals der Anteil leicht wasserlöslicher mineralischer Bestandteile eines afghanischen Lössbodens ermittelt und anhand von Parameterstudien der Einfluss des Ton- und Kalkgehalts auf das Hydrokonsolidationsverhalten untersucht. Betrachtungen der makro- und mikroskopischen Bodenstruktur ermöglichen belastbare Aussagen über das Verhalten und die Bedeutung des Porenraumes beim Übergang einer metastabilen Bodenstruktur in eine dichtere und somit stabilere Lagerung. Die aus den eigenen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Formulierung einer neuen, empirisch-deduktiven Prognosemethode zur qualitativen Abschätzung der infolge Hydrokonsolidation zu erwartenden kollapsartigen Verformung (Kollapsverformung). Neben der Vorstellung der Prognosemethode für den statischen Lastfall wurden dynamische Triaxialversuche zur vergleichenden Untersuchung der dynamischen Stabilität metastabiler und idealverdichteter Lössböden angestellt. Sämtliche bodenmechanischen und bodenphysikalischen sowie physiko- und geochemischen Untersuchungen erfolgten an geologisch rezent gebildeten, alluvial und fluvial abgelagerten afghanischen Lössböden der Regionen BALKH und KUNDUZ.
Within this project, the complex interplay of source and sink processes of nitrous acid (HONO) will be studied in a disturbed forest ecosystem. In previous field experiments, a tight correlation of the atmospheric mixing ratios of HONO and NO2, the most probable precursor, was not observed, while the interaction of heterogeneous chemistry (with a strong dependence on humidity conditions) and turbulent transport was found to play a significant role. The proposed measurements extend the previous field measurements of HONO within the forest to a second contrasting site in a forest clear cut. New near-surface profile measurements of HONO, NO, NO2 and O3 within the lowest two meters above the ground both in the trunk space and the clear cut will contribute to an advanced assessment of the temporal evolution and spatial distribution of relevant HONO sources and sinks. The proposed research tasks are designed to fill the scientific gaps that became evident from analyzing HONO field data from our forest ecosystem research site. In particular, we aim at untangling interactions of heterogeneous chemistry (influenced by radiation and humidity conditions) and turbulent transport under different atmospheric coupling regimes. This project will also contribute to the fundamental understanding of turbulent transport in a disturbed forest ecosystem, and provide basic observational data to evaluate and enhance reactive trace gas modeling on the canopy scale.
Economic losings caused by wear and friction are still tremendous, just in Germany the losings are amounted to 100 bn € p.a., for Europe the losses exceed 400 bn €. Recent investigations have shown that laser manufactured structures can exert considerable influence on the tribological behaviour of surfaces. Besides hydrodynamic effects, which can improve friction, the ability of the structures to store lubricant lead to the maintenance of a lubrication film. As the state of the art techniques for laser surface structuring, particularly for tribological applications are mainly on an a R&D level, the production technology is in need of adequate manufacturing techniques. Main topics in this field of research are the inevitable pre- and post-treatment steps of current laser surface structuring techniques as well as the high process durations. The overall goal of this project is to solve both of those tasks by the development and realisation of a process technology, which enables the process chain integrated laser surface structuring of hydraulic parts. The project aims to cover a defined segment of a growing market and the technological achievements will offer the participating SMEs promising options of upgrading their product values. In addition to the direct improvement of single systems by the investigations on demonstration parts within the project, the high transferability of the technique to further products will enable the value enhancement of whole product classes. This offers the possibility of a strong enhancement of the total product output. A consortium has been established, which covers the laser supply and technique as well as the surface preparation technology. Manufacturers of hydraulic parts are members of the consortium in order to close the technological range. Two powerful RTD performers could be gained, which are specialised on the laser processing on the one hand and on tribology on the other hand.
Das Befahren von Waldböden mit immer schwereren Forstmaschinen zieht Bodenveränderungen nach sich, die im Widerspruch zur Nachhaltigkeit forstlichen Handelns stehen können und damit aufmerksam beobachtet werden. Die Forschungen auf diesem Gebiet befassen sich seit rund 3 Jahrzehnten einerseits mit der Quantifizierung der Bodenveränderungen und der Ableitung von Grenzwerten ökologischer Verträglichkeit. Andererseits wird versucht, die Belastungen, die von einer Maschine ausgehen, zu messen, wobei bisher nicht über Laborbedingungen hinausgegangen wurde. Das Neue am Projektansatz besteht darin, dass die Belastung nicht mittelbar auf dem Untergrund, sondern unmittelbar im Reifenprofil gemessen wird. Damit sind nicht nur Laborversuche, sondern auch Freilandversuche im praktischen Maschineneinsatz möglich. Es ergibt sich folgender Versuchsablauf: - Entwicklung eines Messsystems, bei dem die Kräfte unmittelbar im Reifenprofil gemessen werden können - Messung der vom Reifen auf den Boden übertragenen Belastungen bei definierten Kraftkurven im Labor - Messung der Belastungen unter Freilandbedingungen bei kontrollierten Kraftkurven - Messung im realen Maschineneinsatz zur Erfassung der praktisch auftretenden Kräfte und Ableitung von Kennwerten und Kraftspektren statischer und dynamischer Belastung - Messung der Beanspruchungen im Boden unter kontrollierten Freilandbedingungen zur Ableitung von zulässigen Belastungs-Grenzwerten - Entwicklung von Wenn-dann-Regeln und Aufstellung praktischer Handlungsempfehlungen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 28 |
| Kommune | 1 |
| Wissenschaft | 14 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 28 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 28 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 10 |
| Englisch | 23 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 21 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 22 |
| Lebewesen und Lebensräume | 26 |
| Luft | 20 |
| Mensch und Umwelt | 28 |
| Wasser | 22 |
| Weitere | 28 |