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Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), NAWDEX - North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment

The North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment (NAWDEX) aims to provide the foundation for future improvements in the prediction of high impact weather events over Europe. The concept for the field experiment emerged from the WMO THORPEX program and contributes to the World Weather Research Program WWRP in general and to the High Impact Weather (HIWeather) project in particular. An international consortium from the US, UK, France, Switzerland and Germany has applied for funding of a multi-aircraft campaign supported by enhanced surface observations, over the North Atlantic and European region. The importance of accurate weather predictions to society is increasing due to increasing vulnerability to high impact weather events, and increasing economic impacts of weather, for example in renewable energy. At the same time numerical weather prediction has undergone a revolution in recent years, with the widespread use of ensemble predictions that attempt to represent forecast uncertainty. This represents a new scientific challenge because error growth and uncertainty are largest in regions influenced by latent heat release or other diabatic processes. These regions are characterized by small-scale structures that are poorly represented by the operational observing system, but are accessible to modern airborne remote-sensing instruments. HALO will play a central role in NAWDEX due to the unique capabilities provided by its long range and advanced instrumentation. With coordinated flights over a period of days, it will be possible to sample the moist inflow of subtropical air into a cyclone, the ascent and outflow of the warm conveyor belt, and the dynamic and thermodynamic properties of the downstream ridge. NAWDEX will use the proven instrument payload from the NARVAL campaign which combines water vapor lidar and cloud radar, supplemented by dropsondes, to allow these regions to be measured with unprecedented detail and precision. HALO operations will be supported by the DLR Falcon aircraft that will be instrumented with wind lidar systems, providing synergetic measurements of dynamical structures. These measurements will allow the first closely targeted evaluation of the quality of the operational observing and analysis systems in these crucial regions for forecast error growth. They will provide detailed knowledge of the physical processes acting in these regions and especially of the mechanisms responsible for rapid error growth in mid-latitude weather systems. This will provide the foundation for a better representation of uncertainty in numerical weather predictions systems, and better (probabilistic) forecasts.

OEKOPROFIT

OeKOPROFIT startete 1991 gleichzeitig mit PREPARE als regionales Projekt der Stadt Graz in einer Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Verfahrenstechnik der Technischen Universitaet Graz. Trotz einer aehnlichen Zielsetzung wurde fuer die Zielgruppe 'Klein- und mittelbetriebliche Unternehmungen' (KMU) eine geringfuegig andere Strategie gewaehlt. So wird unter OeKOPROFIT auf eine vollstaendige Input / Output-Analyse verzichtet und man beschraenkt sich auf eine Bilanzierung und Bewertung der wesentlichen Stoffe. Grosser Wert wird aber auf das Prinzip der Vermeidung gelegt, indem alle relevanten auftretenden Abfaelle und Emissionen von Symptom zur Quelle hin verfolgt und auf Vermeidungsmoeglichkeiten hin untersucht werden. Im ersten Projektjahr nahmen fuenf Betriebe an OeKOPROFIT teil, wobei vier eine finanzielle Unterstuetzung ihres Projektes durch die Stadt Graz erfuhren. Dies waren drei Druckereien und ein KFZ-Reparatur- und Handelsbetrieb: - Druckwerk (Kleindruckerei, Offsetdruck); - Salis und Braunstein (KFZ-Reparatur und Handel); - Steirische Landesdruckerei (mittelgrosse Druckerei, Offset und Hochdruck); - Alfred Wall AG (Verpackungsdruckerei); - J. Hornig (Grosshandel und Kaffeeroesterei; finanzierte von Beginn an das Projekt eigenstaendig). Nach zwei Jahren und eindrucksvollen Ergebnissen steht der Erfolg des Projektes eindeutig fest. So wurden in den Betrieben zahlreiche Massnahmen zur Vermeidung und Verminderung von Emissionen und Abfaellen getroffen, konnten hoehere Anteile an Recyclingmengen erzielt werden und konnte vor allem die Gefaehrlichkeit der Abfaelle vielfach durch Ersatz von gefaehrlichen Materialien vermindert werden. Diese Ergebnisse sind ausfuehrlich in einem Endbericht dargestellt (Heitzinger, 1992). Das Motto 'Umweltschutz aus Eigennutz', unter welchem dieses Projekt lief, hat sich eindeutig bestaetigt: - 24 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen rechnen sich unter 1 Jahr, - 30 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen unter 2 Jahren, - 15 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen sind kostenneutral, - 31 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen haben Mehrkosten verursacht. Nach dem ersten Projektjahr wurden mit den Betrieben mehr als 50 Vorschlaege erarbeitet, wie die Abfall- und Emissionsmengen verringert werden koennten. 50 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen haben sich damit als wirtschaftlich erwiesen und wurden grossteils auch umgesetzt. Gleichzeitig hat die Idee eines kooperativen Umweltschutzes zwischen Verwaltung, Betrieben und Forschung ein starkes internationales Echo hervorgerufen. Durch die Vorstellung der Methode und der Ergebnisse in mehreren Staaten durch die Projektbeteiligten und durch die Uebernahme der Ergebnisse als mustergueltige Fallbeispiele in die Umweltschutzprogramme des United Nations Environmental Program, des EUREKA Forschungsprogrammes PREPARE, der amerikanischen Umweltbehoerde (US-EPA) und einige internationale Ausbildungslehrgaenge wurde das Projekt international sehr bekannt.

Projektdaten CLEVER Cities Hamburg - Biotopkartierung Regenrückhaltebecken An de Geest

Die Karte zeigt eine Biotoptypenkartierung nach Biotoptypenschlüssel Hamburg (2019) für das Regenrückhaltebecken ‚An de Geest‘ in Neugraben-Fischbek. Die Kartierung erfolgte im Februar 2021. Sie ist Teil der naturschutzfachlichen Begleitung für das Bauvorhaben ‚Bau eines neuen Retentionsbodenfilters‘, welches von HamburgWasser betreut wird. Die Biotop-Daten bilden auch die Grundlage für einen möglichen zukünftigen landschaftsgestalterischen Ausbau des Geländes im Sinne einer multikodierten Landschaft. Die Finanzierung der Kartierung erfolgte u. a. durch das von der EU-geförderte Projekt CLEVER Cities, Finanzhilfevereinbarung Nr. 776604, das von 2018-2023 Fördermittel aus dem Programm der Europäischen Union für Forschung und Innovation „Horizont 2020“ für ko-kreativ gestaltete naturbasierte Lösungen im Projektgebiet Neugraben-Fischbek zur Verfügung stellte. Im Rahmen der Vorplanung wurden begleitend zur Biotyptypenkartierung auch mehrere Workshops mit den Anwohnenden sowie im Stadtteil aktiven Gruppen durchgeführt, nachzulesen hier: https://www.hamburg.de/harburg/clever-cities-projekte/15441098/umbau-regenrueckhaltebecken-an-de-geest/

Global Precipitation Analysis Products of the GPCC

The Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) has been established in 1989 on request of the World Meteorological Organization (WMO). It is operated by Deutscher Wetterdienst (DWD, National Meteorological Service of Germany) as a German contribution to the World Climate Research Programme (WCRP). Mandate of the GPCC is the global analysis of precipitation on earth’s land surface based on in situ rain gauge data. These gridded analyses provide long-term means, monthly and daily totals, quantiles and a drought index.

Bildung für eine nachhaltige Entwicklung: Bildungstheoretische Grundlagen und schulisches Curriculum

Die theoretischen Grundlagen und Zielsetzungen der Umweltbildung haben sich seit Ende der 90er Jahre mit dem Gedanken einer nachhaltigen Entwicklung grundlegend verändert. Vielfach wird nun von Bildung für eine nachhaltige Entwicklung (kurz: BNE) gesprochen. Deshalb wird meine theoretische Grundlagenarbeit auf Basis des Gedankens der nachhaltigen Entwicklung, der selbst ständig einer Fortentwicklung unterliegt, ständig fortgesetzt. Diese Arbeit findet in engem Kontakt zur Kommission 'Bildung für eine nachhaltige Entwicklung' der DGfE statt, die ihr eigenes Forschungsprogramm von 1997 überarbeitet hat (Memorandum zur Forschung im Bereich BNE, Download auf Homepage der Kommission. Gleichzeitig wird der aktualisierte Ansatz einer Umweltbildung bzw. BNE auf curricularer Ebene an exemplarischen Themenbereichen konkretisiert. Dabei wird auf den früheren Arbeiten des Projektes NUSO (Didaktische Materialien, Publikationen u.a.) aufgebaut.

Wirksamkeit von Lärmschirmen an 2- und 6-streifigen Straßenquerschnitten

Die Schallpegelmessungen werden gemäß Forschungsprogramm Straßenwesen FA 2.206 nacheinander abgewickelt (Autobahnen in 2001, Straßen in 2002). Es wird jeweils nur an einem Messort und dort an jeweils 7 Messpunkten gleichzeitig gemessen. Das Verkehrsaufkommen wird ebenfalls messtechnisch erfasst. Alle Messwerte werden für die Auswertung elektronisch gespeichert. Die Auswertungen werden nach jeder Messkampagne durchgeführt. Das Ziel der gesamten Messreihen ist es, nachzuweisen, inwieweit die Vernachlässigung der Boden- und Meteorologiedämpfungen bei der Schallausbreitungsberechnung über Schallschirme gerechtfertigt ist.

Forschungsprogramm Experimenteller Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt), Modellprojekt Stadt Regensburg

Ausgangslage/Betroffenheit: Die Stadt Regensburg hat etwa 134.000 Einwohner (Erstwohnsitze) und ist damit die viertgrößte Stadt Bayerns. Unter den Modellvorhaben weist Regensburg das stärkste Bevölkerungswachstum auf - sowohl in der zurückliegenden Einwohnerentwicklung als auch in den Prognosen bis 2025, nach denen ein Anstieg der Bevölkerung um 5,4Prozent erwartet wird. Regensburg liegt am nördlichsten Punkt der Donau und den Mündungen der linken Nebenflüsse Naab und Regen. Es wird von den Winzerer Höhen, den Ausläufern des Bayrischen Waldes und dem Ziegetsberg umrandet, wodurch die Entstehung von Inversionswetterlagen begünstigt wird. Durch die topographische Pfortenlage weist die Stadt zudem eine hohe Nebelhäufigkeit auf und ist insbesondere in den Wintermonaten anfällig für Feinstaubbelastungen. Im Gegensatz zu vielen anderen Städten hat Regensburg einen relativ kompakt gegliederten Stadtkörper und eine insgesamt homogene Siedlungsstruktur. Prägend ist die historische Altstadt mit ca. 1.000 denkmalgeschützten Gebäuden. Diese gilt als einzige authentisch erhaltene, mittelalterliche Großstadt Deutschlands und ist seit 2006 Welterbe der UNESCO (Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur). Die Regensburger Altstadt wird als 'Steinerne Stadt' charakterisiert. Ihre historisch gewachsene dichte Baustruktur mit steinernen Plätzen und Gassen, wenig Bäumen im öffentlichen Raum und einer hohen Nutzungsdichte (Wohnen, Einkaufen, Arbeiten, Tourismus) erwärmt sich insbesondere im Sommer stärker als das Umland und wirkt als Hitzespeicher. So können die Temperaturunterschiede im Stadtgebiet bis zu 6 GradC betragen. Das Phänomen der Wärmeinsel, das sich im Zuge des fortschreitenden Klimawandels deutlicher ausprägt, impliziert einen sinkenden thermischen Komfort, löst zusätzliche Energiebedarfe aus und stellt u.U. veränderte Ansprüche an die Gestaltung von Freiflächen. Aufgrund der Lage an der Donau muss sich Regensburg ferner auf häufigere Schwüle und Gefährdung durch Hochwasser einstellen. Aus der Notwendigkeit zur Anpassung an den Klimawandel erwächst in Verbindung mit anderen Zielbildern einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung ein umfassender planerischer Handlungsbedarf. Im Rahmen des Modellprojekts thematisiert die Stadt Regensburg den Widerspruch zwischen einer Stadtentwicklungs- und Bauleitplanung, die auf Flächensparsamkeit und Innenentwicklung ausgerichtet ist, und erforderlichen Anpassungsstrategien an den Klimawandel, die bei der besonderen städtebaulichen Kompaktheit der Stadt Regensburg tendenziell eine Auflockerung von Baustrukturen und Flächenentsiegelung beinhalten. Im Sinne einer klimaangepassten Stadtentwicklung galt es: - auf strategischer Ebene die Weichen für eine klimaangepasste Flächennutzung für die zukünftige Stadtentwicklung zu stellen - auf operativer Ebene Maßnahmen für restriktive bis persistente Stadt- und Freiraumstrukturen zu entwickeln.

Economics of Global Warming

Global Warming is a political reality. All actors now agree that global warming is a major threat to world economic and ecologic development and that action needs to be taken. The research program 'Economics of Global Warming' deals with issues related to environmental and resource economic questions, and it is based on modeling (such as CGE modeling) as well as on policy issues (such as economic instruments, technology policy).

Entwicklung und Fortbestand der Insel Sylt

Langzeitbeobachtungen haben zu dem Ergebnis gefuehrt, dass die Insel jaehrlich im Durchschnitt 1,5 Mio. m3 Sand verliert. Das hydrodynamische Geschehen ist so angelegt, dass der sandige Anteil von der Insel wegtransportiert wird, ihr also verloren geht. Diesen permanenten Sandverlust versucht man staatlicherseits durch Sandvorspuelungen auszugleichen. Dieser vorgespuelte Sand geht aber ebenso verloren, bietet der Insel also keinerlei dauerhaften Schutz. Auf der Grundlage eigener Untersuchungen und Beobachtungen sowie solchen, die im Rahmen des Forschungsprogramms 'Optimierung des Kuestenschutzes auf Sylt' vorgestellt wurden, wurden kombinierte Schutzmassnahmen erarbeitet, die die Erosion minimieren sollten. Das Programm wurde in einer Denkschrift 'Entwicklung und Fortbestand der Insel Sylt' vom 'Verein Deutscher Kuestenschutz' vorgestellt.

Forschungsprogramm Experimenteller Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt), Klimaresilienter Stadtumbau

In der kommunalen Planungspraxis des Städtebauförderungsprogramms Stadtumbau spielen die Ansätze zur Klimaanpassung oft eine untergeordnete Rolle, obwohl es inzwischen eine Vielzahl von Erkenntnissen und guten Beispielen zu geeigneten Maßnahmen in der räumlichen Planung gibt. Warum ist das so? Was steht der Planung und Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen im Weg? Was sind Gelingensbedingungen für eine klimaresiliente Stadtentwicklung und wie lassen sie sich schaffen? Das bundesweite Forschungsvorhaben 'Klimaresilienter Stadtumbau' geht diesen Fragen im Kontext des Programms Stadtumbau nach. Es befasst sich dabei insbesondere mit Planungs-, Kooperations- und Kommunikationsprozessen. Ausgangslage: Im 2016 abgeschlossenen Projekt 'Klimaresilienter Stadtumbau' untersuchte ein Forschungsteam die Ergebnisse aus dem Programm StadtklimaExWoSt in Bezug auf das Städtebauförderprogramm Stadtumbau. Ein wesentlicher Befund dabei ist, dass die Qualität der kommunalen Planungsprozesse und die gute Zusammenarbeit von verschiedenen Fachämtern entscheidende Faktoren für das Gelingen der Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen sind. Gleichzeitig bringen die dafür notwendigen Abstimmungsprozesse für eine integrierte Planung die Kommunen häufig aber auch an ihre Belastungsgrenzen. Das Forschungsvorhaben untersucht daher Möglichkeiten, das Thema Klimaanpassung frühzeitig in ein adäquates Ziel- und Maßnahmensystem und ein konsequentes Projektmanagement im Stadtumbau zu integrieren. Besonderes Augenmerk gilt dabei der planerischen Zusammenarbeit auf kommunaler Ebene. Das Forschungsvorhaben trifft auf einen günstigen Zeitpunkt in der Umsetzung des Städtebauförderprogramms Stadtumbau. Die beiden Programme Stadtumbau Ost und Stadtumbau West als wichtige und erfolgreiche Instrumente der Städtebauförderung in Ländern und Kommunen wurden zu einem gemeinsamen Programm Stadtumbau zusammengeführt. Der Stadtumbau hat sich als 'lernendes Programm' erfolgreich im Umgang mit neuen Herausforderungen bewiesen. Vielerorts hat der Stadtumbau die Basis für zukunftsfähige Stadtentwicklungen gelegt. Der Klimawandel und die Anpassung an seine Folgen sind solche Herausforderungen, die Städte und Gemeinden in unterschiedlichen Bereichen wie zum Beispiel durch Starkregen, Hochwasser und Hitzetage treffen. Ziel: Das Projektteam untersucht, wie sich die Voraussetzungen für einen klimaresilienten Stadtumbau optimieren lassen. Insbesondere analysiert es dabei Planungs-, Kooperations- und Kommunikationsprozesse und eruiert Verbesserungsmöglichkeiten hinsichtlich einer frühzeitigen und effektiven Eingliederung in das Zielsystem des Stadtumbaus. Das Projektteam bereitet die Ergebnisse praxisnah entlang der Planungsabläufe im Stadtumbau auf. Sie münden in einer webbasierten Arbeits- und Kommunikationshilfe mit Empfehlungen für die kommunale Praxis. Räumlich liegt der Fokus auf Stadtumbaugebiete mit historischen und/oder stark verdichteten Quartieren.

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