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Sauerstoffdynamik in großen Talsperren: Ein mechanistisches Verständnis zur Entstehung metalimnischer Sauerstoffminima?

Der gesunde und nachhaltige Umgang mit unseren Binnengewässern stellt eine Angelegenheit von höchstem öffentlichem Interesse dar. Gelöster Sauerstoff (DO) stellt eine Schlüsselgröße beim Wasserqualitätsmanagement in Seen und Stauhaltungen dar. Zu niedrige Konzentrationen begrenzen die Eignung für Trinkwasser und andere Nutzungen. Wir schlagen ein Forschungsprogramm von Wissenschaftlern aus führenden chinesischen und deutschen Institutionen in der Gewässerforschung vor, um die Dynamik des Sauerstoffs in Standgewässern in Raum und Zeit besser zu verstehen. Sowohl numerische Simulationsprogramme wie auch Feldmessprogramme und-experimente werden auf dem neuesten Stand eingesetzt. Von dieser Zusammenarbeit versprechen wir uns ein verbessertes Prozessverständnis, einen intensiven fachlichen Austausch zu modernen Methoden in Monitoring und Modellierung und schließlich detaillierte Einblicke, wie man neue Erkenntnisse in Wasser- und Talsperrenmanagement im jeweils anderen Land umsetzt. Sauerstoff reagiert sehr empfindlich auf Umweltstressoren, wie organische Verschmutzung, Eutrophierung oder Klimaänderung. Die Voraussage von Konzentrationsveränderungen stellt eine Herausforderung dar wegen der komplexen Verflechtung von ökologischen, biogeochemischen und physikalischen Vorgängen. Während man die Entwicklung von DO im Hypolimnion (Tiefenwasser) schon eingehender untersucht hat und viele Prozesse mit einiger Genauigkeit vorhersagen kann, versteht man bis heute die Entwicklung von DO im Metalimnion (d.h. in der Schicht zwischen dem warmen, oberflächennahen Epilimnion und dem kalten darunterliegenden Hypolimnion) weit weniger gut. Metalimnische Sauerstoffminima (MOM) sind sowohl aus Binnengewässern wie marinen Systemen bekannt. Sie entstehen aus einer Kombination von erhöhtem Sauerstoffbedarf und eingeschränktem vertikalem Austausch. Über die Ursachen für den erhöhten Sauerstoffbedarf im Metalimnion ist man sich nicht völlig im Klaren und Prozesse wie eingetragenes allochthones Material, Sauerstoffzehrung an trüben Einträgen und schließlich die Zersetzung von sedimentierendem organischem Material werden diskutiert. Ziel dieses Projektes ist es, ein hochauflösendes DO-Monitoring in einer deutschen und einer chinesischen Talsperre (Rappbodetalsperrre und Panjiakou Reservoir) zu betreiben, wobei parallel verschiedene Feld- und Labormessungen zum Test der verschiedenen Hypothesen zu den Ursachen der Sauerstoffzehrung durchgeführt werden. Die Resultate aus den Feld- und Laborexperimenten sowie hochauflösenden Monitoringansätzen werden in mathematische Prozessbeschreibungen übergeführt und in 1D und 3D Seenmodelle eingefügt, um die Dynamik des DO in Abhängigkeit der hydrodynamischen und biogeochemischen Prozessen zu simulieren Seenmodelle verbinden. Die entwickelten Modelltools werden in Form von Open-Source-Codes frei zur Verfügung gestellt.

Erfassung und Stärkung von Wirkungen Sozialer Innovationen - Begleitforschung zum Programm 'Transformationscluster Soziale Innovationen für Nachhaltige Städte'

Bedeutung, Vorkommen und Bekaempfung inner- und aussereuropaeischer Zoonosen

Zoonosen sind Infektionskrankheiten, die von Tieren auf den Menschen uebertragen werden. Derartige Infektionen erfordern eine enge Zusammenarbeit von Veterinaer- und Humanmedizin. Das laufende Forschungsprogramm befasst sich mit der Epidemiologie und Diagnostik verschiedener solcher Krankheiten sowie Problemen der Prophylaxe dieser Infektionen.

WASCAL Scientific Research Data Catalog

Within WASCAL a large number of heterogeneous data are collected. These data are mainly coming from different initiated research activities within WASCAL (Core Research Program, Graduate School Program) from the hydrological-meteorological, remote sensing, biodiversity and socio economic observation networks within WASCAL, and from the activities of the WASCAL Competence Center in Ouagadougou, Burkina-Faso.

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.

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/

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.

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