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Anfälligkeit von Flüssen für extreme Hochwässer: Klima- und Landschaftskontrollen und Früherkennung (PREDICTED)

Das zunehmende weltweite Auftreten großer Hochwässer innerhalb der letzten Jahre führte zu einem starken Anstieg vieler Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven (hier als Step change bezeichnet) und führt zu der Frage, ob Hochwässer sich verändert haben. Oft werden Klimaänderung und der Verlust der Speicherfähigkeit unserer Böden durch menschliche Eingriffe für diese Veränderung verantwortlich gemacht. Jedoch können auch bei sich nicht veränderten Bedingungen immer wieder große Hochwässer auftreten, die als extrem erscheinen, da sie noch vorher nicht beobachtet werden. Die Frage ob sich Hochwasserprozesse verändern oder nicht, ist essentiell für zuverlässige Vorhersagen des zukünftigen Hochwasserrisikos und grundlegend für viele Entscheidungen, z.B. in der Risikovorsorge, Wasserwirtschaft, Stadt- und Raumplanung oder der Versicherungswirtschaft. Ziel des Projekts ist es, zu erforschen, ob die Wechselwirkungen zwischen Klima und Landschaft in Flussgebieten extreme Hochwässer innerhalb kurzer Perioden hervorrufen können, auch wenn keine Veränderungen der äußeren Einflussfaktoren (z.B. Niederschläge) auftreten. Als Indikator für mögliche Veränderungen in der Genese extremer Hochwässer wird in diesem Projekt das Auftreten bzw. die Lage des step change, d.h. eines plötzlichen starken Anstiegs der Hochwasserwahrscheinlichkeitskurve, gewählt. Methoden zur objektiven Bestimmung der Lage des step change in Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven werden entwickelt und es wird untersucht, ob das Auftreten von step changes in den Zeitreihen vieler Gebiete weltweit nur als Artefakt zu kurzer Datenreihen erklärt werden kann. In einem weiteren Schritt wird untersucht, welche Klima- und Landschaftscharakteristiken das Auftreten und die Position von step changes in den Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven beeinflussen. Dies erfolgt mit Hilfe eines kürzlich entwickelten vereinfachten stochastischen Modells von Niederschlag-Abflussprozessen, welches zuverlässig die Entstehung von Hochwasserabflüssen in verschiedenen Klima- und Landschaftseinheiten weltweit wiedergeben kann. Auf Basis von Modellsimulationen wird ein Index abgeleitet, der anzeigt ob das Zusammenspiel von sich verändernden Klima- und Landschaftscharakteristiken zu step changes führt. Die Güte des Indexes die Position von step changes vorherzusagen, wird anhand einer Vielzahl unterschiedlicher Gebiete weltweit verifiziert. Auch wird der Index auf Gebiete übertragen, in denen bisher noch keine extremen Hochwasserereignisse beobachtet wurden oder keine Beobachtungsreihen verfügbar sind. Ebenso werden mögliche Änderungen des Indexes aufgrund von Klimaänderungen analysiert. Das Projekt hilft das Zusammenspiel von Klima- und Landschaftsfaktoren bei der Entstehung von extremen Hochwasserereignissen besser zu verstehen und gibt an, wie lange ein bestimmtes Gebiet beobachtet werden muss, um eine zuverlässige Abschätzung auch extremer Hochwasserabflüsse ableiten zu können.

Frueherkennung und Vermeidung von Gefaehrdungspotentialen bei abfallwirtschaftlichen Massnahmen

Entwicklung eines Frueherkennungssystems, anhand dessen das Risikopotential bei Vermeidung, Verminderung, Verwertung und Beseitigung von Abfaellen ermittelt werden kann. Identifizierung von Schwelgasen, getrennte Erfassung von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Multisensorkopf zur Erfassung von krebserregenden Loesungsmitteln (Benzol etc.) in geringen Konzentrationen in Gemischen mit Ketonen, Alkoholen, Aldehyden etc. (Schnelltest, Verwendung neuronaler Netze).

Die Anwendung von Botrytis-Toxin bei der Fruehdiagnose von Botrytis-Resistenz bei Rebsaemlingen

Die toxische Wirkung von Botrytis-Kulturmedien soll zur Diagnose auf Botrytisresistenz ausgenutzt werden. Dazu muss zuerst ein reproduzierbares, haltbares Toxinpraeparat gewonnen werden. Bis 06.1979. An Standardsorten wird die Korrelation zwischen Botrytisfestigkeit und Toxinempfindlichkeit ermittelt und danach die Fruehdiagnosemethode ausgerichtet (Dauerprogramm).

Präzisionsmesstechnik und Verwitterungsmonitoring - Hochgenaue geometrische Erfassung der Oberflächendegradation an Kulturgütern

Die Oberflächen aller im Freien befindlichen Kulturgüter sind in mehr oder minder stark atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt, die zu einer Beschädigung führen können, sofern keine Schutzmaßnahmen ergriffen werden oder diese nicht die gewünschte Wirkung entfalten. In Bezug auf Gesteinsoberflächen sind dabei hauptsächlich physische Beschädigungen zu beobachten, die zu einem Abtrag der Gesteinssubstanz führen. Eine frühzeitige Erkennung von Art, Verteilung und Umfang solcher Beschädigungen ist eine wichtige Voraussetzung zur gezielten und adäquaten Ergreifung von Gegenmaßnahmen, die den Erhalt der wertvollen Objektsubstanz erreichen sollen. Angesichts der schleichenden Charakteristik solcher Zerfallsprozesse ist eine qualitative wie quantitative Bewertung problematisch, da in kurzen Zeitabständen oftmals nur minimale Veränderungen auftreten. Andererseits besteht gerade für langsame Prozesse eine gute Chance die Oberflächen zu erhalten, wenn die ablaufenden Prozesse frühzeitig erkannt und bewertet werden können. Dies erfordert allerdings eine sehr detaillierte Analyse der Oberfläche und der sich darin abspielenden morphologischen Veränderungen. Die Basis für solche Analysen müssen sehr genaue geometrische und ggf. farbliche oder spektrometrische Messungen sein, die den morphologischen und optischen Zustand der Oberflächen dokumentieren und eine belastbare Datengrundlage für die Erkennung von Veränderungen liefern. In Kontext des Flächenmonitorings arbeiten das Institut für Steinkonservierung und das Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik (i3mainz) zusammen, um das Potenzial moderner Messverfahren auszuloten und exemplarisch zur Überwachung von ausgewählten Objektflächen einzusetzen. In einer ersten Phase wurde dazu das Potenzial verschiedener Messverfahren analysiert und charakterisiert, um eine bestmöglich geeignete Technik für die in der zweiten Phase sich anschließende exemplarische Anwendung auswählen zu können. Eine Gegenüberstellung der unterschiedlichen Techniken wie Digitale Stereophotogrammetrie, Streifenprojektionsverfahren, scannende Systeme und Strukture from Motion erfolgte nach speziellen Eigenschaften und Parametern. Die zweite Projektphase dient der Anwendung der aus der ersten Phase heraus definierten Messtechnik an weiteren Objekten, die in unterschiedlicher Weise und verursacht durch verschiedene Faktoren mehr oder weniger starken Zerfallsprozessen unterworfen sind. Die ausgewählten Objekte weisen jeweils unterschiedliche Charakteristika auf und wurden entsprechend den vorab festgelegten Anforderungen erfasst. Für eine Visualisierung von Schadstellen und witterungsbedingter Veränderungen sind unterschiedliche Analyseverfahren (GIS, 3D Analysetools, usw.) untersucht und an den Beispielobjekten angewandt worden.

Methoden zur Fruehdiagnose und Fruehbeurteilung bei Waldbaeumen

a) Methoden zur Fruehdiagnose und Fruehbeurteilung bei Waldbaeumen. b) Erarbeitung und Anwendung von biochemischen, morphologischen, physiologischen und holzanatomischen Methoden, die eine fruehe Selektion auf Sorten mit ueberlegenen wirtschaftlich wichtigen Merkmalen gestatten. c) Freiland-, Laboruntersuchungen und Bewertung mit Hilfe biometrischer Verfahren.

Entstehungsursachen allergischer und nicht-allergischer Dermatosen bei Berufsanfaengern im Friseur-, Krankenpflege- und Metallhandwerk unter besonderer Beruecksichtigung endogener Risikofaktoren

Im abgeschlossenen Projekt F0054 'Haeufigkeit atopischer Stigmata und deren diagnostische Relevanz bei atopischen Ekzemen' wurde ein Atopie-Score entwickelt, mit dem standardisiert und reproduzierbar die Auspraegung einer Atopie anhand anamestischen, klinischen und laborchemischen Kriterien diagnostiziert werden kann. - Ziel: Validierung des Atopie-Score durch eine Feldstudie; neue Erkenntnisse zum Zusammenwirken von endogenen und exogenen Risikofaktoren bei der Entstehung von Berufsekzemen und Allergien. - Methodik: Prospektive epidemiologische Studie; Untersuchung von Berufsanfaengern in besonders hautbelastenden Berufen (Friseur, Krankenpflege, Metallberufe) zu Beginn der Ausbildung (insbesondere endogene Risikofaktoren) und anschliessend ausbildungsbegleitend mindestens zweimal; gleiches Untersuchungsinstrumentarium wie Projekte 38-08, OF-21 und OF-23 (Projekte sind koordiniert). Ergaenzend je eine Fallkontrollstudie bei Friseuren und Baeckern mit angezeigtem Verdacht auf berufsbedingte Hauterkrankung (mit entsprechenden Kontrollgruppen). - Umsetzung geplant: Verbesserung der Praevention von Berufsekzemen und Allergien durch gezielte Beratung von Berufsanfaengern und durch effektive arbeitsmedizinische Vorsorge in hautbelastenden Berufen.

Schadensverhuetung durch fruehzeitige Fehlererkennung

Mit Hilfe dynamischer Prozessmodelle werden technische Prozesse auf das Auftreten von Stoerungen ueberwacht, um schwerwiegende Schaeden an Anlage und Umwelt zu vermeiden. Die Untersuchungen werden mit Hilfe von Modellbildung und Erprobung an Pilotanlagen durchgefuehrt. Es kommen Verfahren der modernen Systemtheorie und Wahrscheinlichkeitstheorie zur Anwendung.

Rutschungen in den Flusstaelern des Alpenvorlandes, ihre Ursachen, Mechanismen und Ablaeufe

Problem: Erfassen und beurteilen von Bruchvorgaengen in veraenderlichfesten Gesteinsfolgen. Ziel: Bestimmen der Stabilitaet und Bewegungsgroesse von gebrochenen und ungebrochenen Talhaengen, Frueherkennen von Bruchvorgaengen. Angewandte Methoden: ingenieurgeol. und geodaet. Gelaendeaufnahmen und Verschiebungsmessungen, bodenmechan. Festigkeits- und Verformungsuntersuchungen im Gelaende und Labor. Stabilitaetsberechnungen. Ergebnisse: Erkenntnisse ueber Ursachen, Mechanismen und Ablaeufe der Rutschungen, Methoden der Frueherkennung, Anwendung von Bohrlochversuchen zur Bestimmung von Verformungseigenschaften, Uebertragung der Erkenntnisse auf aehnlich gelagerte Boeschungsprobleme.

Moeglichkeiten zur Frueherkennung von Brandnestern und Braenden in Muellbunkern

Installation eines Infrarot-Thermographiesystems mit einer pyroelektrischen Waermebildkamera. Langzeiterprobung des Systems anhand eines Versuchsprogramms. Standort ist die Muellverbrennungsanlage in Oberhausen.

Methodik der Reblausresistenzpruefung

a) Fruehdiagnose der Reblausresistenz von Neuzuechtungen. b) Enzymatische Bestimmung des Staerke- und Glucosegehaltes von Wurzelgallen der Reblaus in Beziehung zur Reblausresistenz. c) Laboruntersuchungen; langfristig.

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