Novelis ist der weltweit größte Recycler von Aluminium und führender Anbieter flachgewalzter, kohlenstoffarmer Aluminiumprodukte. Seit 2011 investierte das Unternehmen umfangreich in die Recyclingkapazitäten und -fähigkeiten. Ein entscheidender Schritt war der Bau des Aluminium-Recyclingwerks in Nachterstedt, das jährlich bis zu 400.000 Tonnen Aluminiumschrotte recyceln kann. Von Nachterstedt aus wird Aluminium mit hohem Recyclinganteil an Walzwerke von Novelis in ganz Europa geliefert. Diese verarbeiten es weiter zu innovativen, kohlenstoffarmen Aluminiumlösungen für Produzenten der Automobil- und Verpackungsindustrie sowie Industrien für Spezialprodukte. So wird in Nachterstedt beispielsweise Aluminium für Fahrzeugkarosserien mit einem Recyclinganteil von 86 % gegossen und es werden Aluminiumbleche für Getränkedosenkörper mit fast 100 % Recyclinganteil hergestellt. Das Recycling von Aluminium senkt den Energieverbrauch im Vergleich zur Produktion von Primäraluminium um etwa 95 % und reduziert die Kohlenstoffintensität um ein vergleichbares Niveau. So trägt das Werk in Nachterstedt zu einer jährlichen Einsparung von Kohlenstoffemissionen von rund 3,7 Millionen Tonnen bei. Dies reduziert nicht nur den CO 2 e-Fußabdruck des Werkes in Nachterstedt, sondern senkt auch in bedeutendem Umfang die Emissionen in der gesamten Aluminium-Wertschöpfungskette. Das Unternehmen ist seit dem Jahr 2000 Mitglied der Umweltallianz Sachsen-Anhalt und hat in diesem Zeitraum eine Vielzahl an Umweltschutzleistungen erbracht, die über die gesetzlichen Vorgaben hinausgehen. Das Unternehmen betreibt ein nach DIN EN ISO 14001 zertifiziertes Umweltmanagementsystem. Seit 2011 hat das Unternehmen den durchschnittlichen Recyclinganteil in seiner globalen Produktpalette von 33 % auf 63 % gesteigert und strebt an, diesen bis Ende 2030 auf einen Anteil von 75 % auszubauen. Novelis will langfristig eine vollständige Kreislauffähigkeit in der Aluminiumproduktion verwirklichen. Das Unternehmen hat sich darüber hinaus ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele gesteckt: Bis 2030 möchte Novelis der Anbieter von flachgewalzten Aluminiumlösungen mit den niedrigsten Kohlenstoffemissionen – weniger als 3 Tonnen CO 2 e-Emissionen pro Tonne geliefertem Aluminium – und bis 2050 oder früher kohlenstoffneutral sein. Die moderne Sortiertechnologie, die im Jahr 2024 in der Recyclinganlage Nachterstedt eingeführt wurde, soll die Verwertung von Post-Consumer-Aluminiumschrotten für hochwertige Aluminiumprodukte weiter optimieren. Dadurch können jährlich rund 8.500 Tonnen Primäraluminium eingespart und über 80.000 Tonnen CO 2 e-Emissionen vermieden werden. Die Implementierung dieser hochmodernen Sortiertechnologie in Nachterstedt soll bis Ende 2024 abgeschlossen sein. Am 06.12.2024 besuchte Minister Prof. Dr. Armin Willingmann gemeinsam mit Dr. Sandra Hagel, Präsidentin des Landesamtes für Umweltschutz, sowie Vertretern und Partnern der Umweltallianz das langjährige Allianzmitglied Novelis in Nachterstedt. Nach Begrüßung durch den Werksleiter Christian Grossmann wurde das Recyclingwerk besichtigt. Im Anschluss daran folgte ein gemeinsamer Austausch zu energiepolitischen und weiteren aktuellen Themen.
Wolken beeinflussen den Energiehaushalt durch Streuung des Sonnenlichts und Absorption der Wärmestrahlung der Erde und gelten daher als wichtiger Faktor im Klimasystem. Die Untersuchung von atmosphärischen Prozessen im Allgemeinen und der Eisnukleation im Besonderen ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der mit Wolkenbildung, Niederschlagsentwicklung und Wechselwirkung mit der Strahlung zusammenhängenden Mechanismen. Mineralstaub, der den größten Teil der atmosphärischen Aerosole ausmacht, kann bei geringen Sättigungen und Temperaturen, die über dem homogenen Gefrierpunkt liegen, Eisbildung initiieren und auf diese Weise die Wolkendynamik und auch die Mikrophysik sowie die Eigenschaften der Wolken beeinflussen. Trotz zahlreicher Untersuchungen zum Einfluss von Partikelgröße und Oberflächeneigenschaften von Eiskeimen wissen wir über die heterogene Eisnukleation auf molekularer Ebene immer noch sehr wenig. Übergeordnetes Ziel des vorliegenden Projektverlängerungsantrags ist die Untersuchung der Bedeutung von OH-Gruppen an den Oberflächen mineralischer Aerosolpartikel in heterogenen Eisnukleationsprozessen mit Hilfe der nichtlinearen optischen (NLO-)Spektroskopie und insbesondere der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen. Im DFG-Projekt AB 604/1-1 wurde bereits der Grundstein für das neue Forschungsfeld (Atmosphärische Oberflächenwissenschaft) am IMK-AAF des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelegt. Das Projekt hat deutlich gezeigt, dass sich die NLO-Spektroskopie für die Untersuchung von heterogenen Eisnukleationsprozessen auf molekularer Ebene eignet. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen daher im Wesentlichen Wasser und Hydroxylgruppen an den Oberflächen zweier atmosphärisch relevanter Mineraloxide mit unterschiedlichem Eisnukleationsvermögen (Feldspat und Quarz) während des heterogenen Gefrierens untersucht werden. Mit Hilfe der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen sollen die Grenzflächenwasser (flüssig und Eis) auf mineralischen Oberflächen analysiert sowie der Einfluss der OH-Gruppen an der Oberfläche auf den heterogenen Gefrierprozess bestimmt werden. Die hier geplanten Untersuchungen werden als Grundlage für eine deterministische Beschreibung des Prozesses des heterogenen Gefrierens an atmosphärischen Aerosolpartikeln mineralischen Ursprungs dienen. Solche Studien sind für unser Verständnis der atmosphärischen Prozesse und somit auch des Klimasystems von großer Bedeutung und darüber hinaus auch im Hinblick auf die lokale Wettermodifikation (z.B. Wolkenimpfung, Hagelabwehr) und die Klimaschutzpolitik von besonderem Interesse.
Konvektive Stürme sind verantwortlich für Unwetter, wie z.B. großer Hagel, Sturzfluten und starke Windböen. Ein kritischer Faktor, der bestimmt, wie schädlich diese Ereignisse sind, ist die Wolkenmikrophysik innerhalb des konvektiven Systems. Die Prozesse der Wolkenmikrophysik tragen direkt zur Bildung von großem Hagel und Regen bei, verändern aber zusätzlich die Umgebung, in der sich die Konvektion durch latente Erwärmung und Abkühlung entwickelt. Diese Veränderungen in der Struktur des konvektiven Sturms wirken sich dann auch darauf aus, welche mikrophysikalischen Prozesse wo im Sturm aktiv sind . Über die Existenz dieser komplexen Wechselwirkungen wurde in zahlreichen Publikationen berichtet. Allerdings gibt es bisher keine Studien, die einen systematischen Ansatz zur Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Wolkenmikrophysik und konvektiver Dynamik verfolgen. In diesem Projekt werden wir eine systematische Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Prozessen der Wolkenmikrophysik, der Struktur konvektiver Systeme und dessen Lebenszyklus sowie der daraus resultierenden Unwetterlage durchführen. Modellsimulationen mit ICON (~1 km Auflösung) werden anhand der mikrophysikalischen Prozesse, der Sturmstruktur und des Lebenszyklus von Dual-Polarisations-Radardaten ausgewertet.Das Hauptziel dieses Projektes ist es, einen Rahmen für die Verbesserung der konvektionszulassenden Simulation von schweren konvektiven Wetterereignissen zu schaffen. Dies wird erreicht durch 1) Analyse der Prozesse der Wolkenmikrophysik, die für die Erzeugung von Niederschlägen, die zu einem Schadensereignis führen, am wichtigsten sind, 2) Evaluierung, wie gut der Lebenszyklus, die Sturmstruktur und die mikrophysikalischen Prozesse von konvektiven Stürmen, die von ICON simuliert werden, den polarimetrischen Radarbeobachtungen entsprechen. 3) Untersuchung der Empfindlichkeit der Sturmstruktur und des Lebenszyklus für die Darstellung mikrophysikalischer Prozesse.Daher wird das ICON-Modell modifiziert, um die mikrophysikalischen Prozessraten in 3D auszugeben. Mikrophysikalisches "Piggybacking" wird ebenfalls integriert, um rein mikrophysikalische Effekte von gekoppelten mikrophysikalisch-dynamischen Effekten zu trennen.Am Ende dieses Projektes werden wir in der Lage sein, die derzeitige Fähigkeit von ICON zusammenzufassen, konvektive Stürme und deren schädliche Niederschläge zu simulieren, zu identifizieren, welche Prozesse für die Erzeugung der schädlichen Niederschläge am wichtigsten sind, und Verbesserungen zu empfehlen, um aktuelle Mängel im Modellsystem zu beheben. Das Endergebnis wird nicht nur ein verbessertes Verständnis der realen und modellierten Konvektion sein, sondern auch spezifische Empfehlungen zur Verbesserung der Vorhersage von schädliche Niederschläge aus Konvektion geben.
Ausserordentliche Wetterereignisse und 'Natur'katastrophen wollen in einen längeren Zeitraum eingeordnet werden. Dies ermöglicht die Datenbank Euro-Climhist, die seit den 1970er-Jahren von Prof. em. Dr. Christian Pfister und zahlreichen seiner Mitarbeitenden zusammengetragen wurde. Sie enthält in ihrer ersten Ausbaustufe (Schweiz ab 1500) rund 150 000 Daten auf verschiedenen zeitlichen Ebenen (Tag, Woche, Monat, Jahreszeit), die mit einer benutzerfreundlichen Software zugänglich gemacht werden. Dazu gehören: - Beschreibungen der täglichen Witterung: Himmelsbedeckung, Niederschlag, Lufttemperatur, Windrichtung und -stärke. - Sehr lange Messreihen der mittleren Monatstemperatur (u.a. Basel seit 1755, Genf seit 1768) und des Monatsniederschlags (u.a. Genf ab 1778, Zürich seit 1708 mit Lücken, Bern seit 1760), Tage mit Niederschlag (Zürich 1684-1738, 1864-2011 sowie Genf ab 1768). - Monatliche Witterungsberichte (1820-1999), mit kleinen Lücken. Diese dienen einer raschen Orientierung. - Beschreibungen von Witterungsschäden und Naturgefahren (Sturm, Hagel, Frost, Nässe, Dürre, Überschwemmungen, Erdrutsche, Feuer, Schnee etc.). - Beschreibungen des Blüte- und Reifezeitpunkts von (Kultur-)pflanzen: u.a. Zeitpunkt von Roggenernte und Weinlese (ab 1501), Kirschbaumblüte (ab 1721). - Beschreibungen der Schneebedeckung, Vereisung von Gewässern. - Aus manchen Beschreibungen wird deutlich, warum die Menschen Witterungsereignisse aufgezeichnet haben, von welchen Weltbildern sie geleitet wurden und wie sie auf Extreme reagierten.
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