Die Verordnung (EU) Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 842/2006 ("F-Gas-VO") gibt seit dem Jahr 2015 mittels des "Phase-down" eine schrittweise Reduzierung der in der EU verwendeten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) um 79 % bis zum Jahr 2030 vor. Betrachtungen, in welchem Umfang die gesetzlichen Vorgaben zu einer Durchsetzung von HFKW-Alternativen in den einzelnen betroffenen Sektoren in Deutschland geführt haben, gab es bislang nicht. Dieses Vorhaben beleuchtet den Stand der Umsetzung der F-Gas-VO in Deutschland und analysiert die aktuelle Verwendung von HFKW-Alternativen im Kälte-Klima-Sektor. Zudem zeigen Projektionen die Marktdurchdringung der Alternativen in den Sektoren Gewerbekälte, Industriekälte, Transportkälte sowie der stationären und mobilen Klimatisierung bis zum Jahr 2030, wobei Neu- und Bestandsanlagen betrachtet werden. Alle Daten werden mit Hilfe eines Modells berechnet, wobei detaillierte Annahmen zu den künftigen Verwendungsmengen von HFKW sowie deren Alternativen getroffen wurden. Die Gegenüberstellung der in Deutschland zur Verfügung stehenden HFKW-Verwendungsmengen (SOLL-Mengen) und der projizierten HFKW-Mengen (IST-Mengen) in der Kälte- und Klimatechnik zeigt 2018 über alle Sektoren ein deutliches Überschreiten der insgesamt zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen, ausgedrückt in CO2-Äquivalenten. Zwar sinken entsprechend der getroffenen Annahmen die HFKW-Verwendungsmengen im IST-Szenario kontinuierlich, allerdings nicht in ausreichendem Maße, um in den Jahren der Reduktionsschritte das SOLL zu erfüllen. Dabei ist auch zu beachten, dass andere Anwendungen außerhalb der Kälte- und Klimatechnik, wie etwa der Einsatz von HFKW als Schaumtreibmittel, Aerosol, Lösemittel oder Feuerlöschmittel, noch nicht eingerechnet sind. Auch der HFKW-Bedarf für die Umrüstung von Bestandsanlagen ist im Modell nicht berücksichtigt. Daneben wird grundsätzlich angenommen, dass fortlaufend technische Innovationen stattfinden, die zur Verringerung der erforderlichen HFKW-Mengen führen. In den einzelnen Anwendungssektoren stellt sich das Bild sehr unterschiedlich dar: Für viele Sektoren wird eine kontinuierliche Überschreitung der zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen projiziert. In der Industriekälte ist jedoch mit einem deutlichen Rückgang der Verwendungsmengen zu rechnen und auch andere Sektoren können nach anfänglichem Überschreiten der Mengen ihren HFKW-Bedarf durch den Einsatz von Niedrig-GWP-Kältemitteln deutlich reduzieren (Flüssigkeitskühlsätze und PKWs). Insgesamt können gemäß diesen Berechnungen die EU HFKW-Phase-down Schritte nur zeitverzögert erfüllt werden. Quelle: Forschungsbericht
Energieeffizienz und jährliche Treibhausgas-Gesamtemissionen von zweistufig ausgelegten Transportkälteanlagen mit verschiedenen Kältemitteln wurden simulativ ermittelt. Betrachtet wurden Ein- und Zweikammerfahrzeuge für den Einsatz im Verteilerverkehr in unterschiedlichen Klimazonen. Die Simulationen beruhen u.a. auf Daten umfangreicher Prüfstandsmessungen an einer praxisnahen zweistufigen Laboranlage für Kohlendioxid (R744), die mit ein- oder zweistufigen Kompressoren betrieben wurde. Der Vergleich zeigt, dass natürliche Kältemittel wie R744 (Kohlendioxid) und R1270 (Propen) umweltverträgliche Alternativen sind, um treibhauswirksame fluorierte Kältemittel in Kühlfahrzeugen zu ersetzen. Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/
Umstieg auf klimafreundliche Kältemittel muss Fahrt aufnehmen Klimaschädliche fluorierte Treibhausgase, die zum Beispiel in privaten Klimageräten oder im Einzelhandel eingesetzt werden, müssen nach einer EU-Verordnung bis 2030 größtenteils durch Alternativen ersetzt werden. Eine Studie im Auftrag des UBA zeigt, dass die Kälte- und Klimabranche in Deutschland die Vorgaben nicht ausreichend umsetzt. Forschung und technische Entwicklung sind dringend nötig. Die Studie „Implementierung des EU-HFKW-Phase-down in Deutschland – Realitätscheck und Projektion“ im Auftrag des Umweltbundesamtes zeigt, dass die Umstellung auf alternative klimafreundliche Kältemittel in Deutschland nicht schnell genug erfolgt, um die Vorgaben der EU-F-Gas-Verordnung (Nr. 517/2014) einzuhalten. Der überwiegende Teil der aktuell verwendeten klimaschädlichen Kältemittel soll gemäß dem sogenannten „Phase down“ der EU-Verordnung schrittweise bis 2030 durch klimafreundliche Alternativen ersetzt werden. Das sind beispielsweise natürliche Kältemittel wie Propan, Kohlendioxid und Ammoniak, aber auch Wasser und Luft sind in bestimmten Anwendungen als Kältemittel einsetzbar. Umsetzungsstand in Deutschland: Rück- und Ausblick Die Studie erhob zunächst den derzeitigen Stand der verwendeten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) in 28 verschiedenen Anwendungsbereichen der Kälte- Klima -Branche in Deutschland. Demnach wurden im Referenzzeitraum 2009 bis 2012 jährlich durchschnittlich 18,8 Mt CO 2 -Äquivalente an HFKW als Kältemittel eingesetzt. Davon entfielen im Schnitt 45 Prozent auf mobile Klimaanlagen insbesondere in Pkw; 25 Prozent wurden in der Gewerbekälte und 15 Prozent in der Industriekälte verwendet; 9 Prozent kamen in stationären Klimaanwendungen und 6 Prozent in der Transportkälte zum Einsatz. Diese Referenzmengen stellen zugleich die anteiligen Höchstmengen für 2015 dar. Die Reduktionsschritte des EU HFKW-Phase-down wurden auf diese Ausgangsmengen von 2015 bezogen, um für Deutschland die hypothetischen Höchstmengen der Folgejahre zu berechnen. Das Quotensystem der Verordnung ist so gestaltet, dass keine Zuteilung an EU-Mitgliedsstaaten oder Sektoren erfolgt. Die Verordnung reguliert dagegen die Mengen an HFKW, die hergestellt und in den europäischen Markt eingebracht werden. In den ersten beiden Jahren der Reduzierung unterschritt Deutschland die durch das Modell zugerechnete verfügbare Höchstmenge an HFKW um 1 Prozent (2016) und 13 Prozent (2017). Seit 2018 stehen dem europäischen Markt 63 Prozent der Referenzmenge an HFKW zur Verfügung. Gemäß den in der Studie durchgeführten Projektionen überstiegen die in Deutschland als Kältemittel verwendeten HFKW-Mengen diese Höchstmenge 2018 um 13 Prozent und 2019 um 2 Prozent. In 2020 wird die Vorgabe wieder erreicht werden. Für die nächsten Reduzierungsstufen 2021 und 2024 sagt das Modell jedoch weitere Überschreitungen vorher. Unterschiede in Sektoren und Anwendungen Dabei stellt sich die Situation in den einzelnen Sektoren und Anwendungen sehr unterschiedlich dar. Während die Verwendungsmengen in der Industriekälte durchgehend und in mobilen Klimaanlagen ab 2019 unter den Grenzwerten liegen, werden die Höchstmengen in den Anwendungen der stationären Klimatisierung, zu denen auch die Hauswärmepumpen gehören, über den gesamten Zeitraum um bis zu 60 Prozent überschritten. 2030 wird in diesem Sektor noch das Doppelte der Höchstmenge benötigt, da für diese Anwendungen ein großes Marktwachstum angenommen wird und gleichzeitig Alternativen mit niedrigem Treibhauspotenzial fehlen oder nicht ausreichend verwendet werden. In der Gewerbe- und der Transportkälte findet zwar eine kontinuierliche Absenkung der Verwendungsmengen statt, jedoch geschieht dies nicht schnell genug, so dass die Vorgaben nur zeitverzögert erreicht werden. Erst ab 2025 beziehungsweise 2029 werden die Grenzwerte dauerhaft eingehalten. Die Analyse macht zudem deutlich, dass natürliche Kältemittel bisher sehr unterschiedlich über die verschiedenen Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Während sich im Lebensmitteleinzelhandel natürliche Kältemittel als Alternativen durchsetzen, ist in der Gebäudeklimatisierung momentan keine Veränderung zu erkennen. Neben umfassenden Informationsaktivitäten sind Forschung und eine konsequente Weiterentwicklung der Technologien sowie angepasste technische Standards gefragt, um die Weichen in Richtung natürliche Kältemittel zu stellen.
Programme für die Probenahme von Oberflächengewässern dienen der routinemäßigen Dokumentation des Gewässerzustandes oder der Datenerhebung vor dem Hintergrund spezieller Fragestellungen. Im zuerst genannten Fall sind insbesondere Untersuchungsprogramme zur Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) zu nennen, welche die Erfassung langfristiger Trends mit vergleichbarem Parameterumfang verschiedener Gewässer vorsieht. In Deutschland geschieht dies durch die "Bundesverordnung zum Schutz der Oberflächengewässer" (OGewV). Lokale Besonderheiten von Gewässern werden dabei in differenzierteren Messprogrammen mit speziellen Fragestellungen berücksichtigt und Intensität sowie Umfang der Untersuchung darauf abgestimmt. Die Ergebnisse aus diesen Programmen dienen in erster Linie der Überwachung der Gewässernutzung und Überprüfung festgesetzter Anforderungen, können aber auch zur Vermeidung von Gewässerbeeinträchtigungen und zur Aufdeckung von Verunreinigungen genutzt werden. Die Grundsätze für die Probenahme von Fließgewässern ist in der Norm DIN EN ISO 5667-6 festgelegt. Probenahme aus Oberflächengewässern Bei der Probenahme aus Oberflächengewässern ist immer auf die örtlichen Gegebenheiten zu achten. Diese können sehr unterschiedlich ausfallen und reichen von gut zu erreichenden Stegen und Brücken, wo eine Probenahme problemlos durchführbar ist, zu schwer erreichbareren Ufern in schwierigem Gelände. Die Sicherheit der Probenehmenden steht dabei stets im Vordergrund und widrige Bedingungen, sei es durch Witterung, Bewucherung oder Kontakt mit sowohl Nutz- wie auch Wildtieren können zum abrupten Abbruch führen. Vor der eigentlichen Probenahme wir daher immer zuerst das Probenahmefahrzeug gesichert, die Probenahmestelle überprüft und alle Auffälligkeiten notiert. In der Regel erfolgt die Probenahme aus Fließgewässern durch Entnahme einer Stichprobe. Dies kann von einer Brücke mithilfe eines an einem Seil befestigten Eimers erfolgen, vom Ufer aus mithilfe eines an einer Schöpfstange befestigten Schöpfbechers, in flachen Gewässern direkt durch Abfüllen in die entsprechenden Gefäße oder von einem Wasserfahrzeug aus. Je nach Technik sind verschiedene Anforderungen zu beachten, um mögliche Kontaminationen zu vermeiden und eine repräsentative Probe zu erhalten. Ebenso erfolgt eine Beschreibung des Gewässers mit Angaben zu den Wetterverhältnissen, Fließgeschwindigkeit, Wasserstand, Beschattung, Schaumbildung etc. und die Messung von vor-Ort Parameter wie dem pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt. Nach erfolgter Probenahme und Konservierung werden die Proben gekühlt an die Standorte transportiert und dort für den weiteren Transport zu den Laboren vorbereitet. Sobald die Analytik beendet und Freigabe der Ergebnisse erfolgt ist können die Daten online im Fachinformationssystem ELWAS-WEB eingesehen werden. An Flüssen, Bächen und Seen werden mit einem Schöpfer Proben entnommen, Foto: LANUV/Fachbereich 63 Vor dem Abfüllen der Proben werden u.a. pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt gemessen, Foto: LANUV/Fachbereich 63
Quantities of waste As many as 1,750 casks of spent nuclear fuel will result from the operation of the nuclear power plants. This corresponds to a waste volume of around 27,000 m 3 . Contents of the interim storage facility: irradiated nuclear fuels The interim storage facilities mainly hold casks containing spent fuel elements from Germany's nuclear power plants, but also casks with high- level radioactive waste from reprocessing . The materials are stored there until they can be transferred to a repository . The total amount of high- level radioactive waste that will require final disposal in Germany will amount to approximately 17,000 tonnes of heavy metal. This corresponds to a waste volume of about 27,000 m 3 . * With direct final storage, the irradiated fuel elements are initially stored temporarily after their use in the nuclear power plant and later permanently stored without being sent for reprocessing again. © BASE Since the Federal Republic of Germany phased out the use of nuclear energy to generate electricity on 15 April 2023, this figure will no longer increase. At present, there are still some spent fuel elements in the nuclear power plants. Following their use in the reactor, they are usually stored in a water-filled cooling pond , a so-called wet storage, for about five years. During this time, the activity and temperature of the irradiated fuel elements will have decreased. After one year, for example, the activity level will have dropped to about one-hundredth of the initial value. After decay in the wet storage area, the fuel elements in Germany are reloaded into transport and storage casks and then placed in dry interim storage . The amount of irradiated fuel elements in the cooling pond is thus gradually reduced until all fuel elements have been placed in thick-walled transport and storage casks and stored at the dry interim storage facilities. Sufficient storage capacity for nuclear fuels The maximum capacity of the interim storage facilities for nuclear fuels is specified in the respective licences, which set upper limits for the storage of heavy metal mass, activity , heat output and the number of container spaces. The capacity of the respective on-site interim storage facilities was calculated, applied for and licensed on the basis of the maximum remaining operating times of 32 years specified in the 2002 nuclear phase-out decision. Following the 2011 Fukushima nuclear accident , eight German nuclear power plants were immediately shut down, and the operating lives of the remaining plants were reduced. Based on the estimated total number of casks required in Germany at up to 1,750, the capacities of the centralised and decentralised storage facilities are considered sufficient. Other radioactive waste According to current forecasts, nuclear power plants, other nuclear industry facilities and state institutions will produce around 300,000 m 3 of other radioactive waste by 2050. The forecast for 2050 assumes that approx. 66% of other radioactive waste will come from nuclear power plants and the nuclear industry, and approx. 34% from government institutions. The Konrad repository in Salzgitter is licensed to permanently store 303,000 m 3 of radioactive waste with negligible heat generation . This facility is currently being converted into the first repository to be licensed under nuclear law. In addition, up to 220,000 m 3 of radioactive waste to be retrieved from the Asse II mine must be included in forecasts for other radioactive waste . Furthermore, there will be up to 100,000 m 3 of residual materials from uranium enrichment , provided that these are not recycled elsewhere.
Das Projekt "PowerBox - Transport von temperaturgeführten Gütern auf der Schiene mit Hilfe einer SWS-PowerBox®" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VTG Deutschland GmbH durchgeführt. Der Transport von temperaturgeführten Produkten erfolgt fast ausschließlich auf Seeschiffen, Binnenschiffen und LKW. Dabei erfolgt die Stromversorgung der Kühlaggregate durch Dieselaggregate. Auf der Schiene steht auf dem Güterwagen derzeit keine Stromversorgung für die Kühlaggregate zur Verfügung. Daher findet derzeit kein Transport von gekühlten Gütern auf die Schiene statt. Ziel ist die Verlagerung des Transports von temperaturgeführten Produkten von der Straße auf die Schiene mit Hilfe der SWS.PowerBox. Die SWS-PowerBox® ist ein autonomes und mobiles Stromsystem für die Stromversorgung von Containertragwagen und Doppeltaschenwagen. Das Gesamtziel dieses Projektes ist die Markteinführung der SWS-PowerBox® zu wettbewerbsfähigen Preisen und der Einsatz in mehreren Zügen. Insgesamt plant VTG mit 100 SWS-PowerBoxen® für verschiedene Wagentypen. Aktuell gibt es nur wenige Systeme für die Stromversorgung an Güterwagen. Es gibt Kühlaggregate mit Dieselgenerator und Dieseltank an den Sattelaufliegern, die während des Transportes auf einem Güterwagen betrieben werden. Darüber hinaus gibt es einige wenige Güterwagen, bei denen die Stromversorgung durch die Lok erfolgt und mit Trafo und Umrichter zum einzelnen Wagen geführt wird. Die SWS-PowerBox® ist dahingehend eine Innovation, da keine Verbindung zur Lok oder einem anderen Containertragwagen erforderlich ist. Projektstart ist für den 1.01.2022 geplant mit einer Laufzeit von 15 Monaten. Das Projekt ist in 5 Arbeitspaketen unterteilt. Die Projektkosten belaufen sich auf 8,68 Mio. Euro. VTG beantragt eine Förderung von 25% der Gesamtprojektkosten im Rahmen der FL2 im Z-SGV.
Das Projekt "Maßnahmen zur Verbesserung der Marktdurchdringung klimafreundlicher Technologien ohne halogenierte Stoffe vor dem Hintergrund der Revision der Verordnung (EG) Nr. 842/2006" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Die chemische Industrie hat fluorierte Treibhausgase (F Gase) für viele Anwendungen, in denen vorher ozonschichtschädigende Stoffe (z. B. FCKW) verwendet wurden, entwickelt und in dem Markt gebracht. Ihre zunehmende Verwendung hat steigende Emissionen zur Folge. Erste Emissionsminderungsmaßnahmen hat die EU bereits ergriffen (z. B. Verordnung (EG) Nr. 842/2006 (sog. F-Gase-VO)). Weitere Maßnahmen auf nationaler, EU oder internationaler Ebene sind zur langfristigen Emissionskontrolle erforderlich. Für die EU wird die Europäische Kommission (EU-KOM) im Jahr 2011 einen Bericht vorlegen, welcher die bisher ergriffenen Maßnahmen bewertet und weitere vorschlägt. Die BReg hat die intensive Mitwirkung an der Revision bereits im Jahr 2007 beschlossen (Meseberg). Auf internationaler Ebene wird u. a. eine Produktions- und/oder Verkaufsbegrenzung dieser Stoffe auf Basis ihres Treibhauspotenzials diskutiert. Einige Staaten haben eine Steuer eingeführt oder beabsichtigen dies zu tun. Wichtig ist jedoch auch der verstärkte Einsatz klimafreundlicher Alternativen. Obwohl viele F-Gas-freie Technologien am Markt verfügbar sind, scheitert deren Marktdurchdringung häufig an höheren Investitionskosten oder Unwissenheit. Ziel des Vorhabens ist daher die Identifizierung von Barrieren und Chancen für halogenfreie Stoffe und/oder Technologien und die darauf aufbauende Evaluierung von Maßnahmen, die entweder die gesamte Stoffgruppe oder Einzelanwendungen betreffen. Der Fokus ist auf Bereiche zu legen, die die EU-KOM in ihrem Bericht 2011 in den Vordergrund rückt (z. B. Gewerbekälte, Transportkälte, ÖPNV-Klimatisierung, Schaumstoffe) oder die aufgrund der aktuellen Marktentwicklung für die Maßnahmendiskussion besonders relevant sind (z. B. natürliche Kältemittel versus neue chemische Kältemittel). Im Zusammenhang mit der Revision der F-Gase-VO sollen mögliche Maßnahmen mit den Mitgliedstaaten in einen Workshop (Teil des Vorhabens) diskutiert werden.
Das Projekt "EnEff:Stadt: Hochschulcampus Berlin Charlottenburg (HCBC) 1. Umsetzungsphase mit Teilsanierungen, Wärme- und Kältenetzen sowie einem Demonstrator auf dem 1. Schritt zur Wärmewende" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Energietechnik, Fachgebiet Heiz- und Raumlufttechnik, Hermann-Rietschel-Institut durchgeführt. Basierend auf dem Energiewendeziel der Bundesregierung will sich der Campus Charlottenburg (TU Berlin, UdK Berlin) energetisch als vorbildliche Einrichtung etablieren. Dafür soll der HochschulCampus Berlin-Charlottenburg (HCBC) so saniert werden, dass bereits ab dem Jahr 2023 die Wärmewendeziele 2050 in Teilen demonstriert werden können. Die Basis für die Umsetzung ist das Ergebnis der ersten Phase des Projekts (FKZ: 03ET1354-X). Dieser Masterplan Energie berücksichtigt die Energiebedarfe von Heizung, Kälte und den Hilfsenergien für den Transport von Wärme, Kälte und Luft. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der lokalen Gewinnung und Speicherung von Energie, wo günstige Bedingungen für eine anschließende Verschiebung von Wärmeenergieströmen herrschen. Das andere Augenmerk liegt auf der gebäudeweisen energetischen Teilsanierung im Quartiersverbund im Gegensatz zur gebäudeweisen Einhaltung der EnEV. Im Rahmen der 1. Umsetzungsphase sollen in den nächsten 5 Jahren Primärenergieeinsparungen/-substitutionen auf dem gesamten Campus in Höhe von zunächst 40 % zur Basis 2016 bis 2035 das Wärmewendeziel in Höhe von 80 % zur Basis 2008 realisiert werden. Parallel zu den Sanierungsmaßnahmen soll eine Demonstrationsanlage entstehen, in dem die gebäudeübergreifende Nutzung von erneuerbaren Energien und Abwärme über ein Mehrleiter-Wärmenetz gepaart mit Kurz- und Langzeitspeichern getestet und optimiert wird. Aus den Ergebnissen des EnEff: HCBC Projekts sollen Handlungsempfehlungen entwickelt werden, die auf andere Stadtgebiete übertragen werden können.
Das Projekt "Efficient Cooling Systems for Quieter Surface Transport (ECOQUEST)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Dezernat 2 Planung, Entwicklung und Controlling, Abteilung 2.3 Forschungsförderung und -beratung durchgeführt. Objective: An important subsystem in surface transportation vehicles (rail bound, automotive and heavy duty) is the cooling unit. Present European standards for interoperability of rail bound traffic require low noise levels while manufactures need to meet the vehicle performance and energy efficiency requested by the operators. The stringent EU6 emission limits expected to come into effect will increase dramatically the demand for cooling power in road vehicles without accepting a noise penalty. Manufactures need innovative methods for reducing costs of development and testing and thus further improving their competitiveness in the global market. The objectives are innovative contributions towards novel cooling units with reduced noise radiation and decreased CO2 emissions. We aim at new compact lay outs, innovative heat management strategies and low energy/noise components. Intermediate objectives concern: - implementation of an integrated simulation platform for noise mechanisms, scattering and propagation - development of design procedures for thermally and acoustically optimal cooling units - research on innovative fan designs and new passive noise control measures and their integration into novel cooling units. Mass produced automotive units and large locomotive systems produced at small numbers are considered simultaneously - strong synergies and cross-fertilization are expected. The project is structured in five work packages. WP1 deals with the project co-ordination. WP2 focuses on the acoustical models and their integration, WP3 takes into account realistic train and automotive environments, WP4 deals with full scale vehicle tests and WP5 concludes the project with an assessment, an exploitation plan and a dissemination. Being an upstream-research oriented project, a majority of the person-months and budget, especially within WP 2 and WP3, are committed to 3 universities and a research establishment. WP4 and 5 are performed primarily by industrial partners.
Das Projekt "Untersuchungen zum Einfluß des Weltraumwetters auf die Chemie und Dynamik der Erdatmosphäre (SPEACH)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Energetische Elektronen aus der Aurora und den Strahlungsgürteln sind bekannte Quellen von Stickoxiden in der Auroraregion der oberen Mesosphäre und unteren Thermosphäre (MLT, 60-140 km). Im polaren Winter können diese Stickoxide bis in die mittlere Stratosphäre (30—45 km) herunter transportiert werden; sie variieren dabei mit der geomagnetischen Aktivität und dem dynamischen Zustand der Atmosphäre. Hier tragen Stickoxide maßgeblich zum katalytischen Ozonabbau bei; da Ozon eine wesentliche Rolle in der Strahlungsheizung der Stratosphäre spielt, ändern sich durch den Abwärtstransport von auroralen Stickoxiden auch Temperaturen und Windfelder. Diese Änderungen der Atmosphärendynamik können die ganze Atmosphäre bis hinunter zu troposphärischen Wettersystemen betreffen. Aus diesem Grund wurde kürzlich zum ersten Mal empfohlen, geomagnetische Aktivität als Teil des solaren Forcings des Klimasystems in Klima-Chemiemodellstudien wie CMIP-6 zu berücksichtigen. Die atmosphärischen Ionisationsraten, welche verwendet werden, um solche Modellexperimente anzutreiben, basieren empirisch auf Flüssen von präzipitierenden Elektronen, welche jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet sind; neue Studien legen nahe, daß es ernsthafte Probleme mit der Genauigkeit dieser Daten gibt. In diesem Projekt werden wir untersuchen, wie vom Sonnenwind getriebene Prozesse in der Magnetosphäre präzipitierende Elektronen verschiedener Energien beeinflussen, und welchen Einfluß diese präzipitierenden Elektronen auf die Zusammensetzung, Temperatur, und Windfelder in der mittleren Atmosphäre haben.Insbesondere werden wir untersuchen:• Wie beeinflussen vom Sonnenwind getriebene Prozesse in der Magnetosphäre das Präzipitieren von Strahlungsgürtelelektronen in die Atmosphäre?• Zu welchen Energien werden präzipitierende Elektronen in den unterschiedlichen geomagnetischen Stürmen in der Magnetosphäre beschleunigt? • Welcher Energiebereich der Präzipitierenden Elektronen hat den größten Einfluss auf die Zusammensetzung und Dynamik der mittleren Atmosphäre?Dazu werden Modellsimulationen mit dem neuentwickelten VERB-4D Modell durchgeführt, welches Elektronenbeschleunigung in die Atmosphäre durch Welle-Teilchen-Wechselwirkungen mit Chorus, Plasmaspheric hiss, hiss in plumes, und EMIC-Wellen berücksichtigt. Ergebnisse werden mit NOAA POES Daten validiert. Modellierte Elektronenflüsse am Oberrand des Modells werden als Input verwendet für das neuentwickelte Klima-Chemiemodells EMAC/EDITh (Boden bis 220km). Modellierte Temperaturen und der Stickoxid-Gehalt werden anhand von Beobachtungen validiert. Fallstudien werden durchgeführt werden für geomagnetische Stürme, die durch Korotating Interaction Regions (CIR) und solare koronale Massenauswürfe (CMEs) ausgelöst wurden, um zu untersuchen, wie die verschiedenen Prozesse unterschiedliche Bereiche der Atmosphäre beeinflussen.
| Origin | Count |
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| Förderprogramm | 13 |
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