Extreme Starkniederschläge können überall auftreten und jeden treffen, wobei die präzise örtliche und zeitliche Vorhersage des exakten Auftretens solcher Ereignisse bisher noch sehr unsicher ist. In der Vergangenheit wurden in Berlin immer wieder Starkregenereignisse beobachtet (April 1902, August 1959, Juli 2016, Juni 2017, Juli 2017, Juli 2018, August 2019 etc.). Obwohl die Fließgeschwindigkeit und Zerstörungskraft des Wassers im Vergleich zu bergigen Regionen geringer sind, entstehen dennoch beträchtliche Schäden. Rund 34 % der Berliner Stadtfläche sind versiegelt, wodurch die natürliche Versickerung von Regenwasser stark eingeschränkt wird. Berlin wächst weiter. Das bestehende Kanalnetz ist nicht für Starkregenereignisse ausgelegt und kann nur mit sehr hohem Aufwand erweitert werden, was zu Überlastungen führt. Gleichzeitig nimmt durch den Klimawandel die Wahrscheinlichkeit von Starkregen weiter zu. Straßen können sich auch in Berlin in Fließwege verwandeln, kleine Gewässer anschwellen, und Schäden auch Abseits von Gewässern an Gebäuden, Fahrzeugen und der städtischen Infrastruktur entstehen. Angesichts der hohen Sachwerte Berlins – darunter Gebäude, kulturelle Einrichtungen und kritische Infrastrukturen – ist das Schadenspotenzial besonders groß. Ein absoluter Schutz vor den negativen Auswirkungen von Überflutungen durch Starkregen ist nicht möglich. Die Schäden können jedoch durch ein effektives Starkregenrisikomanagement bzw. Starkregenvorsorge deutlich reduziert werden. Starkregengefahrenkarten und darauf aufbauende Risikoanalysen liefern die Grundlagen für die Erarbeitung von Handlungskonzepten zur Vermeidung oder Minderung von Schäden durch Starkregenereignisse. Sie sensibilisieren beteiligte Handelnde und potenziell Betroffene und helfen, die Gefahr und das Risiko gegenüber Überflutungen aus Starkregen einzuschätzen sowie Maßnahmen zu priorisieren und zu planen. Für Berlin liegt eine flächendeckende Starkregenhinweiskarte vor, die eine erste Orientierungshilfe darstellt. Die Starkregenhinweiskarte bietet eine einfache Gefahrenabschätzung basierend auf einer Kombination aus potenziell zu erwartenden Wasserständen und Fließgeschwindigkeiten für zwei unterschiedliche Regenszenarien, einer topographischen Senkenanalyse und starkregenbedingten Feuerwehreinsatzdaten. Die zu erwartenden Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten für ein außergewöhnliches und ein extremes Ereignis wurden durch das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) zusammen mit den Ländern für Berlin-Brandenburg erarbeitet. Dies umfasst eine 2D-Niederschlags-Abfluss-Analyse der Oberfläche ohne Berücksichtigung des Kanalnetzes und der Infiltration in den Boden. Zudem konnten Geländedetails, etwa auch Durchlässe unter Straßen etc., nicht immer vollständig berücksichtigt werden. Die Starkregenhinweiskarte zeigt potenzielle Überflutungsbereiche und –tiefen sowie Fließgeschwindigkeiten und verweist auf vergangene Starkregenereignisse, die Schäden verursacht haben. Dadurch kann eine Ersteinschätzung von potenziell durch Starkregen gefährdeten Gebieten erfolgen, um somit auch den Schutz von Gebäuden, Infrastrukturen und neuen Bauvorhaben zu verbessern. In den Bereichen, wo Starkregengefahrenkarten vorliegen (siehe unten), sollten diese für die Bewertung hinsichtlich der Gefahren aus Überflutungen durch Starkregen verwendet werden, da aufgrund der Vereinfachungen im Modell die Aussagekraft der Starkregenhinweiskarte geringer ist als in der Starkregengefahrenkarte. Ein Abgleich der Ergebnisse mit der Situation vor Ort ist erforderlich. Die Starkregengefahrenkarte beinhaltet eine detaillierte Bewertung der räumlichen Ausdehnung von Überflutungen, den Überflutungstiefen und den Fließgeschwindigkeiten bei verschiedenen Starkregenszenarien. Sie bilden die Grundlage des kommunalen Starkregenrisikomanagements. Die Starkregengefahrenkarte zeigt die räumliche Ausdehnung von Überflutungen, Überflutungstiefen (Wasserstand über Gelände) und Fließgeschwindigkeiten eines starkregenbedingten Hochwassers bei verschiedenen Szenarien (seltenes, außergewöhnliches und extremes Ereignis). Der Oberflächenabfluss infolge von Starkregen wird hier zweidimensional berechnet und zusätzlich wird das Kanalnetz berücksichtigt (1D/2D gekoppeltes Modell) . Im Jahr 2021 wurde mit der Erstellung einer Starkregengefahrenkarte für einzelne Gebiete begonnen. Berlin wird aufgrund seiner Größe in verschiedene Einzugsgebiete unterteilt. Die Berliner Wasserbetriebe (BWB) und die für die Wasserwirtschaft zuständige Senatsverwaltung werden zukünftig gemeinsam für weitere Gebiete Starkregengefahrenkarten erarbeiten und die Starkregengefahrenkarte für Berlin wird somit sukzessive ergänzt werden. Die Priorisierung dieser Gebiete basiert auf der Notwendigkeit bzw. Dringlichkeit der Starkregenvorsorge sowie den geplanten Sanierungsmaßnahmen für das Kanalnetz in der Stadt. Bis zum Vorhandensein einer flächendeckenden Starkregengefahrenkarte für Berlin gibt die Starkregenhinweiskarte (siehe oben) einen Überblick über die potentielle Gefährdung durch starkregenbedingte Überflutungen sowie dokumentierte Ereignisse für Gesamtberlin. Die Starkregenhinweiskarte und/oder die Starkregengefahrenkarte ist ein wichtiges Element der Risikovorsorge für Starkregen und Grundlage für die risikoangepasste Planung und Vorsorge. Die Starkregengefahrenkarte kann Planende, Betreibende kritischer Infrastrukturen, Unternehmerinnen und Unternehmer, Anwohnerinnen und Anwohner bei der Identifikation von wassersensiblen Bereichen unterstützen. Die Karte ermöglicht, die Gefahren durch Starkregen zu identifizieren und durch die Identifikation von Wassertiefen, Fließwegen, Entstehungs- und Einzugsgebieten können Maßnahmen gezielt geplant werden. Somit unterstützt die Karte die Vorsorge vor seltenen, außergewöhnlichen und extremen Niederschlagsereignissen und die Anpassung an sich aus der Überflutungsgefahr ergebenden Starkregenrisiken.
In Projekt P2 werden wir die Chrolonolgie und Intensität der menschlichen Besiedelung der Bale-Mountains untersuchen und deren Auswirkungen auf die Entwaldung des Sanetti-Plateaus durch Feuer. Um diese Zusammenhänge zu untersuchen, werden wir uns auf folgende Punkte konzentrieren:1. In Zusammenarbeit mit Projekt P1 (Archäologie) werden wir Chronologie (mittels Radio-Kohlenstoff- und Optisch stimulierter Lumineszenz-Datierungen) und Art und Intensität der menschlichen Besiedelung untersuchen. Hierzu dienen Anthrosole unter Felsvorsprüngen und Höhlen als Archive und molekulare Marker als Landnutzungs-Indikatoren, wie z.B. Phosphor-Mapping (Birk et al. 2007), Benzolpolycarbonsäuren (Glaser et al. 1998) und Sterole und Gallensäuren als Fäkalbiomarker (Birk et al. 2012). 2. In Zusammenarbeit mit den Projekten P3 (Basis-Umweltdaten-Erhebung) und P7 (Erd-Käfer) werden wir typische Standortseigenschaften (Böden und Topographie) erhoben. Diese Daten erlauben uns die Rekonstruktion der ehemaligen Erica-Ausbreitung sowie von gegenwärtigen reellen und potenziellen Erica-Standorten. 3. Mit der gleichen Intension werden wir potenzielle molekulare Erica-Marker untersuchen wie z.B. Cutin und Suberin (Spielvogel et al. 2014), CuO lignin und Monosaccharide (Spielvogel et al. 2007; Eder et al. 2010), Phytolithe (Iriarte et al. 2010), n-Alkane, Stabilisotopen-Signaturen (Glaser und Zech 2005).Sollten keine Erica-spezifischen Biomarker gefunden werden, wenden wir Metabolomics-Techniken an, um zwischen Erica und Gras-Vegetation im Boden zu unterscheiden.4. Um mögliche Interaktionen zwischen der menschlichen Besiedelung und der zeitlichen und räumlichen Dynamik der Erica-Vegetation zu identifizieren, werden Sedimente von konkaven glazialen Ablagerungen auf dem Sanetti-Plateau mit den oben beschriebenen molekularen Markern untersucht. Wir gehen davon aus, dass die Chronologie und Intensität von Feuer die Dynamik der Erica-Vegetation bestimmt. In Zusammenarbeit mit P4 (Paleoökologie, Pollen) und P5 (Paleoclimatologie, 18O-Zucker) werden wir identifizieren, ob das Brennen der Erica-Standorte mehr durch die menschliche Besiedelung oder durch paläoklimatische Fluktuationen bestimmt wird.
Entwicklung und Verbesserung von Verfahren der Fernerkundung (Photogrammetrie, Photointerpretation) fuer die Herstellung von topographischen und thematischen Karten sowie fuer die Anwendung in anderen geowissenschaftlichen Bereichen (Geographie, Geologie usw.), in der Land- und Forstwirtschaft, in der Landesplanung und Raumordnung, im Umweltschutz (Gewaesserueberwachung, Vegetationsschaeden usw.) und in aehnlichen Bereichen. Durchfuehrung grundlegender und experimenteller Untersuchungen zur Verfahrenstechnik, einschliesslich Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit.
Dieser Antrag skizziert ein Projekt, das den Zielen des SPP 'EarthShape' folgt, indem es die Rolle von Biota für die Formungsprozesse der Erde untersucht. Diese Studie zielt darauf ab, (i) die ursprüngliche Annahme von EarthShape zu testen, dass alle primären Arbeitsgebiete eine ähnliche langfristige tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aufweisen und (ii) den Einfluss von Biota auf Landschaften entlang eines ausgeprägten klimatischen und ökologischen Gradienten in der chilenischen Küstenregion über Jahrtausende zu quantifizieren. Die Annahme einer identischen tektonischen (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete impliziert, dass laterale Variationen der Topographie und der stattfindenden Erdoberflächenprozesse ausschließlich durch Klima und Biota gesteuert werden/wurden. Tektonische Studien und thermochronologische Pilotdaten, legen nahe, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist, und somit jedwede Schlussfolgerung über Biota- Topographie-Erosionsbeziehungen unvollkommen ist. Wir werden Festgesteins- Niedrigtemperatur-Thermochronologie (Apatit (U-Th)/He- und Fission-Track-Methode) und thermisch-kinematische Modellierung (PECUBE) anwenden, um die tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete in EarthShape über Millionen Jahre zu rekonstruieren. Die Ergebnisse sind sowohl für Beobachtungs- als auch für Modellierungsstudien, die großskalige Tektonik-Klima-Biota-Interaktionen und Landschaftsentwicklungen untersuchen (vgl. Phase-II-EarthShape-Anträge: PIs Ehlers und Hickler, Schaller und van der Kruk, Mutz und Niedermeyer), von großer Bedeutung. Detritische (Tracer) Thermochronologie wird in allen primären Arbeitsgebiete von EarthShape angewendet, um die antreibenden Kräfte von Erdoberflächenprozessen über Jahrtausende zu identifizieren. Von besonderem Interesse ist hierbei die Untersuchung der Beziehungen zwischen Vegetationsbedeckung, Geomorphologie, Erosion und Sedimenttransport. Dies geschieht durch statistische Zuordnung der detritischen Altersverteilungen zu den Herkunftsgebieten in den untersuchten Einzugsgebieten. Geomorphologische und biotische Einflussfaktoren werden aus verschiedenen Fernerkundungsdaten abgeleitet. Geomorphologische Erosionsfaktoren werden aus digitalen Höhenmodellen (ASTER, LiDAR) berechnet, während Vegetations-Erosionsfaktoren aus der Analyse multispektraler Satellitendaten (Sentinel, Landsat) in Verbindung mit Feldarbeit abgeleitet werden. Hieraus resultierende relative Erosionskarten können mit kosmogenen Nuklid-Erosionsraten kombiniert werden (z. B. EarthShape Phase I + II, PIs Schereler et al., Schaller und van der Kruk), um hochaufgelöste Erosionsraten-Karten für alle primären Arbeitsgebiet von EarthShape abzuleiten. Wir erwarten, dass dieser innovative multidisziplinäre Ansatz (Kombination von Thermochronologie und Fernerkundungsdaten) unser Verständnis der tektonischen, klimatischen und biologischen Landschaftsdynamik verbessern wird.
Probleme nachhaltiger Entwicklung entstehen nicht nur lokal oder global, sondern auch aufgrund von spezifischen Verbindungen zwischen voneinander weit entfernten Regionen. Diese global 'fernverbundenen' (telecoupled) Systeme stehen zunehmend im Blick interdisziplinärer Forschung zu Landnutzungswandel und sozial-ökologischen Systemen. Politikwissenschaftliche und andere Governance-bezogene Arbeiten haben bislang schwerpunktmäßig den Staat, globale Institutionen oder Mehrebenensysteme in den Blick genommen und 'fernverbundene' Phänomene außer Acht gelassen. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel von GOVERNECT, erste Ergebnisse der sozial-ökologischen Systemforschung für die Governanceforschung fruchtbar zu machen. Aufbauend auf der Literatur zu Global Environmental Governance, sozial-ökologischen Systemen, Global production networks, Mehrebenen- und polyzentrischer Governance sowie zu Policykohärenz und Umweltpolitikintegration wird GOVERNECT die Governance globaler Fernwirkungen systematisch untersuchen. Was bedeuten diese Phänomene für die Steuerbarkeit globaler ökologischer Nicht-Nachhaltigkeit? Wie reagieren Staaten, Zivilgesellschaft und Unternehmen auf die genannten Herausforderungen? Den empirischen Forschungsgegenstand bilden eine detaillierte Fallstudie sowie ca. 15 vergleichende Fallstudien. Auf der Basis von Vorarbeiten der Antragsteller(in) untersucht die detaillierte Fallstudie die inter-regionale Soja-Warenkette zwischen Brasilien (Rio Grande do Sul) und Deutschland (Niedersachsen) in Bezug auf ihre wechselseitigen Nachhaltigkeitsimplikationen. Aufbauend auf der Analyse existierender Akteursnetzwerke und Governance-Institutionen als Mehrebenensystem (inkl. ihrem Zusammenspiel, Polyzentrizität, Policykohärenz und Umweltpolitikintegration) entwickelt das Projekt explorativ-strategische Governance-Szenarien. Gemeinsam mit relevanten politischen Entscheidungsträger/inne/n und Interessenvertreter/inne/n sollen dabei Plausibilität und Wirkungen möglicher Governance-Optionen diskutiert werden. Um zu einem breiteren Verständnis der Governance-Fragen von globalen Fernwirkungen zu gelangen, sollen parallel ca. 15 weitere Fallstudien durchgeführt werden, die im Wesentlichen auf Sekundärmaterial basieren. Dies erlaubt ein breiteres 'mapping' möglicher Typen von Fernwirkungen und Governance-Systemen in unterschiedlichen Kontexten, einen vertieften Einblick in die Governance-Herausforderungen und -optionen mehrerer 'telecoupled systems' aus dem Blickwinkel eines einzelnen politischen Systems (Deutschland) sowie die Identifizierung kausaler Wirkbeziehungen. GOVERNECT ist das erste Vorhaben, das die jüngst entwickelten Systemkonzepte von 'telecoupling' auf der Basis systematischer empirischer Forschung für die Global-Environmental-Governance-Forschung fruchtbar macht. Im Unterschied zu bisherigen Arbeiten werden hier die Governance-Institutionen (oder ihr Fehlen) in ihrem tatsächlichen nachhaltigkeitsrelevanten Kontext analysiert.
It is well established that reduced supply of fresh organic matter, interactions of organic matter with mineral phases and spatial inaccessibility affect C stocks in subsoils. However, quantitative information required for a better understanding of the contribution of each of the different processes to C sequestration in subsoils and for improvements of subsoil C models is scarce. The same is true for the main controlling factors of the decomposition rates of soil organic matter in subsoils. Moreover, information on spatial variabilities of different properties in the subsoil is rare. The few studies available which couple near and middle infrared spectroscopy (NIRS/MIRS) with geostatistical approaches indicate a potential for the creation of spatial maps which may show hot spots with increased biological activities in the soil profile and their effects on the distribution of C contents. Objectives are (i) to determine the mean residence time of subsoil C in different fractions by applying fractionation procedures in combination with 14C measurements; (ii) to study the effects of water content, input of 13C-labelled roots and dissolved organic matter and spatial inaccessibility on C turnover in an automatic microcosm system; (iii) to determine general soil properties and soil biological and chemical characteristics using NIRS and MIRS, and (iv) to extrapolate the measured and estimated soil properties to the vertical profiles by using different spatial interpolation techniques. For the NIRS/MIRS applications, sample pretreatment (air-dried vs. freeze-dried samples) and calibration procedures (a modified partial least square (MPLS) approach vs. a genetic algorithm coupled with MPLS or PLS) will be optimized. We hypothesize that the combined application of chemical fractionation in combination with 14C measurements and the results of the incubation experiments will give the pool sizes of passive, intermediate, labile and very labile C and N and the mean residence times of labile and very labile C and N. These results will make it possible to initialize the new quantitative model to be developed by subproject PC. Additionally, we hypothesize that the sample pretreatment 'freeze-drying' will be more useful for the estimation of soil biological characteristics than air-drying. The GA-MPLS and GA-PLS approaches are expected to give better estimates of the soil characteristics than the MPLS and PLS approaches. The spatial maps for the different subsoil characteristics in combination with the spatial maps of temperature and water contents will presumably enable us to explain the spatial heterogeneity of C contents.
Entwicklung und Anpassung von Konzepten fuer die Nutzung kommerzieller GIS-Software bei der hydrogeologischen Landesaufnahme, Aufbau eines raeumlichen hydrogeologischen Informationssystems mit Punkt-, Linien-, Flaechen- und Raumdaten. Entwicklung einer Rahmenlegende mit Vorschriften fuer Datenauswertung, Praesentation und Datenhaltung, Weiterentwicklung von Verfahren zur Bereitstellung der Daten fuer GI-Systeme und zur Visualisierung und Ausgabe als geplottetes oder gedrucktes Kartenwerk. Datenhaltung auf CA-Ingres-basierten Datenbanken; Auswertung und Modellierung mit JSM, IPO (Firma Dynamic Graphics Inc.) und ArcView 3.1/GeoObject2 (Firma ESRI/Insight); kartographische Bearbeitung mit ALK-GIAP (AED Graphics).
The thesis proposal deals with mapping weather-affected changes in soil moisture over time. This is to visualize where and when soils would be subject to severe rutting and compaction under forest operations. The approach taken is modular by connecting temporal hydrothermal processes dealing with soil wetting, drying, freezing, and thawing to spatially anticipated locations of dry versus wet soil drainage conditions. The temporal variations within specific textured soils can be modeled at daily resolution based on air temperature, and precipitation (rain, snow) data. This is done with the Forest Hydrology Model (ForHyM). The spatial variations can be derived from LiDAR-generated bare-ground elevation surfaces at 1 m resolution by way of the newly developed metric depth-to-water index (DTW), for which DTW less than 10 , 10-25, 25-50, 50-100, greater than 100 cm indicates very poor, poor, imperfect, moderately well and well drainage conditions, respectively. The results of doing so will be illustrated for forested areas in Northern and Central New Brunswick in reference to actual forest harvesting and wood forwarding tracks. The attempt is to generalize the methodology for weather-dependent and geospatially base forecasting of soil conditions to better enable forest operation planning as seasons change from dry to wet and from wet to dry within seasons and from year to year.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1193 |
| Kommune | 6 |
| Land | 675 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 4 |
| Förderprogramm | 720 |
| Hochwertiger Datensatz | 10 |
| Text | 52 |
| Umweltprüfung | 6 |
| unbekannt | 638 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 250 |
| offen | 1132 |
| unbekannt | 48 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1185 |
| Englisch | 356 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 42 |
| Bild | 30 |
| Datei | 23 |
| Dokument | 210 |
| Keine | 524 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 54 |
| Webseite | 687 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1425 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1343 |
| Luft | 452 |
| Mensch und Umwelt | 1430 |
| Wasser | 507 |
| Weitere | 1067 |