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Emissionen des Verkehrs

<p> <p>Pkw und Lkw sind effizienter geworden. Seit 1995 sanken die kilometerbezogenen direkten Emissionen des Treibhausgases CO₂ bei Pkw um knapp 14,8 %, bei Lkw um 10,3 %. Weil aber mehr Lkw unterwegs sind, sind die gesamten direkten CO₂-Emissionen im Straßengüterverkehr heute noch um 12,7 % höher als 1995, tendenziell jedoch seit einigen Jahren leicht rückläufig.</p> </p><p>Pkw und Lkw sind effizienter geworden. Seit 1995 sanken die kilometerbezogenen direkten Emissionen des Treibhausgases CO₂ bei Pkw um knapp 14,8 %, bei Lkw um 10,3 %. Weil aber mehr Lkw unterwegs sind, sind die gesamten direkten CO₂-Emissionen im Straßengüterverkehr heute noch um 12,7 % höher als 1995, tendenziell jedoch seit einigen Jahren leicht rückläufig.</p><p> Verkehr belastet Luft und Klima - Minderungsziele der Bundesregierung <p>Deutschland hat sich mit dem Bundes-Klimaschutzgesetz das Ziel gesetzt, die deutschen Treibhausgasemissionen bis 2030 um 65 % gegenüber 1990 zu mindern und will 2045 die Klimaneutralität erreichen (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11219">Treibhausgasminderungsziele Deutschlands</a>“). Auch der Verkehrssektor muss dafür seinen Beitrag leisten.</p> <p>Während die Treibhausgasemissionen in Deutschland seit 1990 stark gesunken sind, gab es im Verkehrssektor bisher kaum eine Verbesserung. Der Anteil des Verkehrs an den Gesamtemissionen ist seit 1990 von 13,1 % auf etwa 22,3 % im Jahr 2024 gestiegen. Das lag vor allem am stetig wachsenden Straßengüterverkehr, dem Motorisierten Individualverkehr und dem zunehmenden Absatz von Dieselkraftstoff (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen in Deutschland“).</p> <p>2024 verursachte der Verkehr 36 % der&nbsp;Emissionen von Stickstoffoxiden in die Luft (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den Stickoxidemissionen (NOx) in Deutschland“). Der Anteil an den Feinstaubemissionen lag 2024 bei 20 %. Absolut betrachtet sind die Partikelemissionen des Verkehrs seit 1995 um rund 60 % gesunken (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den Partikelemissionen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a>) in Deutschland“).&nbsp;Hauptverursacher ist jeweils der motorisierte Straßenverkehr. Besonders in Ballungsräumen ist die Luft stark mit Stickstoffdioxid belastet (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11137">Luftbelastung in Ballungsräumen</a>“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Treibhausgas-Emissionen in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (235,68 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (71,02 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (38,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Stickoxidemissionen (NOx) in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (152,92 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (39,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,67 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Partikelemissionen (PM10) in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (223,67 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (40,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (35,88 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> <p>Gemäß der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/118000">Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll</a> werden die Emissionen aus dem internationalen Luftverkehr und dem internationalen Seeverkehr nur nachrichtlich im Treibhausgasinventar dargestellt. Sie werden nicht in die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Bilanzen und in die vorherigen Ausführungen einbezogen. Die Emissionen für die Berichterstattung werden auf Basis der nationalen Kraftstoffabsätze berechnet. Die Daten zu den im Folgenden erläuterten spezifischen Emissionen beruhen auf dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/emissionsdaten">Emissions- und Rechenmodell TREMOD</a>, bei dem die Emissionen mithilfe von Fahrleistungen kalkuliert werden. Aufgrund verschiedener Abgrenzungen (Grauimporte, Biokraftstoffe) sind diese Zahlen nicht eins zu eins miteinander vergleichbar.</p> </p><p> Pkw fahren heute klima- und umweltverträglicher <p>Im Schnitt belasten Pkw pro gefahrenen Kilometer heute Umwelt und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> weniger als in der Vergangenheit. Das hat folgende Gründe: der Gesetzgeber hat stufenweise die Abgasvorschriften für neu zugelassene Pkw verschärft, woraufhin Autohersteller ihre Motoren und Abgastechnik verbesserten. Weiterhin verpflichtete er dazu, die Qualität der in Verkehr gebrachten Kraftstoffe zu verbessern und die E-mobilität zu fördern (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr/emissionsstandards/pkw-leichte-nutzfahrzeuge#die-europaische-co2-gesetzgebung">Pkw und leichte Nutzfahrzeuge</a>). Die Folge ist, dass die spezifischen Emissionen an Luftschadstoffen und des Treibhausgases CO2 pro Kilometer gegenüber 1995 gesunken sind (siehe Abb. „Spezifische Emissionen Pkw“).&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.png"> </a> <strong> Spezifische Emissionen Pkw (Emissionen Pkw / Verkehrsleistung Pkw) </strong> Quelle: Umweltbundesamt / TREMOD Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF (45,60 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (45,62 kB)</a></li> </ul> </p><p> Das Mehr an Pkw-Verkehr hebt den Fortschritt auf <p>Das Mehr an Verkehr hebt jedoch die bislang erreichten Verbesserungen im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>- und Umweltschutz zum Teil wieder auf. So hat die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fahrleistung">Fahrleistung</a> der Pkw zwischen 1995 und 2019 um etwa 21 % zugenommen, auch 2023 lag die Fahrleistung noch ca. 7,5 % über dem Wert von 1995 (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11166">„Fahrleistungen, Verkehrsleistung und Modal Split“</a>, Abb. „Gesamtfahrleistungen nach Kraftfahrzeugarten).</p> <p>Obwohl die kilometerbezogenen CO2-Emissionen seit 1995 gesunken sind, haben sich die gesamten CO2-Emissionen des Pkw-Verkehrs bis 2019 erhöht. Neben steigenden Fahrleistungen ist auch der Trend zu größeren und schwereren Fahrzeugen ein Grund für die Zunahme der CO2-Emissionen. Pandemiebedingt sanken die gesamten direkten CO2-Emissionen, aktuell liegen sie nur leicht über dem Pandemieniveau von 2020.</p> <p>Die Umwelt- und Klimaentlastung im Personenverkehr kann letztlich nicht allein durch technische Verbesserungen am Fahrzeug oder alternative Antriebe erreicht werden. Diese Herausforderung kann nur in Kombination mit Maßnahmen wie einer Erhöhung der Verkehrseffizienz, einer sinkenden Verkehrsnachfrage oder einer veränderten Verkehrsmittelwahl gelöst werden (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/74472">Klimaschutz im Verkehr</a> sowie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/108604">Suffizienz im Verkehr).</a></p> </p><p> Straßengüterverkehr <p>Im Lkw-Verkehr sind die spezifischen Emissionen der Luftschadstoffe pro Kilometer seit 1995 durch bessere Motoren, Abgastechnik und eine bessere Kraftstoffqualität gesunken. Die spezifischen CO2-Emissionen verringerten sich um 10,3 % im Vergleich zum Ausgangsniveau (siehe Abb. „Spezifische Emissionen Lkw“). Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fahrleistung">Fahrleistung</a> der Lkw ist zwischen 1995 und 2024 von 47,8 Milliarden Kilometer auf 60,1 Milliarden Kilometer gestiegen.</p> <p>In Bezug auf die Gesamtemissionen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11166">Straßengüterverkehrs</a> zeigt sich auch hier, dass die technisch bedingten Emissionsrückgänge je Kilometer aufgrund der gestiegenen Fahrleistung zum Teil wieder ausgeglichen wurden. Bei den CO2-Emissionen wurde die Einsparung sogar überkompensiert. Die absoluten CO2-Emissionen im Betrieb des Straßengüterverkehrs erhöhten sich zwischen 1995 und 2024 trotz technischer Verbesserungen um 12,7 %.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.png"> </a> <strong> Spezifische Emissionen Lkw (Emissionen Lkw / Verkehrsleistung Lkw) </strong> Quelle: Umweltbundesamt / TREMOD Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF (40,66 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (46,73 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Die Auswirkung extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Massenbilanz des grönländischen Eisschildes

Im letzten Jahrzehnt war der grönländische Eisschild mehreren Extremereignissen ausgesetzt, mit teils unerwartet starken Auswirkungen auf die Oberflächenmassebilanz und den Eisfluss, insbesondere in den Jahren 2010, 2012 und 2015. Einige dieser Schmelzereignisse prägten sich eher lokal aus (wie in 2015), während andere fast die gesamte Eisfläche bedeckten (wie in 2010).Mit fortschreitendem Klimawandel ist zu erwarten, dass extreme Schmelzereignisse häufiger auftreten und sich verstärken bzw. länger anhalten. Bisherige Projektionen des Eisverlustes von Grönland basieren jedoch typischerweise auf Szenarien, die nur allmähliche Veränderungen des Klimas berücksichtigen, z.B. in den Representative Concentration Pathways (RCPs), wie sie im letzten IPCC-Bericht genutzt wurden. In aktuellen Projektionen werden extreme Schmelzereignisse im Allgemeinen unterschätzt - und welche Konsequenzen dies für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg hat, bleibt eine offene Forschungsfrage.Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die Auswirkungen extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Entwicklung des grönländischen Eisschildes zu untersuchen. Dabei werden die unmittelbaren und dauerhaften Auswirkungen auf die Oberflächenmassenbilanz und die Eisdynamik bestimmt und somit die Beiträge zum Meeresspiegelanstieg quantifiziert. In dem Forschungsprojekt planen wir zudem, kritische Schwellenwerte in der Häufigkeit, Intensität sowie Dauer von Extremereignissen zu identifizieren, die - sobald sie einmal überschritten sind - eine großräumige Änderung in der Eisdynamik auslösen könnten.Zu diesem Zweck werden wir die dynamische Reaktion des grönländischen Eisschilds in einer Reihe von Klimaszenarien untersuchen, in denen extreme Schmelzereignisse mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit zu bestimmten Zeitpunkten auftreten, und die Dauer und Stärke prognostisch variiert werden. Um indirekte Effekte durch verstärktes submarines Schmelzen hierbei berücksichtigen zu können, werden wir das etablierte Parallel Ice Sheet Model (PISM) mit dem Linearen Plume-Modell (LPM) koppeln. Das LPM berechnet das turbulente submarine Schmelzen aufgrund von Veränderungen der Meerestemperatur und des subglazialen Ausflusses. Es ist numerisch sehr effizient, so dass das gekoppelte PISM-LPM Modell Ensemble-Läufe mit hoher Auflösung ermöglicht. Folglich kann eine breite Palette von Modellparametern und Klimaszenarien in Zukunftsprojektionen in Betracht gezogen werden.Mit dem interaktiv gekoppelten Modell PISM-LPM werden wir den Beitrag Grönlands zum Meeresspiegelanstieg im 21. Jahrhundert bestimmen, unter Berücksichtigung regionaler Veränderungen von Niederschlag, Oberflächen- und Meerestemperaturen, und insbesondere der Auswirkungen von Extremereignissen. Ein Hauptergebnis wird eine Risikokarte sein, die aufzeigt, in welchen kritischen Regionen Grönlands zukünftige extreme Schmelzereignisse den stärksten Eisverlust zur Folge hätten.

Development of a modelling system for prediction and regulation of livestock waste pollution in the humid tropics

Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.

Bodenversiegelung

<p> <p>Etwa 45 Prozent der Siedlungs- und Verkehrsflächen sind in Deutschland aktuell versiegelt, das heißt bebaut, betoniert, asphaltiert, gepflastert oder anderweitig befestigt. Damit gehen wichtige Bodenfunktionen, vor allem die Wasserdurchlässigkeit und die Bodenfruchtbarkeit, verloren. Mit der Ausweitung der Siedlungs- und Verkehrsflächen nimmt auch die Bodenversiegelung zu.</p> </p><p>Etwa 45 Prozent der Siedlungs- und Verkehrsflächen sind in Deutschland aktuell versiegelt, das heißt bebaut, betoniert, asphaltiert, gepflastert oder anderweitig befestigt. Damit gehen wichtige Bodenfunktionen, vor allem die Wasserdurchlässigkeit und die Bodenfruchtbarkeit, verloren. Mit der Ausweitung der Siedlungs- und Verkehrsflächen nimmt auch die Bodenversiegelung zu.</p><p> Was ist Bodenversiegelung? <p>Bodenversiegelung bedeutet, dass der Boden luft- und wasserdicht abgedeckt wird, wodurch Regenwasser nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen versickern kann. Auch der Gasaustausch des Bodens mit der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> wird gehemmt.</p> <p>Innerhalb der Siedlungs- und Verkehrsflächen ist ein Teil der Böden durch darauf errichtete Gebäude versiegelt. Auch unbebaute Flächen – wie Freiflächen, Betriebsflächen, Erholungsflächen und Verkehrsflächen – sind teilweise mit Beton, Asphalt, Pflastersteinen oder wassergebundenen Decken befestigt und damit ganz oder teilweise versiegelt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/bodenversiegelung_thombal_fotolia_57905397_m.jpg"> </a> <strong> Fruchtbare Böden gehen weltweit verloren – etwa durch Versiegelung, Bebauung oder Übernutzung. </strong> Quelle: ThomBal / Fotolia.com </p><p> Ökologische Auswirkungen <p>Eine übermäßige Bodenversiegelung hat unmittelbare Auswirkungen auf den Wasserhaushalt: Zum einen kann Regenwasser weniger gut versickern und die Grundwasservorräte auffüllen. Zum anderen steigt das Risiko zu örtlichen Überschwemmungen, da bei starken Regenfällen die Kanalisation oder die Vorfluter die oberflächlich abfließenden Wassermassen nicht fassen können.</p> <p>Auch das Kleinklima wird negativ beeinflusst: Versiegelte Böden können kein Wasser verdunsten, weshalb sie im Sommer nicht zur Kühlung der Luft beitragen. Hinzu kommt, dass sie als Standort für Pflanzen ungeeignet sind. Diese fallen somit als Wasserverdunster und als Schattenspender aus.</p> <p>Vor allem wird die natürliche Bodenfruchtbarkeit durch eine Versiegelung der Böden massiv beeinträchtigt: Wenn der Boden dauerhaft von Luft und Wasser abgeschlossen ist, geht die Bodenfauna zugrunde, welche wiederum wichtige Funktionen für den Erhalt und die Neubildung von fruchtbaren Böden erfüllt.</p> <p>Schließlich ist Bodenversiegelung nur schwer und mit hohen Kosten wieder zu beseitigen. Auch im Anschluss an eine Entsiegelung bleibt die natürliche Struktur des Bodens gestört. Häufig bleiben Reste von Fremdstoffen (wie Beton- oder Asphaltbrocken, Kunststoffsplitter oder diverse Schadstoffe) im Boden zurück. Eine neue Bodenfauna bildet sich nur über längere Zeiträume, so dass auch die natürliche Bodenfruchtbarkeit verzögert und oft nicht in der vorherigen Qualität wieder herstellbar ist.</p> </p><p> Bodenversiegelung in Deutschland <p>Für Deutschland weist die amtliche Flächenstatistik 52.266 Quadratkilometer (km²) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaechennutzung-in-deutschland/siedlungs-verkehrsflaeche#anhaltender-flchenverbrauch-fr-siedlungs-und-verkehrszwecke-">Fläche für Siedlung und Verkehr</a> zum Ende des Jahres 2024 aus. Davon waren laut&nbsp;<a href="https://www.regionalstatistik.de/genesis/online?operation=statistic&amp;levelindex=0&amp;levelid=1741855725593&amp;code=86321#abreadcrumb">Umweltökonomischen Gesamtrechnungen der Länder</a> etwa 45 % versiegelt. Bezogen auf die Gesamtfläche beträgt der Anteil der Siedlungs- und Verkehrsfläche 14,6 % und der Anteil der versiegelten Fläche 6,57 %. Es sei angemerkt, dass aufgrund dessen, dass für 2024 keine neuen Werte zur Bodenversiegelung für Nordrhein-Westfalen ausgewiesen sind, sich die Werte für Gesamtdeutschland auf 2023 beziehen.</p> <p>Zum Ende des Jahres 1992 lag der Anteil der Siedlungs- und Verkehrsfläche noch bei 11,5 % (38.669 km²) und der Anteil der versiegelten Fläche bei 5,3 % (17.839 km²) (siehe Abb. „Anteil der Siedlungs- und Verkehrsfläche an der Gesamtfläche Deutschlands“). Somit hat in den 30 Jahren von 1992 bis 2023 die Bodenversiegelung um insgesamt 5.594 km² zugenommen.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Anteil-SuV-Gesamtflaeche-D_2026-03-26.png"> </a> <strong> Anteil der Siedlungs- und Verkehrsfläche an der Gesamtfläche Deutschlands </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil-SuV-Gesamtflaeche-D_2026-03-26.pdf">Diagramm als PDF (43,21 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil-SuV-Gesamtflaeche-D_2026-03-26.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (172,04 kB)</a></li> </ul> </p><p> Anstieg der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche <p>Während das Tempo in den Jahren bis etwa 2015 aufgrund baukonjunktureller Effekte etwas nachgelassen hat, ist aufgrund des steigenden Bedarfs an neuem Wohnraum zuletzt eine Stagnation zu erkennen. Dies zeigt sich u.a. auch an der grundlegenden Entwicklung des&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/siedlungs-verkehrsflaeche#-das-tempo-des-flachen-neuverbrauchs-geht-zuruck">Anstiegs der Siedlungs- und Verkehrsfläche</a>. Dennoch hat die jährliche Zunahme der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche im Vergleich zur Mitte der 1990er Jahre erheblich abgenommen (siehe Abb. „Zunahme der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche“).&nbsp;</p> <p>Im 4-Jahreszeitraum von 1993 bis 1996 wuchs die versiegelte Fläche um 201,6 km² pro Jahr. Von 2021 bis 2024 lag der Zuwachs der versiegelten Fläche dagegen bei 61,5 km² pro Jahr, wobei auch hier angemerkt sei, dass sich der Wert für Nordrhein-Westfalen auf den Zeitraum 2020 bis 2023 bezieht.&nbsp;</p> <p>Die Zunahme versiegelter Flächen ist vor allem auf das stetige Wachstum der Verkehrsflächen zurückzuführen, denn mit 50 bis 70 % weisen Verkehrsflächen einen relativ hohen Anteil versiegelter Fläche auf.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Zunahme-versiegelte-SuV_2026-03-26.png"> </a> <strong> Zunahme der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Zunahme-versiegelte-SuV_2026-03-26.pdf">Diagramm als PDF (37,97 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Zunahme-versiegelte-SuV_2026-03-26.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (27,07 kB)</a></li> </ul> </p><p> Ermittlung der Bodenversiegelung <p>Die Bodenversiegelung in einem Gebiet lässt sich mit Hilfe von Luftbildaufnahmen in guter Näherung ermitteln. Zur weiteren Absicherung der Daten können diese auch mit topographischen Karten, Katasterdaten, Bebauungsplänen oder anderen geographischen Informationen abgeglichen werden. Mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/unsicherheit">Unsicherheit</a> behaftet ist dabei vor allem die Bewertung teilversiegelter Flächen – also von Flächen, die mit lose verlegten Platten, Pflastern oder wassergebundenen Decken befestigt sind.</p> <p>In vielen Gemeinden wird inzwischen die Versiegelung von Baugrundstücken erhoben, um den Eigentümern bei der Berechnung der Abwassergebühren die Beseitigung von nichtversickertem Regenwasser anlasten zu können. Die diesbezüglichen Informationen verbleiben allerdings bei den Abwasserbetrieben und sind nicht öffentlich zugänglich. Eine flächendeckende, detaillierte Erfassung der Bodenversiegelung in Deutschland oder einzelnen Bundesländern gibt es daher nicht. Lediglich im Rahmen von diversen Forschungsvorhaben wurde in einigen ausgewählten Regionen die Bodenversiegelung flächendeckend in unterschiedlichem Detaillierungsgrad erfasst.</p> <p>Um dennoch eine Aussage über die Bodenversiegelung in Deutschland treffen zu können, hat der Länderausschuss für Bodenschutz (LABO) einen Arbeitskreis eingerichtet. In diesem haben Fachleute auf der Basis der vorliegenden Regionaldaten zur Bodenversiegelung ein Rechenmodell entwickelt, mit dem sich überschlägig die Bodenversiegelung innerhalb der Siedlungs- und Verkehrsfläche berechnen lässt. Dem Rechenmodell liegt die Beobachtung zugrunde, dass der Versiegelungsgrad innerhalb der Siedlungs- und Verkehrsfläche umso höher ist, je stärker die Region besiedelt ist. Mit anderen Worten: Je stärker die Besiedelung, desto knapper ist der Raum und desto intensiver sind die Bebauung und die Versiegelung der genutzten Flächen.</p> <p>Beispielsweise ist im dicht besiedelten Stadtstaat Berlin etwa 70 % der Verkehrsfläche versiegelt, während im dünn besiedelten Mecklenburg-Vorpommern nur etwa 50 % der Verkehrsfläche versiegelt ist. Zur Verkehrsfläche zählen unter anderem Straßen, Wege, Plätze und Eisenbahnen, aber auch Böschungen, Seiten- und Mittelstreifen und sonstigen Nebenflächen. Entsprechendes gilt auch für Gebäude- und Freiflächen, bei denen der Versiegelungsgrad zwischen 55 % in den Stadtstaaten und 45 % in den dünnbesiedelten Flächenländern variiert (siehe Tab. „Eckwerte und resultierende Parameter für die Berechnung der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche“). Die hier angegebenen Werte für das Jahr 2011 wurden auf Basis dieser Methode berechnet.</p> <p>Seit einiger Zeit weisen auch die Umweltökonomischen Gesamtrechnungen der Länder (UGRdL) Daten zu Versiegelungsanteilen der Siedlungs- und Verkehrsfläche auf Ebene der Bundesländer aus. Auch hier wird ein entsprechendes Schätzverfahren angewendet, welches im&nbsp;<a href="https://www.statistikportal.de/de/ugrdl/ergebnisse/flaeche-und-raum#methoden">Methodenbericht</a> auf den Internetseiten der UGRdL dokumentiert ist. Die hier angegebenen Werte für das Jahr 2024 greifen auf die UGRdL zurück.<br><br><em><strong>Exkurs 1: Wie wird der Anteil versiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche nach LABO berechnet?</strong></em><br>Die Berechnung des Anteils der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsfläche in den Bundesländern in einem bestimmten Jahr in Abhängigkeit von der Nutzungsart erfolgt nach der Formel:<br><br><strong>Pn,b (t) = A1n * Db (t) + A0n</strong><br><br>Dabei sind<br><strong>t:</strong> das Bezugsjahr<br><strong>n:</strong> die Nutzungsart<br><strong>b:</strong> das Bundesland<br><strong>Db:</strong> der Anteil der SuV-Fläche im jeweiligen Bundesland in % (Siedlungs- und Verkehrsfläche/Landesfläche*100)<br><strong>Pn,b:</strong> der Prozentsatz der versiegelten Fläche in Abhängigkeit von Bundesland und Nutzungsart<br><strong>A1n, A0n:</strong> Parameter, die so gewählt sind, dass für das Jahr 2000 in den Bundesländern mit der höchsten bzw. geringsten Dichte (Berlin (BE) und Mecklenburg-Vorpommern (MV)) für die Versiegelungsanteile bestimmte Eckwerte eingehalten werden.<br><br><em><strong>Exkurs 2: Wie ist die Daten- und Berechnungsqualität einzuschätzen?</strong></em><br>Eine regelmäßige amtliche Erfassung des Versiegelungsgrades wird bislang nicht durchgeführt, weshalb die hier angegebenen Versiegelungsgrade anhand von Schätzverfahren ermittelt wurden. Insgesamt ist festzustellen, dass die Methoden nur eine ungefähre Abschätzung der Bodenversiegelung abbilden können. Die Ergebnisse sind für einen räumlichen Vergleich der Bundesländer geeignet. Die zeitliche Vergleichbarkeit ist allerdings durch die methodische Umstellung in der Flächenerhebung zum Berichtsjahr 2016 eingeschränkt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Tab_Eckwerte-Param-versieg-SuV_2026-03-26.png"> </a> <strong> Tab: Eckwerte und resultierende Parameter für die Berechnung der versiegelten SuV </strong> Quelle: Gunreben at al. Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Tab_Eckwerte-Param-versieg-SuV_2026-03-26.pdf">Tabelle als PDF (38,80 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Tab_Eckwerte-Param-versieg-SuV_2026-03-26.xlsx">Tabelle als Excel mit Daten (229,18 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Forschergruppe (FOR) 1898: Mehrskalendynamik von Schwerewellen, Wechselwirkungen von Schwerewellen in der globalen Atmosphäre (GWING)

Interne Schwerewellen (SW) verbinden verschiedene Schichten der Atmosphäre von der Troposphäre bis zur Thermosphäre und treiben die großskalige Zirkulation der mittleren Atmosphäre an. Viele der für SW relevanten Prozesse, von ihrer Entstehung über die Ausbreitung bis zur Dissipation sind jedoch unvollständig verstanden und, wegen der geringen typischen Wellenlänge, meist schlecht in numerischen Wettervorhersage- und Klimamodellen repräsentiert. GWING ist eines der Projekte der Forschergruppe MS-GWaves, die darauf abzielt, unser Verständnis der oben angesprochenen multi-skalaren dynamischen Schwerewellenprozesse zu verbessern, um letztendlich eine einheitliche Parametrisierung der in Atmosphärenmodellen nicht auflösbaren Schwerewellen (und ihrer Effekte) von der Entstehung bis zur Dissipation zu entwickeln. Um hierzu beizutragen, ist das zentrale Ziel von GWING die Entwicklung und Anwendung des atmosphärischen Zirkulationsmodells UA-ICON. Mit diesem Modell integriert GWING das in der Forschergruppe MS-GWaves entwickelte Wissen. In der zweiten Phase von GWING stehen zwei übergeordnete wissenschaftliche Fragen im Fokus: a) Welche Bedeutung haben Eigenschaften von Schwerewellen, die in klassischen Parametrisierungen nicht berücksichtigt werden, also insbesondere horizontale und nicht-inständige Propagation sowie die Wechselwirkung transienter Wellen mit dem Grundstrom? b) Welche Rolle spielen Schwerewellen für die globale Zirkulation und ihre Variabilität? Um diese Fragen zu beantworten, werden wir UA-ICON global sowohl mit einer Maschenweite von etwa 20 km (d.h. mit Auflösung von SW bis etwa 100 km Wellenlänge) als auch mit grober Auflösung, dafür aber mit der State-of-the-art Parametrisierung MS-GWaM nutzen. Weiterhin werden spezielle Beobachtungsepisoden mit sehr hoch (ca. 1,5 km) aufgelösten Nestern simuliert. Zur Evaluation und Analyse werden diese Modellsimulationen mit Beobachtungen der Partnerprojekte zusammengeführt. Die wesentlichen Entwicklungsziele für UA-ICON in Phase 2 des Projekts sind dementsprechend die Implementierung von MS-GWaM (entwickelt im Partnerprojekt 3DMSD), die Einführung physik-basierter Schwerewellenquellen (zusammen mit 3DMSD und SV) und eine verbesserte Behandlung von SW bei sehr hoher Modellauflösung. Die Nutzung der verschiedenen UA-ICON-Konfigurationen wird schließlich erlauben, die Bedeutung bisher vernachlässigter Eigenschaften von SW zu untersuchen, d.h. die erste der oben genannten Fragestellungen zu beantworten. Ein spezielles Ziel im Rahmen von GWING ist diese Untersuchung für Episoden plötzlicher Stratosphärenerwärmungen, die durch sich schnell ändernde und zonal nicht symmetrische Bedingungen des Grundstroms gekennzeichnet sind. Im Hinblick auf die zweite übergeordnete Fragestellung, wird sich GWING auf a) die Rolle der SW und einer hohen Modellausdehnung für die Simulation von Zirkulationsänderungen bei globaler Erwärmung und b) die Rolle für die Güte von Wettervorhersagen konzentrieren.

Erhaltungssätze und Ensemble Kalman Filter Algorithmen

Die Einbeziehung von physikalischen Erhaltungsgesetzen ist bereits seit längerem als wichtiger Punkt bei der Entwicklung von numerischen Wettervorhersagemodellen bekannt. In Datenassimilation im weiteren Sinne ist die Berücksichtigung von Erhaltungsgesetzen und die Analyse deren Bedeutung erst seit kurzem ein zentraler Gegenstand der Forschung. Numerische Atmosphärenmodelle sind heute in der Lage, kleinräumige und deshalb hochgradig nichtlineare Dynamik und Physik aufzulösen. Vorhersagen hängen dabei sehr sensible von den Anfangs- und Randbedingungen ab. Die Datenassimilation für Modelle, die viele Skalen darstellen und in die sowohl zeitlich als auch räumlich hochaufgelöste Beobachtungen eingehen verlangt nach einer Überprüfung und der Weiterentwicklung der zur Zeit in numerischen Wettervorhersagemodelle genutzten, auf weniger nicht lineare Anwendungen ausgelegte Methoden. Das primäre Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Ensemble-basierten Datenassimilations-Algorithmen welche Eigenschaften von nichtlinearen dynamischen Systemen, zum Beispiel die Erhaltung von Masse, Drehimpuls, Energie und Enstrophie berücksichtigen. Insbesondere werden die folgenden zwei Problemstellungen bearbeitet. Gemeinsam mit Kollegen haben wir kürzlich zeigen können, dass Erhaltung von Masse und Positivität wichtige Nebenbedingungen für Datenassimilations-Algorithmen sind. Beide Bedingungen sind in einem neuen Algorithmus, dem quadratic programming ensemble Kalman filter, umgesetzt worden. Tests an linearer Dynamik wurden ebenfalls bereits durchgeführt. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll dieser Algorithmus in einer idealisierten Konfiguration für die Assimilation von Radarreflektivität mit dem nichthydrostatischen, konvektionsauflösenden COSMO-DE-Modell erweitert, implementiert und evaluiert werden. Zweitens, wird untersucht wie sich Datenassimilations-Algorithmen wie der Ensemble Kalman Filter und der quadratic programming ensemble Kalman filter auf die zu erhaltenden Größen im Fall von Experimenten mit einem idealisierten, nichtlinearen zweidimensionalen Flachwassermodell auswirken, sowie ob und wie diese Ensemble-basierten Algorithmen modifiziert werden können um Lösungen mit den vorgeschriebenen Eigenschaften zu erhalten. Es ist zu erwarten, dass Erhalt von Masse und Entropie die nicht lineare Energie Kaskade im System verbessert. Der mögliche Einfluss auf die Exaktheit von Vorhersagen wird auch untersucht.

WTZ China: NECO - Naturgefahren und Reaktion des marinen Ökosystems - Kausalzusammenhang und Vorhersagbarkeit

Computergestützter Ansatz zur Kalibrierung und Validierung mathematischer Modelle für Strömungen im Untergrund - COMPU-FLOW

Vorhersagen im Untergrund (z.B. Grundwasserströmung oder Schadstofftransport) leiden unter hohen Unsicherheiten. Diese entstehen vor allem durch die Heterogenität von geologischen Materialien, die unmöglich im Detail erfasst werden kann. Die Auflösung der Struktur kann jedoch durch neue Arten von Daten verbessert und die verbleibende Unsicherheit verringert werden, indem Strömungs- und Transportmodelle auf gemessene Werte von Zustandsvariablen kalibriert werden. Um die verbleibende Unsicherheit zu quantifizieren, müssen stochastisch-inverse Techniken anstelle konventioneller Kalibrierungsmethoden verwendet werden. Tatsächlich gibt es viele verschiedene (stochastisch-)inverse Methoden in der Literatur. Jedoch fehlt bislang eine schlüssige und überzeugende Gegenüberstellung ihrer gegenseitigen Vor- und Nachteile, und dies behindert massiv die aktuelle Forschung an verbesserten inversen Methoden. Vor Allem fehlen wohldefinierte Benchmark-Szenarios für Vergleiche unter standardisierten, kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen. Das beantragte Projekt wird dieses Problem lösen indem eine Auswahl an Benchmarks mit hochakkuraten Referenzlösungen erstellt wird. Darauf aufbauend wird eine gemeinschaftliche Vergleichsstudie durchgeführt. Die Benchmarks, Referenzlösungen und Vergleichslösungen werden öffentlich langfristig zur Verfügung gestellt, um auch jenseits des beantragten Projekts eingesetzt zu werden. Die Benchmarks erstrecken sich auf vollgesättigte, transiente Grundwasserströmung, schwache und starke Heterogenität sowie multi-Gauß'sche und nicht-multi-Gauß'sche Strukturtypen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Genauigkeit der Referenzlösungen. Diese werden mit spezialisiert weiterentwickelten Versionen des 'preconditioned Crank-Nicholson Markov Chain Monte Carlo' erstellt, ausgerüstet mit adaptiven Sprungverteilungen, multi-temperierten parallelen Ketten, stochastischen Gradientensuchen und Erweiterungen für nicht-multi-Gauß'sche Fälle. Die Algorithmen werden zum hochparallelisierten Einsatz auf den Großrechenanlagen in Jülich angepasst. Die Community der inversen Modellierung wird über einen Workshop eingebunden, in dem die genaue Strategie, Kriterien und Logistik für die Vergleichsstudie festgesetzt werden. Weltweit haben bereits 12 namhafte Forschungsgruppen zugesagt, am Workshop und an der Vergleichsstudie teilzunehmen. Insgesamt ist dieser Antrag eine einzigartige Initiative, um die internationale Community der inversen Grundwassermodellierung zusammenzubringen, wichtige Erkenntnisse zu gewinnen und inverse Methoden weiter zu verbessern.

Hochauflösende seismo-thermo-hydromechanische Analyse der hydraulischen Stimulation: Modellentwicklung, Validierung und Anwendung

Enhanced Geothermal Systems (EGS) zielen darauf ab, die in der Erdkruste gespeicherte Wärme durch zirkulierende Flüssigkeiten zwischen Injektions- und Produktionsbohrlöchern zu extrahieren. Ideale Bedingungen finden sich typischerweise in Formationen in einer Tiefe von 2 bis 5 km, in denen die Durchflussrate für kommerzielle geothermische Anlagen nicht ausreicht und in denen die Temperaturen hoch sind (d. H. >> 100 ° C). Daher ist die Hochdruck-Flüssigkeitsinjektion, die als hydraulische Stimulation bekannt ist, eine allgemein angewandte Technik, um ein verbundenes Bruchnetzwerk zu erzeugen, das die Flüssigkeitszirkulation erleichtert. Die hydraulische Stimulation geht typischerweise mit einer induzierten Seismizität einher, die von der Öffentlichkeit wahrgenommen werden kann und sogar Schäden verursacht. Das Ziel dieses Projekts ist es, ein grundlegendes Verständnis der induzierten Seismizität in gebrochenen Gesteinen zu vermitteln, das die Fähigkeit verbessert, das seismische Risiko vorherzusagen und zu kontrollieren. Dieses Projekt geht von der Hypothese aus, dass die Seismizität gemeinsam durch die Bruchnetzgeometrie und die aktivierten thermo-hydromechanischen (THM) Prozesse in geologischen Systemen gesteuert wird. Wir werden Discrete Fracture Networks (DFN) anwenden, um die strukturellen Diskontinuitäten darzustellen und die THM-Prozesse mit hoher Auflösung zu modellieren. Dieses Projekt verwendet die Datensätze aus kleinen (Dekameter-) Stimulationsexperimenten am Grimsel-Teststandort in der Schweiz und modernste numerische Modelle, um Folgendes zu erreichen: 1) Testen Sie die Wirksamkeit hochauflösender Modelle zur Erfassung der seismische, hydraulische und mechanische Prozesse, die mit kleinen Experimenten beobachtet wurden; 2) Verknüpfung der geometrischen Attribute eines Bruchnetzwerks (wie Intensität, Konnektivität, Länge und räumliche Verteilung) mit der räumlichen, zeitlichen und Größenverteilung der induzierten Seismizität; 3) ein neuartiges Prognosemodell für die maximal mögliche Größe vorschlagen und testen, das die gemeinsamen Auswirkungen von Multiphysikprozessen berücksichtigt, die unter standortspezifischen geologischen Bedingungen und Betriebsbedingungen dominieren; 4) Bewertung der Hochskalierung der hochauflösenden DFN-Modelle im kleinen Maßstab (Dekameter), um die Experimente im Reservoir-Maßstab (Kilometer) zu simulieren. Dieses Forschungsprojekt ist neu in der Behandlung der durch Injektion induzierten Seismizität durch hochauflösende physikbasierte Modelle und hochwertige Datensätze, die aus einzigartigen In-situ-Experimenten abgeleitet wurden. Die vorgeschlagene Forschung hat erhebliche Auswirkungen auf die Förderung der Übergangspolitik hin zu einer Versorgung mit erneuerbaren Energien und trägt dazu bei, unser Wissen über die Auslösemechanismen induzierter Erdbeben zu erweitern.

Analyse langfristiger Änderungen in der Tidedynamik der Nordsee

Langjährige Pegelaufzeichnungen aus dem Gebiet der südöstlichen Nordsee zeigen seit Mitte des 20. Jahrhunderts signifikante Veränderungen im lokalen Tideregime. Während der mittlere Meeresspiegel (englisch: Mean Sea Level, MSL) über die vergangenen 150 Jahre generell dem globalen Mittel gefolgt ist, deuten Auswertungen der mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser auf signifikant abweichende Trends hin. So sind die Tidehochwasser signifikant schneller als der MSL angestiegen, während die Tideniedrigwasser deutlich geringere oder teils negative Trends aufzeigen. Daraus resultierte eine gleichzeitige Zunahme des Tidehubs (die Differenz aus Tidehoch- und Tideniedrigwasser) von ca. 10 % seit 1955. Derartige Veränderungen haben direkte Auswirkungen auf den Küstenschutz. So ergeben sich bei einem Anstieg der mittleren Tidehochwasser größere Wassertiefen, wodurch das Wellenklima insbesondere im Bereich der Wattflächen und Außensände in der Deutschen Bucht beeinflusst wird. Größere Wellenhöhen und damit höhere Orbitalgeschwindigkeiten und Brandungsenergien sind die unmittelbare Folge, die zu großflächigen Erosionen führen kann. Gleichzeitig beeinflussen geringere Tideniedrigwasser die Schiffbarkeit der flachen Küstengewässer. Durch den vergrößerten Tidehub treten größere Tidestromgeschwindigkeiten auf, die z.B. Ausräumungen der Tiderinnen, verstärkte Erosionen an Inselsockeln, Strandräumungen und im Zusammenhang mit Sturmfluten Dünen- und Kliffabbrüchen verursachen können. Dies verdeutlicht, dass neben den global wirkenden übergeordneten Veränderungen im MSL (Massenänderungen, thermale Expansion) auch regionale Phänomene und Prozesse eine wichtige Rolle für die Ausprägung der Wasserstände spielen. Eine Berücksichtigung solcher Faktoren in den Projektionen zukünftiger Wasserstände setzt voraus, dass vergangene Entwicklungen und zugrunde liegende Prozesse ausreichend verstanden sind. Das übergeordnete Ziel von TIDEDYN besteht daher in der Analyse der in der Vergangenheit bereits aufgetreten Veränderungen im lokalen Tideregime der Nordsee. Die beobachtete Zunahme des Tidehubs ist in ihrer starken Ausprägung ein weltweit einzigartiges Phänomen, welches bis heute nicht erklärt werden kann. Als mögliche (aber bisher unerforschte) Ursachen kommen z.B. langfristige Änderungen im MSL, morphologische Änderungen im Küstenvorfeld (natürlich oder anthropogen, z.B. Ausbaggerungen oder Baumaßnahmen wie Eindeichungen) oder saisonale Änderungen in der thermohalinen Schichtung des Ozeans in Frage. Durch die integrierte Analyse von hochauflösenden numerischen Modellen (barotrop und baroklin) und Beobachtungsdaten mit robusten Methoden der Zeitreihenanalyse, sollen die Änderungen im Tideregime der Nordsee über die vergangen 60-70 Jahre beschrieben, modelliert und systematisch erforscht werden sowie einzelne Prozesse mittels Sensitivitätsstudien voneinander abgegrenzt werden.

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