Im Rahmen des Teilprojekts Modellierung des Forschungsverbundvorhabens 'Nachhaltige Altlastenbewältigung unter Einbeziehung des natürlichen Reinigungsvermögens' wird ein Prognoseinstrument entwickelt, das die Ausbreitung und den Abbau von Schadstoffen in der (un-)gesättigten Bodenzone in Form einer numerischen Simulation abbildet. Dazu musste in der ersten Projektphase ein existierendes Simulationswerkzeug (Richy1D) insbesondere um die Beschreibung von natürlichen Abbauvorgängen erweitert werden. Die nötigen Arbeiten auf dem Gebiet der Modellentwicklung resultierten zunächst in Implementierungen von Abbaumechanismen 0. und 1. Ordnung, die bereits lineare, irreversible Reaktionsnetzwerke mit beliebigen Reaktionspartnern abbildbar machen. Derartige Abbauketten sind etwa zur vereinfachten Beschreibung des LHKW-Abbaus weit verbreitet. Die Abhängigkeit der Reaktionsraten von Vorhandensein und Aktivität lebender Organismen, die diese Abbauvorgänge katalysieren, wird vom Monod-Modell widergespiegelt. Dieses wurde formuliert und implementiert für Umsetzungen mit beteiligter Biomasse und zwei Reaktionspartnern, dem Elektronendonator und einem Elektronenakzeptor (sog. 3-Komponentenmodell). Die Berücksichtigung des Konzepts der Redoxzonen, in welchen unterschiedliche Mikrobenspezies agieren und verschieden Abbauwege möglich sind, mündet in der Formulierung eines allgemeinen Monod-Modells mit einer beliebigen Anzahl von unterschiedlichen Biomassenspezies, Abbauwegen, Reaktionspartnern und Hemmstoffen. Um schließlich allgemeinste chemische Reaktionsgleichgewichte oder Kinetiken berücksichtigen zu können, wird derzeit an der Realisation eines allgemeinen Mehrkomponentenmodelles gearbeitet. Die Nutzung komplexer Simulationsmodelle für reale Fallstudien stellt hohe Anforderungen an die Datenlage der Standorte. Ein Hilfsmittel zur Gewinnung von Modellparametern stellt die Identifizierung dieser mittels inverser Simulation geeigneter (Säulen-) Experimente dar. Die am Lehrstuhl entwickelte Software wurde hier entsprechend den Anforderungen eines Teilprojekts einem speziellen Experimentdesign, dem sog. Kreislaufexperiment, angepasst. Desweiteren wurde eine neue Parametrisierungsmöglichkeit für die zu identifizierenden Funktionen geschaffen, welche zu verbesserter numerischer Stabiliät führt. Die Funktionen sind nun durch monotone, stückweise kubische Splines darstellbar. Die Identifizierungssoftware ist auch auf die Parameter des 3-Komponenten-Monod-Modells erweitert. Zur Erstellung einer räumlich dreidimensionalen, instationären Wasserhaushalts- und Stofftransportsimulation Richy3D wurden zunächst zweidimensionale Vorarbeiten auf die aktuellste Version des Programmbaukastens ug portiert, was sowohl die Verfolgung adaptiver Rechenkonzepte (variable Steuerung numerischer Parameter wie Zeitschrittweite und Feinheit des räumlichen Gitters) ermöglicht, als auch einen übergang zu parallelen Datenstrukturen bietet. Dazu wurde in weiten Teilen die Diskretisierung ...
Politische und industrielle Entscheidungsträger werden mit der Aufgabe konfrontiert, technologische Innovationen auf dem Weg zu einer Low-Carbon Economy zu unterstützen, und gleichzeitig die Sicherheit und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie sicherstellen. Die Komplexität der Entscheidungsfindung macht es hochgradig anspruchsvoll, einen ganzheitlichen und fundierten Überblick über die sozialen, technologischen, ökonomischen, ökologischen und politischen Aspekte (STEEP) der Wertschöpfungskette zu erhalten. Diese interdisziplinäre Forschungsgruppe adressiert alle drei Aspekte, Technologie, Wertschöpfungskette und Gesellschaft, die Bestandteile einer Rohstoffwende in Deutschland darstellen. Die vorrangigen Ziele dieser Forschungsgruppe sind: - Entwicklung einer ganzheitlichen Methodik zur Bewertung von Produkten und Prozessen unter STEEP-Kriterien - Analyse von kohlenstoffbasierten Produkten der chemischen Industrie in Deutschland aus verschiedenen Rohstoffen - Analyse des Wissensstandes, der Wahrnehmung und der Akzeptanz zu verschiedenen Kohlenstoffträgern und die Entwicklung von praktischen Empfehlungen für Maßnahmen der Bildung und des sozialen Engagements - Entwicklung einer Online-Toolbox zur Unterstützung einer fundierten Entscheidungsfindung - Bildung und Qualifikation von Nachwuchswissenschaftlern.
Das Projekt GreenEquityHEALTH (www.greenequityhealth.hu-berlin.de) zielt darauf ab, den Beitrag urbaner Grünflächen bei der Abmilderung globaler Herausforderungen im Zusammenhang mit Klimawandel, Urbanisierung und demographischem Wandel zu ermitteln und zu quantifizieren. Regulierende und kulturelle Ökosystemleistungen werden dazu analysiert. Am Beispiel der Stadt Leipzig werden Auswirkungen von Hitze und Luftverschmutzung auf Pflanzeneigenschaften mittels Feldmessungen und Auswertungen von Fernerkundungsdaten erfasst. Parallel dazu geben Gesundheitsmessungen, Beobachtungen und Befragungen zur wahrgenommenen Gesundheit von Parkbesuchern, insbesondere vulnerablen Gruppen wie ältere Menschen oder Kinder, Aufschluss über mögliche positive Gesundheitseffekte. Die Ergebnisse fließen in ein räumlich explizites Multikriterienmodell 'URBAN-HEALTH', das so genannte Hotspot-Flächen in einer Stadt aufzeigen wird, die von einer besonderen Belastung durch Hitze und/oder Luftverschmutzung, hoher Versiegelung, hohen Dichtegraden, geringen Grün- bzw. Freiflächenanteilen etc. gekennzeichnet sind. Aus den Analyseergebnissen werden konkrete Handlungsempfehlungen für die Stadtplanungen abgeleitet. Die Ergebnisse werden in transdisziplinären Workshops mit Vertretern von Stadtplanungen sowie mit den Kooperationspartnern (Beirat) des Projektes diskutiert sowie in Form von kurzen Handlungsempfehlungen (Factsheets, Video) über diverse Kanäle auf nationaler Ebene über die Stadtplanungen sowie auf internationaler Eben durch bestehende Kooperationen mit IUCN und der WHO verbreitet.
Dieses Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel, in einem frühen Stadium der Entwicklung solcher Systeme für mobile Anwendungen eine Sicherheitsbewertung zu ermöglichen. Eine frühzeitige simulationsbasierte Bewertung von neuen Batteriematerialien und Zelldesigns ermöglicht zum einen eine gezielte optimale sicherheitstechnische Auslegung und zum anderen einen deutlich beschleunigten und kostengünstigen Entwicklungsprozess von sicheren und leistungsfähigen Batteriesystemen. Um dies zu realisieren, soll eine Multiskalen-Simulationsmethodik entwickelt werden. Hierbei werden zum einen elektrochemische Modelle zur Abbildung der Reaktionen während eines Thermal Runaway und zum anderen mechanische Modelle der Partikelsysteme zur Simulation von internen Kurzschlüssen entwickelt. Durch Kopplung in einem mehrdimensionalen Modell der Batteriezelle kann das Verhalten im Falle eines Versagens durch Überhitzung oder mechanischer Verformung simuliert werden. Die Einzelmodelle sind hierbei durch Entwicklung spezieller experimenteller Setups vorab einzeln parametriert, sodass eine Prädiktion des Crashverhaltens ermöglicht wird. Zunächst werden relevante Lastfälle und Systemanforderungen definiert. Darauf aufbauend werden die physikalischen Modelle entwickelt und in einer gemeinsamen Simulationsumgebung gekoppelt. Durch Entwicklung geeigneter experimenteller Setups erfolgt die Parametrierung der Modelle. Zunächst werden dann an ersten Zellchemien und -designs die Simulationsergebnisse validiert und ggf. Modelle und Parametriermethodik weiterentwickelt. Basierend darauf und unter Verwendung des Gesamtmodells wird eine Optimierung des Zelldesigns hinsichtlich Gehäusematerialien und Sensorik durchgeführt. Im Anschluss wird die Übertragbarkeit dieses Entwicklungswerkzeugs mit weiteren Designs und Zellchemien überprüft.
Das Vorhaben erforscht und entwickelt wissenschaftliche Grundlagen für ein systemisches Monitoring und die Modellierung der Bioökonomie (BÖ) in Deutschland. (1) Entwicklung eines Rahmens für ein systemisches Monitoring. Die Erwartungen an die BÖ durch Politik, Wirtschaft, NGOs und Wissenschaft werden systematisiert. Wichtige Kriterien und Indikatoren werden abgeleitet. (2) Entwicklung eines systemischen Modellierungs- und Bewertungsansatzes. Ein Modell-System zur mehrskaligen Analyse und Bewertung der BÖ wird entwickelt. Stoffstrommodelle, IO-Datenbasen, ökonometrische und Modelle zu Land- und Wassernutzung werden verknüpft. Fußabdrücke der BÖ zu Land-, Forstwirtschaft, Wasser, Treibhausgasen sowie Sozioökonomie werden bestimmt. (3) Analyse der Schlüsselfaktoren für die Transformation der BÖ. Trend bestimmende Faktoren werden analysiert: Landwirtschaftliche Produktionssysteme, Ernährung, energetische und stoffliche Verwendung von Biomasse, Kreislaufwirtschaft und Kaskadennutzung sowie neue Technologien. (4) Modellierung der Entwicklung der BÖ und ihrer umweltbezogenen und sozio-ökonomischen Auswirkungen. Vergangene Trends und Status quo werden modellgestützt analysiert. Kontrafaktische Modellierung wird exploriert, um die historischen Effekte der BÖ abzuschätzen. Künftige Trends und ihre Auswirkungen werden modelliert. (5) Integration von Indikatoren und Daten der Zertifizierung und Ökobilanzierung. Für ein Monitoring werden Nutzungsmöglichkeiten und Erweiterungsoptionen der in Zertifizierungsverfahren und bei der Produktökobilanzierung erhobenen Daten und Indikatoren geprüft. (6) Entwicklung eines Monitoringsystems. Ein prototypischer Monitoring Bericht zur BÖ in Dtld wird erstellt. Eine interaktive Webseite zur Exploration von Daten und Charakteristika der BÖ wird entwickelt. (7) Management und Koordination. Der Austausch mit den anderen Dimensionen zum Aufbau des BÖ Monitoring wird über verschiedene Gremien, Projekttreffen und Statuskonferenzen organisiert.
Die KISTERS AG (KAG) ist im CO-MICC Projekt maßgeblich für die technische Umsetzung des CO-MICC Web Portals verantwortlich. Aufbauend auf den Ergebnissen der Arbeitspakete 2-5 bzw. 6-8 wird eine IT Infrastruktur entwickelt und aufgebaut, die zum einen die Anforderungen der Endanwender aufnimmt und umsetzt, sowie einen interoperablen Daten- und Informationsfluss zwischen den Modellen und dem Endanwender gewährleistet. Schwerpunkte der Arbeiten liegen in der erster Line in der Verarbeitung und Darstellung der Multi-Ensemble Ergebnissen, der Entwicklung interaktiver Berechnungsmethoden sowie der dazugehörigen, dem Mengengerüst ausgelegten, IT Infrastruktur.
Projektionen zum Klimawandel und dessen Auswirkungen variieren stark, sogar für spezifizierte Szenarien von Treibhausgasemissionen, aufgrund der signifikanten Unsicherheiten von Klimamodellen sowie von Modellen, die deren Auswirkungen beschreiben. Stand der Forschung ist es daher, für die Bewertung von Risiken des Klimawandels Multi-Modell-Ensembles zu nutzen, bei denen mehrere Impaktmodelle (z.B. globale hydrologische Modelle) von unterschiedlichen Klimamodell-Outputs angetrieben werden. Ziel des Gesamtprojektes ist die Co-Entwicklung von Methoden zur Bereitstellung und Nutzung von Daten eines Multi-Modell-Ensembles zu süßwasserbezogenen Gefahren des Klimawandels für die Bewertung von Risiken und Anpassungsmaßnahmen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen. Zudem werden geeignete Daten zur Erhöhung der Verfügbarkeit und Anwendbarkeit von wesentlichen und glaubwürdigen Informationen für unterschiedliche Kategorien von Endnutzern, mit Fokus auf der Darstellung von Unsicherheiten, bereitgestellt. Der Projektbeitrag der GU ist 1) die Entwicklung eines Designs zur Co-Entwicklung geeigneter PUNI-Methoden auf der globalen, grenzüberschreitenden und Flusseinzugsgebietsebene im Rahmen eines partizipativen Managementprozesses zu Risiken des Klimawandels, und 2) die Durchführung und Analyse von nutzergetragenen Simulationen zu süßwasserbezogenen Gefahren des Klimawandels mit besonderem Fokus auf dem Aufzeigen von Unsicherheiten der Multi-Modell-Ensembles.
Auf der Grundlage von Informationen aus den anderen Arbeitspaketen (WP 6, 7, 8) und aus den Stakeholder Dialogen (SD; WP 2, 3, 4), besteht das Ziel (von WP 9) darin, gemeinsam mit Stakeholdern der 3 SDs: 1) Datenformate für die beste Präsentation von Klimawandel-Risikodaten mit Süßwasserbezug für Stakeholder zu entwickeln und 2) ein Informationssystem/Webportal, in dem die bearbeiteten Multi-Modell-Ensembledaten gespeichert, visualisiert und dann an Stakeholder weitergegeben werden, während der Projektdauer und nach Projektende für die allgemeine Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen. Das Ziel der weiteren Arbeiten (WP 11) ist die Wissensweitergabe der Projektresultate an Stakeholder außerhalb des Projekts (d.h. Endanwender), um die gesellschaftliche Wirkung von Projektergebnissen über die in das Projekt involvierten Stakeholder und die Projektdauer hinaus zu konsolidieren.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 149 |
| Land | 2 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 149 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 149 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 134 |
| Englisch | 22 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 82 |
| Webseite | 67 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 115 |
| Lebewesen & Lebensräume | 120 |
| Luft | 107 |
| Mensch & Umwelt | 149 |
| Wasser | 97 |
| Weitere | 149 |