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Kartierung von Klimagasen mittels spektroskopischer Messung von reflektiertem Sonnenlicht

Urbane Emissionen von Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) machen einen Großteil der Treibhausgasemissionen weltweit aus. Deshalb sind Städte auch Vorreiter bei der Entwicklung von Emissionsreduktionsmaßnahmen zur Mitigation des Klimawandels. Solche Maßnahmen müssen durch räumlich und zeitlich hochaufgelöste, vollständige, verlässliche und verifizierte Informationen begleitet und in Bezug auf ihre Effizienz überprüft werden. Unter den Beobachtungsmethoden für Treibhausgase gibt es allerdings eine Lücke im Bereich der horizontalen, flächendeckenden Kartierung auf der Skala einiger Kilometer. Dort braucht es eine Technik, die die Empfindlichkeitslücke zwischen lokalen in-situ Messungen und regional-integrierenden Säulenmessungen durch Fernerkundungsmessungen füllt.Hier schlage ich vor, urbane Treibhausgasquellen mit einer innovativen und portablen Technik zu studieren, die die CO2 und CH4 Konzentrationsfelder flächendeckend kartieren kann und so die Beobachtungslücke erfasst. Die erste Studienregion ist der Großraum Los Angeles, wo sich die CO2 und CH4 Emissionen auf mehr als 100 MtCO2/a und 300 ktCH4/a belaufen, was die Region zu einer der größten, lokalisierten Quellen weltweit macht. Los Angeles wurde in der Vergangenheit vielfältig in Bezug auf seine Treibhausgasquellen untersucht, indem beispielsweise Inventarisierungen durchgeführt und durch atmosphärische Messungen bewertet wurden. Ein herausragendes Experiment läuft gerade im Rahmen des CLARS-FTS (California Laboratory for Atmospheric Remote Sensing - Fourier Transform Spectrometer) – ein Spektrometer, das auf Mt. Wilson stationiert ist und reflektiertes Sonnenlicht aus dem Los Angeles Stadtgebiet einfängt. Wir haben eine portable Variante dieses Instruments entwickelt und schlagen nun vor beide Instrumente gemeinsam mit kalifornischen Partnern bei einer Feldkampagne zu betreiben.Dabei ist es unser Ziel das neue portable Observatorium zu validieren und für zukünftige Langfristvorhaben zu empfehlen. Dazu wollen wir innovative Beobachtungsmuster wie die Definition von Zoom-Regionen oder die Verwendung von gekreuzten Lichtwegen ausprobieren, um die räumliche und zeitliche Auflösung zu optimieren. Zudem werden wir die Genauigkeiten verbessern, indem wir einen neuen Ansatz der Strahlungstransportmodellierung implementieren, der simultan mit der Gasbestimmung auch die Streuung an atmosphärischen Partikeln berücksichtigt. Für die Fallstudie Los Angeles werden wir die Variabilität und die Gradienten der CO2 und CH4 Konzentrationen auf ihre Konsistenz mit den Emissionsinventaren überprüfen und untersuchen, bis zu welchem Grad sich die Einflüsse des meteorologischen Transports, der regionalen Advektion, episodischer Ereignisse und der urbanen Biosphäre unterscheiden lassen.

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Blaues Band Main bei Maintal - Voruntersuchung

H2020-EU.3.5. - Societal Challenges - Climate action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials - (H2020-EU.3.5. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Klimaschutz, Umwelt, Ressourceneffizienz und Rohstoffe), Advancing Resilience of Historic Areas against Climate-related and other Hazards (ARCH)

ARCH will develop a unified disaster risk management framework for assessing and improving the resilience of historic areas to climate change-related and other hazards. This will be achieved by developing tools and methodologies that will be combined into a collaborative disaster risk management platform for local authorities and practitioners, the urban population, and (inter)national expert communities. To support decision-making at appropriate stages of the management cycle, different models, methods, tools, and datasets will be designed and developed. These include: technological means of determining the condition of tangible and intangible cultural objects, as well as large historic areas; information management systems for georeferenced properties of historic areas and hazards; simulation models for what-if analysis, ageing and hazard simulation; an inventory of potential resilience enhancing and reconstruction measures, assessed for their performance; a risk-oriented vulnerability assessment methodology suitable for both policy makers and practitioners; a pathway design to plan the resilience enhancement and reconstruction of historic areas; and an inventory of financing means, categorised according to their applicability in different contexts. The project ensures that results and deliverables are applicable and relevant by applying a co-creation process with local policy makers, practitioners, and community members. This includes the pilot cities Bratislava, Camerino, Hamburg, and Valencia. The results of the co-creation processes with the pilot cities will be disseminated to a broader circle of other European municipalities and practitioners. ARCH includes a European Standardisation organization (DIN) as a partner in order to prepare materials that ensure that resilience and reconstruction of historic areas can be progressed in a systematic way, through European standardisation, which will ensure practical applicability and reproducibility.

RESZ: Integrative Betrachtung einer nachhaltigen Wärmebewirtschaftung von Stadtquartieren im Stadtentwicklungsprozess, Teilvorhaben 3: Stadtentwicklung und Städtebau

Ziel des transdisziplinären Verbundvorhabens 'Integrative Betrachtung einer nachhaltigen Wärmebewirtschaftung im Stadtentwicklungsprozess' ist es, ein energieeffizientes Quartierskonzept für das Rosensteinquartier zu erarbeiten. Dafür werden Ansätze aus Stadtplanung, Bauingenieurwesen und Energiemanagement vernetzt. Akteure aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung arbeiten umsetzungsorientiert zusammen. Im Sinne einer 'Energieleitplanung' wird das städtebauliche Konzept mit einem optimierten Wärmekonzept verknüpft, um einen ausgeglichenen Wärmehaushalt zu schaffen. Im Quartier soll eine effiziente Infrastruktur zur lokalen Ein- und Ausspeicherung und Verteilung der Wärmeenergie geschaffen werden, auf Basis von thermisch aktivierten Strukturen des Siedlungswasserbaus und optimierten Verbrauchsprofilen im Städtebau. Das Ziel ist die Realisierung einer ganzjährlich ausgeglichenen Wärmebilanz im Stadtquartier. Dafür werden andere ressourceneffiziente Stadtquartiere u.a. hinsichtlich städtebaulicher Dichte, Sonnenausrichtung sowie Baustrukturen ausgewertet und übertragbare Kriterien erarbeitet. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für den Energieleitplan und die Konkretisierung des städtebaulichen Konzepts. Das Konzept wird im Rahmen des zukünftigen 'Rosensteinquartiers' erprobt. Die Stadt Stuttgart führte für das Plangebiet bereits einen offenen internationalen städtebaulichen Wettbewerb durch, der Siegerentwurf der Arbeitsgemeinschaft asp/Koerber dient als Grundlage für das Projekt.

CLIENT II China - KEYS: Deutsche Beiträge zur Umsetzung des Schwammstadt-Konzeptes in China, Teilprojekt 3

Das Verbundvorhaben KEYS unterstützt das in China mit großer Energie verfolgte Schwammstadt-Konzept. Die Zielsetzung von KEYS ist dabei, bedarfsgerecht Hilfestellung bei der konkreten Umsetzung zu leisten und in den Kontext einer nachhaltigen urbanen Wasserwirtschaft einzubetten. Eine wissenschaftliche Begleitung und zahlreiche Demonstrationen als Lösungselemente bei der Schwammstadtumsetzung werden deutsche Vorreitertechnologien und deutsches Know-how an den wegweisenden Standorten Peking und Shenzhen sichtbar machen Seit den 90er Jahren liegen in Deutschland umfassende Erfahrungen zur dezentralen Regenwasserbewirtschaftung vor. In jüngerer Vergangenheit kamen weitere Aspekte hinzu (z.B. Spone-City-Prinzip, Starkregenmanagement). China verfolgt erst seit 2015 das Sponge-City-Prinzip, allerdings mit enormer Intensität und Umsetzungsgeschwindigkeit. So wird versucht, die Entwässerung in 30 Großstädten breitflächig nach dem Sponge-City-Prinzip umzugestalten. Im Bezirk Tongzhou in Peking, welches das zentrale Plangebiet von KEYS darstellt, ist die flächendeckende Neugestaltung der Siedlungsentwässerung nach dem Sponge-City-Prinzip vorgesehen bzw. bereits in vollem Gange. Sponge-City-Elemente bestechen durch ihre Einfachheit und Effizienz. Gleichzeitig müssen sie auf die jeweilige lokale Situation ausgerichtet sein. Im Rahmen des hier beschriebenen Teilprojektes soll ein praxisgerechter Entwurfskatalog von Sponge-City-Elementen erarbeitet werden. Ein allgemeiner Entwurfskatalog soll den Planern vor Ort helfen, ein geeignetes Regenwasserkonzept für einzelne Einzugsgebiete und die konkreten Anlagen zu planen und zu realisieren, auch über das Projekt KEYS und den Tongzhou-Distrikt hinaus. Der Entwurfskatalog soll die Erfahrungen aus Deutschland mit den Randbedingungen in China vereinen. Als Grundlage für dessen Entwicklung werden bereits umgesetzte Konzepte und Anlagen für ausgewählte Beispielgebiete einem Review unterzogen und Optimierungsvorschläge erarbeitet. Für noch unbeplante Gebiete werden die chinesischen Partner mit Ideen und Empfehlungen zu Konzeptionen und Anlagendesign unterstützt.

DAS: Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark' (Plan4Change), DAS: Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark' (Plan4Change)

Eine nachhaltige Anpassung an die Folgen des Klimawandels ist nur durch eine konsequente Planung und Umsetzung von (baulichen) Maßnahmen auf regionaler und lokaler Ebene möglich. Das hier beantragte Projekt 'Plan4Change' hat zum Ziel, Erfahrungen aus der Praxis zu klimaangepassten Planungsprozessen zu generieren, aufzubereiten und der Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen. Als Leuchtturmprojekt soll die Lücke zwischen Theorie und Praxis, die bisher die Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen in der Stadtplanung behindert, geschlossen werden. Deshalb werden in dem Projekt wesentliche Planungsschritte im Gebiet 'Quartier Feldmark' in Bochum strategisch und wissenschaftlich begleitet. Ergebnis des Projektes wird neben der baureifen Planung im Modellgebiet unter anderem ein praxistauglicher Leitfaden zur erfolgreichen Einbeziehung und Umsetzung von Maßnahmen in den kommunalen Planungsprozess sein. Geeignete Methoden und Verfahrensschritte zum Akteurseinbezug und insbesondere zur Einbindung von privaten Investoren werden zudem wichtige Bestandteile des übertragbaren Ergebnispaketes sein. Das bereits vorhandene Bochumer Klimaanpassungskonzept soll anhand eines konkreten Planungsvorhabens beispielhaft durch Experten begleitet in die Praxis umgesetzt und auf andere Plangebiete übertragbar werden. Hierzu wird das Planungsverfahren von erfahrenen Klimaexperten über drei Jahre hinweg kontinuierlich begleitet, analysiert und bewertet. Insbesondere bei wichtigen planerischen Weichenstellungen arbeiten die Experten eng mit den kommunalen Planern sowie Dritten zusammen. Der Einbezug wichtiger Akteure aus verschiedenen Sektoren wird ein zentrales Element sein. Der Arbeitsplan mit seinen 7 Arbeitspaketen spiegelt dieses Vorgehen wider, indem neben der konkreten Praxisarbeit konzeptionell-strategische Analysen, Ableitungen, Bewertungen sowie der Transfer der Projektergebnisse vorgenommen werden.

DAS: Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark' (Plan4Change)^DAS: Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark' (Plan4Change), DAS: Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark' (Plan4Change)

Eine nachhaltige Anpassung an die Folgen des Klimawandels ist durch eine konsequente Planung und Umsetzung von Maßnahmen auf regionaler und lokaler Ebene möglich. Obwohl Anpassungskonzepte, Handlungsleitfäden oder Internet-Tools wie der 'Klimalotse' vorliegen, scheitert eine Umsetzung häufig in der Praxis des Planungsalltags. Das Projekt 'Neue Wege zu einer klimaangepassten Stadtplanung am Beispiel des Modellgebietes 'Quartier Feldmark'' setzt genau an dieser Stelle des Übergangs von der Theorie in die Praxis an. Das bereits erstellte Bochumer Klimaanpassungskonzept - gefördert durch die BMU-Klimaschutzinitiative - soll anhand des konkreten Planungsvorhabens 'Quartier Feldmark' beispielhaft in die Praxis umgesetzt und auf andere Plangebiete übertragbar aufbereitet werden. Hierzu wird das Planungsverfahren durch das Difu und der Universität Bochum über drei Jahre hinweg kontinuierlich begleitet und bewertet. Insbesondere bei wichtigen planerischen Weichenstellungen des Planungsverfahrens arbeiten die Experten eng mit den kommunalen Planern der Stadt Bochum sowie Dritten zusammen. Der Einbezug wichtiger Akteure aus verschiedenen Sektoren wird ein zentrales Element im Rahmen des Pilotprojektes sein. Das Difu wird einen praxistauglichen Leitfaden erarbeiten, der eine erfolgreiche Einbeziehung und Umsetzung von Maßnahmen im kommunalen Planungsprozess unterstützen soll. Das Vorhaben wird im Rahmen der Anpassungsstrategie (DAS) durch das BMUB gefördert.

Securing the spices and herbs commodity chains in Europe against deliberate, accidental or natural biological and chemical contamination (SPICED)

The food chain security from the primary production to the consumer ready food against deliberate, accidental or natural (chemical, biological, radiological and nuclear) contamination stands in close correlation to the food safety of herbs and spices. The major aim of SPICED is a throughout characterization of the heterogeneous spice and herb matrices and their respective intra- and interplant production- and supply chain. Special attention hereby should be paid to relevant biological and chemical hazards that can lead to major deliberate, accidental or natural contaminations in the food supply chain. Furthermore, the knowledge about biological hazard properties and on-site high throughput diagnostic methods for their appropriate detection should be improved in order to avoid (industrial) chemical adulteration and to guarantee the authenticity of spices and herbs by evaluation and optimization of non-targeted fingerprinting methods. A further focus of the project will be the improvement of the alerting-, reporting- and decontamination systems as well as the development of standard techniques to ensure prevention and response on a high quality level. The consortium will evaluate the most important spices and herbs that cause or could be used as natural, accidental or deliberate contaminants, depending on the consumed quantity and the relative frequency of natural or accidental contaminations. SPICED will focus on pathogens based on their frequency of natural occurrence, possible impact on human health, and relevance for food terrorism. The entire project has been planned for 36 months and brings together experts and scientists from 11 different areas. The spice and herbs primary production and supply chain is very heterogeneous since most of the condiments are imported from non-European countries. The SPICED-Team comprises the most important players of the European spice market from the major importer (Germany), the major re-exporter (Netherlands) to the leading paprika producing country (Hungary). The results gained by SPICED will form a solid base to develop information material from advice ranging, brochures and other supporting documents to workshops for scientific researchers.

Unterirdische Raumplanung - Vorschläge des Umweltschutzes zur Verbesserung der über- und untertägigen Informationsgrundlagen, zur Ausgestaltung des Planungsinstrumentariums und zur nachhaltigen Lösung von Nutzungskonflikten, Teilvorhaben II: Planerische und rechtliche Fragestellungen

Im Zusammenhang mit der Gewinnung Erneuerbarer Energien (Geothermie), der Speicherung von Energieträgern (Wärme, Erdgas, Elektrizität, Wasserstoff, Methan) und CO2 sowie der Gewinnung lebenswichtiger Ressourcen (z.B. Grundwasser) steigen die Nutzungsansprüche an den Raum (Land und Meer), speziell an den Raum unter der Erd- und Meeresoberfläche. Aufgabe der Raumplanung ist es, rechtzeitig Vorsorge für die umweltrelevanten Ansprüche an den Raum zu treffen und dabei Konflikte untereinander und mit weiteren raumbedeutsamen Belangen zu vermindern, ggf. vorhandene Synergien zu nutzen. Der Grundsatz in Paragraph 2, Abs.2 Nr.6 Raumordnungsgesetzes des Bundes (ROG) nimmt hierauf Bezug. So sollen zum Schutz des Klimas u.a. 'die räumlichem Voraussetzungen für den Ausbau erneuerbarer Energien (einschl. deren Speicherung z.B. als Wasserstoff, Methan) und für die Einlagerung klimaschädlicher Stoffe geschaffen werden'. Neue Nutzungen im Untergrund verbunden mit einer nach 'Stockwerken' differenzierten Betrachtung und teilweise unbekannter Ausbreitung eingelagerter Stoffe, auch über Grenzen der Plangebiete, der Bundesländer oder Deutschlands hinweg, stellt die Raumplanung vor neue Herausforderungen. Ziel des Vorhabens ist es daher, - die Möglichkeiten und Grenzen der vorhandenen Regelungsinstrumente, ihr Zusammenwirken und ihr Potenzial für den Schutz der Umwelt sowie des Vorrangs nachhaltiger Nutzungsformen aufzuzeigen (Raumordnungs-/Bauplanungsrecht unter Berücksichtigung von Bergrecht, Energierecht, Klimaschutzrecht, Immissionsschutzrecht, Sonderrecht CCS u.a.) und - Empfehlungen für eine zielgerichtete Ausschöpfung und Weiterentwicklung des Instrumentariums im Hinblick auf nachhaltige Konfliktlösungen zu geben (Schwerpunkt: Raumordnung auf der überörtlichen Planungsebene) Ein projektbegleitender Beirat ist einzurichten. Zwischen- und Endergebnisse des Vorhabens sind in Workshops zu präsentieren.

Aktionsprogramm: Modellvorhaben der Raumordnung (MORO), Beitrag der Raumordnung zur Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien: Rechtliche Möglichkeiten der Raumordnung im Bereich 'Repowering'

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde untersucht, welche Möglichkeiten die Raumordnung zur Absicherung des Repowering (Ersatz alter durch neue Windenergie-Anlagen) bietet. Die Festlegung von Repowering als Ziel der Raumordnung sowie die konkrete Ausgestaltung einer solchen Zielfestlegung standen im Mittelpunkt der Untersuchung. Inhalt des Forschungsprojekts: Die Untersuchung beschäftigte sich mit den Möglichkeiten, das Repowering mit Hilfe von raumordnerischen Instrumenten auf Grundlage des geltenden Rechts zu steuern. Vorschläge für ein gesetzgeberisches Handeln enthält die Untersuchung erklärtermaßen nicht. Regelungen zur verbindlichen Steuerung des Repowering von Windenergieanlangen auf der Ebene der Raumordnung finden sich in den Landesplanungsgesetzen sowie Landes- und regionalen Raumordnungsplänen zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht; es finden sich lediglich planerische Festlegungen, dass Repowering unter bestimmten Voraussetzungen zulässig ist bzw. erfolgen sollte. Die aufgrund der bestehenden Kompetenzen der Raumordnung zulässige Ausgestaltung einer raumordnerischen Zielfestlegung Repowering wurde als inhaltlicher Schwerpunkt des Gutachtens untersucht. Grundlegend für die Untersuchung ist die Feststellung, dass eine raumordnungsrechtliche Zielfestlegung Repowering aus zwei Zielkomponenten besteht. Die Zielkomponente 1 beinhaltet die Ausweisung von Flächen für die Errichtung von neuen Anlagen. Die Zielkomponente 2 beinhaltet die Freiräumung von Flächen bzw. Standorten durch den Abbau von Altanlagen. Beide Zielkomponenten sind in der Gesamtzielfestlegung Repowering zu einem einheitlichen Ziel der Raumordnung verknüpft. Für die Bewertung, ob die Steuerung des Repowering von Windenergieanlagen als ein dem Raumordnungsrecht zugewiesenes Flächenmanagement auf der Ebene der Raumordnung zulässig ist oder ob es sich beim Repowering von Windenergieanlagen (schon) um eine fachplanerische Feinsteuerung handelt, ist es entscheidend, dass die Gesamtzielfestlegung eine räumliche Steuerung einer Nutzung bedeutet, da auf der einen Seite eine bestimmte Fläche im Plangebiet für eine Nutzung reserviert und auf der anderen Seite eine andere Fläche freigeräumt und somit für andere Nutzungen zugänglich gemacht wird.

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