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KlimPro: Entwicklung eines umweltfreundlichen Verfahrens zur Herstellung von Soda, Teilprojekt 2: Verfahrensgrundlagen, Prozessentwicklung und Modellierung

Geological contacts - central Northern Calcareous Alps (Eastern Alps, Austria)

Geological mapping in the central Northern Calcareous Alps (Eastern Alps, Austria) during the years 2021 to 2023 has been performed. The aim of mapping has been to revise the 1:50,000 scale geological maps published by the Austrian Geological Survey (GBA/Geosphere) for inconsistencies in lithostratigraphic identification and contact definition. Critically, maps in the area were completed at a time when the emplacement of thrust sheets through gliding tectonics was still the dominant paradigm and pre-date advances in salt tectonics (see Fernandez et al., 2024, for a complete discussion). In consequence, mapping has aimed to correctly identify contacts compatible with salt tectonics, units remobilized in mass-transport deposits, low-angle thrusting, and syn-orogenic extension. The focus has been on two key areas of the central Northern Calcareous Alps: the Traun River and the Lammertal River valleys (roughly between longitudes 13° and 14°E, latitudes 47°30' and 48°N). Revised geological contacts (stratigraphic contacts and faults) are provided as SHP files. Stratigraphic contacts contain attributes describing the stratigraphic unit above and below and the type of contact. Faults contain information relating to type and sense of throw. No polygons have been generated. Data are in WGS84 UTM33 coordinates.

Luftqualitätsdaten (Datenstrom E1a) - Validierte Einzelwerte 2019 (Datensatz)

Datenstrom E1a umfasst gemessene (Link zu Datenstrom D) Einzelwerte von gasförmigen Schadstoffen (z. B. Ozon, Stickstoffdixoid, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid), von partikelförmigen Schadstoffen (z.B. Feinstaub, Ruß, Gesamtstaub) und Staubinhaltsstoffen (z.B. Schwermetalle, PAK in PM10, PM2.5, TSP) sowie der Gesamtdeposition (BULK), der nassen Deposition und meteorologische Messgrößen (z.B. Temperatur, Windgeschwindigkeit, Luftdruck), für die eine Datenbereitstellungspflicht besteht. Der Bericht umfasst zudem die Datenqualitätsziele (Messunsicherheit, Mindestzeiterfassung (time coverage) erfüllt ja/nein, Mindestdatenerfassung (data capture) erfüllt ja/nein) und Informationen zu Konzentrationswerten die natürlichen Quellen und der Ausbringung von Streusand und –salz zuzurechnen sind (Konzentrationswerte ohne etwaige Korrekturabzüge).

Bodenabbau, Trockenabbau im Landkreis Nienburg/Weser

Geodaten der Flächen im Landkreis Nienburg/Weser, die sich im Trockenabbau befinden. Begriff Trockenabbau: Bei dieser Abbaumethode wird bei der Gewinnung der Bodenschätze kein Grundwasser freigelegt. Im Landkreis Nienburg/Weser findet Trockenabbau ausschließlich im Übertagebau statt. Untertagebau zur Gewinnung von tiefer liegenden Rohstoffen, wie z.B. Kohle oder Salz findet im Landkreis derzeit nicht statt. Im Landkreis Nienburg/Weser wird im Trockenabbauverfahren hauptsächlich Sand und Kies sowie Torf in den Hochmooren Lichtenmoor, Borsteler Moor und Siedener Moor sowie im Großen Moor bei Uchte abgebaut. Der einzige Steinbruch des Landkreises befindet sich in der Gemarkung Münchehagen.

Wirkungen des Klimawandels an der Küste

Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks engagiert sich die BAW gemeinsam mit weiteren Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des BMVI, um fach- und verkehrsträgerübergreifende Lösungen für die drängenden Verkehrsfragen der Zukunft aufzuzeigen (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Ein Fokusgebiet ist dabei der Küstenbereich mit seinen Seehafenzufahrten, denn infolge des zunehmenden Welthandels hat der Seehandel in der heutigen Zeit der Globalisierung eine größere Bedeutung als je zuvor. Internationale Seehäfen, wie zum Beispiel der Hamburger Hafen, bilden im Seehandel wichtige Knotenpunkte. Der Hamburger Hafen ist mit einem Seegüterumschlag von 137 Millionen Tonnen pro Jahr der größte Seehafen Deutschlands. Von hier werden Güter in die ganze Welt verschifft bzw. auf der Schiene, Straße und Wasserstraße nach ganz Deutschland und Europa weitertransportiert. Durch den Klimawandel werden sich für den Betrieb und die Unterhaltung von Seehäfen und Seehafenzufahrten äußere Einflüsse, wie zum Beispiel der Meeresspiegel, ändern. Für strategische und langfristige Investitionsentscheidungen hinsichtlich der Hafeninfrastruktur entstehen dadurch wichtige Fragen. Wie werden sich Meeresspiegelanstieg und andere klimawandelbedingte Änderungen auf die Seehäfen auswirken? Kann die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs sowie die Erreichbarkeit der Häfen in Zukunft gewährleistet werden? Welche Anpassungsmaßnahmen sind gegebenenfalls notwendig und nachhaltig? Mit diesen und anderen Fragen befasst sich die BAW am Standort Hamburg im Rahmen des Expertennetzwerkes. Mithilfe eines hochaufgelösten dreidimensionalen numerischen Modells der Deutschen Bucht werden komplexe Prozesse wie die Tidedynamik sowie der Transport von Salz, Wärme und Sedimenten für heutige und mögliche zukünftige Verhältnisse simuliert. Das Modellgebiet umfasst die gesamte deutsche Nordseeküste und die Ästuare von Ems, Jade-Weser und Elbe. Das Expertennetzwerk ist auch im Hinblick auf die Novellierung des Gesetzes zur Umweltverträglichkeitsprüfung bedeutend. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung müssen künftig sowohl die Anfälligkeit des geplanten Vorhabens gegenüber den Folgen des Klimawandels als auch die Auswirkungen des Vorhabens auf das Klima auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse gerichtsfest untersucht werden. Dies kann nur in behördenübergreifender Zusammenarbeit geleistet werden. Wie dringend der Forschungsbedarf für die Seeschifffahrt ist, zeigt die Situation am Hamburger Hafen. Die Zufahrt zum Hamburger Hafen erfolgt entlang des Elbeästuars. Da die Flutstromgeschwindigkeiten in vielen Bereichen des Elbeästuars höher als die Ebbestromgeschwindigkeiten sind, ist der stromaufgerichtete Sedimenttransport im Mittel größer als der stromabgerichtete Sedimenttransport. Es wird mehr Sediment aus der Nordsee in das Elbästuar eingetragen als ausgetragen. (Text gekürzt)

Verteilungs- und Wirkungsmechanismen von Salzen in Naturstein

Es sollen Antworten auf folgende Fragen gefunden werden: - Welche Rolle spielen verschiedenartige Salze bei der Verwitterung von Gesteinen (vor allem Sandstein)? - Wie erfolgt ihr Eintrag und wie ihr Transport innerhalb des Gesteins? - Welche Mechanismen spielen sich bei der Kristallisation der Salze im Porenraum der Gesteine ab? - Welche schaedigenden Wirkungen ergeben sich daraus fuer das Gesteinsgefuege?

Energieeffiziente, schnelle Trocknung und Entsalzung von Gebäuden mit Wasser- und Salzschäden

Steuerprozesse ästuariner Trübungszonen in Gezeitenästuaren

Durch Sinkstoffakkumulation gebildete ästuarine Trübungszonen in der Wassersäule und am Boden sind ein allgegenwärtiges Phänomen in Gezeitenästuaren. Die prinzipielle Dynamik ästuariner Trübungszonen ist schon vor einigen Jahrzehnten verstanden worden: Im Bereich von Salzgradienten entlang der Ästuare wird ein landwärtiger Netto-Sinkstofftransport angetrieben, während der Sinkstofftransport im Süßwasserbereich typischerweise seewärts gerichtet ist, was insgesamt zu konvergenten Sinkstofftransporten am landwärtigen Ende der Salzintrusion und dort zu Sinkstoffakkumulation und damit zur klassischen ästuarinen Trübungszone führt. Im Falle von sehr intensiven Gezeiten, bei denen die Flutströmung stärker aber kürzer als die Ebbströmung ist, kann auch im Süßwasserbereich ein landwärts gerichteter Sinkstofftransport erzeugt werden, der zu einer Sinkstoffakkumulation im Süßwasserbereich und somit zu einer Trübungszone im (salzfreien) Gezeitenfluss führen kann. Ein kürzlich vom Antragsteller und Kollegen erstellter Bericht zum Stand der Forschung deckt allerdings erhebliche Wissenslücken im Bereich der Dynamik ästuariner Trübungszonen auf.Ein Schwerpunkt des vorgeschlagenen Projektes soll die Erweiterung der Total Exchange Flow (TEF) genannten Analyse-Methode in Richtung Sinkstoffflüsse werden (Q1). Mit TEF und weiteren Analysemethoden sollen die folgenden wichtigen Forschungsfragen beantwortet werden. Q2: Wie wechselwirken die schnelle Sinkstoffdynamik in der Wassersäule und die langsame Dynamik der Sinkstoffe am Boden und wie ergeben sich daraus die Positionen der Trübungszonen? Q3: Welches sind die Anpassungszeitskalen der Sinkstoffdynamik und der Ausbildung von Trübungszonen unter wechselnden hydrodynamischen Bedingungen? Q4: Welches sind die Anteile fluvialer und mariner Sinkstoffklassen in ästuarinen Trübungszonen? Um diese Fragen zu beantworten, wird ein numerisches Modellabor aufgebaut, bestehend aus einen dreidimensionalen Modell eines konvergenten Ästuars. Die Modellkonfiguration wird so kalibriert, dass sie multi-dekadische Beobachtungsdaten von Salz- und Sinkstoffprofilen entlang der Unterelbe und der Schelde reproduzieren kann. Das numerische Labor wird zunächst dazu verwendet, um systematisch die Sensitivität der Dynamik der Trübstoffzonen von über mehrere Dekaden beobachteten Antriebsbedingungen in der Unterelbe und der Schelde zu untersuchen. Anschließend werden Szenarios mit idealisierten Antriebsbedingungen untersucht, um die oben genannten Forschungsfragen für einen multi-dimensionalen Parameterraum zu beantworten.

Regionale Wirksamkeit und Auswirkungen von Marine-Cloud-Brightening-Anwendungen (RegMCB)

Wissenschaftler sowie Politiker erwägen die regionale Verwendung von Marine Cloud Brightening (RegMCB) als mögliche Solar Radiation Management Technologie um die Erderwärmung durch anthropogene Treibhausgase gezielt zu verlangsamen. Während theoretische Arbeiten bezeugen, dass dieser Ansatz prinzipiell einen kühlenden Effekt im Klimasystem erzeugen kann, verbleiben enorme Unsicherheiten bezüglich der Wirksamkeit und der potentiellen Auswirkungen dieses Ansatzes. Dennoch werden erste MCB Feldexperimente in Australien bereits durchgeführt und sind auch in anderen Ländern in der Planung.Der aufhellende Effekt in marinen Wolken durch die kontinuierliche Emission von Seesalz in die untere Troposphäre ist bis heute nur hinreichend verstanden. Der Grad der Wirksamkeit dieser Technologie basiert hauptsächlich auf entweder hoch-aufgelösten Modellrechnungen, welche räumlich und zeitlich stark eingeschränkt sind, oder auf globalen Klimamodellrechnungen, welche auf stark vereinfachten Annahmen über den Ausstoß von Seesalzpartikeln basieren. Diese Lücke zwischen bisher verwendeten Modellansätzen werden wir innerhalb dieses Forschungsantrags schließen. Mit Hilfe von Simulationen von möglichen MCB Strategien innerhalb des Kalifornischen Stratocumulus Wolkendecks, werden wir den Wirksamkeitsgrad dieser Technologie unter realistischen Annahmen quantifizieren, und gleichzeitig potentielle Auswirkungen auf der regionalen Skala identifizieren und quantifizieren können.Innerhalb dieses Projektes werden wir eine vereinfachte Version von ICON-HAM, einem Klimamodell mit einer umfassenden Parametrisierung der Aerosolmikrophysik inklusive Strahlungskopplung und Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen, entwickeln und verifizieren. Unser Modellansatz beinhaltet die volle Komplexität ICON-HAMs für Seesalzgrößenverteilungen während alle anderen Aerosolspezien mit konstanten Hintergrundkonzentrationen vorgeschrieben werden. Diese Modellversion wird wir mithilfe von Beobachtungen des Kalifornischen Stratocumulus Wolkendecks verifiziert werden. Das Kalifornische Deck ist eins der vier subtropischen Stratocumulusregionen weltweit und ist im Vergleich zu den anderen Decks am umfassendsten vermessen und verstanden. Innerhalb von RegMCB werden wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen welche uns helfen werden den Wirksamkeitsgrad und die Grenzen dieser Technologie zu quantifizieren. Innerhalb dieses Antrages werden erstmals Simulationen durchgeführt welche auf realistischen MCB Szenarien basieren und die nötige Komplexität beinhalten Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen korrekt abzubilden. Gleichzeitig tragen die hier vorgeschlagenen Arbeiten zu einer Verbesserung unseres Verständnisses und der Repräsentation von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in marinen Stratocumuli allgmein bei.

Straßenbaumtest Berlin

Stadtbäume – und hier vor allem die Straßenbäume – erbringen unverzichtbare Ökosystemleistungen u.a. im Hinblick auf den Klimaschutz und die Klimaanpassung, wie die Absenkung der Temperatur und die Schattenbildung im Sommer. Insofern bedeuten Bäume für innerstädtische Stadtquartiere eine wesentliche Lebensqualität. Ferner erfüllen sie diverse weitere Wohlfahrtswirkungen wie beispielsweise als Biotop, CO 2 -Speicher und Feinstaubfilter. Schließlich sind baumbestandene Straßen auch einfach schöner. Damit die Bäume gedeihen können, sind allerdings die Bedingungen des zukünftigen Standorts zu beachten. Die Auswahl der Bäume ist entsprechend darauf abzustimmen. Berlin verfügt über einen Bestand von über 430.000 Straßenbäumen (Stand: 31.12.2023). Die Situation der Berliner Straßenbäume ist allerdings besorgniserregend. Der zuletzt mit Stand 2020 veröffentlichte Straßenbaum-Zustandsbericht hat eine bedeutende Zustandsverschlechterung der Bäume in fast allen Berliner Bezirken nachgewiesen. Etwa 57 % der Straßenbäume weisen Kronenschäden auf. Für die Lösung des Problems sind allzu schnelle, einfache und nicht nachhaltige Lösungen stets kritisch zu hinterfragen. Die Begriffe „Zukunftsbaum“ oder „Klimabaum“ sind in diesen Zeiten der klimatischen Extreme beliebte Begriffe, um zu suggerieren, dass es Baumarten (= Gattungen, Arten, Sorten) gibt, die sämtliche Bedingungen am innerstädtischen Standort – insbesondere an dem Standort „Stadtstraße“ – aushalten können. Damit wird jedoch eine falsche Erwartung geweckt. Auch in Zukunft wird es keine Baumart geben, die den vielfältigen Herausforderungen am Straßenstandort ganz ohne Schaden begegnen kann. Vermehrte Phasen von Hitze, starker Strahlung und Trockenheit, extreme Starkregenereignisse und heftige Stürme, aber auch die sonstigen schwierigen Bedingungen am Straßenstandort wie Schädigungen durch Baumaßnahmen des Tief- und Hochbaus (Leitungen der Ver- und Entsorgung), Verdichtungen und Versiegelungen des Bodens, Ausbringung von Salz des Winterdienstes und weitere Schadstoffe wie Reifenabrieb und Hundeurin etc. lassen keinen Straßenbaum vollkommen ohne Schäden gedeihen. Den schwierigen Lebensbedingungen – insbesondere in der Innenstadt – stehen die hohen Anforderungen, die an die Straßenbäume gestellt werden, gegenüber. Diese sind beispielsweise: hohe Hitzeresistenz hohe Trockenheitsresistenz hohe Strahlungsresistenz ausreichende Frosthärte (Spätfröste!) geringe Anfälligkeit gegen Schadorganismen hohe Verkehrssicherheit, das heißt u.a. geringe (Wind-) Brüchigkeit geringe Anforderungen an die Pflege (Wasser und Nährstoffe, Pflegeschnitte) hohe Resistenz gegen Bodenverdichtung hohe Resistenz gegen Bodenversiegelung hohe Industriefestigkeit keine störenden, oberflächennahen Wurzeln keine störenden Früchte keine Dornen hohe Ästhetik (möglichst) hohe Biodiversität Insofern sind Baumarten auszuwählen, die trotz der herausfordernden Bedingungen am Straßenstandort gut gedeihen und die an sie gestellten, vielfältigen Anforderungen möglichst weitgehend erfüllen können. Dabei soll keine „Natur am Tropf“, sondern Resilienz gefördert werden. Es gilt das das Prinzip „Abhärten statt Verwöhnen“, wodurch sowohl der Pflegeaufwand, als auch die Kosten dafür langfristig gesenkt werden. Ein weiteres Ziel ist eine hohe Artenvielfalt zur Förderung der Gesundheit des Baumbestands und der Biodiversität. Dabei wird am Straßenstandort die vielfältige Kombination verschiedener Arten und Herkünfte angestrebt. Der Arbeitskreis Stadtbäume der Deutschen Gartenamtsleiterkonferenz (GALK) führt seit 1995 (Straßenbaumtest 1) bundesweit Straßenbaumtests unter besonderer Beachtung der extremen Standortbedingungen an den innerstädtischen Straßen durch. Die Straßenbaumtests sollen fundierte Aussagen über die Eignung bestimmter Baumarten und -sorten für die Verwendung als Straßenbäume auf Grundlage praktischer Erfahrungen liefern. Die Ergebnisse der Straßenbaumtests werden daher regelmäßig in die Straßenbaumliste des Arbeitskreises Stadtbäume der Bundes-GALK übernommen. Berlin beteiligt sich an dem Straßenbaumtest 2 seit dem Jahr 2015 mit derzeit 10 Baumarten und rund 80 Bäumen, die von den Bezirksämtern benannt und im Rahmen der Stadtbaumkampagne gepflanzt wurden. Weitere Informationen(Straßenbaumtest 2 der Deutschen Gartenamtsleiterkonferenz (GALK)) Trotz aller Testungen können mit der Liste aber keine „Superbäume“ / „Klimabäume“ uneingeschränkt empfohlen werden, denn derzeit ist nicht klar, wie sich die klimatischen Verhältnisse in der Zukunft weiter wandeln werden und welche Baumart darauf in welcher Weise reagieren wird. Auch treten immer neue Schadorganismen auf. Einfache Antworten hinsichtlich der Baumarten, die zukünftig noch verwendet werden können, gibt es nicht. Die Präsentationen „Arbeitskreis Städtbäume der Bundes-GALK – Straßenbaumtest 2 – Ergebnisse Berlin 2024“ erhalten Sie auf Anfrage per E-Mail. Bitte wenden Sie sich an Kerstin.Ehlebracht@SenMVKU.berlin.de . Der Arbeitskreis Stadtbäume der Deutschen Gartenamtsleiterkonferenz (GALK) hat zusammen mit dem Bund deutscher Baumschulen (BdB) die Broschüre „Zukunftsbäume für die Stadt“ herausgegeben. Diese Broschüre gibt Empfehlungen und schlägt als Entscheidungshilfe für künftige Baumpflanzungen 65 Baumarten vor. Die Broschüre macht aber eigenes Fachwissen bei der Auswahl der Baumarten nicht obsolet. Die jeweilige Baumart ist in Abhängigkeit vom einzelnen Standort auszuwählen. Ferner verweist die Broschüre der GALK und des BdB auf eine notwendige Vielfalt im Hinblick auf die Auswahl von Baumarten, um den Baumbestand zu stärken. Dabei spielen die sogenannten gebietsheimischen Arten am Straßenstandort mangels Eignung kaum noch eine Rolle. Broschüre „Zukunftsbäume für die Stadt“ Im Rahmen der Stadtbaumkampagne wurden bislang rund 240 verschiedene Baumarten an Berlins Straßen gepflanzt, deren Eignung zukünftig weiter auszuwerten ist. Die Erfahrungen, die mit den einzelnen Baumarten gemacht werden, sind ein wertvoller Fundus, um Entscheidungen über die Verwendung der Baumarten zu treffen. Die Frage stellt sich, ob hinsichtlich der Anzucht der Gehölze zukünftig neue Methoden zur Erzielung der Resilienz anzuwenden sind. Ein Ansatz wäre beispielsweise die Vermehrung von Einzelbäumen, die sich am Straßenstandort „bewährt“ – das heißt recht gesund und vital überlebt – haben. Ein „molekulares Gedächtnis“ ermöglicht manchen Bäumen die Anpassung an wiederkehrende Stresssituationen. Allerdings reagieren die Individuen innerhalb einer Art auch durchaus unterschiedlich. Möglicherweise handelt es sich um ein Zusammenspiel von individuellen Kapazitäten und speziellen Standortbedingungen. Keine Baumart ist an den extremen innerstädtischen Straßenstandort voll und ganz angepasst. Insofern bilden Stadtklima, Bodenbedingungen und Standorteinflüsse große Herausforderungen. Straßenstandorte sind durch menschlichen Einfluss geschaffene Extremstrandorte, die mit dem natürlichen Standort eines Baumes – dem Wald – nicht mehr viel gemeinsam haben. Einfache Antworten zur Baumartenwahl gibt es nicht, da der eine „Zukunftsbaum“ bzw. „Klimabaum“, der immer und überall unter den derzeitigen Klimabedingungen funktioniert, nicht existiert. Der Fokus auf wenige Arten widerspräche auch dem Ziel der biologischen Vielfalt. Insofern besteht noch ein hoher Forschungsbedarf hinsichtlich der Wahl von Baumarten, die die künftigen klimatischen Bedingungen, die jetzt noch gar nicht vollends einzuschätzen sind, aushalten. Die Ergebnisse sind jeweils an die regionalen Gegebenheiten – wie beispielsweise der Höhe des Niederschlags, als auch an die speziellen Standortbedingungen anzupassen.

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