Im Vordergrund des Projektes A2 steht die Entwicklung eines integrativen Rahmenkonzeptes zur Modellierung, mit dessen Hilfe Analysen und Simulationen räumlicher und zeitlicher Dynamiken von Transformationen, Adaptionen und Reorganisationen im Mensch-Umwelt-Verhältnis prähistorischer und archaischer Gesellschaften vorgenommen werden können. Dies wird auf der Basis der Daten und des Expertenwissens der SFB-Teilprojekte durchgeführt werden, um entsprechende Prozesse für den mediterranen und europäischen Raum modellieren zu können.
Das Klima ist ein angetriebenes, dissipatives Nichtgleichgewichtssystem, wobei unsere Fähigkeiten die beteiligten Prozesse zu verstehen und simulieren begrenzt sind. Meteorologie und Klimaforschung verfügen noch nicht über eine Theorie zur Beschreibung von Instabilitäten, Gleichgewichtsrelaxation, Vorhersagbarkeit, Variabilität, und der Antwort auf Störungen. Trotz großer Fortschritte stoßen Klima- und Wettervorhersagemodelle nach wie vor auf Barrieren aufgrund der komplexen Randbedingungen und der Multiskaleneffekte. Diese Effekte erfordern die Parametrisierung der nicht aufgelösten Prozesse mit der Folge großer systematischer Fehler. Wir nutzen drei erfolgreiche Ansätze aus der statistischen Mechanik und der Theorie dynamischer Systeme: Covariante Lyapunov Vektoren (CLV), instabile periodische Orbits (UPO) und die Response-Theorie (RT). Dies wird uns erlauben, relevante Probleme der geophysikalischen Strömungsdynamik (GFD) im turbulenten Bereich anzugehen. Wir werden diese Ideen auf komplexere numerische Modelle als frühere Studien ausdehnen.1) Instabilitäten: Wir werden Instabilitäten in turbulenten geophysikalischen Strömungen durch CLVs beschreiben. Im Gegensatz zu klassischen Lyapunov-Vektoren bieten CLVs eine kovariante Aufspaltung der Strömung und physikalisch interpretierbare Muster und erlauben damit eine neue Interpretation von Instabilitäten. Dies wird es uns ermöglichen, eine Verbindung zwischen der Energetik und der dynamischen Eigenschaften herzustellen und damit die mesoskopischen mit den makroskopischen Eigenschaften der Strömung zu verknüpfen.2) Vorhersagbarkeit: Wir werden CLVs und UPOs nutzen, um die Vorhersagbarkeit zu analysieren und Zustände hoher und niedriger Vorhersagbarkeit besser zu verstehen. Wir werden untersuchen auf welche Weise Schwankungen der Lyapunov Exponenten (LE) mit bestimmten Eigenschaften der entsprechenden CLVs zusammenhängen. Wir werden den sogenannten Return-of-Skill in Vorhersagen von Strömungen in einen Zusammenhang mit vorübergehenden Abweichungen in der Summe der positive LEs der Strömung bringen und damit die in der Wettervorhersage beobachteten Schwankungen der Vorhersagbarkeit erklären. Wir werden die Hypothese prüfen inwieweit UPOs die niederfrequente atmosphärische Variabilität erklären können.3) Antworttheorie: Auf der Basis der RT werden wir berechnen wie eine Strömung auf Störungen reagiert, indem nur die Gleichgewichtseigenschaften verwendet werden. Wir werden aus kleinen Ensembles von gestörten Simulationen den Responseoperator empirisch für Klimamodelle ableiten. Dies wird uns eine neue Methode zur Projektion auf verschiedene räumliche und zeitliche Skalen liefern. Wir werden die Antwort von baroklinen Strömungen auf Störungen (z.B. Erwärmung und CO2-Konzentration) analysieren. Wir werden die CLVs nutzen, um die Responseoperatoren in die stabilen, instabilen und neutralen Richtungen zu zerlegen und die Hypothese prüfen inwieweit UPOs mit Resonanzen verbunden sind.
Goal of the project is the creation of educational materials which can be used in lectures and seminars in the area of microbiology (WWW web site). The project is focused on (1) preparation and presentation of micro-biological topics; (ii) introduction of interactive seminars (homework, exams, feedback) via Internet; (iii) presentation of data (animation, model simulations, videos) which can be poorly presented during seminars and which are accessable from off-campus; (Iv) increased motivation through novel learning technologies; (v) evaluation of seminar through Internet; (vi) direct feedback to teacher.
Das Aufschüsseln bzw. Aufwölben ein- und zweischichtiger Betonfahrbahndecken soll im Labor überwiegend an 3,0 m langen einseitig eingespannten Betonbalken (freie Kraglänge 2,5 m) untersucht werden. Die Laboruntersuchungen sollen durch Verformungsmessungen mit einem Lasermessgerät in-situ an ein- und zweischichtigen Betonfahrbahndecken überprüft werden. Insbesondere sollen auch jahres- und tageszeitlich sowie witterungsbedingte Schwankungen (Feuchte bzw. Temperatureinfluss) der Verformungen mit erfasst werden. Mit Originalausgangsstoffen der jeweiligen Versuchsstrecken werden Laborprobekörper hergestellt. Der Einfluss des Feuchtezustands von RC-Betonzuschlag beim Einbau (kernfeucht bzw. trocken) auf das Aufschüsseln (Aufwölben) wird an ein- und zweischichtigen Betonbalken untersucht. Die Betonbalken werden an der Unterseite befeuchtet (schlechte Entwässerung) bzw. abgedichtet (gute Entwässerung). An der Oberseite können sie bei unterschiedlichen Luftfeuchten austrocknen und werden zyklisch wiederbefeuchtet, um den Einfluss von Niederschlägen zu erfassen.
This project aims at the improvement and testing of a modeling tool which will allow the simulation of impacts of on-going and projected changes in land use/ management on the dynamic exchange of C and N components between diversifying rice cropping systems and the atmosphere and hydrosphere. Model development is based on the modeling framework MOBILE-DNDC. Improvements of the soil biogeochemical submodule will be based on ICON data as well as on results from published studies. To improve simulation of rice growth the model ORYZA will be integrated and tested with own measurements of crop biomass development and transpiration. Model development will be continuously accompanied by uncertainty assessment of parameters. Due to the importance of soil hydrology and lateral transport of water and nutrients for exchange processes we will couple MOBILE-DNDC with the regional hydrological model CMF (SP7). The new framework will be used at field scale to demonstrate proof of concept and to study the importance of lateral transport for expectable small-scale spatial variability of crop production, soil C/N stocks and GHG fluxes. Further application of the coupled model, including scenarios of land use/ land management and climate at a wider regional scale, are scheduled for Phase II of ICON.
Im Rahmen des Projekts soll ein universelles Software-Werkzeug erstellt werden, welches allen Personen, die an Entscheidungen bei der Entstehung und Instandhaltung von Gebäuden eingebunden sind, das Finden von gemeinsamen und effizienten Lösungen ermöglicht. Im Lebenszyklus eines Gebäudes - beginnend mit dem Entwurf, dem Bau und der Benützungsbewilligung bis zu seiner Verwendung, Sanierung oder seinem Abriss - müssen von vielen Seiten laufend Entscheidungen getroffen werden. Dabei sind einzelne Alternativen unter verschiedenen Gesichtspunkten, wie z.B. Ästhetik, Kosten, Energieverbrauch, Auswirkungen auf die Umwelt oder auch Behaglichkeit, zu beurteilen. Zwar stehen zur Zeit Computerprogramme zur Verfügung, die als Entscheidungshilfe für einzelne Aspekte herangezogen werden können, in der Regel ist es jedoch nicht möglich verschiedene Programme miteinander zu vernetzen. So erfordert sowohl die Wartung als auch die Weiterleitung von Informationen von allen beteiligten Parteien einen beträchtlichen Aufwand. Das hier vorgestellte Software-Werkzeug soll die Verwaltung und Steuerung von gemeinsamen Entscheidungsprozessen, wie sie im Lebenszyklus eines Gebäudes auftreten, ermöglichen, indem es mehreren Benützern gleichzeitig Zugang zu allen relevanten Informationen gewährt. Dabei ist es den Benutzern möglich, neue Regeln aufzustellen, um einerseits einzelne Prozesse zu automatisieren, andererseits aber auch um andere Teilnehmer auf wichtige Punkte aufmerksam zu machen. Dieses Werkzeug zeichnet sich durch eine (theoretisch) unendlich erweiterbare Struktur aus, die durch ein äußerst generelles Konzept von Daten mit ihren Abhängigkeiten beschrieben wird. Das Programm erlaubt dabei die Verwendung von sowohl berechneten Daten (z.B. aus Simulationen) als auch realen Daten (z.B. laufende Messungen), wie sie zur Verbesserung der Vorhersage bzw. des Verständnisses für einzelne Strategien benötigt werden. Obwohl dieses Werkzeug z.B. auf ökologische oder wirtschaftliche Interessen beliebig erweiterbar ist, soll ein erster Schwerpunkt dieses Programms in einer Anwendung liegen, welche die Entwicklung von energetisch effizienten Gebäuden unter lokalen Aspekten (Klima, Normen) ermöglicht.
Prognosen ueber die Ausbreitung, den Verbleib und das Verhalten von Stoffen (Duenger, Pflanzenbehandlungsmittel, Schwermetalle), die in Agraroekosysteme eingetragen werden
Untersuchung der Veraenderung der Mikroflora vor, waehrend und nach der Selbsterhitzung von Torf. Simulierung der Selbsterhitzung im Laborversuch unter kontrollierten Bedingungen. Untersuchung des Stoffwechsels von thermophilen Torforganismen, Isolierung und Charakterisierung von pflanzenwirksamen Stoffen, die bei der Selbsterhitzung von Torf entstehen.
Wird die Braunkohle im Land Brandenburg für eine sichere Energieversorgung im Jahr 2030 noch benötigt? Mit dieser zentralen Fragestellung fertigte das RLI gemeinsam mit der HTW Berlin eine Untersuchung über die Energiestrategie des Bundeslandes im Auftrag der Fraktion Bündnis 90/Die Grünen im Brandenburger Landtag an. Die Studie soll die Debatte um die anstehende Evaluation der Energiestrategie 2030 der Brandenburger Landesregierung inhaltlich unterstützen. Um die Auswirkungen der Strategie sowie Veränderungen der politischen und ökonomischen Rahmenbedingungen in Bezug auf die Braunkohlenutzung konkret bewerten zu können, wurde daher mit einem umfassenden Energiesystemmodell die mögliche Energieversorgung Brandenburgs 2030 berechnet. Das verwendete Modell berücksichtigt neben Wärmebedarf und -erzeugung alle Arten der Stromerzeugung und den prognostizierten Stromverbrauch. Diese Randbedingungen stellen sicher, dass in allen Szenarien der Strom- und Wärmebedarf zu jeder Zeit gedeckt werden kann. Darüber hinaus wurden die Lastflüsse für den notwendigen Stromtransport zwischen den Regionen in Brandenburg sowie den Nachbarregionen stundengenau analysiert, um einen möglichen, systemrelevanten Bedarf an Leitungsausbau auf der Übertragungsebene und Speicherung erkennbar zu machen. Dieser floss in die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit der Szenarien mit ein. Das RLI unterstützt Transparenz und Nachvollziehbarkeit von wissenschaftlichen Ergebnissen. Die Simulationen dieser Studie basieren auf dem Open-Source Framework oemof zur Energiesystemmodellierung. Dieses ermöglicht es, verschiedenste Energiesysteme mit den gleichen Bausteinen abzubilden. Die Links zum Code und den Eingangsdaten der vorliegenden Studie finden Sie unter dem Reiter 'Open Source'.
Die Forschungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass den Prozessen des Transports flüssigen und gasförmigen Wassers durch Diffusion, Kapillarleitung und Konvektion bei der Planung von Baumaßnahmen im Zusammenhang mit den Anforderungen an den Wärmeschutz größte Aufmerksamkeit gewidmet werden muss. Bei der Planung von Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeschutzes an Baudenkmalen, insbesondere aber an Holzkonstruktionen, kommt daher der Möglichkeit der Prognose des Feuchteverhaltens von Konstruktionen und Baustoffen besondere Bedeutung zu. Im Rahmen von Diplomarbeiten wird deshalb der Versuch unternommen, durch die Messung feuchtetechnischer Kennwerte ausgewählter Baustoffe und den Einsatz dieser Kennwerte in dem Programmsystem Wärme- und Feuchtetransport, instationär (WUFI) des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (Holzkirchen) das Feuchteverhalten ausgewählter Konstruktionen möglichst wirklichkeitsnah zu simulieren.
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