Stratosphärisches Sulphataerosol ist von großer Bedeutung für das Klimasystem, weil es solare Strahlung streut und damit die planetare Albedo der Erde erhöht. Es ist außerdem wichtig für die Chemie der Stratosphäre, weil die Aerosolpartikel an der Chloraktivierung - sogar außerhalb der Polarwirbel - sowie bekanntermaßen an der Bildung polarer stratosphärischer Wolken beteiligt sind. Darüber hinaus ist stratosphärisches Aerosol laut dem 5. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change mitverantwortlich für die gegenwärtige Erwärmungspause. Boden-gestützte Lidar-Beobachtungen stellen eine der genauesten Methoden zur Fernerkundung stratosphärischer Aerosole dar. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Forschungsprojekts sollen Lidar-Messungen an 3 unterschiedlichen Orten - die bisher noch nicht zur Untersuchung stratosphärischer Aerosole verwendet wurden - genutzt werden. Die Lidar Systeme werden vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) e.V. an der Universität Rostock in Kühlungsborn betrieben und befinden sich im ALOMAR Observatorium in Andenes (Norwegen), auf der Davis Forschungsstation (Antarktis), sowie in Kühlungsborn. Zwei der Lidar-Messreihen decken gegenwärtig einen Zeitraum von 20 Jahren ab und die Lidar-Messungen in Alomar werden bei mehreren Wellenlängen durchgeführt, was die Ableitung von Teilchengrößen der stratosphärischen Aerosolpartikel erlaubt. Ein Alleinstellungsmerkmal der Lidar-systeme ist ihre Tageslichtfähigkeit, d.h., die Messungen können nicht nur nachts durchgeführt werden, was erstmals die Messung stratosphärischer Aerosole im polaren Sommer erlaubt. Die Lidar-Rohdaten werden in der ersten Phase des Projekts in vertikale Profile des Rückstreukoeffizienten und/oder der Aerosolextinktion konvertiert. Darüber hinaus werden aus den Mehrfarbenmessungen in ALOMAR Aerosolteilchengrößen bestimmt. In der zweiten Projektphase werden die abgeleiteten Aerosolzeitreihen verwendet, um deren zeitliche Variabilität sowie Langzeittrends über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren zu untersuchen und zu quantifizieren. Hierbei spielen saisonale Variationen, Einflüsse der QBO (Quasi-Biennial-Oscillation) und von Vulkanausbrüchen eine entscheidende Rolle. Die abgeleiteten Aerosolteilchengrößen liefern außerdem dringend benötigte Randbedingungen für die Ableitung der stratosphärischen Aerosolextinktion aus Satellitenmessungen des Horizont-gestreuten Sonnenlichts. Diese Messmethode wurde in der Vergangenheit zur Auswertung verschiedener Satellitendatensätze (z.B. OSIRIS/Odin, SCIAMACHY/Envisat, OMPS-LP/Suomi) verwendet und basiert auf a priori Wissen der Größenverteilung stratosphärischer Aerosole. Die zu erwartenden Ergebnisse liefern wichtige neue Kenntnisse über die Variabilität und Langzeittrends stratosphärischer Aerosolparameter (Extinktion, optische Dichte und Teilchengröße) sowie des Strahlungsantriebs des stratosphärischen Aerosols in mittleren und hohen nördlichen Breiten und über dekadische Zeitskalen.
Atomarer Sauerstoff (O) ist eine der Hauptkomponenten der Mesopausenregion der terrestrischen Atmosphäre. Er spielt für die Energiebilanz der Mesopausenregion eine entscheidende Rolle, da er aufgrund seiner langen Lebensdauer chemische potentielle Energie über große Distanzen transportieren kann und indirekt an der Strahlungskühlung dieser Höhenregion beteiligt ist. Darüber hinaus steht er in direktem Zusammenhang mit Ozon, was wiederum für die diabatische solare Heizung von großer Bedeutung ist. Die Zahl der O Messungen in der Mesopausenregion ist ziemlich begrenzt, insbesondere was Zeitserien über Zeiträume von mehr als einigen Jahren betrifft. Die üblicherweise verwendeten Methoden zur Messung von O in der Mesopausenregion basieren auf Airglow-Emissionen der Spezies O, O2 und OH und erfordern die Kenntnis zahlreicher chemischer Ratenkonstanten. Bisherige Studien zeigen klare Hinweise darauf, dass die existierenden Modelle zur Beschreibung der O2 A-Banden-Emission, der grünen Sauerstofflinie und der OH* Meinel-Emissionen nicht konsistent sind, und O Konzentrationsprofile liefern, die sich signifikant unterscheiden. Im Rahmen dieses Projektes soll die Konsistenz der existierenden photochemischen Modelle für die drei genannten Airglow-Emissionen untersucht werden und unter Verwendung von simultanen Satellitenmessunen aller drei Emissionen, sowie dedizierter Modellrechnungen die Übereinstimmung der Modelle verbessert werden. Bei den Messungen handelt es sich um Nightglow Messungen des SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHArtographY) Instruments, das von 2002 - 2012 auf dem Umweltforschungssatelliten Envisat operierte. SCIAMACHY bietet aufgrund seines breiten Spektralbereichs die einmalige Möglichkeit alle für dieses Projekt relevanten Airglow Emissionen gleichzeitig und spektral aufgelöst zu messen. Die geplanten Modellrechnungen sollen mit einer etablierten Suite an photochemischen und globalen Modellen durchgeführt werden. Mittels eines Inversionsverfahrens sollen photochemische Modellparameter derart optimiert werden, dass die Differenzen zwischen Modellergebnissen und SCIAMACHY Messungen für alle relevanten Emissionen simultan minimiert werden. Darüber hinaus soll im Rahmen des Projekts die räumliche und zeitliche Variabilität von O in der Mesopausenregion charakterisiert werden, insbesondere hinsichtlich solarere Einflüsse und möglicher Langzeittrends über den Zeitraum von 2002 - 2012. Es ist außerdem geplant, die existierende - und bekannte Weise unzureichendem - klimatologischen Modelle (z.B. MSIS) von O in der Mesopausenregion zu verbessern. Die Antragsteller sind anerkannte Experten auf Ihren jeweiligen Hauptarbeitsgebieten und besitzen langjährige Erfahrung im Bereich der Satellitenfernerkundung mittels Airglow-Emissionen, beziehungsweise der atmosphärischen Modellierung.
Die aktive Kühlung von Gebäuden gewinnt zunehmend an Bedeutung. Auf dem Markt gibt es allerdings eine Vielzahl unterschiedlichster Kältesysteme, so dass sich die für das Gebäude passende Systemauswahl für den Planer schwierig gestaltet. Daher zielt das Projekt Coolplan-AIR darauf ab, dass im Vorgängerprojekt Coolplan entwickelte Planungstool für effiziente Technologien zur Kühlung von Gebäuden, die auf flüssigen Wärmeträgern basieren, um luftgestützte Systeme, größere Leistungsklassen und die bisher nicht berücksichtigte Form von solarer Kühlung mit Photovoltaik-Modulen in Kombination mit elektrischen Kältemaschinen zu erweitern. Durch eine detaillierte und realitätsgetreue Berechnung sollen Energieberater, Architekten und planende Ingenieure befähigt werden, den Einsatz dieser Anlagen im Gebäude besser vergleichen und leichter planen zu können. Dadurch wird eine Verbreitung dieser Systeme im Markt bei Neubau und Sanierung von Gebäuden wesentlich gefördert. Zunächst sollen zur Ermittlung des stationären und vor allem dynamischen Teilllast-Betriebsverhaltens von einschlägigen Geräten Prüfstandvermessungen erfolgen (Arbeitsschwerpunkt der Hochschule Düsseldorf). Diese Messergebnisse bilden die Basis zur Modellierung der verschiedenen Gerätearten und deren typischen zuvor recherchierten Verschaltungs- und Regelungsarten unter MATLAB®/Simulink® und der Toolbox CARNOT-Blockset (FH Aachen). Die Simulationsergebnisse dienen der abschließenden Migration in die ETU-Software. Methodisch neu gegenüber dem Vorgängerprojekt ist, Vermessungen von Gesamtsystemen anhand von Praxisanlagen im Feld vorzunehmen und die Messergebnisse mit erzeugten Simulationsergebnissen der ETU-Werkzeuge zu vergleichen. Zum einen lassen sich dadurch die Simulationsergebnisse auf größere Anlagenklassen (größer als 20 kW) als die im Projekt vermessenen transferieren und zum anderen wird eine abschließende Prüfung der entwickelten Systemmodelle ermöglicht.
Dieser Task konzentriert sich auf die kritische Analyse, die Simulation, Labortests und vor-Ort-Monitoring von Fassaden-Systemen, die mit aktiven und/oder passiven Elementen versehen sind, welche die einfallende Sonnen-energie verwenden und/oder Kontrollieren. Die zentrale Aufgabe ist die Integration von Fassaden-Lösungen in das Gebäude-Energiesystem (Lüften, Heizen, Kühlen, Klimatisieren und Beleuchtung) mittels eines systematischen Ansatzes.
Die im Projektvorhaben angestrebten Entwicklungen steuern auf ein kostengünstiges, energieeffizientes und adaptives Fassadenbauteil hin, dass eine hohe Wärmedämmung bietet und bei Sonneneinstrahlung in der Heizperiode solare Energie hocheffizient aktiv ausschöpft und in das Gebäude leitet sowie alternativ im Sommer der Gebäudekühlung dient.
Die im Projektvorhaben angestrebten Entwicklungen steuern auf ein kostengünstiges, energieeffizientes und adaptives Fassadenbauteil hin, dass eine hohe Wärmedämmung bietet und bei Sonneneinstrahlung in der Heizperiode solare Energie hocheffizient aktiv ausschöpft und in das Gebäude leitet sowie alternativ im Sommer der Gebäudekühlung dient.
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| Bund | 126 |
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| Förderprogramm | 124 |
| Text | 2 |
| License | Count |
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| geschlossen | 2 |
| offen | 124 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 114 |
| Englisch | 30 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 62 |
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| Wasser | 50 |
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