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.
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.
Wirtschaft und Gesellschaft werden in den nächsten Jahren in erheblichem Maße von den Folgen des Klimawandels betroffen sein. Aus ökonomischer Sicht wird dies zur Folge haben, dass sich die Nachfrage nach Gütern und Dienstleistungen insbesondere in den technischen Infrastrukturbereichen und der Bauwirtschaft verändern wird. Die zusätzliche Nachfrage nach Anpassungsgütern wird zu Chancen für Wirtschaft und Beschäftigung in Nordrhein-Westfalen führen. Vor diesem Hintergrund wurden das Wuppertal Institut und Rufis seitens des NRW-Klimaschutzministeriums damit beauftragt, in ausgewählten Technologiefeldern das Marktpotenzial von Anpassungstechnologien und die hiermit verbundenen Beschäftigungseffekte für das Land Nordrhein-Westfalen abzuschätzen. Auf der Basis von Literaturanalysen und Recherchen wurden nach Abstimmung mit dem Auftraggeber folgende Technologiefelder ausgewählt: - Membrantechnologien in der Wasserwirtschaft - Dach- und Fassadenbegrünungen - Wärmepumpen zur Kühlung und Klimatisierung - Solare Kühlung - Hitzeresistente Straßenbeläge. Die Technologiefelder zeichnen sich dadurch aus, dass die Anpassung an den Klimawandel zu einem Impuls für das jeweilige Technologiefeld werden können und dass in diesen Technologiefeldern in NRW hinreichend Anbieter und Aktivitäten vorhanden sind, um das zusätzliche Markt- und Beschäftigungspotenzial erschließen zu können. Die durch das zusätzliche Marktpotenzial möglichen Produktions- und Beschäftigungseffekte werden durch Rufis berechnet. Grundlage ist einerseits die Methodik der statischen, offenen und regionalisierten Input-Output-Analyse sowie die in den Einzelkapiteln aus vorliegenden Untersuchungen, Marktabschätzungen, Branchenberichten und eigenen Hochrechnungen ermittelten Werte.
Die Stadt Freiburg plant mit dem neuen Verwaltungszentrum (NVZ) das nach derzeitigem Kenntnisstand europaweit größte Gebäude mit der Zielsetzung Plusenergiegebäude, also ein Gebäude, das primärenergetische bilanziert in der Jahresbilanz mehr Energie zur Verfügung stellt, als es selbst benötigt. Ziel ist ein zukunftsorientiertes Energiekonzept mit innovativer aber schlanker Gebäudetechnik, bei hohen Anforderungen an den Komfort. Zum Ausgleich des Energiebezugs wird die Gebäudehülle - wo sinnvoll und möglich - zur Energiegewinnung genutzt. Zur aktiven Energiegewinnung (neben passiven Methoden wie Tageslichtnutzung und der Nutzung passiv solarer Wärmegewinne) kommt hauptsächlich Photovoltaik zum Einsatz, kombiniert mit photovoltaisch-thermischen Kombi-Kollektoren. Die Wärme- und Kälteversorgung basiert auf grundwassergekoppelten Wärmepumpen, Heizung und Kühlung erfolgt über Flächensysteme (Betonkernaktivierung in Kombination mit Randstreifenelementen), sodass mit niedrigen Temperaturen geheizt und möglichst mit ausschließlich mit Umweltenergie (Grundwasser) gekühlt werden kann. Durch die Aktivierung der Gebäudemasse steht so neben technischen Speichern auch die Gebäudemasse als Speicher zur elektrisch-thermischen Lastverschiebung zur Verfügung. Konzepte von Null- und Plusenergiegebäuden stellen die beste derzeit verfügbare Technik dar und konnten bereits vielfach erfolgreich realisiert und dokumentiert werden. Dabei zeigen sich aber auch verbleibende Herausforderungen: saisonales, wetter- und zeitabhängiges Ungleichgewicht zwischen solarem Angebot und Bedarf. Im (elektrischen) Versorgungsnetz stellt der steigende Anteil fluktuierender Erneuerbarer Energien eine Herausforderung für zukünftige Energiesysteme dar. Bewertungskriterien für netzdienlichen Betrieb sind derzeit Gegenstand der Forschung. Das NVZ soll als Demonstrator die Rolle von zukünftigen Gebäuden mit stark reduziertem Energiebedarf und hoher Eigendeckung zeigen. Ziel ist ein möglichst autonomes Gebäude zu entwickeln, mit einem im Vergleich zu konventionellen Gebäuden stark reduziertem Lastgang, der hinsichtlich einer netzdienlichen Einbindung in das Quartier optimiert wird. Im Bereich Planung und Betrieb stellen entsprechende Gebäude - Niedrigst- und Nullenergiegebäude - nach wie vor große Herausforderungen: neben dem Mehraufwand in der Planungsphase fehlen kostengünstige und robuste Methoden der Qualitätskontrolle bei Ausführung, der Inbetriebnahme und im späteren Betrieb, um die tatsächliche Qualität und Energieeffizienz durchgängig sicherzustellen. Bei diesem Bauvorhaben werden Erkenntnisse aus abgeschlossenen Forschungsprojekten mit neu entwickelten Methoden zur Qualitätssicherung angewendet um unter anderem einen Prozessleitfaden zu erarbeiten, der Modellcharakter für ähnliche, insbesondere kommunale Bauvorhaben hat.
Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, ein 100% solar versorgtes, netzunabhängiges, container-basierendes Kühl-Trocknungssystem für Fische zu entwickeln. Für die Kältetechnik werden der Einsatz von PCM oder elektrischen Batterien oder eine Kombination aus beiden optimiert, um eine stabile und zuverlässige Kühlung zu gewährleisten. Die Trocknung wird an das Kühlsystem gekoppelt und eine optimierte Wärmeableitung des Kühlkompressors genutzt, um die Trocknung zu unterstützen.
Im Vorhaben wurde untersucht, unter welchen Randbedingungen und in welchen Anwendungsbereichen Perspektiven für solare Kühlung liegen. Es erfolgte eine energetische Evaluation von acht Anlagen mit konventioneller Kältetechnik (mittels Monitoring) und es zeigte sich, dass durch eine optimierte Planung und Auslegung Effizienzsteigerungen möglich sind. In Vergleichsstudien fand eine Gegenüberstellung solarthermischer und solarelektrischer Ansätze zur Gebäudeversorgung und in gewerblicher Anwendung statt. Am Beispiel der Gebäudeversorgung ließen sich die Voraussetzungen benennen, unter denen solarthermische Verfahren kostenmäßig und primärenergetisch Vorteile gegenüber einer solarelektrischbasierten Lösung erreichen. Projektpartner sind das Fraunhofer ISE, das ILK Dresden und das ZAE Bayern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 125 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 48 |
| Zivilgesellschaft | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 124 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 124 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 113 |
| Englisch | 29 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
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| Webseite | 63 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 61 |
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