Vegetationsökologische und klimatologische Grundlagen sowie Landnutzungsänderungen in Afrikas größtem alpinen Ökosystem ermöglichen der interdisziplinären Paläoforschung die Interpretation von Analysedaten, insbesondere durch die ökologischen Zeigerwerte in den dominanten Vegetationseinheiten der Hochflächen in den Bale Mountains. Plotbasierte floristisch vollständige Vegetationsaufnahmen dienen der Feststellung klimatischer Gradienten und Schwellenwerte von Zeigerpflanzen sowie von Störungszeigerpflanzen der Weidewirtschaft und natürlicher Störungen durch bodenwühlende Kleinsäuger. Fernerkundung und Vergleichsphotographie helfen die Dynamik afroalpiner Ökosysteme und des Erica-Strauchgürtels an der oberen Waldgrenze zu quantifizieren. 10 Klimastationen werden die Niederschlags- und Temperaturgradienten der Bale Mountains erfassen. Die vorherrschenden Luftströmungen dieses Berglandes am Horn von Afrika werden durch ihre Isotope charakterisiert und sind damit die aktualistische Grundlage der Paläo-Klimatologie.
Der Klimawandel hat tiefgreifende Auswirkungen auf einen Vielzahl von ökologischen Prozessen und beeinflusst zunehmend die Artenzusammensetzung, Struktur, und Funktion von Ökosystemen. Die hohe Geschwindigkeit des fortschreitenden Wandels stellt vor allem für langlebige Ökosysteme wie Wälder ein Problem dar und limitiert deren Anpassung durch genetische und evolutionäre Prozesse. Durch die zunehmend schlechtere Umweltanpassung steigt das Risiko von abrupten und zerstörerischen Änderungen. Störungen durch Wind, Borkenkäfer und Waldbrand haben in den vergangenen Jahrzehnten bereits deutlich zugenommen. Die langfristigen Änderungen in derartigen Störungsregimes im Wald sowie deren Auswirkungen werden jedoch erst bruchstückhaft verstanden, was eine entsprechende Anpassung im Management von Ökosystemen stark einschränkt. Ziel des vorliegenden Projektes ist es daher, (i) ein tieferes systemisches Verständnis über die Einflussfaktoren auf Störungsregimes zu erlangen, (ii) deren Auswirkungen auf biologische Diversität und Ökosystemleistungen umfassend zu quantifizieren, und basierend auf diesen Erkenntnissen (iii) Strategien zu entwickeln wie Ökosystemmanagement und Gesellschaft mit derartigen Änderungen umgehen können. Zur Beantwortung dieser Fragen werden Waldlandschaften unter gleichen biogeographischen Bedingungen aber unterschiedlicher Bewirtschaftung (Nationalpark vs. bewirtschaftete Landschaft) in Mitteleuropa untersucht. In einem interdisziplinären Ansatz wird für dieses Netzwerk von Studienlandschaften mittels Jahrringanalysen das Störungsregime der letzten Jahrhunderte rekonstruiert, die Ausdehnung aktueller Störungen auf Basis von Fernerkundungsdaten ermittelt, sowie mögliche zukünftige Entwicklungen unter einem Ensemble von Klimaszenarien mittels Computersimulation abgeschätzt. Darauf aufbauend kann zum ersten Mal für eine Region in Europa festgemacht werden ob sich heutige und mögliche zukünftige Störungsregimes signifikant von vergangenen Perioden unterscheiden. Weiters werden die Auswirkungen von sich ändernden Störungsregimes auf Biodiversität abgeschätzt sowie deren Wirkungen auf bereitstellende (Holzproduktion), regulierende (Kohlenstoffspeicherung, Wasserrückhalt), kulturelle (Erholungswert) und unterstützende (Primärproduktion) Ökosystemleistungen quantifiziert. In Zusammenarbeit mit Stakeholdern werden basierend auf Simulationsergebnissen Strategien zum Umgang mit Störungen bei unterschiedlichen Bewirtschaftungszielen (Schutz von Artenvielfalt, Bereitstellung von verschiedenen Ökosystemleistungen) erarbeitet. Darüber hinaus werden als Entscheidungsunterstützung für Politik und Katastrophenschutz risikorelevante Ergebnisse auf regionale Ebene skaliert. Das Projekt wird so nicht nur das Verständnis von Störungsprozessen sowie deren Berücksichtigung im Ökosystemmanagement revolutionieren sondern auch konzeptionelle und methodische Fortschritte in Hinblick auf den Umgang mit Risiko und Resilienz bei abrupten Umweltänderungen liefern.
Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Hierfür wurden Gegenmaßnahmen identifiziert, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt und überprüft werden sollen. Das Teilprojekt des Fraunhofer IWM befasst sich insbesondere mit der Entwicklung von Konzepten zur Vermeidung versagenskritischer elektrischer und elektrochemischer Störeinflüsse. In Untersuchungen sollen die tribologischen Mechanismen und Einflüsse, die zur Wälzkontaktschädigung führen dargestellt und eingeordnet werden. Es soll dann auf einer Modellebene gezeigt werden, wie die versch. Störeinflüsse so beeinflusst werden können, dass die Neigung des Systems zu frühzeitigem Versagen erheblich vermindert wird.
Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Hierfür wurden Gegenmaßnahmen identifiziert, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt und überprüft werden sollen. Schaeffler stellt hierfür das Know-How und die Kapazitäten für die wälzlagertechnische Überprüfung bereit. Schaeffler prüft die Langzeiteignung der gefundenen ionischen Flüssigkeiten im Wälzlagerprüfstand unter praxisrelevanten Bedingungen.
Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer tribologisch höchstbeanspruchter Komponenten in Windkraftanlagen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit. Erreicht werden soll dies mit neuartigen, elektrisch leitfähigen Schmierstoffen, mit denen elektrische und chemische Einflüsse, die nach neuesten Erkenntnissen zu frühzeitigen Schädigungen führen, verringert bzw. gesteuert werden können. Neueste Ergebnisse zur Ermüdungsschädigung von Wälzlagern und Getriebekomponenten haben gezeigt, dass bestimmte Störeinflüsse ein Frühversagen verursachen. Im Erfolgsfall können auf der Basis der Projektergebnisse Schmierstoffe und Schutzsysteme für Windkraftanlagen entwickelt werden, mit denen eine erhebliche Steigerung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer der tribologisch beanspruchten Komponenten erreicht werden kann. Neben einem direkten wirtschaftlichen Nutzen der Anlagenbetreiber wird die Wettbewerbsfähigkeit der Partner und deren Kunden in Deutschland und Europa gestärkt und die Windkrafttechnologie für weitere Anlagenentwicklungen befähigt.
Ziel dieses Projekts ist die Sammlung und Aufbereitung von geologischen, geophysikalischen und hydraulischen Daten, welche bei der Planung von Projekten zur direkten Nutzung geothermischer Wärme relevant sind, um sie im Geothermischen Informationssystem GeotIS darzustellen. Dafür werden nicht nur die bisher im GeotIS vorgestellten Reservoire genauer charakterisiert, sondern auch Formationen untersucht, die bei mittleren bis niedrigen Temperaturen zur Wärmegewinnung nutzbar sind, wie z.B. der Bentheimer Sandstein im Emsland. Zu den ebenfalls nur lokal geothermisch nutzbaren Horizonten gehört auch der Untere Buntsandstein, der am Rand des Norddeutschen Beckens bessere hydraulische Eigenschaften aufweist als im Beckenzentrum. Für diese und weitere Horizonte sollen in ausgewählten Gebieten 3D-Modelle zum strukturellen Aufbau, sowie eine Abschätzung der zu erwartenden Gebirgsdurchlässigkeit erstellt werden. Grenz- und Trennflächen können ebenfalls von Bedeutung für die Entstehung günstiger Reservoireigenschaften sein. Daher sollen Klüfte, Störungen und Erosionsdiskordanzen bei der Untersuchung geothermischer Ressourcen besonders berücksichtigt werden. Da nicht jede Grenz- oder Trennfläche eine Erhöhung der Permeabilität bedingt, stellen entsprechende Modelluntersuchungen ein wichtiges Werkzeug zur Beurteilung geothermischer Potentiale dar. Alle neuen Daten zur Struktur und zum Nutzungspotential des tiefen Untergrunds werden in geeigneter Weise in GeotIS dargestellt. Außerdem soll ein interaktives E-Learning-Portal aufgebaut werden, das über wissenschaftlich-technische Zusammenhänge und Nutzungsoptionen der Geothermie in Deutschland informiert. Die Fortsetzung der Arbeiten im Rahmen des Geothermal Implementing Agreement (GIA) der IEA ist ebenfalls geplant. 3D-Modellierung geologischer Strukturen Zusammenstellung hydraulischer Daten Modellierung von hydraulisch-geochemischen Prozessen im Porenraum Aktualisierung und Ausbau von GeotIS Interaktives E-Learning-Portal IEA-GIA.
Das Umweltbundesamt (UBA) ist die genehmigende Behörde für alle Tätigkeiten in der Antarktis. Um seismische Messverfahren, bei denen mit Airguns regelmässig hohe Schallenergien hervorrufen, beurteilen zu können, sind weitere Kenntnisse notwendig. Das vorliegende Forschungsvorhaben hat zum Ziel die im Vorgängerprojekt Kriterien und Entwicklung eines Modells zur Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung im Einsatz von Luftpulsern (Aiguns) (UBA FKZ 3711 19 121) entwickelten, bzw. angewandten Maskierungsmodelle zu validieren und weiterzuentwickeln. Hierfür soll geprüft werden, welche neueren Daten zur Schallausbreitung in der Antarktis zur Verfügung stehen und wie das Hintergrundrauschen sich bei unterschiedlichen Schallsituationen verhält. Mittels einer Sensitivitätsanalyse sollen unterschiedliche Einflussfaktoren bei der Maskierung überprüft werden. Ob und in welchem Maße eine Maskierung akustischer Signale sich signifikant auf das Verhalten von Tieren auswirkt, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, die soweit wie möglich überprüft werden sollen. Zudem werden an Blauwalen in isländischen Gewässern Daten zum Hintergrundschall und Effekten von Maskierung auf die Wale aufgenommen werden. Insgesamt soll das Projekt weitere Daten zur Bewertung der schädigenden Auswirkungen durch maskierenden anthropogenen Unterwasserschall liefern.
Das Verbundvorhaben RiMa-Wald befasst sich mit aktuellen Fragestellungen für einen integrierten Pflanzenschutz im Wald. Die Ausgestaltung des Verbunds beinhaltet die Erstellung und Umsetzung sektorspezifischer Leitlinien für den integrierten Pflanzenschutz im Forst, die Verbesserung der Verfügbarkeit von Pflanzenschutzmitteln und -wirkstoffen im nationalen Zulassungs- und Genehmigungsverfahren für den Anwendungsbereich Forst, einschließlich der Überprüfung von Umweltaspekten bei der luftgestützten Ausbringung von Insektiziden. Partner: Julius Kühn-Institut, Landesbetrieb Forst Brandenburg, Technische Universität München, Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt, Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft Im Teilvorhaben 1 werden gezielt Kiefernwälder untersucht, die aktuell häufig durch Massenvermehrungen forstschädlicher Insekten gefährdet sind. Hierbei werden die Auswirkungen von aviochemischen Bekämpfungsmaßnahmen mit Insektiziden und die von Kahlfraßereignissen in Waldbeständen auf die Nützlingsfauna mit freilandökologischen Methoden untersucht. In weiteren Arbeitspaketen werden mittels Rückstandsanalysen die Wirkstoffkonzentrationen in Ziel- und Nichtzielorganismen bzw. in Pflanzenmaterial bestimmt. Zusätzlich geben Abdrift- und Expositionsmessungen Aufschluss über die Belastung von angrenzenden Arealen und über die verbleibende Menge an Spritzflüssigkeit am Waldboden. Die Ergebnisse dienen der Erarbeitung einer realistischen Nutzen-Risiko-Analyse im Pflanzenschutz und zur Formulierung praktikabler Risikominderungsmaßnahmen für ein nachhaltiges Schädlingsmanagement, die mit den Bewertungsbehörden im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln abgestimmt werden. Abschließend erfolgen der Ergebnistransfer und die Umsetzung in die Praxis.
Die Ziele dieses Christian Doppler Labors liegen in der Verbesserung des Verständnisses ablaufender Prozesse in Flüssen, der Entwicklung von mathematischen Modellen zur Prozessbeschreibung und Prognose der Auswirkungen von flussbaulichen Maßnahmen sowie der Entwicklung von innovativen wasserbaulichen Methoden zur Verbesserung der Schifffahrt, des Hochwasserschutzes und der Ökologie. Drei Module dienen der Zielerreichung: Modul I: Fließgewässermonitoring: Neue Messmethoden wie Acoustic Doppler Velocimetry, Radiotracer, Multibeam Echosounder und Shear stress plates, werden entwickelt, um eine Verbesserung des Prozessverständnisses, der Kalibrierung und Validierung der mathematischen Modelle und des Monitorings zu erreichen und für den Einsatz in der Praxis durch die Wirtschaftspartner zu optimieren. Modul II: Fließgewässermodellierung: Mehrdimensionale mathematische Modelle zur Simulation der Hydrodynamik, des Sedimenttransportes, der Flussmorphologie sowie der ökologischen Prozesse in Form der Habitatmodellierung werden konzipiert und softwaretechnisch entwickelt. Modul III: Flussbau: Die Entwicklung und Umsetzung von innovativen wasserbaulichen Maßnahmen verbunden mit einem intensiven Monitoring basieren auf einem verbesserten Prozessverständnis unter Nutzung der Module I und II und dienen sowohl der wirtschaftlichen Entwicklung entlang der Donau als internationale Wasserstraße, als auch der Ökologie. Aufbauend auf existierendem Monitoring-Equipment, Modellen und Erfahrungen mit der Umsetzung von flussbaulichen Maßnahmen kann exzellente Forschungsarbeit durchgeführt werden, um den momentanen Stand der Wissenschaft in Bezug auf Fließgewässermonitoring und Modellierung zu erweitern und die Zusammenarbeit mit den Industriepartnern auf dem Gebiet modernen angewandten Flussbaus und -managements zu stärken.
Das Ziel dieses Arbeitspakets ist die Validierung von Kopplungsstrategien, die in WP 1.1 untersucht werden und Simulationen, die in WP 1.3 durchgeführt werden, im Hinblick auf nicht implementierte Komponenten oder nicht aufgelöste Mechanismen. Es wird erwartet, dass diese Aspekte sowohl individuelle Komponenten als auch die gekoppelten Gesamtsimulationen beeinflussen. Eine Reihe von subgrid-skaligen Prozessen der Komponenten Kryophäre, Atmosphäre, Ozean und Landsysteme wird nicht explizit aufgelöst werden (können). Dieses Projekt fokussiert dabei auf den Ozean: die Wichtigkeit der hochauflösenden Darstellung von Randströmen, Konvektionsgebieten und mesoskaligen Wirbelregionen; den Einfluss der Auflösung auf das relative Timing und die Bedeutung von Tiefenwasserbildungsprozesen in den nördlichen und südlichen Quellregionen; die Stabilität der Umwälzbewegung in verschiedenen Ozeanmodellen. Das hier beantragte Projekt unterstützt das WP 1.2 des PalMod Antrags in Bezug auf Tasks 2 und 3: Die Abhängigkeit der Simulation vom verwendeten Ozeanmodell wird getestet und der Effekt nicht aufgelöster Skalen auf die Stabilität der globalen Umwälzbewegung untersucht. Zeitscheibenexperimente werden durchgeführt. Das Ozeanmodell im Kieler Klimamodell (KCM) wird dazu sukzessive verfeinert, liefert somit eine Hierarchie von globalen erhöhten und regional verfeinerten Modellauflösungen. Sensitivitätsläufe zur Reaktion auf Frischwasserstörungen. Der systematische Vergleich des Kieler Klimamodells (KCM) mit dem ECHAM6-FESOM vom AWI und dem MPI-ESM unter vorgegebenen Landeis-Konfigurationen ermöglicht es, den Einfluss der Ozeanmodell-Formulierung zu untersuchen. Alle Konfigurationen werden das ECHAM6 Atmosphärenmodell, Landeisschilde und gleiche Anfangswert-und Randbedingungen verwenden, sich aber in den Ozean-Codes unterscheiden.
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| Förderprogramm | 36 |
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