Das Projekt "Herstellung und Bewertung von Torfersatzstoffen auf Basis der hydrothermalen Umwandlung aus biogenen Reststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Moore sind der wichtigste langfristige Kohlenstoffspeicher in der terrestrischen Biosphäre. Torf ist eine endliche und übernutzte Ressource. Der Torfabbau führt zu einer Freisetzung des gespeicherten CO2 und hat damit hohe Klimarelevanz. Die Entwicklung torffreier Gartensubstrate gewinnt daher an Bedeutung. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Prüfung torffreier Substrate für den Gartenbau. Grüngut mit 4,2 Mio t/a und Blühstreifen sind erfolgversprechende Basismaterialien für die Produktion von Torfersatzstoffen. Durch hydrothermale Carbonisierung (HTC) lassen sich diese Materialien in torfähnliche, mikrobiell abbauresistente Materialien umwandeln. Im Laborversuch werden zehn Varianten aus Grüngut bei 150-190 Grad C für 30-60 Minuten hydrothermal carbonisiert. Die Varianten werden geprüft (chemisch, biologisch, hydro-physikalisch) und bewertet und die gartenbaulich beste Variante für einen Großversuch ausgewählt. Durch einen Erdenhersteller werden drei Zuschlagsmischungen i) Holzwolle, Kokosfaser, Perlite; ii) Grünschnittkompost, Rindenkompost, Holzwolle und iii) Rindenkompost, Grünschnittkompost, Holzfaser, Kokosfaser hergestellt und jeweils mit zwei unterschiedlichen Zumischraten von hydrothermal behandelten Material aus den Großversuchen gemischt. Zusätzlich zur umfangreichen Charakterisierung wird das Lagerungsverhalten dieser Substratmischungen untersucht und bewertet. In (Langzeit-)Anbauversuchen werden die pflanzenbauliche Eignung und das Alterungsverhalten geprüft und bewertet. Die gealterten Substrate werden wiederholt chemisch, biologisch und hydro-physikalisch geprüft und bewertet. Anhand der techno-ökonomischen und ökologischen Bewertung des Torfersatzstoffes auf Basis der HTC von Grüngut und der Ergebnisse aus den Untersuchungen werden entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Das Projekt "Der globale Kohlenstoffzyklus und seine Stoerung durch den Menschen und das Klima II - Teil A: Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. An observational program is conducted to record at several key locations the concentration of atmospheric CO2 and its 13C/12C and 14C/C isotope ratios, which provide constraints on the current distribution of surface sources and sinks of CO2. An atmospheric transport model is developed and applied in order to relate the observations from the global station monitoring network to the large scale distribution of surface sources and sinks. Variations of the past atmospheric CO2 concentration and its 13C/12C ratio are determined from analyses on air-bubbles in polar ice cores.These provide a means to assess the natural variability of the carbon cycle during the Holocene and the industrial period. A series of modelling studies of the past 30 years of direct atmospheric observations is conducted, using coupled three-dimensional carbon models of the atmosphere, ocean and terrestrial biosphere driven by observed climate. These studies allow to quantify the regional distribution of sources and sinks of CO2 and provide an assessment of carbon cycle feedbacks induced by climate fluctuations, in particular during El Nino/Southern Oscillation events. Using coupled carbon models of the atmosphere, ocean and terrestrial biosphere, simulations of the atmospheric CO2 concentration evolution are performed given prescribed scenarios of future industrial emissions and land use statistics.
Das Projekt "WTZ Südliches Afrika: Ausbildungsfahrt mit dem Forschungsschiff MERIAN in Namibia (MSM 19/1) - SPACES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften (ZMAW) durchgeführt. Ziele: Das Vorhaben der Universität Hamburg zielt auf die Organisation und Durchführung der Forschungsfahrt MSM 19/1 im September/Oktober 2011 mit dem Forschungsschiff Maria S. Merian im küstennahen Auftriebsgebiet vor Namibia sowie die Implementierung eines strukturierten Ausbildungsprogramms für Studierende und Nachwuchswissenschaftler aus Namibia, dem südlichen Afrika und Deutschland. Die Fahrt findet im Rahmen von SPACES statt, im Sinne des bilateralen Abkommens, das am 28. Oktober 2010 in Windhoek unterzeichnet wurde. Im Auftriebsgebiet vor Namibia werden weiterführende Trainings- und 'Capacity Building' Aktivitäten an Land und auf See durchgeführt. Das Untersuchungsgebiet vor Namibia ist exzellent dazu geeignet, Bearbeitungen aktueller meereswissenschaftlicher Fragestellungen mit einem entsprechenden Ausbildungsprogramm zu verbinden. Das Ausbildungsprogramm teilt sich in drei Abschnitte mit den jeweiligen Schwerpunkten physikalische Ozeanographie, Meeresbiologie und marine Geologie. Jeder Abschnitt besteht aus einem dreitägigen Vorbereitungsseminar im Labor sowie einer achttägigen Expedition auf See. Das südliche Afrika ist eine Schlüsselregion in den Prognosen zum Klimawandel. Die Land-Ozean- Interaktion in engem Zusammenspiel mit der Biosphäre soll im Mittelpunkt eines systemischen Forschungsverbundes stehen, dessen wissenschaftliche Kernfragen zurzeit zusammengetragen werden. Vor diesem Hintergrund haben Wissenschaftler des Zentrums für Marine Tropenökologie Bremen, der Universität Hamburg und des Geoforschungszentrums Potsdam in Zusammenarbeit mit Partnern in Südafrika, Namibia und Angola das Programm 'Science Partnership for the Assessment of Complex Earth System processes (SPACES)' entwickelt, das aus Mitteln des BMBF unterstützt werden soll. Ziel des Programms ist es, im Rahmen von kooperativen Forschungsvorhaben in den Bereichen 'Meer und Küste', 'Terrestrische Biosphäre' und 'Geosphäre' einen Beitrag zur Formulierung wissenschaftsbasierter Vorschläge für ein angepasstes Ökosystem-Management zu leisten.
Das Projekt "WTZ Südliches Afrika - SPACES: Capacity Building südliches Afrika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Akademischer Austausch Dienst durchgeführt. Ziel des Vorhabens des DAAD ist es, das geplante Projekt SPACES durch eine programmbezogene Aus- und Fortbildung von Nachwuchswissenschaftlern zu ergänzen. Im ersten Programmmodul werden bis zu 15 Studierende aus Südafrika, Namibia und Angola die Möglichkeit haben, in ausgewählten Studiengängen deutscher Hochschulen einen Master-Abschluss zu erwerben. Im zweiten Modul sollen bis zu 15 Doktoranden aus o. g. Ländern im Rahmen von Arbeitsvorhaben, die von den deutschen Forschungseinrichtungen definiert sind, promoviert werden. Das südliche Afrika ist eine Schlüsselregion in den Prognosen zum Klimawandel. Die Land-Ozean- Interaktion in engem Zusammenspiel mit der Biosphäre soll im Mittelpunkt eines systemischen Forschungsverbundes stehen, dessen wissenschaftliche Kernfragen zurzeit zusammengetragen werden. Vor diesem Hintergrund haben Wissenschaftler des Zentrums für Marine Tropenökologie Bremen, der Universität Hamburg und des Geoforschungszentrums Potsdam in Zusammenarbeit mit Partnern in Südafrika, Namibia und Angola das Programm 'Science Partnership for the Assessment of Complex Earth System processes (SPACES)' entwickelt, das aus Mitteln des BMBF unterstützt werden soll. Ziel des Programms ist es, im Rahmen von kooperativen Forschungsvorhaben in den Bereichen 'Meer und Küste', 'Terrestrische Biosphäre' und 'Geosphäre' einen Beitrag zur Formulierung wissenschaftsbasierter Vorschläge für ein angepasstes Ökosystem-Management zu leisten.
Das Projekt "TP 1: Analyse von Änderungen im Permafrost und im Methan- und Kohlenstoffkreislauf sowie der Vegetation und ihre Einflüsse auf das Klima des letzten glazialen Zyklus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Verbundvorhaben 2.1 hat zum Ziel, den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf sowie die globalen Vegetationsveränderungen und deren Wechselwirkung mit dem Klima während des letzten Glazial-Interglazial-Zyklus zu simulieren und damit zum Verständnis der Dynamik des globalen Kohlenstoffkreislaufs beizutragen. Die Vegetationsdynamik in Modellen, hauptsächlich dem MPI-ESM, und in PalMod erstellten Rekonstruktionen wird analysiert und verglichen, die Dynamik des Kohlenstoff- und Methankreislaufs erforscht sowie mögliche künftige Kohlenstoff- und Vegetationsveränderungen auf der Grundlage des Verständnisses der Vergangenheit neu abgeschätzt. Hierzu gehört auch die Abschätzung der Rolle von aus dem Permafrost remobilisiertem Kohlenstoff auf den Kohlenstoffkreislauf, insbesondere beim abrupten Anstieg der CO2-Konzentration zu Beginn des Bølling-Allerød und in der Zukunft.
Das Projekt "Wechselwirkung der terrestrischen Biosphäre mit dem Klima und atmosphärischem CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das Verbundvorhaben 2.1 hat zum Ziel, den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf sowie die globalen Vegetationsveränderungen und deren Wechselwirkung mit dem Klima während des letzten Glazial-Interglazial-Zyklus zu simulieren und damit zum Verständnis der Dynamik des globalen Kohlenstoffkreislaufs beizutragen. Die Vegetationsdynamik in Modellen, hauptsächlich dem MPI-ESM, und in PalMod erstellten Rekonstruktionen wird analysiert und verglichen, die Dynamik des Kohlenstoff- und Methankreislaufs erforscht sowie mögliche künftige Kohlenstoff- und Vegetationsveränderungen auf der Grundlage des Verständnisses der Vergangenheit neu abgeschätzt. Hierzu gehört auch die Abschätzung der Rolle von aus dem Permafrost remobilisiertem Kohlenstoff auf den Kohlenstoffkreislauf, insbesondere beim abrupten Anstieg der CO2-Konzentration zu Beginn des Bølling-Allerød und in der Zukunft.
Das Projekt "Arsenaufnahme und -spezifizierung in Nutzpflanzen kontaminierter Standorte am Beispiel des Gebietes um den Fluss Ogosta (Bulgarien)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Arsen (As) ist ein hochtoxisches und weitverbreitetes Umweltgift. Seine Mobilität und Bioverfügbarkeit wird maßgeblich von der Speziierung in den einzelnen Umweltkompartimenten beeinflusst und somit auch dessen Aufnahme, Verteilung, Detoxifikation und Akkumulation in Pflanzen. Da viele hochkontaminierte Standorte, z.B. als Folge des Bergbaus, landwirtschaftlich genutzt werden, ist der Transfer von As in die Nutzpflanzen und damit in die Nahrungskette von Mensch und Tier von großer Bedeutung. Bisher gibt es kaum Studien, die den Transfer und die Aufnahme von verschiedenen As-Spezies in Pflanzen als ganzheitlichen Ansatz untersuchen in denen Boden-, Porenwasser- und Pflanzenspeziierung einbezogen werden. Genau an diesem Punkt setzt das geplante PostDoc-Projekt an. Ziel ist es die Transferpfade verschiedener As-Spezies von ihrer Quelle bis in die Pflanzen als einen komplexen Ansatz zu untersuchen. Dabei sollen fundamentale Prozesse näher charakterisiert werden, die bei der speziesabhängigen Aufnahme und Translokation von As in nicht-hyperakkumulierenden Nutzpflanzen kontaminierter Standorte eine Rolle spielen. Detaillierte Untersuchungen sollen anhand von Labor- sowie Feldexperimenten in einem hochbelasteten Gebiet in Bulgarien (entlang des Flusses Ogosta) erfolgen. Fokus soll vor allem auf Thioarsenspezies, über deren Verhalten im Bereich Boden-Pflanze kaum etwas bekannt ist, sowie deren Identifikation im Boden und Porenwasser kontaminierter Standorte liegen, um bisheriges Wissen über diese Spezies für die Biogeosphäre zu erweitern. Durch die kombinierte Anwendung verschiedener innovativer Techniken, auf chromatographischer Basis (HPLC-ICP-MS/ESI-MS) sowie direkte synchrotron-basierende spektroskopische Methoden (my XRF/ my XAS) soll Aufschluss über die Speziierung und Verteilung von As in Pflanzen gegeben werden sowie mit geeigneten Methoden (XAS, IC-ICP-MS) die Speziierung im Boden-Porenwassersystem bestimmt werden um so den speziesabhängigen Transfer zu verdeutlichen.
Das Projekt "Preliminary biogeochemical investigations of small rivers in the Franconian Alb to lay foundations for detailed investigations of turnover and origin of high carbon in the Main River system" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Investigations of the carbon cycle in river systems are important to outline interactions between the terrestrial biosphere and the atmosphere. They also allow quantification of carbon fluxes to larger river systems and ultimately the ocean. This helps to constrain terrestrial carbon cycles that in turn have strong influences on the atmospheric CO2 through providing sources and sinks. Flux rates of carbon by rivers can also help to provide boundary parameters for climate models. In this context, rivers act as important integral information sources because they are key links between terrestrial systems and oceans. On the other hand, most rivers actively release considerable amounts of carbon to the atmosphere in the form of CO2. Nonetheless, its sources from soils, groundwater or river internal turnover are poorly defined. These aspects are planned to be investigated in small river systems of less than 12 m3 s-1 discharge in the Franconian Alb. Such small stream investigations holds promise to better quantify processes and mechanisms including geological, agricultural and urban influences on riverine carbon cycles. This work opens the opportunity to start biogeochemical investigations on the Main River System that is one of the major tributairies of the Rhine, one of the major waterways in Europe. It is placed in international context by allowing comparison to work on other river systems in various countries.
Das Projekt "Interdisziplinaere Studie zum gegenwaertigen Kohlenstoffkreislauf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Other Indexes: Climatology; interdisciplinary r and d; carbon; carbon dioxide; simulation techniques; sea air interactions. Objective: Simulation of the carbon cycle and atmospheric CO2 concentration (days to years). General information: the proposed study consists of the simulation of the carbon cycle on time scales ranging from a few days to several hundred years (covering the industrial epoch) by means of coupled multidimensional carbon models of the atmosphere, the ocean and the terrestrial biosphere. In particular the following processes, influencing the carbon system on these time scales, will be investigated: - mechanisms of gas exchange between the atmosphere and the ocean; - exchange fluxes of carbon between the atmosphere and the biosphere (including responses of the terrestrial biosphere to climatic fluctuations and human influences); - feedback mechanisms through enhanced atmospheric CO2 levels upon the territorial biosphere; - feedback mechanisms through climate upon oceanic and biosphere carbon pools. To achieve this goal a series of process and sensitivity studies have to be undertaken in conjunction with model simulation experiments. A successful simulation of the observed carbon cycle features will allow a detailed inventory in space and time of sources and sinks of carbon at the surface of the earth.
Das Projekt "Berücksichtigung von Treibhausgasemissionen und -festlegungen durch Landnutzungsmaßnahmen (LULUCF) im Post Kyotoregime - quantitative Bewertung von Vorschlägen unter Einbeziehung von Schätzungen zu Variabilität und Trends der Emissionen und ..." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. A) Problemstellung: In der ersten Verpflichtungsperiode des Kioto-Protokolls erfolgt eine beschränkte Anrechnung von Emissionen und Festlegungen von Treibhausgasen durch Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (engl. land use, land-use change and forestry, LULUCF). Für die Fortentwicklung der internationalen Klimaschutzverpflichtungen nach 2012 gilt es, Entscheidungen zur möglichen Anrechnung dieses Sektors auf zukünftige Klimaschutzverpflichtungen zu treffen. Aus EU-Sicht sollte eine stärkere Einbeziehung dieses Sektors dem Ziel gerecht werden, eine globale Erwärmung um mehr als 2 Grad gegenüber vorindustriellen Werten zu verhindern. Einerseits nimmt die terrestrische Biosphäre Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf. Andererseits tragen die Emissionen aus der Entwaldung insbesondere in Entwicklungsländern zur globalen Erwärmung bei. Problematisch ist, dass die LULUCF-Emissionen/Festlegungen neben dem direkten Eingriff des Menschen auch natürlichen und indirekten menschlichen Einflüssen (etwa durch die Klimaänderung) und dadurch verursachten Schwankungen unterliegen. Diese Faktoren können sich auf die Umsetzbarkeit und Überprüfbarkeit der Klimaschutzverpflichtungen insgesamt auswirken. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Die Verhandlungen zur Fortentwicklung des Klimaschutzregimes werden ab Ende 2005(Artikel 3.9 KP) für die Annex I Staaten und ab 2006 für das gesamte Klimaregime (Artikel 9.2) beginnen. Die Entwicklung eigener Vorschläge und die Vielzahl der zu erwartenden Vorschläge zur Einbeziehung des LULUCF-Sektors bedarf einer quantitativen Analyse, um Vorschläge zur Anrechnung dieses Sektors bewerten zu können. C) Ziel des Vorhabens ist es, Fragen zur Art der Einbeziehung des LULUCF-Sektors in zukünftige Verpflichtungen quantitativ zu untersuchen. Dabei soll insbesondere eine Schätzung der Variabilität und der möglichen Entwicklungstrends der Emissionen und Festlegungen erfolgen. Auf dieser Grundlage sollen Vorschläge zur Behandlung dieses Sektors quantitativ bewertet werden. Dabei sind die Auswirkungen auf die Stabilität des Klimaschutzregimes und die Erreichung des 2-Grad-Ziels zu berücksichtigen.
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