In industriellen Ballungsgebieten und Grossstaedten sowie entlang von Hauptverkehrsstrassen leben die Baeume unter extremen Umweltbedingungen, deren Beginn und anfaengliche Entwicklung oft unbekannt ist. Durch die anatomische Analyse des in der fraglichen Zeit gebildeten Xylems wurden derartige anthropogene Eingriffe in ihrem zeitlichen Ablauf verfolgt und in ihrer Wirkung abgeschaetzt. Dabei konnten charakteristische Veraenderungen der Holzstruktur festgestellt werden, die sich als Zunahme des wasserleitenden Gewebes unterpretieren lassen. Diese Reaktionen treten oft lange vor den aeusserlich sichtbaren Symptomen ein und ermoeglichen somit eine Rekonstruktion der primaeren Schadensursache.
Grundidee der Forschungsarbeit ist es, die nachvollziehbaren und kontrollierbaren Luftstroemungen in einem Tunnel zu nutzen, um aus der Abgasbeladung der Luft die Emissionen von Fahrzeugkollektiven zu bestimmen. Hauptvorteil dieser Vorgehensweise ist, dass diese Schadstoffbilanzierung weitgehend frei von aeusseren Einfluessen (z. B. Windstaerke, Windrichtung, Sonneneinstrahlung, Schadstoffemissionen anderer Quellgruppen) unter kontrollierbaren Randbedingungen durchgefuehrt werden kann. Die Bilanzierung erfolgt fuer die Komponenten Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe und Partikel (Russ). Der entscheidende Vorteil dieser Messungen besteht darin, dass das Emissionsverhalten unter Bedingungen, wie sie in der Praxis (hier: staedtische Hauptverkehrsstrassen) auftreten, bestimmt wird und die reale Fahrzeugflotte zu Grunde liegt. Der ausgewaehlte 2,3 km lange Tunnel der B 14 in Stuttgart-Heslach diente damit quasi als Grosslabor. Zur Bestimmung des aktuellen Fahrzeugkollektivs und des jeweiligen Verkehrsablaufs wurden ebenfalls umfangreiche Messungen und Erhebungen durchgefuehrt (z. B. Verkehrsstaerke, Verkehrszusammensetzung, Geschwindigkeit, Antriebsart, Hubraum, Leistung, Alter des Kfz). Die so ermittelten spezifischen Abgas-Emissionsfaktoren fuer Kraftfahrzeugstroeme koennen bei Wirkungsanalysen (z. B. Nutzen-Kosten-Untersuchungen von Strassenbauprojekten), bei Emissionskatastern, zur Kalibrierung von Ausbreitungsmodellen, zur Ableitung typischer Tagesganglinien einzelner Schadstoffe und auch zur Anpassung von Tunnellueftungen verwendet werden.
Die Belastung der Luft mit toxischen Stoffen stellt insbesondere in Ballungsraeumen wie Hamburg eine Beeintraechtigung der Lebensqualtitaet und eine potentielle Gefaehrdung der Bevoelkerung dar. Insbesondere in der Umgebung hier angesiedelter Industrie kann die Belastung der Luft mit Schwermetallen mitunter erhebliche Werte erreichen. Die Schwermetallanalytik wird mit der durch Protonen induzierten Emission charakteristischer Roentgenstrahlung (PIXE) an der Hamburger Protonenmikrosonde durchgefuehrt. Die hohe Empfindlichkeit der verwendeten Analysemethode erlaubt auch die Durchfuehrung kurzzeitiger (stuendlicher) Probennahmen und damit die Erfassung kurzzeitiger Veraenderungen. Fuer einen 1-Jahres-Zeitraum (1991) wurde am Standort Kaltehove ein Luftprobennehmer aufgestellt und bei taeglichem Probenwechsel die Staubbelastung, zusammen mit dem Luftdruck, der Luftfeuchtigkeit, der Wind-Staerke und -Richtung gemessen. Die gemessenen Gesamtschwebstaubbelastungen lagen bei etwa 30 Prozent der Immisionsgrenzwerte fuer Langzeitmessungen (IW1) und fuer Kurzzeitemissionen (IW2) der TA Luft. Die Bleikonzentration zeigt eine starke Korrelation zur Windrichtung, hohe Werte bei suedwestlichem Wind weisen den Fahrzeugverkehr auf den Elbbruecken als Verursacher aus. Hohe Chrom-Nickel Konzentrationen bei suedlicher Windrichtung lassen auf den dort angesiedelten Industriebetrieb als Quelle schliessen. Wie zu erwarten, wird nach Niederschlaegen ein deutlicher Rueckgang der Schwebstaubkonzentration ermittelt. Der tageszeitliche Gang der Bleikonzentration weist in 1989 einen deutlichen Zusammenhang mit der Verkehrsdichte auf. Dagegen zeigen Untersuchungen, die im Jahr 1996 im Hamburger Elbtunnel durchgefuehrt wurden, keinen signifikanten Zusammenhang mit der Verkehrsbelastung. Dies wird auf die extensive Belueftung im Elbtunnel zurueckgefuehrt. Der Rueckgang der Bleikonzentration in der Luft spiegelt die Verringerung im Einsatz bleihaltiger Additive zu Kraftstoffen wider.
Die Schallpegelmessungen werden gemäß Forschungsprogramm Straßenwesen FA 2.206 nacheinander abgewickelt (Autobahnen in 2001, Straßen in 2002). Es wird jeweils nur an einem Messort und dort an jeweils 7 Messpunkten gleichzeitig gemessen. Das Verkehrsaufkommen wird ebenfalls messtechnisch erfasst. Alle Messwerte werden für die Auswertung elektronisch gespeichert. Die Auswertungen werden nach jeder Messkampagne durchgeführt. Das Ziel der gesamten Messreihen ist es, nachzuweisen, inwieweit die Vernachlässigung der Boden- und Meteorologiedämpfungen bei der Schallausbreitungsberechnung über Schallschirme gerechtfertigt ist.
Ziel der Forschung ist die Formulierung von Bewertungsmodellen des Raumzusammenhangs im weitesten Sinne. Verkehr als Mittel der Raumordnungspolitik ist quantitativ zu erfassen und im Zusammenhang aller Raumstrukturen zu bewerten. Die Raumstruktur (mit den Bereichen 'Siedlungsstruktur' und 'Verkehrsinfrastruktur') weist Komplementaritaeten auf, die Bedingung fuer Kommunikation und, in Verbindung mit der Raumlage, fuer Verkehr sind. Diese gilt es zu durchleuchten und in allgemeinen, verifizierbaren Modellen zu formulieren. Dazu gehoeren nicht nur die ueblicherweise behandelten Wirkungen in der Verkehrsinfrastruktur, sondern auch die Rueckwirkungen des Verkehrsgefueges auf die Raumstruktur.
Mehr als 90 Prozent der anthropogen emittierten Stickstoffoxide entstehen als Nebenprodukte von Verbrennungsvorgängen. Verursacher sind Kfz-Motoren, Feuerungsanlagen der Kraftwerke, Industriebetriebe und Hausheizungen. Der Verkehr ist die Emittentengruppe mit den höchsten Anteilen an Stickstoffoxiden (NOX). Trotz der in den vergangenen Jahren verstärkten Anstrengungen, die NOX-Emissionen zu reduzieren (Kfz-Katalysatoren, Rauchgasentstickungsanlagen) führen hohe Verkehrsdichten in Ballungsräumen und oftmalige Inversionswetterlagen zu erheblichen NOX-Belastungen. So kommt es, dass in Innenstadtbereichen trotz der erwähnten Emissionsminderungsmaßnahmen, aufgrund des ständig steigenden Verkehrsaufkommens, Grenz- bzw. Richtwerte überschritten werden. Ein neues Verfahren zur Minimierung der Immissionen basiert darauf, vorhandene Gebäudeoberflächen (z. B. Dächer, Häuserfassaden, Verglasungen) zur Reduktion von Stickoxiden in städtischen Atmosphären zu nutzen. Hierzu sollen die katalytischen bzw. photokatalytischen Eigenschaften bestimmter Substanzen gezielt baulich eingesetzt werden. Der katalytische Abbau von NOX in Rauchgasentstickungsanlagen ist ein umfangreich erforschtes Gebiet der technischen Chemie. Erst oberhalb Temperaturen von 250 - 400 Grad C erreichen die Katalysatoren Umsatzgeschwindigkeiten, die für die technische Nutzung brauchbar sind. In Großstädten stehen ausgedehnte Gebäudeflächen zur Verfügung. Würde ein Teil dieser Flächen aus katalytisch aktiver Bausubstanz bestehen, so wären hier auch langsame, auf niedrigem Temperaturniveau (Sommeraußentemperatur) stattfindende katalytische Reaktionen interessant, da die großen Flächen den Nachteil geringer Umsätze kompensieren würden. Diese neue Gruppe von funktionellen Baustoffen für den passiven katalytischen Schadstoffabbau werden als p-Baustoffe (Protective Integrated Building Materials) bezeichnet. Erste Voruntersuchungen mit beschichteten Dachsteinen waren erfolgreich.
Mit dem Reiseunterstützungsassistent für die Binnenschifffahrt werden Informationen zu erwartbaren Ankunftszeiten und möglichen Abladetiefen sowie maximaler Durchfahrtshöhen auf Basis von Strömungs- und Verkehrsprognosen bereitgestellt. Das Projekt RUBIN zielt auf die Optimierung des Wasserstraßentransports hinsichtlich der Reisezeiten und des Transportvolumens ab. Dazu wird ein Reiseassistent entwickelt, der auf der Basis verfügbarer Wasserstraßen- und Verkehrsdaten der Wasserstraßenverwaltung Modelle und Verfahren integriert, die eine zuverlässige Prognose der Abladetiefe und Verkehrssituation über mehrere Tage ermöglichen. Aufgabenstellung und Ziel In der Binnenschifffahrt werden voraussichtliche Ankunftszeiten und optimale Ladungsmengen häufig auf der Basis von Erfahrungen und verteilten Informationsquellen abgeschätzt. Zwar geben Routenplaner Reisezeiten (EuRIS 2022) oder mögliche Abladetiefen (Heying 2023) an, sie basieren jedoch nur auf aktuellen bzw. statistischen Verkehrsdaten oder erheblich vereinfachten Methoden. Es besteht daher Innovationsbedarf in der Zusammenführung, Verarbeitung und Veredelung verfügbarer Daten zur Bereitstellung präziser Reiseinformationen. Mit diesen aufbereiteten Informationen sowie erweiterten Diensten der WSV soll der Wasserstraßentransport hinsichtlich der Reisezeiten und des Transportvolumens optimiert werden, indem die Nutzenden durch einen Reiseassistenten mit Angaben von zuverlässigen Reisezeiten und möglichen Abladetiefen Unterstützung erhalten. In dem vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten mFUND-Projekt RUBIN wird das Reiseassistenzsystem in einer Kooperation zwischen der Firma Alberding GmbH und der BAW, mit den assoziierten Partnern Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt (GDWS) und Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) sowie der Unterstützung durch Reedereien entwickelt und erprobt. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) RUBIN leistet einen Beitrag zur Umsetzung der im Masterplan Binnenschifffahrt genannten Handlungsfelder „Digitalisierung“ (Erweiterung der Wasserstraßeninformationen), „Stärkung der Binnenschifffahrt in der multimodalen Transportkette“ (präzisere Ankunftszeiten, optimiertes Transportvolumen) und „Verbesserung der Umweltfreundlichkeit“ (optimierte Fahrweise). Durch die Prognoseberechnung zu Befahrbarkeit und Verkehrsdichten wird in RUBIN ein in RIS COMEX (RIS COMEX 2023) definierter Level-2B-Dienst umgesetzt und unterstützt damit perspektivisch die Entwicklungen in der GDWS. Eine mithilfe von Verkehrsprognosen optimal ausgelastete Wasserstraßeninfrastruktur führt insgesamt zu einer Verringerung von Wartezeiten an Schleusen, zur Einsparung von Energie und damit zur Reduktion transportbedingter Schadstoff- und Treibhausgasemissionen. Die angestrebte Erhöhung des vergleichsweise umweltfreundlichen Binnenschiffstransports am Modal Split wird durch die verbesserte Reiseplanung mit RUBIN unterstützt. Volkswirtschaftlich essentielle Transportketten lassen sich mithilfe optimierter Binnenschiffstransporte sichern und ökologisch transformieren. Untersuchungsmethoden Im Gegensatz zu bereits verfügbaren Reiseassistenten verwendet RUBIN datenbasierte Prognoseberechnungen der Strömungsverhältnisse und der Verkehrslage für die Routen- und Reiseplanung in der Binnenschifffahrt. Hydrologische und verkehrliche Daten dienen als Eingangsgrößen für Modellrechnungen, die Prognosen über mehrere Tage ermöglichen. Hinsichtlich der Prognose der zukünftigen Strömungen während der Reise und entlang der geplanten Routen wird auf Ergebnisse des operationellen Abfluss- und Wasserstandsvorhersagesystems der BfG aufgebaut. Diese dienen als Eingang für ein instationäres zweidimensionales hydronumerisches Modell (DuMux), welches im operationellen Betrieb über mehrere Tage den Wasserstand und die Fließgeschwindigkeiten auf einem Pilotabschnitt des Rheins (deutsch-niederländische Grenze bis Speyer) simul
Feine und ultrafeine Partikel stellen auf Grund hoher Industrialisierung und zunehmender Verkehrsdichte ein zunehmendes Problem dar. Zahlreiche Studien konnten negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit nachweisen, die bei Belastung mit feinen und ultrafeinen Partikeln verursacht werden können. Diese Studie befasst sich mit der Erfassung der zeit- und aktivitätsbezogenen persönlichen Exposition. Hauptziel ist die Entwicklung eines persönlichen Expositionsmodels, welches in der Lage ist, Belastungen für Fein- und Ultrafeinstaub vorherzusagen.
Die an den ca. 90 Dauerzaehlstellen gezaehlten Verkehrsdaten werden zu durchschnittlichen taeglichen Verkehrsstaerken (DTV) gemittelt. Die auf Praezisionsplottern mit Gravur- und Schmiedevorrichtung hergestelten thematischen Karten enthalten: das stark generalisierte Strassennetz mit Bundesautobahnen, Bundesstrassen, und Landesstrassen, groessere Orte als Orientierungsraster, die Dauerzaehlstellen mit numerischen Angaben der DTV-Werte, die auf die Streckenabschnitte bezogenen DTV-Werte als farbige Baender, die Kreisgrenzen.
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