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Found 47 results.

BBS: Developing methods to simulate biome boundary shifts

Das Projekt "BBS: Developing methods to simulate biome boundary shifts" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft.Frame: The project is part of the GLP (Global land project) fast track action (http://bbs2008.wikidot.com) Decreasing uncertainty in predicting biome boundary shifts which aims at improving the simulation of biome boundary shifts at large spatial scales, working group Migration . The long-term goal is to improve existing vegetation models or to develop new models that are reliable and robust and can be included in Earth System models for studying biosphere-atmosphere feedbacks. Rationale: Because of the nature of terrestrial plant population and community dynamics and dispersal, and the pace of climate change, predicting the future distribution of plant species is challenging. Many coupled GCM's assume simply that the boundaries between major terrestrial biomes are either static, or adjusted non-mechanistically to follow the change of climate without time lags. In some DGVM's, a non-mechanistic treatment of biome boundaries is employed with assumed delays. Recent model simulations with both explicit seed dispersal and population and community dynamics suggest that range shifts of forest biomes will be both complex and extremely delayed (several millennia delay for centennial warming). Research topics: the effect of plant population processes and dispersal on migration, the effect of spatial heterogeneity (e.g. fragmentation or barriers) on dispersal and migration, methods to incorporate these effects into large scale models like such as DGVM's, the lags due to species migration and their effects on feedbacks to the earth system. Methods: Starting from the forest landscape model TreeMig which describes tree species migration by explicitly simulating seed dispersal on a grid of 1km wide cells, we develop numerical approaches to describe migration across heterogenous grid cells. These approaches are either aggregated models of within-cell migration speed, e.g. derived from meta-modelling, or simulating spread in a subset of smaller cells within each grid cell and then extrapolating to the larger cell. We test our methods with simulations on south-north transects in Siberia and assess the effect of species migration on the feedbacks to the earth system.

Abklaerung des moeglichen Belastungspotentials bei der Schadstoffausbreitung von Altlasten in Abhaengigkeit von der hydrogeologischen Situation

Das Projekt "Abklaerung des moeglichen Belastungspotentials bei der Schadstoffausbreitung von Altlasten in Abhaengigkeit von der hydrogeologischen Situation" wird/wurde ausgeführt durch: Meyer.Forschung im Fachgebiet der Hydrogeologie, fuer eine praktische Problemloesung mit dem Ziel, das Gefaehrdungspotential verfuellter und rekultivierter Deponien (sog Verdachtsflaechen) in Bezug auf moegliche Ausbreitungspfade, potentielle Schadstoffbelastung, in Abhaengigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit abzuschaetzen.

Entwicklung und Validierung eines effizienten Modellierungskonzeptes für die Wasserstoffverbrennung mit hohem Luftüberschuss

Das Projekt "Entwicklung und Validierung eines effizienten Modellierungskonzeptes für die Wasserstoffverbrennung mit hohem Luftüberschuss" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Thermodynamik.Ziel ist die Ausbildung einer Doktorandin / eines Doktoranden auf dem Gebiet der Containmentsicherheit und Verbrennungsmodellierung im Rahmen des KEK Programms. Bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken kann es zur Freisetzung großer Mengen Wasserstoff kommen. Aufgrund der weiten Zünd- und Explosionsgrenzen von Wasserstoff- Luft Gemischen ist die Bildung von zündfähigen Gemischwolken höchst wahrscheinlich. Die numerische Modellierung der Flammenausbreitung in solchen Szenarien ist insbesondere für magere Wasserstoff-Luft Gemische höchst anspruchsvoll und bisher für deterministische Sicherheitsanalysen nicht ausreichend fortgeschritten. Bestehende Ansätze unterschätzen die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Verbrennung und damit die entstehenden Drucklasten systematisch. Instabilitätsmechanismen der Flammenfront erschweren die Modellierung. Daher soll im Rahmen dieses Vorhabens eine Modellierungsstrategie erarbeitet und in ANSYS-CFX implementiert werden. Neben einer umfassenden Literaturrecherche werden Validierungsversuche durchgeführt, die durch hoch zeitaufgelöste optische Messtechniken eine Charakterisierung von Flammenfronten erlauben. Numerische Arbeiten: Nach einer umfassenden Literaturrecherche zu bestehenden Modellierungsansätzen und Brenngesetzen erfolgt eine Evaluierung der Ergebnisse. Geeignete Ansätze werden in ANSYS-CFX implementiert und mit GraVent-Versuchsanlage gewonnen Validierungsdaten verglichen. Abschließend wird die Gittersensitivität der Modellierung überprüft. Experimentelle Arbeiten: Um für die numerische Modellierung von magerer Wasserstoffverbrennung Validierungsdaten zu generieren, sollen Versuche an der GraVent-Versuchsanlage des Antragsstellers durchgeführt werden. Hierfür wird zunächst die optische Zugänglichkeit der Anlage verbessert, sodass OH PLIF Messungen in variablen Ebenen der Kanalquerrichtung erfolgen können. Diese Messungen bieten Einblick in die Dynamik von Flammenfronten in mageren Wasserstoff-Luft Gemischen.

Ökologische Durchgängigkeit, Analyse der Schwimmleistung und des Schwimmverhaltens relevanter Zielfischarten

Das Projekt "Ökologische Durchgängigkeit, Analyse der Schwimmleistung und des Schwimmverhaltens relevanter Zielfischarten" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Gewässerkunde.Um die Durchgängigkeit in den Bundeswasserstraßen für Fische zu gewährleisten, ist eine genaue Kenntnis über die Schwimmleistungen der vorkommender Fischarten und der unterschiedlichen Altersklassen notwendig. Die Schwimmleistungen sind zum einen durch Schwimmgeschwindigkeiten als auch die Ausdauer der Fische charakterisiert. Diese Werte stellen physiologische Grenzwerte dar, welche die spezifischen Fische maximal leisten können. Solche Daten sind bei der Planung, aber auch bei der Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen von enormer Bedeutung, um die Durchgängigkeit der Anlage abzuschätzen. Im Unterwasser von Querbauwerken als auch in Fischaufstiegsanlagen treten im Vergleich zu frei fließenden Strecken veränderte hydraulische Parameter auf, z.B. erhöhte Turbulenz, was die Schwimmleistung beeinflusst. Daher soll der Einfluss der Turbulenz auf die Schwimmleistung und das Schwimmverhalten der Fische untersucht werden. Einige Fischarten zeigen bei der Wanderung in Flüssen ein Schwarmverhalten. Es wird bislang vermutet, dass Fischschwärme andere geometrische und hydraulische Rahmenbedingungen für das Durchschwimmen von Fischaufstiegsanlagen benötigen als einzeln schwimmende Fische. Dafür sollen zunächst das Schwarmverhalten von einheimischen Fischarten in Fließgewässern charakterisiert werden. Des Weiteren soll geklärt werden, inwieweit sich das Schwimmen in Schwärmen auf die Nutzung von Fischaufstiegsanlagen auswirkt.

Theoretische und numerische Untersuchungen zur Blasendynamik in Wasservorlagen

Das Projekt "Theoretische und numerische Untersuchungen zur Blasendynamik in Wasservorlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Aerodynamik und Strömungslehre.

Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen - Erfassung mittels Höhengradienten (KLIMAGRAD)

Das Projekt "Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen - Erfassung mittels Höhengradienten (KLIMAGRAD)" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Fachgebiet für Ökoklimatologie.Im Botanischen Alpengarten am Schachen (Garmisch-Partenkirchen) soll ein phänologisches Beobachtungsprogramm als Basis für ein langfristiges Monitoring etabliert werden. Er ist dabei Teil eines Netzwerkes von Gärten, die die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf pflanzliche Lebensrhythmen in arktisch-alpinen Regionen untersuchen. In der kurzen Vegetationszeit wird das phänologische Verhalten zehn heimischer Arten beobachtet und ein neuer Beobachtungsschlüssel ausgearbeitet. Zusätzlich werden entlang von Höhengradienten phänologische Beobachtungen an Baumarten der montanen Stufe durchgeführt und in Abhängigkeit von Höhe und Standorteigenschaften analysiert. Somit soll jeweils die aktuelle und potentielle Lage der Baum- bzw. Waldgrenze bestimmt sowie deren potentiellen Wanderungsgeschwindigkeiten abgeschätzt werden. Dazu sollen anhand von eigenen Aufnahmen und entsprechenden Datenbanken höhenabhängige Veränderungen der Saatgutmenge und Keimfähigkeit untersucht werden. Durch den Vergleich der aus den Klimadaten gewonnenen Vegetationsperiode und den tatsächlich beobachteten Temperaturreaktionen soll ein zeitlicher Trend der Verschiebung von Wachstumszonen und Baumgrenze abgeleitet werden. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf potentiell gefährdete Arten, die aufgrund zu langsamer Reaktionsfähigkeit oder fehlender Rückzugsmöglichkeiten durch starke Temperaturerhöhung bedroht sind. Im einem weiteren Teilprojekt werden biogene und anthropogene Quellen von flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen (NMHCs) als wichtige, klimarelevante Ozonvorläufersubstanzen und deren Verbreitung unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen entlang der Höhengradienten untersucht. Die genaue Zusammensetzung dieser NMHCs liefert entscheidende Informationen über die Beiträge von Emissionen biogener und anthropogener Herkunft zur Produktion von Ozon, Aerosolen und anderer photochemisch gebildeter klimarelevanter Substanzen. Hierbei ist es wichtig die Entstehungs- und Transportmechanismen dieser Substanzen auch in meteorologisch und topographisch komplexen Systemen zu verstehen. Bisherige Untersuchungen waren v.a. auf Ballungszentren mit hohem Anteil anthropogener Emissionen bzw. Flugzeugmessungen in der freien Atmosphäre konzentriert Die Entwicklung der Mischungsverhältnisse unter dem Aspekt unterschiedlicher Höhenstufen und meteorologischer Bedingungen längs von Gradienten mit Höhendifferenzen von ca. 2000 m, ist weitgehend unbekannt. Hierbei sollen sowohl großräumige Transporte und troposphärische Hintergrundkonzentrationen auf der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) sowie lokale biogene und anthropogene Emissionsprozesse kombiniert untersucht werden. Die Kombination mit weiteren auf der UFS kontinuierlich gemessenen Spurengasen und Aerosolen ermöglicht eine Aufschlüsselung und Quantifizierung der Quellbeiträge und liefert wichtige Hinweise zur Diskriminierung von Luftmassen aus der atmosphärischen Grenzschicht bzw. der freien Troposphäre.

Forschergruppe (FOR) 525: Analysis and modeling of diffusion/dispersion-limited reactions in porous media, Research group (FOR) 525: Analysis and modeling of diffusion/dispersion-limited reactions in porous media

Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 525: Analysis and modeling of diffusion/dispersion-limited reactions in porous media, Research group (FOR) 525: Analysis and modeling of diffusion/dispersion-limited reactions in porous media" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Hydrogeochemie.Reactions in porous media (e.g. the degradation of pollutants in soils and groundwater) strongly depend on the mixing of the reaction partners by diffusion and dispersion. Groundwater flows laminar with slow velocities - thus no turbulent mixing like in open streams will occur. Goal of this Research Unit is to elucidate these mixing processes and the respective reactions at a high spatial and temporal resolution. Therefore new measurement techniques (e.g. fiber optical sensors) will be applied, which allow the determination of concentration gradients in porous media at high resolution which was not attained before. A profound understanding and the identification of relevant processes at the appropriate scale is a prerequisite for prediction of fate and transport of pollutants (e.g. for risk assessment studies in soils and sediments). Mass transfer coupled to reaction is also important in adjacent fields of research such as chemical engineering, e.g. water treatment especially in case of complex contaminations which often are encountered in groundwater. The Research Unit investigates all relevant scales starting from diffusion and catalysis in micro-pores, to the dissolution kinetics of coal tars in the inter-particle pores of coarse grained porous media and finally the biodegradation in heterogeneous aquifers. A central element of all subprojects is the numerical simulation of reactive transport - in future these numerical models can be used for the prediction of fate and transport of pollutants in our environment.

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Sub project: Development of a combined geochemical-geophysical approach for quantification of regional submarine gas hydrate inventories

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Sub project: Development of a combined geochemical-geophysical approach for quantification of regional submarine gas hydrate inventories" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR).The proposed project aims at developing a new approach to quantify the amount of gas hydrate (GH) in continental margin sediments by the complementary use of geochemical models and the implementation of the effective medium theory (EMT) for seismic modelling and inversion. Reflection seismics provides 2-D information on variations in P-wave interval velocities using migration velocity analysis (MVA), which will be inverted to determine in situ GH concentrations. In contrast, numerical models will provide reliable predictions of the formation potential of methane and GH when calibrated against geochemical data from ODP sites. Preliminary results show that the prediction of GH inventories by seismic methods is highly sensitive to the accurate determination of porosities. This may cause large uncertainties, which can be reduced by calibration against the numerical model. The basic strategy is to use the geochemical approach as constraint for basic parameterisations of the geophysical model in the vicinity of ODP sites. In turn, a well-calibrated geophysical model will then provide useful model inputs along seismic lines where no drilling data are available for geochemical modelling. This approach will yield solid information on regional variables (e.g. sediment thickness, heat flow, degradation constants), which can be used for empirical predictions of the GH inventory and distribution. In addition, selected key studies will be performed for high flux scenarios (e.g. mud volcanoes) to improve estimates of their proportional significance for the total GH inventory.

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Sub project: Cascadia Basin basement tectonics, temporal and spatial development of the sediment cover, and evolution of the hydrothermal flow system

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Sub project: Cascadia Basin basement tectonics, temporal and spatial development of the sediment cover, and evolution of the hydrothermal flow system" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachgebiet Meerestechnik / Umweltforschung.In summer 2004, IODP Leg 1 will be drilled on the eastern flank of the Juan de Fuca Ridge. The main subject of the leg is to study compartmentalization, anisotrophy, microbiology and physical properties of basaltic oceanic crust in order to elucidate the properties of an active ridge flank hydrothermal system, which is for a big part isolated benath a low permeable sediment cover. The high resolution seismic pre-site survey, which was carried out during R/V Sonne Cruise SO 149, substantially contributed to get IODP Leg 1 scheduled. In the vicinity of the primary sites at Second Ridge, a grid of closely spaced (100 m) 2D seismic lines are available. Secondary sites on First Ridge were planned based on a high resolution 3D grid. So far, both seismic data sets were processed as part of the site survey using a standard processing scheme. It is now proposed to further improve the stacking and migration results with respect to more detailed velocity models, careful deconvolution, and alternative (3D) migration techniques. Based on the reprocessing, folds, faults, and the layer structure will be carefully mapped. The hypothesis will be tested that forced folding is a dominant process affecting sediment physical properties and fluid flow.

Entwicklung und Erhalt eines günstigen Erhaltungszustandes im Natura 2000-Gebiet 'Mittlere Oranienbaumer Heide' durch initiale Entbuschungsmaßnahmen

Das Projekt "Entwicklung und Erhalt eines günstigen Erhaltungszustandes im Natura 2000-Gebiet 'Mittlere Oranienbaumer Heide' durch initiale Entbuschungsmaßnahmen" wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Anhalt (FH), Hochschule für angewandte Wissenschaften, Fachbereich 1 Landwirtschaft, Ökotrophologie und Landschaftsentwicklung.Das 2.024 ha große Natura 2000-Gebiet 'Mittlere Oranienbaumer Heide' (DE 4240-301; F168/S32) ist durch das großflächige Vorkommen von FFH-relevanten Lebensraumtypen gekennzeichnet. Dazu zählen v.a. Trockene europäische Heiden und Basenreiche Sandrasen, mit geringerem Flächenanteil auch Silbergraspionierfluren und Heiden auf Binnendünen. Im zentralen Bereich dieses Gebietes wird zur langfristigen Offenhaltung sukzessive eine extensive Ganzjahresstandweide mit Heckrindern und Konikpferden eingerichtet. Nach den ersten sechs Monaten der extensiven Beweidung ist ein Verbiss an den im zentralen Bereich der Oranienbaumer Heide vorkommenden Gehölzarten (Pinus sylvestris, Betula pendula, Populus tremula, Prunus serotina), die auf Grund ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit und Konkurrenzkraft auf den vorliegenden Standortbedingungen einen hohen Anteil an dem aktuellen Umfang der Verbuschung haben, deutlich zu erkennen. Der Verbiss reicht jedoch nicht aus, um kurz- bis mittelfristig den Offen- bis Halboffenlandcharakter in weiten Bereichen der zentralen Oranienbaumer Heide wieder herzustellen bzw. zu erhalten. Ausschlaggebend ist, dass in den zurückliegenden Jahren ein Großteil der Gehölze bis zu einer solchen Größe herangewachsen ist, dass der Leittrieb von den Weidetieren nicht mehr verbissen werden kann. Als Initialmaßnahme wurde deshalb eine Entbuschung auf ca. 200 ha der aktuellen Ganzjahresstandweide von Wald-Kiefer, Sand-Birke, Spätblühende Traubenkirsche und Zitter-Pappel durchgeführt werden. Damit wurde ein grundlegender Beitrag zur Einhaltung eines günstigen Erhaltungszustandes der FFH-Offenlandlebensraumtypen und der auf die entsprechenden Habitate angewiesenen FFH-Anhangslisten-Arten geleistet. Ausgehend von aktuellen Beobachtungen ist zu erwarten, dass anschließend die (Stock)Austriebe der entkusselten Arten von den Weidetieren verbissen werden. Das Projekt wurde gefördert durch den Europäischen Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums.

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