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Optimierung der Wassereffizienz bei der luftgestützten Waldbrandbekämpfung

Zielsetzung: Deutschlandweit vernichteten Waldbrände im Jahr 2023 eine Fläche von1.240 Hektar Wald (3.058 Hektar in 2022). Das entspricht rund 1.771 Fußballfeldern. Hinzu kommt, dass global gesehen Waldbrände mit 6,5 Gigatonnen die viertgrößte Ausstoßquelle von CO2 Emissionen sind und jährlich weltweit Schäden in Milliardenhöhe verursachen. Gleichzeitig steht nicht ausreichend und oft nicht schnell genug Wasser zum Löschen zur Verfügung. Abhilfe verspricht hier der Systemansatz von CAURUS Technologies. Durch die Kombination von digitaler Sensortechnik mit Löschinnovation auf Basis von Dispersionstechnologie kann die Löscheffizienz von Wasser bis um das Zehnfache erhöht werden. Das System benötigt geringe Investitionskosten und ermöglich eine unmittelbare Verbesserung des Löscherfolges durch erhöhte Präzision und Effizienz des Löschwassereinsatzes sowie verbesserte Sicherheit der Einsatzkräfte. Auf diese Weise kann ein besserer Schutz für Bevölkerung, Umwelt und Wirtschaft erreicht werden. Große Waldbrände bedürfen in der Regel Löschunterstützung aus der Luft, da die Feuerwehr nicht zu allen betroffenen Gebieten vordringen kann oder Brände zu groß und gefährlich für Bodeneinsatzkräfte werden. Die derzeitig zum Einsatz kommenden Technologien wurde hauptsächlich in den 1970er Jahren entwickelt und basieren auf einem Prinzip: dem Abwurf großer Mengen Wasser aus der Luft durch Hubschrauber oder Flugzeuge. Grundproblem ist hier jedoch, dass ein Großteil des eingesetzten Wassers die Flammen nicht erreicht. 50 - 80% des Wassers verwehen oder verdampfen über der Vegetation, z.B. Baumwipfel, und bleiben somit wirkungslos. Die durch die Klimakrise zunehmende Wasserknappheit stellt die Waldbrandbekämpfung daher noch vor weitere Herausforderungen und die Schäden nehmen zu. Der Systemansatz von CAURUS Technologies besteht aus zwei Komponenten: - Eine digitale Plattform zur Optimierung des Wasserabwurfes durch präzisere Zielführung, datenbasierte Auswertung der Löschwirkung und kontinuierliche Entscheidungsunterstützung der Einsatzkräfte - Ein neuartiges Löschverfahren auf Basis von Dispersionstechnologie. Hierbei wird ein neu entwickelter Löschbehälter aus sicherer Höhe über dem Brandherd abgeworfen und innerhalb des Feuers in eine Aerosol Löschwolke mit bis zu zehnfach höherer Löschwirkung verwandelt

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt D05: OSL-Datierung: Zeitliche Eingrenzung der pleistozänen Umweltgeschichte der Atacama: Ausweitung des anwendbaren Altersbereichs für Lumineszenz-Datierungen

Ziel dieses Projektes ist es, den nutzbaren Altersbereich für OSL-Datierungen von 200-400 ka in Richtung 1 Ma auszuweiten. Diese Ausweitung würde die zeitliche Lücke in unserem Vermögen klastische Sedimente zu datieren, zwischen Radiokohlenstoffdatierung (bis ca. 40 ka) und Bedeckungsalterdatierung (größer als 500 ka), schliessen helfen.

Climate related hazards

This series refers to datasets related to the potential occurrence of a climate-induced physical event or trend that may cause loss of life, injury, or other health impacts, as well as damage and loss to property, infrastructure, livelihoods, service provision, ecosystems and environmental resources. It includes datasets on flooding, drought, urban heat island and heatwaves, extreme temperatures and precipitations, fire danger as well as climate suitability for vectors of infectious diseases. The datasets are part of the European Climate Adaptation Platform (Climate-ADAPT) accessible here: https://climate-adapt.eea.europa.eu/

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt B02: Insekten: Evolution, Biogeographie und genetische Diversität von Insekten (Tenebrionidae, Zygentoma)

Tenebrionide Käfer und zum Teil Silberfische sind auffallende biotische Komponenten in ariden Ökosystemen weltweit. Mittels phylogenetischer Rekonstruktionen, basierend auf einer Kombination mehrerer DNA-Marker und Neuropeptidesequenzen, wird zum einem die Monophylie der Morpho-Taxa getestet und zum anderen deren Verwandtschaftsverhältnisse analysiert. Ein zweiter Fokus liegt in der Analyse der genetischen Struktur der Populationen; d. h. inwieweit geben populationsgenetische Analysen Hinweise auf eine Isolation der Populationen bzw. rezenten Genfluss aufgrund zeitweise bewachsener Ausbreitungskorridore. Ziel ist es die Verbreitung der Atacama-Tenebrioniden und Silberfische mit der genetischen Variabilität, sowie den rezenten bzw. historischen abiotischen und biotischen Faktoren zu korrelieren, um die aktuelle Diversität sowie den Endemismus dieser Gruppe in der Atacama zu verstehen.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt C05: Tektonische Geomorphologie: Anpassung des Entwässerungsnetzes an tektonische Vorgänge

Ziel dieses Projekts ist zu untersuchen, inwieweit Verwerfungen und tektonische Hebung die Entwicklung des Abflusses im Norden Chiles beeinflusst haben. Oberflächenhebung durch Bewegung auf Verwerfungen kann die Reorganisation von Gewässernetzen erzwingen. Wir planen sowohl etablierte als auch neuartige geochronologische Techniken zu nutzen, um Verlagerungen von Abflussrinnen zu datieren. Die zentrale Frage ist, ob Abflussreorganisation in der Atacama-Wüste in erster Linie mit lokalen tektonischen Ereignissen zusammenhängt oder mit großräumigen Veränderungen des Klimas. Beide sind episodisch und beeinflussen sich möglicherweise wechselseitig in ihrer Auswirkung auf das Entwässerungsnetz.

Zustand der Straßenbäume (Vitalität)

Methode CIR Straßenbaum-Zustandsbericht 2020 Ursachen der Straßenbaumschäden Straßenbaum-Zustandsberichte 2020, 2015, 2010 Unsere Straßenbäume sind vielfältigen Schadfaktoren ausgesetzt, die in Kombination auftreten und sich teilweise durch Wechselwirkungen verstärken. Um Erkenntnisse über den Zustand der Straßenbäume in der Berliner Innenstadt zu erhalten, wird seit über 40 Jahren turnusmäßig alle 5 Jahre die Bewertung anhand von Colorinfrarot (CIR) – Luftbildaufnahmen von dem Berliner Senat beauftragt. Die Ergebnisse werden im „Straßenbaum-Zustandsbericht Berliner Innenstadt“ zusammengefasst. Dieser Bericht stellt den Zustand der Straßenbäume nach den untersuchten innerstädtischen Bereichen sowie nach den Baumgattungen Linde, Ahorn, Rosskastanie und Platane dar. Ferner enthält der Bericht einen Vergleich mit den Ergebnissen der vorhergehenden Auswertungen. Nun liegt die Auswertung der Befliegung im Sommer 2020 vor. Der Vergleich der Straßenbaum-Zustandsberichte von 2015 und 2020 offenbart hinsichtlich der Kronenvitalität der Innenstadt-Straßenbäume einen deutlichen Trend zur Verschlechterung. Genaue Aussagen über die Ursachen der Schädigungen und über die Verkehrssicherheit von Bäumen können mit der Methode der Color-Infrarot-Luftbildauswertung allerdings nicht gewonnen werden. Die Methode, den Zustand der Straßenbäume anhand von Colorinfrarot-Luftbildern zu erfassen und zu bewerten, basiert darauf, dass die Bilder den jeweiligen Vitalitätszustand der Kronen durch Reflexionsunterschiede abbilden. Die unterschiedlichen Reflexionen werden beispielsweise durch Laubschädigungen und Laubverluste hervorgerufen. Um die Vitalität der Bäume anhand eines Luftbildes bewerten zu können, ist der Vergleich von Laubfarbe, Blattmasse, Kronenform und Verzweigung mit sogenannten Referenzbäumen notwendig. Diese Referenzbäume werden zum Zeitpunkt der Befliegung vor Ort vom Boden aus auf ihren Kronenzustand hin untersucht und im Hinblick auf Schadenssymptome und Besonderheiten beschrieben. Dieser sogenannte Interpretationsschlüssel dient dem folgenden Abgleich des vor Ort festgestellten Erscheinungsbildes mit dem des Luftbildes. Nur mit Hilfe dieses Abgleiches kann der Vitalitätszustand der Bäume anhand des CIR-Luftbildes bewertet werden. Für die CIR- Methode werden Stichproben-Bäume der Hauptbaumgattungen Linde, Ahorn, Rosskastanie und Platane in Stichprobengebieten bewertet und die Ergebnisse anschließend auf den Gesamtbestand aller bis zum Jahr 1990 gepflanzten Straßenbäume der Berliner Innenstadt statistisch hochgerechnet. Die Bewertung des Zustands der Bäume nimmt eine Einteilung in Kronenvitalitätsstufen vor. Die untersuchten Hauptbaumgattungen bilden zusammen mehr als 3/4 des Innenstadt-Straßenbaumbestandes. Weitere Gattungen konnten aufgrund ihrer geringen Bestandsanteile nicht berücksichtigt werden. Als Berliner Innenstadt gilt hierbei das Gebiet innerhalb des S-Bahn-Ringes, erweitert um die geschlossenen bebauten Bereiche der Alt-Bezirke Steglitz, Weißensee, Pankow und den kompletten Alt-Bezirk Wedding. Im Ergebnis der Zustandserfassung der Befliegung des Jahres 2020 ist bei den Straßenbäumen in fast allen Berliner Bezirken eine bedeutende Zustandsverschlechterung im Vergleich zu 2015 nachzuweisen. Damit ist leider festzustellen, dass sich der schon mit dem Straßenbaum-Zustandsbericht des Jahres 2015 aufgezeigte negative Trend fortgesetzt hat. Während im Jahre 2015 insgesamt rd. 52 % der untersuchten Bäume als nicht geschädigt eingestuft wurden, sind es für 2020 noch rd. 44 %. Im Einzelnen zeigen die Linden mit einem Anteil von rund 56 % nicht geschädigter Bäume wieder die beste Kronenvitalität (2015: rd. 60 %). Die Platane folgt mit einem Anteil von 30 % nicht geschädigter Bäume (2015: rd. 50 %). Die Rosskastanie weist rd. 11 % nicht geschädigte Stichprobenbäume auf (2015: 47 %) und der Ahorn rd. 29 % (2015: rd. 38 %). Damit gibt es insbesondere bei der Rosskastanie im Vergleich zu 2015 einen sehr deutlichen Trend zur Verschlechterung. Die jeweiligen Ursachen der Straßenbaumschäden sind durch das Luftbild nicht zu ermitteln. Ferner wirken verschiedene Schadfaktoren zusammen, so dass eine eindeutige Ursache ohne eine vorherige genaue Analyse nicht festgestellt werden kann. Die Verschlechterung des Kronenzustandes der innerstädtischen Berliner Straßenbäume zeigt aber, dass zumindest die Summe der schädigenden Einflüsse zugenommen hat. Diese dürften eine Mischung sein aus den Hauptfaktoren Stadtklima mit erhöhter Hitze, Trockenheit und Strahlung, verstärkt durch die Auswirkungen des Klimawandels, mechanische Schäden durch Bauarbeiten im Wurzelbereich und durch allgemeine Bautätigkeiten, Schädigungen durch Tausalz Beeinträchtigungen durch Bodenversiegelung und -verdichtung, Schäden durch Verkehrsunfälle und Verätzungen durch Hunde-Urin. Die Wetterextreme der letzten Jahre haben insbesondere durch die trocken-heiße Witterung mit zunehmender Strahlung die Bäume sehr gestresst und die sonstigen negativen Einflüsse verstärkt. Auch das Tausalz ist ein bedeutender Schadfaktor für die Straßenbäume der Berliner Innenstadt. Zwar wird nur bei bestimmten Wetterlagen Feuchtsalz auf bestimmten Straßen ausgebracht, doch dieses lagert sich im Boden an. Auch von privater Seite wird auf Gehwegen Tausalz gestreut, obwohl dieses verboten ist. Als Folge werden in den letzten Jahren – und besonders in den Sommern seit 2010 – wieder vermehrt tausalzbedingte Blattschadens-Symptome beobachtet, auch an jüngeren Straßenbäumen. Das Tausalz entfaltet seine negative Wirkung auf die Straßenbäume insbesondere bei hohem Wassermangel im Sommer, was wiederum durch die Auswirkungen des Klimawandels verstärkt wird.

Förderung von Ernährungssicherheit und nachhaltiger Landwirtschaft in Armenien durch Nutzung tracerbasierte Umwelttechnologien zum nachhaltigen Management von Wasserressourcen

NSG Großes Fenn

Ein Kesselmoor zeugt am Großen Fenn von einem einst hier gelegenen See. Das heutige Torfmoos-Wollgras- Übergangsmoor leidet jedoch aus bislang ungeklärter Ursache unter Wassermangel. Typische Zwischenmoorarten wie die Moosbeere sind daher mittlerweile selten, Moorarten wie Rundblättriger und Mittlerer Sonnentau sogar verschwunden. Bedeutend sind dafür die Vorkommen einiger seltener wirbelloser Tierarten, wie etwa das der Baldachinspinne Agyneta conigera, die in Berlin nur hier anzutreffen ist. Austrocknung und damit einhergehender Kiefernbewuchs bewirken im Großen Fenn eine zunehmende Mineralisierung des Bodens, der Torf verliert seine wasserhaltende Wirkung. Als Pflegemaßnahme werden die aufgewachsenen Gehölze entfernt. Das Große Fenn kann man bei einer Wanderung durch den östlichen Düppeler Forst besuchen. An der Kohlhasenbrücker Straße befindet sich südlich der Alsenbrücke ein kleiner Waldparkplatz. Hier hält auch ein Bus. In wenigen Minuten gelangt man von dort zum NSG. Vom zentralen Moorbereich ist allerdings nicht viel zu sehen, die Freifläche ist von Kiefernforst umgeben, lediglich vom nordöstlich am Schutzgebiet vorbeiführenden Weg ist ein Einblick möglich. Betreten darf man das mit einem flachen Koppelzaun umfriedete NSG nicht. Am Fenn vorbei lohnt sich eine Wanderung nach Kohlhasenbrück. Ausflugstipps – Auf Försters Wegen

Dezentrales IoT-System zur Steuerung von Aktorik durch Sensorik im Agrarsektor

Zielsetzung: Das Vorhaben hat das Ziel, ein innovatives, dezentrales IoT-System zu entwickeln, das die Bewässerung und Agrarprozesse im Weinbau sowie in anderen landwirtschaftlichen Betrieben revolutionieren soll. Mithilfe hochmoderner Sensorik und Künstlicher Intelligenz (KI) soll der Trockenstress von Pflanzen in Echtzeit überwacht werden , um datenbasierte, intelligente Bewässerungsentscheidungen zu treffen. Dadurch soll der Wasserverbrauch signifikant reduziert werden - Schätzungen zufolge um bis zu 30 %, was Millionen von Litern Wasser jährlich entspricht. Dies trägt nicht nur zur Schonung wertvoller Süßwasserressourcen bei, sondern schützt auch die Grundwasserqualität und unterstützt die nachhaltige Nutzung von Ressourcen. Der Anlass für das Projekt liegt in den zunehmenden Herausforderungen, vor denen die Landwirtschaft angesichts des Klimawandels steht. Längere Trockenperioden, steigende Temperaturen und die globale Wasserknappheit setzen traditionelle Bewässerungsmethoden unter Druck, die oft ineffizient und verschwenderisch sind. Laut dem Weltwasserbericht der Vereinten Nationen von 2021 werden etwa 69 % des weltweit verfügbaren Süßwassers in der Landwirtschaft genutzt, wobei ineffiziente Praktiken wie Großflächenberegnung erhebliche Verluste verursachen. Besonders in Weinbauregionen führt die übermäßige Nutzung von Wasser zu ökologischen und wirtschaftlichen Problemen. Das Vorhaben möchte diese Problematik adressieren, indem es innovative Technologien einsetzt, die den Wasserverbrauch optimieren und die landwirtschaftliche Produktivität erhöhen. Darüber hinaus verfolgt das Projekt einen umfassenden Ansatz: Neben der Entwicklung und Erprobung von Sensorik und Hardware wird eine KI-basierte Bewässerungssteuerung entwickelt , die in realen landwirtschaftlichen Betrieben getestet wird. Das IoT-System ermöglicht eine präzise und ressourcenschonende Bewässerung in der Landwirtschaft. Dazu werden Sensoren zur Messung von Bodenfeuchtigkeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Pflanzenzustand in einer Pilotanlage installiert. Die erfassten Daten werden über eine drahtlose Infrastruktur in eine Cloud übertragen, wo sie verarbeitet und analysiert werden. Eine KI wertet die Daten aus, erkennt Zusammenhänge zwischen den Messwerten und dem Trockenstress der Pflanzen und steuert die Bewässerung automatisch.

Optimierung urbaner Baumstandorte

Stadtbäume tragen wesentlich zur Lebensqualität in urbanen Räumen bei, sind jedoch häufig ungünstigen Bedingungen wie Bodenverdichtung und Wassermangel ausgesetzt. Ihre Lebenserwartung und Vitalität sind daher in der Stadt deutlich reduziert. Ein entscheidender Faktor für ihre Vitalität ist die Bodenbeschaffenheit. Das Forschungsprojekt „OptUrBaum“ verfolgt das Ziel, die Bodenbedingungen für Stadtbäume nachhaltig zu verbessern, um deren Vitalität und Lebensdauer zu erhöhen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Weiterentwicklung der Bodensanierung mit Druckluftlanzen sowie die Optimierung von Baumsubstraten mit Pflanzenkohle, insbesondere im Hinblick auf Wasserspeicherung und Kapillarwirkung. Aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes SanUrBaum werden Untersuchungen zur Druckluftlanzensanierung mit neuen Varianten durchgeführt. Darüber hinaus ist die Entwicklung einer digitalen Plattform geplant, die den Erfahrungsaustausch zwischen den Anwendern zum Einsatz der Druckluftlanze ermöglicht und langfristige Auswirkungen dokumentiert. Zur Optimierung von Baumsubstraten werden Labor- und Feldstudien hinsichtlich der Wasserspeicherfähigkeit und dem kapillaren Aufstieg durchgeführt. Ziel ist es, durch die Entwicklung standardisierter Verfahren bei der Druckluftlanzensanierung und die gezielte Anpassung der Substratmischungen die Widerstandsfähigkeit von Stadtbäumen gegenüber den Herausforderungen des urbaner Lebensräume zu erhöhen. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung und Förderung grüner, lebenswerter Städte.

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