Veranlassung Die exemplarischen Potentialstudien setzen auf den Ergebnissen der Vorgängerstudie „Untersuchung wasserwirtschaftlicher Optionen zur Sicherstellung zuverlässig kalkulierbarer Transportbedingungen am Rhein bei Niedrigwasser“ auf, die im Herbst 2022 mit dem Bericht BfG-2100 zum Abschluss gebracht wurde. Diese abstrakten Untersuchungen zeigten, dass die angenommenen bewirtschaftbaren Wasservolumina von Talsperren, Speicherseen und Flussstauhaltungen im internationalen Rheineinzugsgebiet mit bis zu 30 % deren Gesamtvolumina in ähnlicher Größenordnung liegen, wie die Wasservolumina, die zur Verbesserung der Schifffahrtsverhältnisse in extremen Niedrigwassersituationen wie 2018 erforderlich gewesen wären. Zentrale Erkenntnisse aus den wasserwirtschaftlichen und wasserbaulichen Untersuchungen sind (Bundesanstalten für Gewässerkunde und Wasserbau (2022)): - Sowohl mit wasserbaulichen als auch mit wasserwirtschaftlichen Optionen hätten unter den hydrologischen Rahmenbedingungen des Niedrigwasserjahres 2018 Verbesserungen in der Befahrbarkeit des Rheins von Iffezheim bis Emmerich erreicht werden können. - Die wasserwirtschaftlichen Optionen würden sich bei ausreichender Wasserverfügbarkeit episodisch auswirken und könnten ereignisbezogen gesteuert werden. Dagegen wären die wasserbaulichen Optionen dauerhaft wirksam und würden einen Nutzen für die Schifffahrt auch über extreme Niedrigwasserbedingungen hinaus erzeugen. - Eine durchgehende Aufhöhung auf den derzeit gültigen gleichwertigen Abfluss wäre mit den untersuchten wasserwirtschaftlichen Optionen im Jahr 2018 nicht möglich gewesen. Allerdings zeigt sich, dass mit einem gezielten Einsatz von etwas mehr als 5 % des Volumens der betrachteten wasserwirtschaftlichen Optionen im Niedrigwasserjahr 2018 zeitlich unterbrechungsfrei ein Abfluss hätte gehalten werden können, bei dem die an den jeweiligen Flussabschnitten gängigen Schiffstypen zumindest grundsätzlich hätten verkehren können. - Die berücksichtigten wasserwirtschaftlichen Optionen befinden sich überwiegend in den Einzugsgebieten der Rheinzuflüsse. Sie wirken systemweit innerhalb des Unterstroms gelegenen Teils des Einzugsgebietes des Rheins und dienen überwiegend anderen Nutzungsinteressen (Energieerzeugung, Hochwasserschutz, Trinkwasserbereitstellung, Freizeit und Erholung) als der Niedrigwasseraufhöhung. Die Zuständigkeit für die wasserwirtschaftlichen Optionen liegt i. d. R. nicht auf Bundesseite. - Die untersuchten wasserbaulichen Optionen, die ausschließlich im Flusslauf des Rheins umgesetzt würden, wirken primär lokal und wären mit Nutzungsinteressen vor Ort in Einklang zu bringen. Diese Ergebnisse basieren auf einer überschlägigen Abschätzung, die sich aus dem auftragsgemäß abstrakten Untersuchungsniveau der Vorgängerstudie begründet. Außer Acht gelassen wurden dort technische Details (wie Steuerung von wasserwirtschaftlichen Anlagen, Vorhersage, Wasserverfügbarkeit) und eine differenzierte Betrachtung der tatsächlichen operationellen Nutzbarkeit der einzelnen (bewirtschaftbaren) Volumina für eine Niedrigwasseraufhöhung inklusive der Akzeptanz einer stärker am Bedarf der Schifffahrt orientierten Wasserbewirtschaftung. Dies werden die hiermit beauftragten vertiefenden Untersuchungen nun einbeziehen, so dass das Ergebnis entsprechend detaillierter sein wird. Ziele Übergeordnete Ziele: - Untersuchung des Potenzials bestehender Wasserspeicher, zeitweise gezielt begrenzt Wasser abzugeben, um Transportmöglichkeiten für die Schifffahrt während extremer Niedrigwasserperioden zur Versorgung der Industrie und der Bevölkerung zu verbessern. - Modellbasierte Untersuchungen dieses Potenzials unter Einbeziehung der Wasserverfügbarkeit in verschieden intensiven Niedrigwassersituationen, der Steuerbarkeit der Anlagen und verschiedener Nutzungsansprüche. (Text gekürzt)
Ziel ist es ein Netzwerk meteorologischer Stationen in der Atacama zu etablieren. Diese Arbeit wird aktiv von unseren Partnern in Chile unterstützt. Gegenwärtig gibt es nur vereinzelt meteorologische Stationen am Küstenstreifen und fast keine im Kern der Atacama Wüste. Ein weiteres Ziel ist die bodengestützten Observationen mit Fernerkundungsdaten zu vereinen. Beide Datensätze werden als Test für die Zuverlässigkeit von Klimamodellen dienen, die das heutige Klima beschreiben. Auf Basis dieser Tests werden Klimamodelle für das Klima in der Vergangenheit entwickelt. Letztere würden mit Klimaproxydaten anderer Teilprojekte verifiziert werden.
Bodenversalzung, also eine übermäßige Anhäufung von löslichen Salzen im Boden, hat schädliche Auswirkungen auf Pflanzen, Tiere & die menschliche Gesundheit. Sie ist eine der Hauptbedrohungen für Bodenfruchtbarkeit & -stabilität und die biologische Vielfalt des Bodens und führt zu unerwünschten Veränderungen der physikalischen, chemischen & biologischen Bodenfunktionen. Abgesehen vom Boden, hat sie erhebliche Effekte auf andere Prozesse z.B. die Haltbarkeit von Baumaterialien, die Lebensdauer von Straßenbelägen und die CO2-Sequestrierung. Die Salzwasserverdunstung wird von den Transporteigenschaften des porösen Mediums, den äußeren Bedingungen (z. B. Wind, Umgebungstemperatur & relative Luftfeuchtigkeit), den Eigenschaften der verdunstenden Lösung und der Salzkristallisation beeinflusst. Während der Wasserverdunstung wird die gelöste Substanz durch kapillarinduzierte Flüssigkeitsströmung von der feuchten Zone am Boden zur Verdunstungsoberfläche transportiert. Dabei tendiert die Diffusion dazu, den gelösten Stoff homogen über die gesamte Domäne zu verteilen. Die Konkurrenz zwischen Aufwärtsadvektion und Diffusionstransport bestimmt die Verteilung der gelösten Stoffe im gesamten Boden. Wenn die Advektion die Diffusion dominiert, wird der gelöste Stoff meist in Oberflächennähe abgelagert, was zu einem allmählichen Konzentrationsanstieg führt. Bei klarer Überschreitung der Löslichkeitsgrenze, kommt es zur Ausfällung von Kristallen an der Bodenoberfläche. Die Oberflächenkristalle bilden komplexe Strukturen, die die für die Verdunstung verfügbare Fläche erheblich vergrößern können. Wie genau das Vorhandensein des sich verdunstungsbedingt bildenden porösen kristallisierten Salzes an der Oberfläche die Verdunstungswasserverluste aus dem Boden unter verschiedenen Bedingungen beeinflusst, ist nur unzureichend verstanden. Genaue Informationen über die komplexe Kopplung zwischen Strömungs- & Transportprozessen in porösen Medien und dem sich entwickelnden kristallisierten Salz an der Oberfläche sind für eine genaue Prognose der Wasserverdunstung aus dem Boden erforderlich, da unsere Beschreibung dieses Prozesses sonst auf die Anpassung von Parametern reagieren würde. Ohne dieses Wissen kann man die Wasserverfügbarkeit und die Verdunstung von der Bodenoberfläche deutlich unter- oder überschätzen, was verschiedene hydrologische Prozesse beeinflusst. Wir planen eine umfassende multiskalige, numerische & experimentelle Untersuchung, um die Auswirkungen des verdunstungsgetriebenen kristallisierten Salzes an der Oberfläche auf die verdunstenden Wasserverluste aus porösen Medien zu quantifizieren und werden die modernsten numerischen & experimentellen Werkzeuge wie Molekulardynamiksimulationen, Porennetzwerk- & Kontinuumsskalenmodellierung, Synchrotron-Röntgenmikrotomographie und maßgeschneiderte Laborexperimente einsetzen. Dies ermöglichet uns, die Salzwasserverdunstung genau zu beschreiben und die Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosphäre zu quantifizieren.
BACKGROUND: The Kingdom of Jordan belongs to the ten water scarcest countries in the world, and climate change is likely to increase the frequency of future droughts. Jordan is considered among the 10 most water impoverished countries in the world, with per capita water availability estimated at 170 m per annum, compared to an average of 1,000 m per annum in other countries. Jordan Government has taken the strategic decision to develop a conveyor system including a 325 km pipe to pump 100 million cubic meters per year of potable water from Disi-Mudawwara close to the Saudi Border in the south, to the Greater Amman area in the north. The construction of the water pipeline has started end of 2009 and shall be finished in 2013. Later on, the pipeline could serve as a major part of a national water carrier in order to convey desalinated water from the Red Sea to the economically most important central region of the country. The conveyor project will not only significantly increase water supplies to the capital, but also provide for the re-allocation of current supplies to other governorates, and for the conservation of aquifers. In the context of the Disi project that is co-funded by EIB two Environmental and Social Management Plans have been prepared: one for the private project partners and one for the Jordan Government. The latter includes the Governments obligation to re-balance water allocations to irrigation and to gradually restore the protected wetlands of Azraq (Ramsar site) east of Amman that has been depleted due to over-abstraction by re-directing discharge of highland aquifers after the Disi pipeline becomes operational. The Water Strategy recognizes that groundwater extraction for irrigation is beyond acceptable limits. Since the source is finite and priority should be given to human consumption it proposes to tackle the demand for irrigation through tariff adjustments, improved irrigation technology and disincentive to water intensive crops. The Disi aquifer is currently used for irrigation by farms producing all kinds of fruits and vegetables on a large scale and exporting most of their products to the Saudi and European markets and it is almost a third of Jordan's total consumption. The licenses for that commercial irrigation were finished by 2011/12. Whilst the licenses will be not renewed the difficulty will be the enforcement and satellite based information become an important supporting tool for monitoring. OUTLOOK: The ESA funded project Water management had the objective to support the South-North conveyor project and the activities of EIB together with the MWI in Jordan to ensure the supply of water for the increasing demand. EO Information provides a baseline for land cover and elevation and support the monitoring of further stages. usw.
Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.
Zielsetzung: Die letzten Jahre haben gezeigt, dass wir lernen müssen, Wasser nachhaltiger zu managen und mehr Wasser in der Landschaft zu halten. Vermehrt treten Extremwetterereignisse auf, etwa lange Trockenperioden einerseits sowie Starkniederschläge und Überschwemmungen andererseits. Das sich ändernde Klima führt uns vor Augen, dass Wasser in der Landschaft ein Schlüsselfaktor für die landwirtschaftliche Produktion und den Erhalt von Ökosystemen ist. Herkömmliche Methoden der landwirtschaftlichen Bewässerung kommen allein wegen der Wasserverfügbarkeit an ihre Grenzen. Daher müssen neben technischen (z. B. Zwischenspeicher) auch natürliche Maßnahmen zum Wasserrückhalt umgesetzt werden. Die traditionellen Techniken der Wiesenbewässerungen sind hervorragend dafür geeignet. Durch verzweigte, dem Gelände angepasste Grabensysteme wird Wasser aus einem Fluss über Bewässerungsgräben in die Wiesenfläche geleitet. Unterschiedliche Bewässerungssysteme fluten oder überrieseln die Wiesen durch gezieltes Stauen des Wassers. Ein Teil des Wassers wird anschließend wieder in den Fluss zurückgeleitet. Die Vorteile des Wiesenbewässerung sind mannigfaltig: Sie steigert den Ertrag, trägt zur Bodenbildung bei, bindet Kohlenstoff effektiver als trockene Böden, bietet Lebensraum für feuchteliebende Tier- und Pflanzenarten, puffert Hochwasser- und Starkregenereignisse ab, fördert die Grundwasserneubildung und stellt kühlende Frischluftschneisen für angrenzende Wohngebiete dar. Übergeordnetes Projektziel ist es, die Techniken der fast in Vergessenheit geratenen Bewirtschaftungsform der traditionellen Wiesenbewässerung zu nutzen, um mehr Wasser länger in der Landschaft zu halten. Die Vernetzung des vorhandenen Wissens zu traditioneller Bewässerung und weiteren Methoden des natürlichen Wasserrückhalts sollen neue Anstöße und Lösungsansätze für aktuelle Herausforderungen in unseren Landschaften geben. Darüber hinaus werden bestehende und neue Initiativen zu Fördermöglichkeiten und Projektentwicklung beraten und mit relevanten Kontaktpersonen und Institutionen vernetzt, um neue Projekte zur Verbesserung des natürlichen Wasserrückhalts zu initiieren.
Die Sommertrockenheit in den Jahren 2003, 2013, 2015, 2018 und 2019 verdeutlichen, dass die Häufung und Intensität katastrophaler Trockenheitsereignisse durch den Klimawandel wahrscheinlich deutlich ansteigen werden. Zur deutschlandweiten Echtzeitbewertung der Wasserverfügbarkeit und von Dürrerisiken in Waldflächen soll im Rahmen des Projektes TroWaK ein hochaufgelöstes Wasserhaushaltsmodell entwickelt werden. Die Ergebnisse des Wasserhaushaltsmodells bilden die Grundlage für neue Methoden zur Abschätzung des Risikos für abiotische und biotische Folgeschäden in trockenheitsbeeinflussten Wäldern. Das JKI wird eng mit der NW-FVA zusammenarbeiten, um die wichtigsten Schaderreger und Krankheiten zu identifizieren, auf die sich das Projekt konzentrieren soll. Mit den Daten des baumartenspezifisch angepassten Wasserhaushaltsmodells LWF-Brook90 und dem für Waldbestände angepassten Kronendach-Klimamodell BEKLIMA stehen im Rahmen des Projektes realistische klimatische, topographische und standörtliche Bedingungen zur Verfügung, um die Faktoren zu untersuchen, die für das Auftreten von Schädlingen und Krankheiten eine zentrale Rolle spielen. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Untersuchung und Identifizierung der ursächlichen Parameter des Buchensterbens. Anhand der Datenanalyse und der entwickelten vorläufigen Modelle können kurzfristige Risiken für Schädlings- und Krankheitsbefall in Waldbeständen prognostiziert werden. Damit werden die Weichen für die weitere Entwicklung anwendungsorientierter Modelle und Instrumente gestellt, um die Auswirkungen trockenheitsbedingter biotischer Gefahren in Wäldern zu verhindern und/oder zu mildern.
Die Sommertrockenheit in den Jahren 2003, 2013, 2015, 2018 und 2019 verdeutlichen, dass die Häufung und Intensität katastrophaler Trockenheitsereignisse durch den Klimawandel wahrscheinlich deutlich ansteigen werden. Zur deutschlandweiten Echtzeitbewertung der Wasserverfügbarkeit und von Dürrerisiken in Waldflächen soll im Rahmen des Projektes TroWaK ein hochaufgelöstes Wasserhaushaltsmodell entwickelt werden. Die Ergebnisse des Wasserhaushaltsmodells bilden die Grundlage für neue Methoden zur Abschätzung des Risikos für abiotische und biotische Folgeschäden in trockenheitsbeeinflussten Wäldern. Der DWD arbeitet gemeinsam mit der NW-FVA und dem Thünen-Institut für Waldökosysteme an der Weiterentwicklung und Parametrisierung des Modells LWF-Brook90 (Wasserhaushaltsmodell) für verschiedene Baumarten. Die Ergebnisse des bereits laufenden WKF-Projektes 'WBI_Praxis' zur Waldverdunstung und zur Streufeuchte sollen bei der Weiterentwicklung mit einbezogen werden. Das bestehende Bestandesklimamodell BEKLIMA wird für Waldbestände angepasst und soll zusätzliche Parameter berechnen, die für die Modelle der Projektpartner (verbessertes LWF-Brook90, Schädlinge, Krankheiten) benötigt werden. Die Daten der Level II-Stationen dienen zur Parametrisierung und zur späteren Validierung der Modelle. Als Ergebnis sollen zukünftig routinemäßig Karten zur aktuellen Bodenfeuchtesituation und zum aktuellem Schadensrisiko von Waldbeständen online bereitgestellt werden. Deutschlandweit kann so eine einheitliche Bewertung der Risiken für Waldbestände in Abhängigkeit von Klima, Baumartenzusammensetzung und Boden erfolgen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 471 |
| Global | 1 |
| Land | 93 |
| Wissenschaft | 2 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Ereignis | 6 |
| Förderprogramm | 402 |
| Text | 50 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 73 |
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|---|---|
| geschlossen | 61 |
| offen | 472 |
| unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 454 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 535 |
| Lebewesen und Lebensräume | 458 |
| Luft | 423 |
| Mensch und Umwelt | 535 |
| Wasser | 535 |
| Weitere | 529 |