Vorhabenziel: Das Forschungsprojekt bearbeitet zwei Schwerpunkte: Die energetische Querschnittsanalyse von deutschen Theaterspielstätten und das Intensivmonitoring des denkmalgeschützten, aktuell in Sanierung befindlichen Opern- und Schauspielhauses Köln nach seiner Wiedereröffnung 2015. Ziel ist die Analyse von 10- 15 charakteristischen Gebäuden für ein Benchmarking der durch ihre Frequentierung stark öffentlich wahrgenommenen Theaterspielstätten. Detaillierte vergleichende Angaben zu Energiekennwerten, Wirtschaftlichkeit, Lebenszykluskosten und Nutzerzufriedenheit wurden für den Gebäudetypus bislang nicht erhoben, diese erfasst das Forschungsprojekt u.a. mit dem Schwerpunkt Komfortuntersuchung im Monitoring. Arbeitsplanung: Für die energetischen Querschnittsanalysen werden Berechnungen mit den Bilanzierungswerkzeugen TEK-Tool und EnerCalc, sowie Kurzzeitmessungen und Nutzerbefragungen durchgeführt. Für das Intensivmonitoring des Opern- und Schauspielhauses wird ein Messkonzept erarbeitet, welches in Phase 2 mit Messungen, Nutzerbefragung, Auswertungen und Optimierungen umgesetzt wird. Ein mögliches Überführen in ein Langzeitmonitoring wird vorbereitet. Geplante Ergebnisverwertung: Das im Forschungsprojekt erarbeitete Energie-Benchmarking für den Gebäudetypus Theaterspielstätten ermöglicht den Häusern eine Positionierung im Bereich Energie und die Identifizierung von Hochverbrauchern. Die erarbeiteten Kennwerte des Gebäudetypus Theaterspielstätten sollen über den Normenausschuss die Nutzungsrandbedingungen für Theater- und Veranstaltungsbauten der DIN 18599 weiter optimieren helfen. Die erfassten Daten erweitern die EnOB-Datenbank um Theaterspielstätten. In die Forschungsarbeiten werden Studierende einbezogen, ein fachübergreifendes Studienmodul 'Optimierung von Sanierungskonzepten mittels Monitoring' wird entwickelt. Die Bilanzierungswerkzeuge TEK und EnerCalc werden über die Lehre weiter verbreitet und die den Entwicklern gespiegelten Erfahrungen mit TEK helfen die Werkzeuge weiter zu optimieren.
Momententensoren werden üblicher Weise benutzt, um die Stärke und die Geometrie seismischer Quellen zu beschreiben. Derzeitig verwendete Algorithmen zur Besitmmung von Momententensoren basieren auf der Annahme, dass das Medium, in welchem sich die Quelle befindet, isotrop ist. Jedoch zeigen lokale Phasen von Erdbeben, die sich im Vogtland/West Böhmen ereignet haben, signifikantes Scherwellensplitting und indizieren somit Anisotropie in der Herdregion. Unter Verwendung von Ergebnissen der Modellierung mit kompletten synthetischen Wellenformen in anisotropischen Medien werden die Konsequenzen für die Bestimmung kinematischer und dynamischer Herdparameter (wie Bruchfläche und Spannungsumlagerung) untersucht werden. Weiterhin werden wir einen Algorithmus zur anisotropen Momententensorinversion unter Verwendung kompletter Wellenformen und anisotroper Greenscher Funktionen in 1-D geschichteten Medien entwickeln. Ergebnisse der Inversionen werden mit denen verglichen, die auf isotropen Green's Funktionen und / oder Hochfrequenzaprroximationen beruhen. Der Inversionsalgorithmus wird auf die Daten des Erdbebenschwarms, welcher 2000 in der Region Vogtland/West Böhmen stattfand, angewendet werden. Das Vogtland/West Böhmen befindet sich an der deutsch-tschechischen Grenze in Mitteleuropa.
Das übergeordnete Ziel der Arbeit sind Untersuchungen zur Vorhersagbarkeit extremer Hochwässer in Abhängigkeit von Eigenschaften der Einzugsgebiete und des Klimas unter Berücksichtigung unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Maßstäbe. Vorhersage von Hochwasser ist hier definiert als Schätzung von Hochwasserwahrscheinlichkeitsverteilungen für unbeobachtete Orte und/ oder zukünftige Zeitperioden. Die Vorhersagbarkeit bezieht sich auf die Quantifizierung und Attributierung der Unsicherheit der Vorhersage. Mit 'Extrem' werden Hochwasser bezeichnet, die besonders groß (hinsichtlich des Scheitels) und anderer Charakteristiken (Volumen, Form, räumliche Ausdehnung, etc.) sind. Zuerst erfolgt eine Daten-basierte Analyse, die die Hochwasser zu ihren treibenden Kräften wie Wetter, Klima und Einzugsgebietseigenschaften in Beziehung setzt. Methodisch werden hier lokale und regionale Hochwasserstatistik angewandt und verglichen. Ziel dieses ersten Teils ist die Quantifizierung der Vorhersagbarkeit allein auf Basis der Daten. Im zweiten Schritt wird ein multivariater Wettergenerator entwickelt, der an großskaligen meteorologischen Variablen bedingt werden kann. Damit steht ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem Niederschlag und andere meteorologische Oberflächenvariablen für unbeobachtete Gebiete und Zeitperioden generiert werden können. Im dritten Schritt werden mit dem Wettergenerator zunächst eine Vielzahl hochwasserrelevanter Niederschlags- und Klimaszenarien erzeugt. Diese werden dann im Rahmen von Monte-Carlo-Simulationen zusammen mit einem hydrologischen Modell für lokale und regionale abgeleitete Hochwasserstatistik eingesetzt. Ziel ist die Quantifizierung der Vorhersagbarkeit der Hochwasser durch hydrologische Modellierung. Dabei wird eine Fehlerzuweisung in Abhängigkeit von Niederschlag, Klima und Einzugsgebietseigenschaften durchgeführt.
Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.
The importance of data and their re-use in synthesis and long-term studies is very well acknowledged in the Biodiversity Exploratories. A data policy was already adopted at the start of the project and a central database was implemented at the beginning of the first phase. The early provision of the database and a consistent observance and incorporation of user needs and requirements have resulted in high acceptance. The central data management provides an environment for data interchange and simple data re-use, stimulating and facilitating synthesis. The central database also provides the IT- infrastructure for efficient field resource management needed by the local management teams and the Biodiversity Exploratory Office, as well as a tool to provide information about species occurrence to landowners and a tool to compute the Land Use Intensity Index, LUI, for grasslands, a parameter that is used by many groups. The database secures the interpretability of data and provides the means for data quality control. It functions both as a work-in-progress storage and as a temporary archive. This proposal shall secure the continuation of this strong and, for the overall success of the Exploratories, essential work. In addition to continued provisioning of the infrastructure and user support (in particular with respect to synthesis) the work in the new funding period will focus on the following topcis: development of further research supporting tools, development of features for scientific communication, ensuring FAIRness of data and the repository itself.
Magnetic resonance tomography (MRT) on microcosm soil cores (200 mm Ø) used for CeMiX, comprising naturally stacked subsoil down to 700 mm plus topsoil from CeFiT, will be implemented at a laterally partially open Split 1.5 T magnet, with intended final in-plane spatial resolution of 200 Micro m. Three-dimensional biopore distributions and dynamics of their formation within the cores will be determined non-invasively and compared to complementing CT analyses of SP 2. One major aim is a non-invasive differentiation of the biopores into earthworm- and root system-originating ones and currently air-, water-, root- and earthwormfilled ones, based on NMR relaxation parameters. Attempts will additionally be made to classify different wall coatings of the biopores with regard to their water affinity. Dynamics of water distribution within the microcosm core and its biopore structures, starting from initial values taken from CeFiT (SP 3), will be documented with an in-plane resolution of 5 mm, in parallel to measurements of root growth dynamics for calculation of biomass and root surface area. Special emphasis will be put on the role of the plant root system for a re-distribution of water/D2O (and solutes) between different soil layers. Finally we will attempt MRT-controlled sample collection from the microcosm cores, to get - together with our research unit partners of SPs 4-8 - repeated access to minimally invasively acquired data on nutrient and microorganism distributions in concert with non-invasively collected water and root distribution data as a basis for dynamic modelling of water and solute circuits in SP 10. Beside the microcosm cores, flat rhizotrons as used in SP 3 will be employed to enable measurements of root and shoot hydrostatic pressure profiles with pressure probes, in addition to MRT measurements. In this way water distributions and corresponding driving forces and growth dynamics will be measured altogether in a minimally invasive manner.
Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die landwirtschaftliche Praxis wird täglich mit Begriffen der Effizienzsteigerung, Umweltwirkung und Tiergesundheit konfrontiert. Der Konsument verlangt einen effizienten Einsatz der Nährstoffe, um die Umweltwirkungen so gering wie möglich zu halten und dabei die Tiergesundheit nicht außer Acht zu lassen. Die Kotbeurteilung kann helfen, Rationsfehler zu vermeiden und so Umweltwirkungen sowie Gesundheitsrisiken vorzubeugen. Zielsetzung: Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Etablierung eines kostengünstigen, praxisorientierten Tools für die Überprüfung der Rationsgestaltung an milchviehhaltenden Betrieben. Eine effiziente Fütterung der Wiederkäuer ist entscheidend für den Betriebserfolg. Nicht verdaute Futterbestandteile im Kot führen zu Verlusten in der Futtereffizienz und im Weiteren zu wirtschaftlichen Einbußen. Um diese Verluste möglichst gering zu halten, ist eine perfekt abgestimmte Rationszusammensetzung auf den individuellen Bedarf der Tiere nötig. Eine Kontrolle des Kotes kann dabei helfen, Unzulänglichkeiten in der Ration aufzudecken. Dabei soll besonders auf Konsistenz, Farbe und Faseranteil im Kot eingegangen werden. Dafür werden Kotproben sowohl von Tieren des Milcheffizienzversuches der HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Gruber 2013) wie auch Kotproben von Praxisbetrieben gesammelt und auf deren Konsistenz, Farbe und Faseranteil untersucht. Die Beurteilung der Kotkonsistenz erfolgt, aufbauend auf den Versuchsergebnissen von Skidmore (1990), mit einer eigens entworfenen Kotburteilungsscheibe. Mit Hilfe eines standardisiertem RAL-Farbfechers (RAL gGmbH 2017) soll die Kotfarbe erhoben werden. Der Faseranteil, aufgeteilt in feine, mittlere und grobe Rückstande, soll mittels eines dreiteiligen Siebs beurteilt werden (Nasco Digesion Analyser). Aus dieser Versuchsanstellung sollen Empfehlungen bzw. Interpretationsmöglichkeiten einer Kotbeurteilung zur Rationskontrolle abgeleitet werden.
Mit diesem Projekt wird die in der Aufstellung sog. Maßnahmenprogramme (Art. 11 WRRL) und Bewirtschaftungspläne (Art. 13 WRRL) liegende dritte Umsetzungsphase der EG-Wasserrahmenrichtlinie aus juristischer und planerischer Sicht beleuchtet und in das System des deutschen Planungsrechts eingeordnet. Mit der Verpflichtung zur Aufstellung entsprechender Pläne schreibt die WRRL den Mitgliedstaaten den Weg zur Verwirklichung der Umweltqualitätsziele des Art. 4 WRRL vor, die einen guten Zustand der Oberflächengewässer und des Grundwassers in den Gewässern der EU fordern. Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Steuerungspotenziale des neuen Planungsinstrumentariums der WRRL auszuloten und im Gesamtsystem des Raum- und Fachplanungsrechts zu verorten. Dabei soll es im Besonderen darum gehen, die Handlungsmöglichkeiten in der Fläche, d. h. im gesamten Flusseinzugsgebiet aufzuzeigen und zu den bestehenden Planungsinstrumenten in Beziehung zu setzen, um ein räumlich abgestimmtes Vorgehen im gesamten Flusseinzugsgebiet zu erreichen. Hierzu gehört die Betrachtung der Planungsinstrumente der einzelnen Fachsektoren, der räumlichen Planung und der Umweltfolgeprüfungen. Da es sich im Verhältnis der Maßnahmen- und Bewirtschaftungspläne zu den Fach- und Gesamtplanungen sowie Umweltfolgeprüfungen um Instrumente mit überlappenden Steuerungsaufgaben und -potenzialen handelt, ist die Herausarbeitung von Überschneidungsbereichen sowie von Zielkonflikten von entscheidender Bedeutung. Hierbei gilt es einerseits, Synergieeffekte bei der Formulierung und Umsetzung der Pläne zu erkennen. Andererseits sind aber auch Reibungsflächen innerhalb des Umweltplanungssystems zu identifizieren, um Konflikten frühzeitig gegensteuern zu können. Auf diese Weise sollen die Pläne nach Wasserrahmenrichtlinie mit den bereits etablierten Planungs- und Prüfinstrumenten vernetzt und im Wege einer ganzheitlichen Betrachtungsweise in das deutsche Planungssystem eingebunden werden. Zugleich sind aber auch Vorschläge für die Weiterentwicklung des bestehenden Planungsinstrumentariums - etwa im Rahmen der Erarbeitung des UGB - aufzugreifen. Die gewonnenen Erkenntnisse sind sowohl für die rechts-, planungs- und umweltwissenschaftliche Forschung als auch für den Rechtsanwender, der mit der praktischen Umsetzung der WRRL befasst ist (z. B. in Bundes- und Landesbehörden oder Kommunen), von Bedeutung.
Stratosphärisches Sulphataerosol ist von großer Bedeutung für das Klimasystem, weil es solare Strahlung streut und damit die planetare Albedo der Erde erhöht. Es ist außerdem wichtig für die Chemie der Stratosphäre, weil die Aerosolpartikel an der Chloraktivierung - sogar außerhalb der Polarwirbel - sowie bekanntermaßen an der Bildung polarer stratosphärischer Wolken beteiligt sind. Darüber hinaus ist stratosphärisches Aerosol laut dem 5. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change mitverantwortlich für die gegenwärtige Erwärmungspause. Boden-gestützte Lidar-Beobachtungen stellen eine der genauesten Methoden zur Fernerkundung stratosphärischer Aerosole dar. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Forschungsprojekts sollen Lidar-Messungen an 3 unterschiedlichen Orten - die bisher noch nicht zur Untersuchung stratosphärischer Aerosole verwendet wurden - genutzt werden. Die Lidar Systeme werden vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) e.V. an der Universität Rostock in Kühlungsborn betrieben und befinden sich im ALOMAR Observatorium in Andenes (Norwegen), auf der Davis Forschungsstation (Antarktis), sowie in Kühlungsborn. Zwei der Lidar-Messreihen decken gegenwärtig einen Zeitraum von 20 Jahren ab und die Lidar-Messungen in Alomar werden bei mehreren Wellenlängen durchgeführt, was die Ableitung von Teilchengrößen der stratosphärischen Aerosolpartikel erlaubt. Ein Alleinstellungsmerkmal der Lidar-systeme ist ihre Tageslichtfähigkeit, d.h., die Messungen können nicht nur nachts durchgeführt werden, was erstmals die Messung stratosphärischer Aerosole im polaren Sommer erlaubt. Die Lidar-Rohdaten werden in der ersten Phase des Projekts in vertikale Profile des Rückstreukoeffizienten und/oder der Aerosolextinktion konvertiert. Darüber hinaus werden aus den Mehrfarbenmessungen in ALOMAR Aerosolteilchengrößen bestimmt. In der zweiten Projektphase werden die abgeleiteten Aerosolzeitreihen verwendet, um deren zeitliche Variabilität sowie Langzeittrends über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren zu untersuchen und zu quantifizieren. Hierbei spielen saisonale Variationen, Einflüsse der QBO (Quasi-Biennial-Oscillation) und von Vulkanausbrüchen eine entscheidende Rolle. Die abgeleiteten Aerosolteilchengrößen liefern außerdem dringend benötigte Randbedingungen für die Ableitung der stratosphärischen Aerosolextinktion aus Satellitenmessungen des Horizont-gestreuten Sonnenlichts. Diese Messmethode wurde in der Vergangenheit zur Auswertung verschiedener Satellitendatensätze (z.B. OSIRIS/Odin, SCIAMACHY/Envisat, OMPS-LP/Suomi) verwendet und basiert auf a priori Wissen der Größenverteilung stratosphärischer Aerosole. Die zu erwartenden Ergebnisse liefern wichtige neue Kenntnisse über die Variabilität und Langzeittrends stratosphärischer Aerosolparameter (Extinktion, optische Dichte und Teilchengröße) sowie des Strahlungsantriebs des stratosphärischen Aerosols in mittleren und hohen nördlichen Breiten und über dekadische Zeitskalen.
In the Earth, the dynamo action is strongly linked to core freezing. There is a solid inner core, the growth of which provides a buoyancy flux that drives the dynamo. The buoyancy in this case derives from a difference in composition between the solid inner core and the fluid outer core. In planetary bodies smaller than the Earth, however, this core differentiation process may differ - Fe may precipitate at the core-mantle boundary (CMB) rather than in the center and may fall as iron snow and initially remelt with greater depth. A chemical stable sedimentation zone develops that comprises with time the entire core - at that time a solid inner core starts to grow. The dynamics of this system is not well understood and also whether it can generate a magnetic field or not. The Jovian moon Ganymede, which shows a present-day magnetic dipole field, is a candidate for which such a scenario has been suggested. We plan to study this Fe-snow regime with both a numerical and experimental approach. In the numerical study, we use a 2D/3D thermo-chemical convection model that considers crystallization and sinking of iron crystals together with the dynamics of the liquid core phase (for the 3D case the influence of the rotation of the Fe snow process is further studied).The numerical calculations will be complemented by two series of experiments: (1) investigations in metal alloys by means of X-ray radioscopy, and (2) measurements in transparent analogues by optical techniques. The experiments will examine typical features of the iron snow regime. On the one hand they will serve as a tool to validate the numerical approach and on the other hand they will yield important insight into sub-processes of the iron snow regime, which cannot be accessed within the numerical approach due to their complexity.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 3945 |
| Europa | 557 |
| Global | 3 |
| Kommune | 39 |
| Land | 93 |
| Schutzgebiete | 1 |
| Wirtschaft | 14 |
| Wissenschaft | 1504 |
| Zivilgesellschaft | 76 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 3939 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 4 |
| Offen | 3940 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2900 |
| Englisch | 1423 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 2478 |
| Webseite | 1466 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2639 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2866 |
| Luft | 2136 |
| Mensch und Umwelt | 3922 |
| Wasser | 1740 |
| Weitere | 3945 |