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Three-dimensional reconstruction of the dynamic evolution of the Van Allen belts using multiple satellite measurements and a diffusion model

Abstract

ACTRIS-D National Facilities, Phase 1

Das Projekt "ACTRIS-D National Facilities, Phase 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. ACTRIS-D ist der deutsche Beitrag zur pan-europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure) und seit 2019 Teil der Nationalen Roadmap für Forschungsinfrastrukturen. Die Implementierung der nationalen Einrichtungen (National Facilities) und der deutschen Beiträge zu den zentralen europäischen Einrichtungen (Central Facilities) soll über einen Zeitraum von insgesamt acht Jahren erfolgen. Das Verbundvorhaben 'ACTRIS-D National Facilities, Phase 1' sieht den Auf- und Ausbau eines Großteils der nationalen Einrichtungen in den ersten fünf Jahren dieser Implementierungsphase vor, mit dem Ziel die deutschen Beobachtungs- und Forschungsplattformen auf den neuesten Stand der Technik zu bringen, Kapazitäten auszubauen und Lücken zu schließen und somit eine tragfähige, langfristig nutzbare Atmosphärenforschungsinfrastruktur zu schaffen.

Shift in the syncronisation of leaf decay processes in fragmented streams

Das Projekt "Shift in the syncronisation of leaf decay processes in fragmented streams" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Boden, Wasser, Luft, Lehrstuhl für Gewässerschutz, Forschungsstelle Bad Saarow durchgeführt. Climate change will increase summer droughts and cause both, premature leaf fall and temporary fragmentation of streams into a series of pools. This match of low flow situations with litter input is likely to alter litter processing. Based on results from Aquashift period 1, we hypothesise change of the invertebrate shredder community and shift among microbial and invertebrate leaf processing. These will change the dynamics of the energy supply of the benthic food web. In pools of summer-dry streams we will expose litter-bags (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) to assess mass loss, microbial colonisation (fungi, bacteria) and invertebrate shredding of leaves. Stepwise exclusion of larger invertebrates from litter-bags will assess the significance of suggested shift from dominance of large shredder (Gammarus) to small invertebrates (Chironomidae). In microcosm experiments we want to investigate the effect of factor combinations found in fragmented pools on microbial and invertebrate leaf processing. A leaf decay simulation model will be build in joint activity with the University Braunschweig to test significance of environmental factors. Linking the population dynamics model of Gammarus pulex at Univ. Braunschweig, the dynamics of FPOM production from leaves will be predicted under various climate change scenarios.

ACTRIS-D Central Facilities

Das Projekt "ACTRIS-D Central Facilities" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. ACTRIS-D ist der deutsche Beitrag zur pan-europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure) und seit 2019 Teil der Nationalen Roadmap für Forschungsinfrastrukturen. Die Implementierung der nationalen Einrichtungen (National Facilities) und der deutschen Beiträge zu den zentralen europäischen Einrichtungen (Central Facilities) soll über einen Zeitraum von insgesamt acht Jahren erfolgen. Das Verbundvorhaben 'ACTRIS-D Central Facilities' sieht den Auf- und Ausbau der deutschen Topical Centre Units als Teil der Central Facilities mit der Funktion als Kalibrier- und Technologiezentren in ACTRIS vor. Der deutsche Beitrag zu den ACTRIS Central Facilities ist somit essentiell für den späteren Betrieb von ACTRIS. Ziel des Projekts ist es, am Ende der 5 Jahre Projektlaufzeit alle 12 deutschen Topical Centre Units betriebsfähig zu haben, d.h. dass sie die in ACTRIS geforderte Unterstützung beim Betrieb der National Facilities und die Services für andere Nutzer leisten können.

The Lake Naivasha Coring Project

Das Projekt "The Lake Naivasha Coring Project" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. High-quality chronologies of late Pleistocene tropical climate have become increasingly important in discussions concerning tropical forcing of deglaciation, i.e., the transition from a glacial to an interglacial. The key argument of this hypothesis is that tropical climate leads high-latitude ice volumes by several thousand years. A tropical forcing of deglaciation would also help to explain why ice ages occur in both hemispheres simultaneously, although the changes in solar irradiance from orbital variations have opposite effects in the two hemispheres. Lake Naivasha provides a unique opportunity to study a continuous record of tropical climate changes during the last two glacial-interglacial cycles (approximately 175 kyr) through sedimentologic and paleoecologic changes reflected in the sediments. We propose a two-step strategy to reconstruct the lake history during this period: (A) a high-resolution seismic survey to characterize the depositional setting, lake-level fluctuations and neotectonics in the Naivasha basin. This survey will also guide up to the best sites for (B) two 50- and 40-m-long sediment cores from the present lake area. These sediment records are expected to fill the gap between a well-studied section exposed south of the present lake (175 to 60 kyr before present) and two sediment cores studied in the 1960's (25 kyr to present).

Geflügelte Geister der Ozeane: die globale räumliche Ökologie und Schutz der kleinsten und schwer erfassbaren Seevögel der Welt, der Sturmschwalben (Hydrobatidae & Oceanitidae), im Mittelmeer und im Nordostatlantik

Das Projekt "Geflügelte Geister der Ozeane: die globale räumliche Ökologie und Schutz der kleinsten und schwer erfassbaren Seevögel der Welt, der Sturmschwalben (Hydrobatidae & Oceanitidae), im Mittelmeer und im Nordostatlantik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Bei den globalen Veränderungen und deren Mitigation durch Umstellung auf erneuerbare Energiequellen (z. B. Offshore-Wind- und Solarparks) müssen nachteilige Auswirkungen auf die Lebensräume im Meer besser erkannt und vermieden werden. So hat die internationale Fischereipolitik in letzter Zeit der marinen Aquakultur Vorrang eingeräumt, um die globale Nahrungsmittel- und Ernährungssicherheit vieler Staaten zu gewährleisten, ohne deren tatsächliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu kennen. Das Verständnis der räumlichen Ökologie freilebender Tiere, einschließlich ihrer Verbreitung, Bewegungen und Wanderungen, ihrer Phänologie und ihrer Ernährung, führt zu einer besseren Bewirtschaftung und Erhaltung. So können beispielsweise Bemühungen zur Erhaltung wandernder Populationen, die sich ausschließlich auf Brutgebiete konzentrieren, diese Populationen nicht vor Bedrohungen entlang der Wanderrouten oder in Nicht-Brutgebieten schützen. Tierbewegungen und Wanderungen sind auch deshalb wichtig, weil sie das Verhalten, die Lebensweise und sogar die Anatomie vieler Arten beeinflussen. Darüber hinaus kann sich das Wander- und Ernährungsverhalten innerhalb und zwischen den Arten und Populationen unterscheiden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die auf jeder dieser Ebenen genutzten Routen und Nichtbrutgebiete zu ermitteln, zumal sie auch mit unterschiedlichen Bedrohungen verbunden sein können. Darüber hinaus kann die Untersuchung verschiedener Populationen auch dazu beitragen, zu verstehen, ob die räumliche Ökologie der Art durch genetischen und/oder Umweltvariablen bestimmt wird. Eine Möglichkeit, die Bewegungen und die Verteilung außerhalb der Fortpflanzungszeit bei wandernden Arten zu bestimmen, und zwar neuerdings auch bei den kleinsten Arten, ist der Einsatz von Geolokatoren auf Lichtniveau. Darüber hinaus können feinräumige Bewegungen mit dem kleinsten GPS-Gerät von nur 0,95 g verfolgt werden. Sturmschwalben (Familien Hydrobatidae und Oceanitidae) sind die kleinsten Seevögel und für die Forscher normalerweise nur zugänglich, wenn sie während der Brutzeit in den Kolonien an Land sind. Daher ist es besonders schwierig, sie außerhalb dieses Zeitraums zu untersuchen, wenn sie sich irgendwo auf dem Meer aufhalten und während dieser Zeit wandern und normalerweise ihr Gefieder mausern. Von den meisten Arten ist bekannt, dass sie sich während der Brutzeit bevorzugt von Ichthyoplankton und Zooplankton ernähren, und oft wird diese Beute zusammen mit einem relevanten Anteil an Mikroplastik verzehrt. Obwohl die Interaktion von Sturmschwalben mit anthropogenen Offshore-Aktivitäten teilweise untersucht wurde, zielt der vorliegende Vorschlag darauf ab, wichtige Erkenntnisse über die globale räumliche Ökologie dieser wenig erforschten Taxa zu sammeln und dazu beizutragen, Wissenslücken in Bezug auf die biologische Vielfalt der Meere und die anthropogenen Einflüsse auf sie entlang der europäischen Meere zu bewerten.

Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Remote Sensing zur Emissionsmessung von im Verkehr befindlichen Kfz sowie die Erarbeitung von Vorschlägen zur Weiterentwicklung

Das Projekt "Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Remote Sensing zur Emissionsmessung von im Verkehr befindlichen Kfz sowie die Erarbeitung von Vorschlägen zur Weiterentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IVU Umwelt GmbH durchgeführt. Remote Sensing (RS) wird international seit einigen Jahren zur Schadstoffemissionsermittlung mit unterschiedlicher Zielsetzung angewendet und ist technologisch bereits sehr ausgereift. RS ermöglicht die Messung realer Emissionen (CO2, CO, NOx, HC, PM) im rollenden Verkehr, incl. möglicher Speicherung gewisser Daten (z.B. Kennzeichen des KFZ) und unter Berücksichtigung kinetischer Eckdaten. Das Handbuch für Emissionsfaktoren des straßengebundenen Verkehrs (HBEFA) liefert Emissionsfaktoren für die Emissionsberichterstattung und zur Berechnung von Emissionsprognosen. Dafür ist es notwendig, Aktualität und Realitätsnähe von Emissionswerten der Kraftfahrzeuge regelmäßig zu überprüfen, die sich u.a. durch Alterungserscheinungen ändern können. Bisher wurden dafür sehr kosten- und zeitaufwändig Abgasmessungen an Einzelfahrzeugen durchgeführt. RS bietet die Möglichkeit, innerhalb eines kurzen Zeitraumes Kfz-Realemissionen einer signifikant großen Menge Fahrzeuge im Straßenverkehr zu messen. Die für die aktuelle Version HBEFA 3.3 ausgewerteten RS-Daten konnten z. B. klar einen Zusammenhang zwischen Außentemperatur und Höhe der NOx-Emissionen bei betriebswarmen Motor von Diesel-Pkw aufzeigen, die es gilt, noch weiter zu untersuchen. Mit diesem Projekt soll geklärt werden, ob Messungen mit RS auch zur Validierung der Emissionsfaktoren des HBEFA herangezogen werden können. Weiterhin soll geprüft werden, ob Eckpunkte zu Nutzungsempfehlungen für Länder und Kommunen erarbeitet werden können, um so Maßnahmenpläne zur Luftqualitätsverbesserung bzw. -sicherung zu gestalten oder zu überprüfen. Die Emissionen sollten exemplarisch für ein gesamtes Stadtgebiet berechnet werden, um den Einfluss des Einsatzes sog. Abschalteinrichtungen auf die Realemissionen auch im urbanen Hintergrund zu bestimmen. Zusätzlich sollen Detailmodellierungen einzelner Straßenzüge mit hoher Belastung durchgeführt werden, um die Relevanz von höheren NOx-Realemissionen für die urbane NO2-Belastung zu bestimmen.

Forest vegetation development in the Bavarian Forest National Park following the 1983 windfall event

Das Projekt "Forest vegetation development in the Bavarian Forest National Park following the 1983 windfall event" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fachgebiet Geobotanik durchgeführt. In the Bavarian Forest National Park a brief, but intense storm event on 1 August 1983 created large windfall areas. The windfall ecosystems within the protection zone of the park were left develop without interference; outside this zone windfall areas were cleared of dead wood but not afforested. A set of permanent plots (transect design with 10 to 10 m plots) was established in 1988 in spruce forests of wet and cool valley bottoms in order to document vegetation development. Resampling shall take place every five years; up to now it was done in 1993 and 1998. On cleared areas an initial raspberry (Rubus idaeus) shrub community was followed by pioneer birch (Betula pubescens, B. pendula) woodland, a sequence well known from managed forest stands. In contrast to this, these two stages were restricted to root plates of fallen trees in uncleared windfalls; here shade-tolerant tree species of the terminal forest stages established rather quickly from saplings that had already been present in the preceeding forest stand. Soil surface disturbances are identified to be causal to the management pathway of forest development, wereas the untouched pathway is caused by relatively low disturbance levels. The simulation model FORSKA-M is used to analyse different options of further stand development with a simulation time period of one hundred years.

Description of the Nature of the Accidental Misuse of Chemicals and chemical products (DeNaMiC)

Das Projekt "Description of the Nature of the Accidental Misuse of Chemicals and chemical products (DeNaMiC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. The overall objective of this project is to provide an overview of the nature and extent of injury from chemicals and chemical products in the European region and detail information on the circumstances of how these exposures occur. The outcomes of this research will improve understanding of accidental poisoning and exposure to chemicals in household consumer products. The aim is to identify what data are available to characterise the nature and extent of injury from chemicals in household consumer chemicals and chemical products within Europe, and to find out what conclusions can be drawn from these data sources. It also aims to explore the feasibility of extracting information from poison centres databases for the same purpose, both retrospectively and prospectively. It is envisaged that the project findings will be used to evaluate and improve risk assessment and risk management measures to reduce the incidence and severity of poisoning exposures. To address the specific objectives of the project the work has been divided into five subcomponents as outlined below. 1. Undertake a literature review of published statistical data on the nature and frequency of incidents and events related to accidental exposures to household chemical products to provide an overview of what information is currently available1. 2. Review the data collected by two poisons centres on the circumstances of exposure to consumer chemical products by undertaking a retrospective analysis of enquiries made to two key European poisons centres over a three year period. 3. Evaluate the information collected through the retrospective study to determine how useful these data are for risk assessment purposes and to what extent such data can be collected on a European-wide basis. 4. Undertake a review of risk management measures currently used to reduce risk of poisoning from chemical consumer products. This will include an assessment of the alerting mechanisms used by poisons centres and lessons learned from toxicovigilance activities (e.g. monitoring toxicity of commercial products or identifying products causing significant morbidity or mortality). 5. Design and execute a prospective feasibility study to investigate in more detail the circumstances of exposure to a defined set of consumer chemical poisoning incidents. The design of the study will take into account the results and recommendations of the other subcomponents. The study will involve four poisons centres (Lille, London, Göttingen and Prague) and will be conducted over a six month period. Selected cases reported during this time will be analysed to assess the effectiveness of controls and barriers. This will include information on the circumstances of exposure and severity of poisoning and an assessment of possible preventative measures.

Entwicklung und Anwendung eines modularen Biodiversitäts-Toolkits für den Weinbau in Deutschland

Das Projekt "Entwicklung und Anwendung eines modularen Biodiversitäts-Toolkits für den Weinbau in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FAIR and GREEN e.V. durchgeführt. Die Arten- und Strukturvielfalt in Weinbergslandschaften ist aktuell sowohl auf Rebflächen als auch in deren Umfeld gering und entspricht bei weitem nicht ihrem Potenzial. Daher sollen in 30 Modellbetrieben des ökologischen und konventionellen/ integrierten Weinbaus aus den meisten Weinbaugebieten Deutschlands Maßnahmen zur Förderung der Biodiversität umgesetzt und durch ein Monitoring über einen Zeitraum von sechs Jahren begleitet werden. Dazu findet eine Biodiversitätsberatung statt, unterstützt durch ein im Projekt zu entwickelndes und erprobendes Biodiversitäts- und Beratungs-Toolkit mit Maßnahmenhandbuch. Das Toolkit, das mit einer Webapplikation ausgestattet ist, liefert anhand von Kriterien, wie naturräumlicher Ausstattung und Betriebsform, individuell mögliche Maßnahmen, Ansprechpartner und Fördermöglichkeiten für die Betriebe. Intensive Öffentlichkeitsarbeit soll dazu führen, dass schon während der Projektlaufzeit mindestens 50, nach Möglichkeit aber mehrere hundert Weinbaubetriebe eigenverantwortlich darauf zugreifen, um Biodiversitätsmaßnahmen umzusetzen. Eine Anwendung in allen 13 Weinbaugebieten Deutschlands wird angestrebt. Eine ökologische und sozio-ökonomische Begleitforschung, die in Versuchsweinbergen von der HGU durchgeführt wird, liefert bisher fehlende Antworten zur Umsetzung in das Projekt, z.B. für ein optimales Bewirtschaftungsmanagement der Weinbergsgassen und Randbereiche. Die Ergebnisse fließen unmittelbar in die Entwicklung des Toolkits Ambito ein, wodurch es nachhaltig eine hohe Artenvielfalt gewährleistet. Im Ergebnis werden, u.a. durch Überführung der Ergebnisse in neu programmierte ELER-Maßnahmen der Länder und durch Schaffung eines Marktanreizes, Weinbaubetriebe in die Lage versetzt, einen maßgeblichen Beitrag zur Förderung der biologischen Vielfalt und damit zur Entwicklung einzigartiger Kulturlandschaften zu leisten.

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