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Improving Preparedness and Risk Management for flash floods and debris flow events (IMPRINTS)

The aim of IMPRINTS is to contribute to reduce loss of life and economic damage through the improvement of the preparedness and the operational risk management for Flash Flood and Debris Flow (FF/DF) generating events, as well as to contribute to sustainable development through reducing damages to the environment. To achieve this ultimate objective the project is oriented to produce methods and tools to be used by emergency agencies and utility companies responsible for the management of FF/DF risks and associated effects. Impacts of future changes, including climatic, land use and socioeconomic will be analyzed in order to provide guidelines for mitigation and adaptation measures. Specifically, the consortium will develop an integrated probabilistic forecasting FF/ DF system as well as a probabilistic early warning and a rule-based probabilistic forecasting system adapted to the operational use by practitioners. These systems will be tested on five selected flash flood prone areas, two located in mountainous catchments in the Alps, and three in Mediterranean catchments. The IMPRINTS practitioner partners, risk management authorities and utility company managers in duty of emergency management in these areas, will supervise these tests. The development of such systems will be carried out using and capitalizing the results of previous and ongoing research on FF/DF forecasting and warning systems, in which several of the partners have played a prominent role. One major result of the project will be a operational prototype including the tools and methodologies developed under the project. This prototype will be designed under the premise of its ultimate commercialization and use worldwide. The consortium, covering all the actors involved in the complex chain of FF & DF forecasting, has been carefully selected to ensure the achievement of this. Specific actions to exploit and protect the results and the intellectual property of the partners have been also defined.

FP5-EESD, Improved Understanding of Stratospheric Ozone Loss by Collaboration with the SAGE III Ozone Loss and Validation Experiment

Objective/Problems to be solved: What are the processes that lead to ozone loss in the stratosphere? How can we improve the atmospheric chemistry models so that we can obtain more reliable predictions of future ozone levels? It is of importance for the well-being of the European citizen to be able to predict future ozone levels over Europe. For this, we need a better understanding of the processes that lead to ozone depletion, and this understanding must be fed into the numerical models that predict future ozone levels. Scientific objectives and approach: The main objective is to obtain a better understanding of the processes that lead to stratospheric ozone loss in the Arctic during winter and spring. More specifically THESEO 2000-EuroSOLVE aims at: 1. Quantifying the degree and geographical extent of chemically-induced (anthropogenic) ozone loss in the Arctic vortex during the 1999-2000 winter. 2. Improving our knowledge on the role of lee-wave induced polar stratospheric clouds in the activation of passive reservoir compounds into active forms that destroy ozone. 3. Obtaining a more complete picture of the most important chemical species involved in chemical ozone destruction. 4. Closing the gap between measured and theoretically calculated ozone loss. 5. Creating the best possible synergy between THESEO 2000 and the US SOLVE campaign. These objectives are met through a combination of experimental observations in the field and numerical modelling. There are measurements taken from the ground, from balloons and from aircraft. THESEO 2000 and the American SOLVE campaign will be coordinated so that one gets the best possible coverage in measured species, and temporal and spatial coverage. Expected impacts: The project will, in combination with other THESEO 2000 projects and the SOLVE campaign, provide an unprecedented amount of information on key chemical and physical parameters throughout the lifetime of the polar vortex from autumn to spring. This gives us a good opportunity to test numerical models and to gain insight in the processes that lead to ozone loss. On a more political level the THESEO 2000 campaign represents a closer collaboration between European and American scientists than ever before. Data gathered through the two campaigns are shared in near real time between the two communities. This leads to a better scientific exploitation of the data collected during the winter of 1999-2000. Prime Contractor: Norwegian Institute for Air Research; Kjeller/Norway.

FP5-EESD, Gemeinsame Umsetzung zur Internationalen Verringerung des Emissionsausstosses durch Stromversorgungsunternehmen in der Europaeischen Union und in Mittel- und Osteuropaeischen Laendern ('JOINT')

Joint Implementation (JI) ist einer von drei Mechanismen des Kioto Protokolls, die eine räumliche Flexibilisierung in der Zielerreichung ermöglichen. Zurzeit mangelt es jedoch nicht nur an klaren internationalen, sondern auch an nationalen Rahmenbedingungen für die Initiierung von JI-Aktivitäten. Darüber hinaus ist das Verständnis von JI noch nicht sehr weit verbreitet. Das Projekt JOINT hatte es sich daher zum Ziel gesetzt, neben der Entwicklung adäquater Richtlinien zur Implementierung von JI, wobei sowohl ökologische als auch ökonomische Anforderungen an das Instrument berücksichtigt wurden, das Verständnis für JI zu verbessern. Dieses Capacity Building wurde vor allem im Rahmen der Ländergruppen von JOINT (Country Teams) vorangetrieben, in die neben den beteiligten Forschungsinstituten auch Regierungsvertreter und ausgewählte Unternehmen des jeweiligen Landes eingebunden wurden. Die Institutionalisierung nationaler Focal Points für JI-Aktivitäten konnte teilweise erheblich verbessert werden. Neben acht EU-Mitgliedsstaaten und Norwegen waren auch fünf Staaten Mittel- und Osteuropas als mögliche Gastländer für JI involviert. Daneben wurden zur inhaltlichen Klärung der Rahmenbedingungen Arbeitsgruppen (Working Groups) eingerichtet mit folgenden fünf thematischen Schwerpunkten: 1. Identifizierung möglicher Projekte 2. Baselines, ökonomische Kosten-Nutzen-Analyse 3. Projektfinanzierung 4. Akkreditierung, Verifizierung & Monitoring (AVM) 5. Institutionelle Rahmengestaltung. Die Arbeitsgruppe zu AVM wurde vom ZEW geleitet. Es wurde die Frage untersucht, wie der Zertifizierungsprozess adäquat ausgestaltet werden sollte, um einerseits die ökologische Integrität des Instruments sicherzustellen, andererseits aber auch die Unternehmen nicht mit zu hohen Kosten (Transaktionskosten) zu belasten, um nicht jeglichen Anreiz, in emissionsmindernde Projekte zu investieren, zu unterdrücken. Dabei stellte sich heraus, dass für kleinere Projekte (insbesondere im Bereich der erneuerbaren Energien) geringere Anforderungen an die Zertifizierung gestellt werden sollten. Im Länderkontext von JOINT bietet es sich darüber hinaus an, den Prozess der EU-Osterweiterung zu nutzen, um möglichst schnell adäquate Rahmenbedingungen zu schaffen und somit für eine erhöhte Planungssicherheit auf Seiten der Unternehmen zu sorgen.

FP5-EESD, Solar Influences on Climate and the Environment (SOLICE)

Objective/Problems to be solved: Recent statistical studies of observational records suggest that variation in solar activity play a significant part in natural climate variability but a physical mechanism to account for the apparent solar effects has not been fully developed. Through enhancement of solar UV, and increased ozone concentrations, it is possible that stratospheric processes may excite a response in the climate of the lower atmosphere. Scientific objectives and approach: The objectives of the project are to assess the effects of solar variability on climate, including regional and seasonal effects. A co-ordinated programme of numerical modelling and data analysis will be conducted. The modelling studies will incorporate series of experiments with models of various types designed to investigate different aspects of the interaction of solar radiation with the chemical and dynamical structure of the lower and middle atmosphere. These will include the first ever simulations of the effect of variations in solar spectral irradiance, on both 27-day and 11-year time scales, on stratospheric ozone using general circulation models (GCMs) with coupled stratospheric chemistry. GCMs will also be used to study links between the stratosphere and tropospheric climate including the effects of solar-induced changes in stratospheric climate on wave propagation and how this is modulated by the quasi-biennial oscillation (QBO). The modulation of sea surfarce temperatures by solar variations and the effect on climate will be studied using a GCM with a coupled ocean in the context of other GCM climate simulations. Chemical transport models will allow detailed investigations of solar impact on stratospheric chemistry and 3D dynamical model of the middle atmosphere will be used to investigate the internal variability of the stratosphere, its response to solar variability and how this is impacted by the QBO. The data studies will involve the development of a unified method for the analysis of global three-dimensional fields of temperature and ozone in the context of the response of these fields to other factors including the QBO and volcanic eruptions. Comparison of the results of the modelling and data studies will be made to validate the models and the model results will then be analysed to elucidate details of the mechanisms whereby solar variability affects climate. The results will also be used to calculate solar radiative forcing parameters, taking proper account of the response of stratospheric ozone, and to estimate the regional impacts of solar variability. Expected impacts: By providing new assessment of the solar radiative forcing of climate and assessment, of impacts of solar variability on seasonal and regional climate and on surface UV radiation important input to international detection/attribution studies can be expected. Prime Contractor: Imperial College of Science, Technology and Medicine, Department of Physics; London.

Grundlagen für die Prognose, Überwachung und nachhaltige Regulierung von Schädlingen im Obst- und Freilandgemüsebau

Die hohen Ansprüche an die Qualität von Obst und Gemüse führen zu einer besonders geringen Tole-ranz für Beeinträchtigungen durch Schädlinge. Deshalb muss deren wirkungsvolle und umweltschonende Regulierung auch in Zukunft garantiert sein, selbst unter dem Einfluss des Klimawandels und beim Auftreten neuer invasiver Arten. Als Grundlage für die Überwachung und für neue Integrierte Bekämpfungsstrategien liefert das Tätigkeitsfeld Kenntnisse über die Biologie von Schädlingen (Insekten, Milben) und Nützlingen in den Agrarökosystemen des Obstbaus und des Freilandgemüsebaus. Es stellt Phänologiemodelle und Entscheidungshilfesysteme (Decision support systems DSS) für die Praxis und für die vorausschauende Beurteilung von Folgen des Klimawandels bereit, entwickelt biologische und biotechnische Pflanzenschutzmassnahmen und stellt die Diagnostik von Quarantäneschädlingen sicher. Dies Arbeiten leisten signifikante Beiträge zu den thematischen Schwerpunkten 'Ökologische Intensivierung' sowie 'Klimaschutz und Anpassung an Klimawandel'. Die Leistungen erfolgen schwerpunktmässig im Bereich des Kernthemas 'Verbesserung der Pflanzenproduktion, insbesondere unter Einbezug von Pflanzenschutz, Sorten und Saat- und Pflanzgut'. In diesem Projekt werden Leistungen bei der Diagnostik von Quarantäneschädlingen zur Verfügung gestellt (in Zusammenarbeit mit FB 12 Diagnostik und Risikobeurteilung Pflanzenschutz) und wissenschaftliche Unterstützung für die kantonalen Fachstellen geboten.

Grundlagen für Prognose und Überwachung von Schädlingen im Obst- und Gemüsebau unter aktuellen und zukünftigen klimatischen Bedingungen

1. Schnelle und zuverlässige Informationen über potenzielle Risiken sind für die Entscheidungsfindung im Pflanzenschutz essenziell, weshalb die verwendeten Prognose- und Überwachungswerkzeuge auf Grundlage der Biologie der betreffenden Schadorganismen ausgebaut und kontinuierlich weiterentwickelt werden müssen. 2. Zudem ergeben sich, mit der als Fakt anerkannten Klimaänderung, massive Änderungen im Schadenspotenzial durch modifizierte Lebenszyklen vorhandener Arten oder durch invasive Arten. Das Prognosesystem SOPRA bietet die Möglichkeit für eine kontinuierliche Weiterentwicklung und Ergänzung an Bedeutung gewinnender Arten. 3. Die entwickelten Artmodelle können weiterhin genutzt werden, um zukünftige klimatische Szenarien zu analysieren. Durch die umfassende Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von SOPRA sind positive Verhaltensänderungen der Praxis zu erwarten. 4. Durch das optimale Timing von Pflanzenschutzmaßnahmen können unnötige PSM-Applikationen vermieden, das Risiko für die Entwicklung von Resistenzen gesenkt und PSM-Rückstände reduziert werden. Gleichzeitig werden Ressourcen sowie Arbeitszeit eingespart und damit die Konkurrenzfähigkeit der Schweizer Spezialkulturen erhöht. 5. Dabei werden mit Einbindung der klimatischen Szenarien zukünftige Probleme frühzeitig identifiziert und bewertet, um entsprechende Maßnahmen zur Erhaltung der Nachhaltigkeit im Pflanzenschutz einzuleiten.

Quantifying Weather and Climate Impacts on Health in Developing Countries (QWECI)

Objective: One of the most dramatic and immediate impacts of climate variation is that on disease, especially the vector-borne diseases that disproportionally affect the poorest people in Africa. Although we can clearly see that, for example, an El Nino event triggers Rift Valley Fever epidemics, we remain poor at understanding why particular areas are vulnerable and how this will change in coming decades, since climate change is likely to cause entirely new global disease distributions. This applies to most vector borne disease. At the same time, we do not know currently the limit of predictability of the specific climate drivers for vector-borne disease using state-of-the-art seasonal forecast models, and how best to use these to produce skilful infection-rate predictions on seasonal timescales. The QWeCI project thus aims to understand at a more fundamental level the climate drivers of the vector-borne diseases of malaria, Rift Valley Fever, and certain tick-borne diseases, which all have major human and livestock health and economic implications in Africa, in order to assist with their short-term management and make projections of their future likely impacts. QWeCI will develop and test the methods and technology required for an integrated decision support framework for health impacts of climate and weather. Uniquely, QWeCl will bring together the best in world integrated weather/climate forecasting systems with heath impacts modelling and climate change research groups in order to build an end-to-end seamless integration of climate and weather information for the quantification and prediction of climate and weather on health impacts in Africa.

Models for Assessing and Forecasting the Impact of Environmental Key Pollutants on Marine and Freshwater Ecosystems and Biodiversity - MODELKEY

MODELKEY comprises a mulitdisciplinary approach aiming at developing interlinked and verified predictive modelling tools as well as state-of-the-art effect-assessment and analytical methods generally applicable to European freshwater and marine ecosystems: 1) to assess, forecast, and mitigate the risks of traditional and recently evolving pollutants on fresh water and marine ecosystems and their biodiversity at a river basin and adjacent marine environment scale, 2) to provide early warning strategies on the basis of sub-lethal effects in vitro and in vivo, 3) to provide a better understanding of cause-effect-relationships between changes in biodiversity and the ecological status, as addressed by the Water Framework Directive, and the impact of environmental pollution as causative factor, 4) to provide methods for state-of-the-art risk assessment and decision support systems for the selection of the most efficient management options to prevent effects on biodiversity and to prioritise contamination sources and contaminated sites, 5) to strengthen the scientific knowledge on an European level in the field of impact assessment of environmental pollution on aquatic eco-systems and their biodiversity by extensive training activities and knowledge dissemination to stakeholders and the scientific community. This goal shall be achieved by combining innovative predictive tools for modelling exposure on a river basin scale including the estuary and the coastal zone, for modelling effects on higher levels of biological organisation with powerful assessment tools for the identification of key modes of action, key toxicants and key parameters determining exposure. The developed tools will be verified in case studies representing European key areas including Mediterranean, Western and Central European river basins. An end-user-directed decision support system will be provided for cost-effective tool selection and appropriate risk and site prioritisation.

FP5-EESD, Precursors of Ozone and their Effects in the Troposhere

Objective/Problems to be solved: Tropospheric ozone has a dual role with respect to climatic changes. Ozone is itself a greenhouse gas and it also plays a key role in the production of the hydroxyl radical (OH), which controls the lifetime of many climatically important tropospheric gases. Tropospheric ozone and OH are produced as a result of photochemical processes, through reactions involving ozone precursors. The proposed project is defined in order to answer three main questions: first, can the surface emissions of ozone precursors, and their variability be accurately quantified? Second, how should the current observations of chemical species be optimally coupled with chemistry-transport models (CTMs) to quantify the global budgets of ozone precursors and ozone ? Third, how do future changes in surface emissions and proposed future scenarios influence the lifetime of greenhouse gases and ozone distribution ? The project will provide a quantitative basis for emissions, distributions and evolution of chemical tropospheric species for discussions related to policies aimed at improving the quality of air or at reduction of greenhouse species anthropogenic emissions. Scientific objectives and approach: The overall objective of the project is to quantify accurately the budget of ozone precursors using a combination of observations and state of the art CTM. The retrieval methods to derive accurately the tropospheric burdens of CO, CH4, NO2 and ozone from observations provided by the IMG/ADEOS and GOME instruments will be improved. High resolution inventories of emissions for ozone precursors will be developed. The ability of several European CTMs to reproduce current distributions will be assessed, through detailed comparisons between model results and observations. The impact of changes in ozone precursors on the tropospheric oxidising capacity and on the distribution of ozone will be quantified. The relative importance of anthropogenic versus natural emissions in the ozone production will be quantified. The inverse modelling approach for quantifying surface emissions will be further developed. These developments will yield an assessment of the accuracy of current inventories. The impact of emission mitigation policies on the distributions of methane and ozone will be quantified.. Expected impacts: The proposed project addresses issues that are central to our understanding of the causes of large-scale air pollution and climate change, and will provide a quantitative basis for reducing the environmental and climatic impact of human activities. The new tools and data bases we will develop will aid the understanding of changes in the composition of the atmosphere and their consequences. The emissions distributions we will optimise could be used as a starting point for discussions on emissions reduction policies... Prime Contractor: Centre National de la Recherche Scientifique, FU 0005 - Institut Pierre-Simon Laplace; Guyancout/France.

Quantitative Sektoranalyse - Quantitative Analyse und Prognose des Agrarsektors

Ziele: 1. Das System SILAS zur Analyse und Prognose des Agrarsektors verfügt über aktuelle Datengrundlagen und Methoden (BTS, RAUS, Biologischer Landbau, Sömmerungsgebiet). Für das System sind Tests zur Messung der Prognosegüte des Systems entwickelt. 2. Ein Modul zur Darstellung der Umweltwirkungen von politischen Maßnahmen ist verfügbar. 3. Die Produktivitätsentwicklung der Schweizer Landwirtschaft in der Vergangenheit ist bekannt. 4. Grundlagen für die Finanzierungsbotschaft 2008-2011 sind bereitgestellt. 5. Kurzfristige Anfragen des BLW können im Rahmen der verfügbaren Ressourcen beantwortet werden. Problemstellung: Die Agrarpolitik verlangt quantitative, modellgestützte Prognosen über die Entwicklung des landwirtschaftlichen Sektors. Dazu bedarf es des Einsatzes von Modellsystemen, die auf aktualisierte Datengrundlagen und Methoden zurückgreifen und an die wechselnden Bedürfnisse der Politikberatung angepasst sind. Bisher können mit den vorhandenen sektoralen Systemen nur Produktions- und Einkommenseffekte prognostiziert werden. Über die ökologischen Auswirkungen können keine Aussagen gemacht werden. Diese sind allerdings für eine umfassende Beurteilung von agrarpolitischen Maßnahmen notwendig. Auch sind keine Angaben über die Prognosegüte des Modells möglich, welche die Transparenz und Akzeptanz der Modellergebnisse fördern. Im Bereich Analyse der Vergangenheitsentwicklung hat sich gezeigt, dass unzureichende Informationen über die Produktivitätsentwicklung der Landwirtschaft vorliegen. Aussagen über die Wettbewerbsfähigkeit des Agrarsektors werden jedoch zunehmend wichtiger zur Beurteilung der ökonomischen Nachhaltigkeit des schweizerischen Agrarsektors. Im Bereich Prognose gibt es bisher keine Informationen über die sektorale Einkommensentwicklung für den Zeitraum 2008-2011. Diese sind allerdings für die Ausgestaltung des Zahlungsrahmens von 2008-2011 von großer Bedeutung.

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