Italienische Erhebung rechnet mit einem Drittel Erosion und mehr Überschwemmungen

Spuren im Sand: Strände verschwinden (Foto: Rainer Sturm, pixelio.de)

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Oristano
(pte001/13.11.2018/06:00) – Im Zuge der fortschreitenden
Schadstoffbelastung der Atmosphäre und der Übersäuerung der Meere
könnten die Küstenstreifen bis zum Jahr 2100 um bis zu 31 Prozent
schrumpfen. Zu diesem Schluss kommen Mitarbeiter des Istituto per lo
Studio degli Impatti Antropici e Sostenibilità in Ambiente Marino http://www.cnr.it in Zusammenarbeit mit Kollegen der Università Cà Foscari Venezia http://unive.it . Die Studie ist Teil des vom italienischen Bildungsministerium
finanzierten Projekts "Ritmare". Einzelheiten wurden in "Climatic
Change" publiziert.

Baia di San Giovanni im Fokus

Das Team hat die auf der sardischen Halbinsel Sinis gelegene Bucht Baia
di San Giovanni unter die Lupe genommen. Einer jüngeren Studie zufolge
dürfte der pH-Wert in den Ozeanen weltweit bis zur Jahrhundertwende um
0,4 Einheiten sinken. Schuld daran ist den Experten nach die steigende
Belastung mit Kohlendioxid. "Die Strände in der Baia di San Giovanni
könnten als Folge der steigenden Übersäuerung des Meerwassers ganz
verschwinden", erklärt Projektleiter Simone Simeone.

Grund sei die hohe Anfälligkeit der im Ökosystem der Dünen und Strände
vorhandenen organischen Reste. Aber auch die unter Wasser liegenden
Küstenabschnitte seien gefährdet. "Es besteht die Gefahr, dass das
Sedimentgleichgewicht umkippt und sich anstelle der Strände neue
Erosionsgebiete bilden", meint Simeone. Außerdem dürfte die Übersäuerung
der Meere in Kombination mit dem erwarteten Anstieg der Meeresspiegel
immer häufiger Überschwemmungen mit sich bringen.

Trotz raffinierter Dämmtechnik haben selbst moderne, energie-optimierte Gebäude ein massives Wärmeleck: die Abwasserleitung. Das zum Baden, Waschen und Putzen verbrauchte Wasser fließt lauwarm in die Kanalisation – Energie, die sich nutzen lässt?

In der Schweiz wird Energie aus dem Abwasser in über 50 Projekten für die Gebäudeheizung eingesetzt. Ein Pionier ist das Sportzentrum Bachgraben in Basel-Allschwil. Seit 1982 kommt hier die Wärme für Umkleideräume und Duschen aus dem Abwasser. In Luzern wird seit kurzem ein Hotel, in Schaffhausen eine Uhrenfabrik mit Abwasser-Wärme geheizt. Auch in mehreren deutschen Städten gibt es Pilotprojekte. Eine für das Bundesland Nordrhein-Westfalen erstellte Studie bilanziert, dass die Energiemenge im Abwasser ausreichen würde, um theoretisch jedes zehnte Gebäude mit Raumwärme und Warmwasser zu versorgen. Insgesamt, so schätzt die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), enthält das Abwasser in Deutschland Energie genug, um zwei bis vier Millionen Wohnungen mit Wärme zu versorgen – im Prinzip.

Die technische Seite der Energierückgewinnung ist dabei kein Problem: Herzstück ist ein Wärmetauscher, der in die Sohle eines Abwasserkanals oder in den Ablauf einer Kläranlage eingebaut wird. Neu entwickelte Wärmetauscher können auch außerhalb installiert werden, so dass ebenso kleinere Kanäle nutzbar werden. In jedem Fall erforderlich sind jedoch mindestens 15 Liter Abwasser pro Sekunde. Die Wärmetauscher entziehen dem Abwasser die Energie. Um sie für Raumheizung nutzbar zu machen, muss anschließend eine – meist stromgetriebene – Wärmepumpe für ein höheres Temperaturniveau sorgen. Das ehemals lauwarme Abwasser liefert so Nutztemperaturen bis zu 65 Grad Celsius.

Die Energiemenge, die sich aus dem Abwasser gewinnen lässt, ist groß: Die Abkühlung von einem Kubikmeter Abwasser um ein Grad liefert rund 1,5 Kilowattstunden Wärme. Dem Wärmeentzug sind allerdings Grenzen gesetzt: Das in eine Kläranlage fließende Abwasser muss so warm bleiben, dass die biologische Reinigung noch funktioniert. Wird die Wärme hinter der Kläranlage entnommen, könnte der Wärmetauscher bei zu großer Abkühlung vereisen.

Mit 10 bis 20 Grad ist Abwasser im Prinzip eine ideale Wärmequelle für Wärmepumpen: Maß für ihre Effizienz ist die Jahresarbeitszahl – das Verhältnis von erzeugter Wärmeenergie zur verbrauchten elektrischen Energie, gemittelt über ein Jahr. Abwasser-Systeme erreichen bei richtiger Planung Jahresarbeitszahlen über 4. Sie liegen damit ungefähr im Bereich der ebenfalls mit Wärmepumpen anzapfbaren Erdwärme (siehe Energie-Perspektiven 2/2006).

Entsprechend gering ist der verursachte Kohlendioxid-Ausstoß: Wie viel eingespart wird, hängt von der Erzeugung des verbrauchten Stromes ab. Berechnet für den aktuellen deutschen Strommix verursacht eine Abwasserwärmepumpe – mit Arbeitszahl 4 und Gas-Spitzenkessel – nach Angaben der DBU 45 Prozent weniger Kohlendioxid als eine Ölheizung, 8 Prozent weniger als ein moderner Gas-Brennwertkessel. Wird der Strom für den Antrieb der Wärmepumpe in einem mit Erdgas betriebenen Blockheizkraftwerk erzeugt, können die Emissionen sogar um 60 Prozent absinken.

Die Investitionskosten sind allerdings beträchtlich. Ob das Verfahren wirtschaftlich ist, hängt daher stark von den jeweiligen Umständen ab. Die besten Voraussetzungen bieten große Bauten mit hohem Wärmeverbrauch wie Mehrfamilienhäuser, Gewerbebauten und Schulen in der Nähe großer Abwasserkanäle oder Kläranlagen. Für Einfamilienhäuser ist Abwasserwärme nicht geeignet. Um die Investitionen besser auszunutzen, ist zudem ganzjähriger Betrieb von Vorteil, zum Beispiel in Hallenbädern, die auch im Sommer geheizt werden müssen. Auch die sommerliche Nutzung der Energie zur Raumkühlung mit „umgekehrt“ laufender Wärmepumpe verbessert die Wirtschaftlichkeit.
„Unter guten Bedingungen“, erklärt Ernst A. Müller vom Schweizer Bundesprogramm EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen, „kann eine Abwasser-Wärmeanlage preislich mit einer konventionellen Ölheizung konkurrieren – bei heutigen Ölpreisen“. Das zeigten die Erfolgskontrolle des Wärmeverbundes in Binningen bei Basel und zahlreiche Machbarkeitsstudien in Deutschland. Liegt aber die Wärmenachfrage unter 500 Kilowatt oder ist der Kanal weiter als 300 Meter vom Gebäude entfernt, komme die Ölheizung heute meist noch billiger. Tatsächlich ist kaum eine der Anlagen in Deutschland ohne zusätzliche Fördermittel entstanden.

Der Vergleich mit anderen regenerativen Energie-Systemen fällt günstig aus: Um per Photovoltaik eine Tonne Kohlendioxid zu vermeiden, sind laut Bundesverband Erneuerbare Energien mehrere 100 Euro aufzuwenden, Windkraft schafft dies für 40 bis 80 Euro. Per Abwasser-Wärme gelingt dies, wenn der örtliche Rahmen stimmt, mit Null Euro. Damit können, so ist DBU-Experte Dr. Roland Digel überzeugt, „Abwasser-Wärmeanlagen ein Baustein sein für eine effiziente und klimafreundliche Energienutzung“. Mit zunehmender Verbreitung der Technologie und der inzwischen heranwachsenden Hersteller-Konkurrenz auf dem Markt, so hofft er, werden die Kosten noch sinken.
imi

Abläufe in der mittleren Atmosphäre,
zwischen fünf und 100 Kilometern Höhe über dem Boden, wirken sich auf
das globale und das regionale Klima aus. Diesen Einfluss detailliert zu
untersuchen, ist Ziel von AtmoSat: Das gemeinsame Konzept des Karlsruher
Instituts für Technologie (KIT) und des Forschungszentrums Jülich
kombiniert Satelliten-Beobachtungssystem und Dateninfrastruktur.
Weiterer Partner ist das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ. In seiner
Begutachtung neuer Forschungsinfrastrukturen hat der Wissenschaftsrat
AtmoSat nun herausragend bewertet. Das wissenschaftliche
Bewertungsverfahren ist eine Entscheidungsgrundlage für die Aufnahme von
Infrastrukturvorhaben in die Nationale Roadmap.

Die höchstmögliche Bewertung erhielt das
Vorhaben auch beim wissenschaftlichen Potenzial: AtmoSat werde
hochwertige Messdaten der mittleren Atmosphäre liefern und damit
„bahnbrechende Erkenntnisse über atmosphärenchemische und -physikalische
Prozesse ermöglichen“, so der Wissenschaftsrat. Die Datensätze seien
für die Erforschung „des globalen Klimawandels von höchster Relevanz“.

„Der Klimawandel verändert die
Lebensbedingungen auf der Erde schon heute spürbar – und zählt für uns
und die nachfolgenden Generationen zu den großen Herausforderungen.
Wesentliche Grundlage für die detaillierte Erforschung der Zusammenhänge
sind neuartige Daten und der intensive Austausch in der weltweiten
Community. Die Infrastruktur AtmoSat würde beides ermöglichen. Die
großartige Bewertung durch den Wissenschaftsrat unterstreicht die
Einzigartigkeit und die enorme Bedeutung des Konzepts“, sagt der
Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka.

„Die hervorragende Bewertung der
Forschungsinfrastruktur AtmoSat durch den Wissenschaftsrat würdigt die
Leistungen unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die in den
letzten zehn Jahren eine innovative Technologie zur hochauflösenden
Erfassung atmosphärischer Spurengase entwickelt und validiert haben“,
erklärt Prof. Wolfgang Marquardt, Vorstandsvorsitzender des
Forschungszentrums Jülich. „Die in den geplanten Satellitenmissionen
erfassten Daten würden der globalen Community einen völlig neuen Zugang 
zur maßgeblichen Verbesserung von Klimamodellen ermöglichen.“

Zudem geht der Wissenschaftsrat in seinem
Bericht davon aus, dass AtmoSat weltweite Sichtbarkeit erzeugen und die
Rolle Deutschlands in der Klimaforschung maßgeblich ausbauen wird.

„AtmoSat ist ein Satellit zur Beobachtung der
mittleren Atmosphäre, der den Einfluss der Höhenregion zwischen fünf
und 100 Kilometern auf das globale und regionale Klima untersuchen
wird“, sagt Professor Johannes Orphal vom Institut für Meteorologie und
Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung des KIT.
Dafür setzen die Forscherinnen und Forscher von KIT und FZJ eine
gemeinsam entwickelte neue Methode zur Infrarot-Fernerkundung von
atmosphärischen Spurengasen ein, die bereits auf dem deutschen
Forschungsflugzeug HALO getestet wurde. „Mit dieser Methode können
dreidimensionale Karten der wichtigsten Spurengase wie Ozon, Methan und
Wasserdampf in der mittleren Atmosphäre erstellt werden“, so Orphal.
„Das GFZ in Potsdam ist mit einem weiteren Instrument, welches die
sogenannte GPS-Radiookkultation nutzt, beteiligt.“

„Die Satellitenmission wird dringend
benötigte, räumlich und zeitlich hochauflösende, globale Beobachtungen
der mittleren Atmosphäre liefern und damit signifikant zum Verständnis
des Erdsystems beitragen. Mit der dreidimensionalen Tomographie der
Atmosphäre können Prognosen zum Klimawandel optimiert und Grundlagen für
verbesserte mittelfristige Wettervorhersagen (7–14 Tage) geschaffen
werden. Die hohe Sichtbarkeit von AtmoSat wird die Attraktivität des
Wissenschaftsstandorts Deutschland insgesamt wesentlich steigern. Dies
gilt sowohl hinsichtlich der Gewinnung etablierter Forscherinnen und
Forscher als auch des wissenschaftlichen Nachwuchses aus den
Atmosphären- und Klimawissenschaften“, sagt Professor Martin Riese vom
Institut für Energie- und Klimaforschung – Stratosphäre des FZJ.

Der Start von AtmoSat ist für 2023 geplant.
AtmoSat steht auch seit mehreren Jahren auf der Roadmap der
Helmholtz-Gemeinschaft, in welcher diejenigen neuen
Forschungsinfrastrukturvorhaben gelistet sind, welche in den kommenden
Jahren für die strategische Umsetzung des wissenschaftlichen Portfolios
der Helmholtz-Gemeinschaft besonders relevant sind.

Wissenschaftsrat bewertet nächste Generation von Forschungsinfrastrukturen

Seinen „Bericht zur wissenschaftsgeleiteten
Bewertung umfangreicher Forschungsinfrastrukturvorhaben für eine
Nationale Roadmap“ in Deutschland hat der Wissenschaftsrat am 17. Juli
2017 bei einer Pressekonferenz vorgestellt. Dieser Bericht ist das
Ergebnis eines seit Januar 2016 laufenden Prozesses und wurde von
internationalen Experten aus verschiedenen Fachgruppen erstellt. Dazu
hat ein vom Wissenschaftsrat eingesetzter Ausschuss auf Bitte des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) insgesamt zwölf
große Infrastrukturen mit Volumen von jeweils mehr als 50 Millionen Euro
begutachtet. Das Bewertungsverfahren ist eine Entscheidungsgrundlage
für die Aufnahme von Infrastrukturvorhaben in die Nationale Roadmap in
der kommenden Legislaturperiode.

Viele Menschen sehen in tiefer Sorge das Desinteresse der
Bush-Administration oder das angebliche Desinteresse der indischen oder
chinesischen oder anderer Bevölkerungen am Klimaschutz. Sie können sich
nicht vorstellen, wie ein nationaler deutscher Alleingang das weltweite
Problem lösen könnte.
Wenn Klimaschutz nur aus Emissionshandel, Energiesparen und Verzicht
bestünde, dann wäre in der Tat die Lage aussichtslos.

Glücklicherweise haben aber Ingenieure in Europa, Japan und USA eine
Reihe von Erfindungen gemacht, mit denen Energie emissionsfrei aus
Sonne, Wind, Wasserkraft und Biomasse sowie Geothermie gewonnen werden
kann. Mit Hilfe dieser Erfindungen werden in Deutschland schon 13
Prozent des Strombedarfs erzeugt und die Menge der installierten Anlagen
steigt ständig. Die Massenproduktion senkt bereits die Kosten. In
wenigen Jahren kann Strom aus solchen Anlagen billiger sein als Strom
aus Kohle-, Öl- und Gaskraftwerken. Dann werden auch die ärgsten
Klimamuffel – auch die in Indien, China oder den USA – schon aus
Preisgründen lieber Solaranlagen, Windanlagen, Biogaskleinkraftwerke und
Stromspeicher einkaufen als Dieselgeneratoren oder Kohlekraftwerke.

Es genügt deshalb, wenn wir BEI UNS im Land die neuen Techniken zur
Marktreife bringen und durch weitere gesetzliche Verbesserungen und
Anreize diesen Vorgang noch beschleunigen. Das ängstliche Schielen
darauf, ob andere Staaten einen ähnlichen Beitrag wie wir zum
Klimaschutz erbringen, ist unsinnig, fast sogar lächerlich:
Wann hat jemals ein Land die Entwicklung neuer Produkte davon abhängig
gemacht, ob die anderen Länder einen "angemessenen Anteil" beitragen?
Hat Henry Ford darauf gewartet, dass in Deutschland das Automobil in die
Massenproduktion kam? Hat Microsoft erst dann mit der Verbreitung von
Windows Ernst gemacht, nachdem europäische Firmen versichert haben, sie
würden auch einen angemessenen Anteil an Computerprogrammen erstellen?
Völlig absurd, solche Ideen! Soll vielleicht die deutsche Firma Enercon
– Weltmeister beim Bau von Windanlagen – zögern, weil viele andere
Länder keinen Anteil an der Windradproduktion aufweisen können?

Merkwürdig, dass viele Menschen noch immer nicht die wirtschaftlichen
Chancen begriffen haben, die – auch im Klimaschutz – demjenigen winken,
der mit seinen Produkten früher die Marktreife erreicht und den
Weltmarkt erobert.

Die Gegner der Energiewende stehen nicht nur in Indien, in China oder im
Weißen Haus, sie stehen auch mitten unter uns. Dabei tut ihre Motivation
leider nichts zur Sache. Im Hinblick auf das Endergebnis ist es nämlich
gleichgültig, ob jemand die Erneuerbaren Energien als Konkurrenz ansieht
und sie deshalb verhindert, oder ob er durch Vorurteile und Zweifel zum
Bremser wird. Die Gegner fordern Verlängerung der Laufzeiten für die
Atomkraftwerke, angeblich um Zeit für den Ausbau der Erneuerbaren
Energien zu gewinnen, und sie erschweren im selben Bundesland die
Genehmigungsvoraussetzungen für den Neubau von Kleinwasserkraftwerken
und Windanlagen auf das Unerträglichste.
Die Gegner/Bremser jammern, wenn bei der Solarenergie Gewinne gemacht
werden – so als gäbe es in anderen Zweigen der Energiewirtschaft nicht
erheblich höhere Gewinne. Sie halten sich für Wirtschaftsexperten und
haben noch nicht einmal begriffen, dass Unternehmer sich nur dann einer
neuen Technik zuwenden, wenn sie mit ihr höhere Gewinne erzielen können
als mit der bisherigen Technik. Sie beklagen, dass die Gewinne bei der
Produktion von Solaranlagen auf Kosten der Verbraucher gemacht werden –
so als würden Gewinne in anderen Zweigen der Energiewirtschaft von einer
guten Fee überreicht. Sie schreiben in einer hochbezahlten Studie für
das Umweltministerium den Satz "Eine Fortsetzung dieser
Wachstumsentwicklung (der Photovoltaik) über einen längeren Zeitraum ist
in Deutschland nicht vorstellbar".
http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/zuwachsz.htm
Sie offenbaren damit einen erschreckenden Mangel an Phantasie oder
schlimmer noch einen erschreckenden Mangel an wirtschaftlichem
Hintergrundwissen. So hat z.B. das rasante Wachstum des Handy-Markts
erst dann aufgehört, als jeder überhaupt in Frage kommende Bürger
mindestens ein Handy hatte, und von einer solchen Sättigung ist der
Photovoltaik-Markt noch meilenweit entfernt!
Wahrscheinlich können sich die gleichen Leute auch nicht vorstellen,
dass der Meeresspiegel steigt, wenn alle Gletscher abschmelzen.
Vielleicht hilft ihnen ein Blick auf die Landkarte:
http://www.sfv.de/artikel/2007/meeressp.htm

Für Bremser, Zweifler und Verzweifelte haben wir die Möglichkeit eines
vollständigen Umstiegs auf Erneuerbare Energien ganz kurz und
anschaulich auf unserem Flyer 100 % dargestellt. Machen Sie sich die
Freude und schauen Sie ihn an.
http://www.sfv.de/artikel/2007/flyer_da.htm
Kopieren Sie den Flyer, geben ihn weiter. Legen sie ihn Ihren Briefen
bei. Vielleicht können Sie den Flyer sogar als kostenlose Werbung Ihrer
Zeitung beilegen – fragen Sie einfach mal nach.
Die Versorgung mit 100 Prozent heimischen Erneuerbaren Energien muss im
Gespräch bleiben!

———————————————————-

* Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV) *
* Herzogstraße 6 * D-52070 Aachen * zentrale@sfv.de *
* Tel. 0241-511616 * Fax 0241-535786 * http://www.sfv.de *
* Bankkonto: 100 541 5019 Pax Bank e.G. BLZ: 370 601 93 *

Neues Antriebskonzept für erdnahe Satelliten

Wie
auf der Erde der Luftwiderstand auf ein Fahrzeug wirkt, so bremst im
Weltall die Restatmosphäre Satelliten aus. Ein Forschungsteam am
Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart will das Problem
lösen, indem es die Atmosphäre, die den Widerstand verursacht, als
Treibstoff verwendet. Dies ist ein wichtiger Schritt zu kleineren,
preiswerten Satelliten, die in geringerer Höhe um die Erde kreisen und
bessere Bilder liefern können.

Fast
jeder hat es schon probiert: An einem sonnigen Tag öffnet man das
Autofenster, streckt die Hand heraus, um den Gegenwind zu spüren, und
fühlt sich, als könnte man fliegen. Was sich an der Hand gut anfühlt,
ist jedoch für das Auto eine Erschwernis. Ein ähnliches Problem hat man
im All: In der Erdumlaufbahn übt die Restatmosphäre einen Widerstand auf
Flugkörper wie etwa einen Satelliten aus. Dieser wird deswegen
langsamer und langsamer, wodurch ihn die Schwerkraft näher an die Erde
ziehen kann und der Satellit schließlich in der Atmosphäre verglüht.
Besonders gravierend ist dieses Problem im so genannten Very Low Earth
Orbit (VLEO) in 120 bis 250 km Höhe, denn in diesem erdnahen Bereich ist
die Atmosphäre dichter und der Luftwiderstand entsprechend höher als in
ferneren Regionen des Alls.

Satelliten
für eben diese niedrigen Flughöhen zu entwickeln ist das Ziel des
EU-Projekt DISCOVERER (DISruptive teChnOlogies for VERy low Earth oRbit
platforms), an dem unter Federführung der University of Manchester auch
die Universität Stuttgart beteiligt ist. Solche erdnahen Satelliten
können kleiner und billiger gebaut werden und schicken zudem Bilder mit
besserer Qualität an die Erde. Voraussetzung ist allerdings, dass man
den Gegenwind in den Griff bekommt.

Längere Lebensdauer, weniger Weltraummüll

Als
Teil von „DISCOVERER“ arbeitet daher ein Team um Dr. Georg Herdrich am
Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart daran, das
Problem in eine Lösung umzuwandeln. Die Idee der Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler: Sie wollen die Atmosphäre, die den Luftwiderstand
produziert, als Treibstoff verwenden. Hierfür arbeitet das Team an einem
Antriebssystem, das sich von der heutigen Technologie fundamental
unterscheidet. Es wird keine auf dem Satelliten gelagerten Treibstoffe
verwenden, sondern stattdessen elektrische Antriebe, die luftatmend
sind. Dies trägt nicht nur dazu bei, die Lebensdauer der Satelliten zu
verlängern, sondern mindert auch die Gefahren für All und Erde, die von
verglühenden Satelliten in Form von Weltraummüll ausgehen.

Über DISCOVERER

Das
Projekt DISCOVERER startete Anfang 2017 und wird von der Europäischen
Union im Rahmen des Programms Horizon 2020 mit circa 5,7 Millionen Euro
auf 51 Monate gefördert. Partner sind neben den Universitäten Manchester
und Stuttgart auch das Satelliten-Kontrollzentrum Deimos Castilla La
Mancha (Spanien), das dänische Unternehmen GomSpace, die Universitat
Politecnica de Catalunya (Spanien), das University College London, die
Firma The TechToybox (USA), sowie die Beratungsunternehmen EuroConsult
(Frankreich) und concentris research management (Deutschland).
DISCOVERER ist eines von sechs neuen Horizon 2020-Projekten, die von der
EU im Rahmen der Ausschreibung FET open (Future Emerging Technologies)
gefördert werden. Insgesamt hatten sich auf die FET Ausschreibung 594
Konsortien beworben.

Gen schützt Anopheles vor Plasmodium-Infektion

Baltimore (pte/25.10.2005/11:43) – Wissenschaftler der Johns Hopkins
University http://www.jhu.edu sind einem Rätsel der Anopheles-Mücken
auf die Spur gekommen: Sie haben ein Gen identifiziert das verhindert,
dass sich die Mücken selbst mit Malaria anstecken, berichten sie in der
aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Proceedings of the National
Academy of Sciences PNAS http://www.pnas.org. Die Forscher wollen damit
erneut eine Waffe gegen die tödliche Erkrankung finden. Malaria fordert
jährlich zwischen 1,5 und 2,7 Mio. Todesopfer, zwischen 300 und 500
Mio. Menschen erkranken daran.

Das geheimnisvolle Gen trägt den Namen SPRN6. Nach Angaben der Forscher
soll nun versucht werden, chemische Sprays zu entwickeln, die den
Genschalter praktisch umlegen, so dass sich die Tiere selbst mit
Malaria infizieren. Die Moskitos wären dann nicht länger eine Gefahr
für den Menschen, da sie den Parasiten Plasmodium nicht mehr übertragen
können, glauben die Forscher. "Es sind noch weitere Forschungsarbeiten
notwendig, allerdings planen wir dieses Wissen für die Entwicklung
neuer Waffen gegen Malaria zu nutzen", so Marcelo Jacobs-Lorena vom
Department of Molecular Microbiolgy & Immunology
http://www.jhsph.edu .

Das Forscherteam um Jacobs-Lorena hatte in zwei untersuchten
Moskitospezies Anopheles stephensi und Anopheles gambiae entdeckt, dass
das Gen SPRN6 normalerweise "ausgeschaltet" ist. Wenn sich die Moskitos
mit dem Parasiten infiziert haben, wird dieses Gen aktiviert. Wenn nun
das Gen ausgeschaltet bleibt, ist die Zahl der Parasiten, die sich bei
Anopheles stephensi entwickelt hat um das dreifache gestiegen. Wenn das
Gen komplett entfernt wurde, verlangsamte sich der Prozess mit dem
Erreger fertig zu werden deutlich.

Das könne sehr gut möglich sein, erklärt der Experte Achim Hörauf vom
Institut für medizinische Pathologie an der Universität Bonn
http://www.uniklinik-bonn.de im pressetext-Gespräch. "Ein Vakzin gegen
Malaria selbst ist derzeit nicht in Aussicht", so Hörauf. Man müsse
jedes Nadelöhr in der Mücke selbst ausnutzen, um den Prozess der
Erkrankung zu unterbrechen. Hörauf rechnet damit, dass es mittelfristig
einen Impfstoff geben könnte, der zumindest die Parasitenlast der
Bevölkerung wegnimmt. "Die Kontrollprogramme zur Prävention wie zum
Beispiel imprägnierte Moskitonetze spielen eine große Rolle, da sie vor
den Mückenstichen schützen", erklärt Hörauf abschließend. Genetische
Veränderungen an den Mücken selbst könnten jedoch gefährlich sein, da
solche Experimente in der Regel nur einmal durchführbar sind.

Paul Eggleston, Experte für molekulare Entomologie an der Keele
University meinte: "Die Organismen haben Millionen Jahre für die
Verfeinerung ihres Spiels gehabt. Nun müssen wir Forscher ebenso
ambitioniert vorgehen, um diese Mechanismen zu umgehen", erklärt der
Wissenschaftler. "Es bleibt immer das Risiko vorhanden, dass sich die
Parasiten genetisch so verändern, dass sie diese Mechanismen erneut in
Gang bringen", meint Jo Lines von der London School of Hygiene and
Tropical Medicine.

Zukunft leben: Die demografische Chance?

Das Wissenschaftsjahr 2013 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist dem demografischen Wandel in Deutschland gewidmet. Die zentrale Ausstellung zum Wissenschaftsjahr wird von der Leibniz-Gemeinschaft unter dem Titel ?Zukunft leben: Die demografische Chance? gestaltet. Die Ausstellung wird am 26. Februar  im Berliner Museum für Naturkunde eröffnet und im Laufe der folgenden 13 Monate in vier weiteren Leibniz-Museen in Mainz, Bremerhaven, Bochum, München und im Deutschen Hygiene-Museum in Dresden gezeigt.

Ausgangspunkt der Ausstellung sind die wiss enschaftlichen Befunde zur demografischen Entwicklung in Deutschland: Die Lebenserwartung steigt, die Bevölkerung wird älter. Die durchschnittlichen Kinderzahlen in Deutschland sind niedrig und stagnieren. Wir sind ein Zuwanderungsland und wir brauchen Zuwanderung. Welche Folgen ergeben sich daraus und welches  Entwicklungspotential ist damit verbunden – gesellschaftlich, familiär und individuell? Auf rund 300 qm können sich Besucher mit der Frage auseinandersetzen, wie sie morgen leben werden – und wie sie das neue, vielfältigere Miteinander gestalten wollen.

In neun allgemeinverständlich gestalteten Ausstellungsabteilungen wird auf der Basis von Ergebnissen und Lösung svorschlägen aus Wissenschaft und Forschung gezeigt, wie wir morgen lernen, arbeiten, Familien bilden, altern und wohnen werden – und wovon wir heute träumen. Den Anfang macht eine begehbare 3D-Skulptur zur Bevölkerungsentwicklung in Deutschland. Besucher können einen Blick in die Zukunft wagen und selbst erkunden, welche Faktoren die Bevölkerungsdynamik beeinflussen.

Die Ausstellung untersucht auch, ob wir anders lernen werden als heute. Werden wir interkultureller – und was bedeutet das eigentlich? Müssen wir alle länger arbeiten? Welche Auswirkungen hat das längere Leben auf den Lebensverlauf? Wissenschaftler der verschiedensten Diszipli nen äußern sich dazu in Videointerviews. Fotografien, historische Abbildungen, statistische Darstellungen, Animationsfilme und Comic-Geschichten werden gezeigt. Zahlreiche interaktive Module geben Gelegenheit zum Mit-Denken über unsere Zukunft und die Chancen im demografischen Wandel.

Die Ausstellung ?Zukunft leben? wurde von der Leibniz-Gemeinschaft entwickelt und von einem wissenschaftlichen Beirat begleitet, dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus zahlreichen Forschungsinstituten und Universitäten angehören. Die Ausstellung ist eine zentrale Maßnahme im Wissenschaftsjahr 2013 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Kuratoren der Ausstellung sind Petra Lutz und Thomas Spring. Die Ausstellungsgestaltung stammt von Atelier Brückner in Stuttgart.

BMU: Schonender Umgang mit der Ressource Holz

Ein Holzproduzent aus Nordrhein-Westfalen erhält über 140.000 EUR aus dem Umweltinnovationsprogramm (UIP) des Bundesumweltministeriums. Die Fördergelder werden der Blomberger Holzindustrie B. Hausmann GmbH & Co. KG für ein neuartiges Verfahren zur Qualitätseinstufung von Furnieren bei der Sperrholzproduktion bereitgestellt.
Nach dem bisherigen Stand der Technik wird die Qualität der Furniere in der Sperrholzproduktion manuell beurteilt. Mitarbeiter bestimmen, ob Furniere als Deck- oder Mittellage verwendet oder bestimmte Bereiche als Abfallprodukt herausgeschnitten werden müssen. Diese manuelle Qualitätseinschätzung führt häufig zu Fehleinschätzungen und damit zu unnötigen Materialverlusten.

Künftig soll eine neuartige Technologie zur integrierten und automatisierten Qualitätsbeurteilung und Zuschnittoptimierung zum Einsatz kommen. Dazu wird ein optisches System unmittelbar mit der Maschinensteuerung verbunden. Ein Kamerasystem filmt die Furniere und speist die Bilder in ein Bildverarbeitungssystem ein. Dieses vergleicht Farbe und Struktur der Bilder mit bekannten Qualitätsmustern, nimmt eine Qualitätseinschätzung zur weiteren Verwendung der Furniere vor und löst im Anschluss daran optimal positionierte Schnitte aus.

Mit dem Vorhaben können bei einem jährlichen Verbrauch an Rundholz von circa 25.000 Festmeter etwa 1.000 Festmeter eingespart werden, was einer Rundholzeinsparung von 4 Prozent entspricht. Für das eingesparte Rundholz entfallen auch die vorgelagerten Bearbeitungsschritte (Dämpfen, Schälen), wodurch jährlich circa 600.000 Kilowattstunden Energie eingespart werden können. Die neuartige Technologie ist so konzipiert, dass sie in bestehende Anlagen eingebaut werden kann. Dadurch besteht ein hoher Anreiz für Nachrüstung vergleichbarer Anlagen.

Quelle: BMU Pressemitteilungen

Drift-Expedition NP-35 liefert erstmals Daten über die winterliche Atmosphäre über der zentralen Arktis

Bremerhaven, den 14. April 2008. Zum ersten Mal hat ein Deutscher an einer russischen Drift-Expedition teilgenommen und die Atmosphäre über der zentralen Arktis während der Polarnacht erforscht. Jürgen Graeser von der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft ist jetzt nach Deutschland zurückgekehrt. Als Mitglied der 21-köpfigen russischen Expedition NP-35 (35. Nordpol-Drift-Expedition) hat er sieben Monate auf einer treibenden Eisscholle in der Arktis verbracht. Der 49-jährige Wissenschaftstechniker hat Beobachtungsdaten aus einer Region gewonnen, die normalerweise während des arktischen Winters unzugänglich und damit weitgehend unerforscht ist. Aufstiege mit einem Fesselballon bis in 400 Meter Höhe, sowie ballongetragene Sondenaufstiege bis in 30 Kilometer Höhe lieferten Messwerte, die dazu beitragen werden, gegenwärtige Klimamodelle für die Arktis zu verbessern.

Die Arktis ist trotz ihrer Bedeutung für das Klimasystem der Erde immer noch ein weißer Fleck auf der Datenlandkarte. Kontinuierliche Messungen in der Atmosphäre über dem Arktischen Ozean fehlten bislang. “Ohne zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Datenreihen im arktischen Winter können wir keine zuverlässigen Klimaszenarien entwickeln. Die Messwerte, die Jürgen Graeser im Rahmen der NP-35 Expedition gewonnen hat, sind einzigartig und werden die noch existierenden Unsicherheiten in den Klimamodellen deutlich verringern,³ sagte Prof. Dr. Klaus Dethloff, Projektleiter am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung.

Russisch-Deutsche Kooperation
Seit 1937/38 hat das russische Institut für Arktis- und Antarktisforschung (AARI) in St. Petersburg bereits 34 rein russische Nordpol-Driftstationen durchgeführt. Im Rahmen des Internationalen Polarjahres 2007/2008 durfte nun erstmals ein Ausländer an einer Driftexpedition (NP-35) teilnehmen. Dank ihrer engen Kooperation mit dem AARI konnten die Wissenschaftler der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts ein Projekt zur Erforschung der polaren Atmosphäre in der schwer zugänglichen Region des Arktischen Ozeans realisieren.

Die Expedition NP-35
Von September 2007 bis April 2008 war der Wissenschaftstechniker Jürgen Graeser von der Forschungsstelle Potsdam Teil des NP-35 Teams. Sieben Monate hat der 49-Jährige zusammen mit 20 russischen Kollegen auf einer drei Mal fünf Kilometer großen Eisscholle gelebt und gearbeitet. Während sich Graeser auf Messungen der arktischen Atmosphäre konzentrierte, haben die russischen Wissenschaftler Untersuchungen der ozeanischen Deckschicht, der Meereiseigenschaften, der Schneebedeckung und der Energiebilanz über der Eisoberfläche durchgeführt. Außerdem haben sie atmosphärische Daten von Temperatur, Feuchte, Wind und Luftdruck am Boden und bei Radiosondenaufstiegen erfasst. Im Laufe des Winters ist die Scholle 850 Kilometer in nordwestlicher Richtung über den Arktischen Ozean gedriftet. Anfang April ist Jürgen Graeser von Polar 5, dem Forschungsflugzeug des Alfred-Wegener-Instituts, von der Eisscholle abgeholt worden. Der komplizierte An- und Abflug auf die NP-35 wurde von Brian Burchartz, Chefpilot der Enterprise Air
lines Oshawa aus Kanada durchgeführt. “Die Zeit auf der Eisscholle habe ich sowohl persönlich als auch beruflich als unglaubliche Bereicherung erlebt³, sagte Jürgen Graeser. Die russischen Kollegen werden ihre Messungen noch bis zur geplanten Evakuierung der Station im September 2008 fortführen.

Die Erforschung der Atmosphäre – Grenzschicht
Während der Drift hat Jürgen Graeser die Atmosphäre über dem Arktischen Ozean untersucht. Um die meteorologische Struktur der arktischen Grenzschicht und deren zeitliche Änderung zu messen, hat er regelmäßig einen heliumgefüllten Fesselballon steigen lassen. Die sechs am Seil befestigten Sonden haben Messwerte für Temperatur, Luftdruck, Feuchte und Wind ermittelt und an Graesers Computer gesendet. In der Schicht zwischen dem Erdboden bis in etwa 400 Meter Höhe finden die für das Klima wichtigen Austauschprozesse von Wärme, Impuls und Feuchte zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre statt. Nun wurde erstmals die räumliche und zeitliche Struktur von bodennahen Temperaturinversionen über die gesamte Polarnacht vermessen. Zur Auswertung und Interpretation der Messdaten haben die Wissenschaftler in Potsdam Simulationen mit einem regionalen Klimamodell der Arktis durchgeführt. Vorläufige Vergleiche von Temperaturprofilen, die auf der Eisscholle gemessen wurden, mit solchen aus dem regionalen Klimamodell, unterstreich
en die Wichtigkeit der von Jürgen Graeser durchgeführten Messungen. Es finden sich große Abweichungen zwischen Beobachtungs- und Modelldaten im Bereich vom Erdboden bis etwa 400 Meter Höhe. Der Zusammenhang der arktischen Grenzschicht mit der Entwicklung und der Zugbahn von Tiefdruckgebieten ist ein Schwerpunkt der anschließenden Untersuchungen in Potsdam.

Die Erforschung der Atmosphäre – Ozon
Vertikal hochaufgelöste Ozonwerte aus der zentralen Arktis sind rar. Um diese Datenlücke zu schließen, hat Jürgen Graeser regelmäßig einen mit Radio- und Ozonsonde ausgestatteten Forschungsballon steigen lassen. Diese Ballone tragen die Sonden bis in etwa 30 Kilometer Höhe. Der Bereich der Ozonschicht in etwa 20 Kilometer Höhe war im vergangenen Winter in der gesamten Arktis ungewöhnlich kalt und setzte damit den in der Vergangenheit beobachteten Trend zu kälteren Bedingungen in dieser Höhe fort. Die Kälte hat eine erhebliche Zerstörung der arktischen Ozonschicht im vergangenen Winter begünstigt. Die einzigartigen Messungen von NP-35 werden wesentlich dazu beitragen, den vom Menschen verursachten Anteil an der Ozonzerstörung genauer zu bestimmen.

Das Leben auf der Scholle
“Der hohe Arbeitsaufwand des straffen Messprogramms ließ die Zeit auf der Eisscholle extrem schnell vergehen³, sagte Jürgen Graeser bei seiner Rückkehr. Das tägliche Leben war einerseits durch die Messungen, andererseits durch die gemeinsamen Mahlzeiten strukturiert. Ein Koch war für die Verpflegung des Teams zuständig, wobei jeder Überwinterer alle drei Wochen für einen Tag in der Küche mithalf. Dieser Küchendienst fiel zusammen mit dem Stationsdienst zur Kontrolle des Zustandes der Eisscholle und der Anwesenheit von Eisbären in Stationsnähe. Wie sich herausstellte waren dies zwei wichtige Aufgaben, da die Eisscholle im Laufe des Winters mehrfach gerissen ist, sich der entstandene Spalt aber wieder verschloss. Zudem sorgten häufige Eisbärenbesuche für Aufregung bei den Expeditionsteilnehmern. Über ein Satellitentelefon war es Jürgen Graeser möglich, mit den Kollegen in Potsdam Kontakt zu halten und die aktuellen Messdaten zeitnah zu übertragen.

Zukünftige Projekte
Das längerfristige Ziel besteht darin, die großen Unsicherheiten der gegenwärtigen Klimamodelle in polaren Breiten deutlich zu reduzieren. Um Modelle aufzustellen, benutzt man mathematische Beschreibungen für die physikalischen Prozesse, die in der Natur ablaufen. Diese so genannten Parametrisierungen basieren auf Messwerten und können nur dann realistische Klimasimulationen ermöglichen, wenn die Datengrundlage gut ist. Im November 2008 werden die am NP-35 Projekt beteiligten Wissenschaftler die Ergebnisse der Expedition im Rahmen eines internationalen Workshops in Potsdam diskutieren. Insgesamt ist das Projekt NP-35 ein weiterer bedeutender Meilenstein für die Potsdamer Atmosphärenforscher. Die Forschungsergebnisse stellen eine wichtige Grundlage für internationale Schwerpunktprojekte CliC (Climate and Cryosphere) und SPARC (Stratospheric Processes and their Role in Climate Change) des Weltklimaforschungsprogramms (World Climate Research Programme, WCRP, http://wcrp.wmo.int/) dar.

Hochwasser: Kleine Flüsse gefährlicher als große
Sicherheitsmaßnahmen können Schadenspotenzial begrenzen
 
Hochwasser bei Meißen 2006 (Foto: GFZ Deutsches GeoForschungsZentrum)

Karlsruhe (pte011/23.01.2012/11:00) – Die Hochwassergefahr an kleinen und mittleren Flüssen in Deutschland wird in den kommenden Jahrzehnten nicht abnehmen. Die Gefahr von Überflutung nimmt sogar zu. Die Starkniederschläge werden künftig steigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des Center for Disaster and Risk Management Technology (CEDIM) http://cedim.de , die in Karlsruhe vorgestellt wurde.

Kleineres Schadenspotenzial

CEDIM ist eine gemeinsame Einrichtung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) http://kit.edu und des Helmholtz-Zentrums Potsdam Deutsches Geo Forschungs Zentrum (GFZ) http://www.gfz-potsdam.de . "Bei den großen Flüssen ist zwar ein größeres Schadenspotenzial gegeben, aber bei den größeren Flüssen hat man schon Sicherheitsmaßnahmen getroffen, wie etwa Rückhaltebecken", sagt KIT-Klimaforscher Gerd Schädler gegenüber pressetext.

Zudem hätten große Flüsse auch eine längere Vorwarnzeit bei Unwetter. "Anders als bei Rhein, Elbe oder Donau können starke Niederschläge bei mittleren und kleineren Flüssen zu einem sehr schnellen Anstieg und ‚reißenden‘ Fließgeschwindigkeiten führen, so dass es nur eine kurze Vorwarnzeit für die Bevölkerung und den Katastrophenschutz gibt", meint Bruno Merz vom GFZ.

In der Vergangenheit forderte dies mehrfach Menschenleben und richtete hohe Sachschäden an. Starkniederschläge, die Hochwasser verursachen, treten oft räumlich begrenzt auf. "Daher sind sie nur schwer vorherzusagen. Eine langfristige Vorsorge, in der gefährdete Gebiete identifiziert und Schutzmaßnahmen geplant werden, ist daher besonders wichtig", betont KIT-Forscher Christoph Kottmeier.

Hochwasser vor allem im Westen

Die dreijährige Untersuchung betrachtet die Mittelgebirgsflüsse Mulde und Ruhr sowie die Ammer als Fluss mit eher alpinem Charakter. Die Wissenschaftler gehen darin der Frage nach, wie häufig und wie intensiv in den kommenden Jahrzehnten Hochwasser auftreten wird – und wie sich die Abflüsse berechnen lassen. Die Studie belegt zudem, dass in Deutschland Starkniederschläge künftig zunehmen.

Die Modelle der Wissenschaftler zeigen, dass an der Ruhr die Hochwassergefahr im Sommer und im Winter weiter steigt. Die CEDIM-Prognosen weisen hier auf einen deutlichen und signifikanten Anstieg hin. Eine unveränderte Hochwassergefahr mit saisonalen Schwankungen besteht hingegen an Mulde und Ammer. Diese Befunde passen zu Trendanalysen, nach denen in der Vergangenheit eine Zunahme von Hochwasser vor allem im Westen Deutschlands stattfand.