Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt

1. Stand: 7.7.2008 Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt Paten: Dr. Fritz, Prof. Löhe

2. KIT-Forschungsportfolio strukturiert u. a. in … -Zentren -Schwerpunkte Energie Vernetzte adaptive Systeme Neue und angewandte Materialien Nano-Mikro Elementar- und Astroteilchenphysik Optik und Photonik Klima undUmwelt Mobilität Mensch & Technik Vorläufig: ca. 570 Personal 46 Mio € Ressourcen Gründung 2008 Seit 1.1.2008

3. Mitglieder Kernteam Prof. Dr. Kottmeier IMK Prof. Dr. Nestmann IWG Prof. Dr. Vogt IFR Prof. Dr. Wenzel GPI D.Met. Vogt Teamassistent IMK Dr. Breh KIT Büro Prof. Dr. Fischer IMK-ASF Prof. Dr. Heuveline SCC Dr. Hiete WiWi Dr. Karl EIFER Prof. Dr. Leisner IMK Prof. Dr. Maas ITT Dr. Paur ITC Prof. Dr. Ruck IfH Prof. Dr. Schmid IMK Dr. Schuhmann SMG, IWG Prof. Dr. Seifert ITC Prof. Dr. Winter IBA Prof. Dr. Wolf Geol. Inst. Dr. Zwiener CIW Dr. Bremer PL FZK als Gast Mitglieder Projektteam 7 Themengruppen Etwa 50 Leitende Wissenschaftler/innen aus etwa 30 Instituten der Universität und des FZK.

4. Bisherige Aktivitäten des Kernteams 5 Sitzungen seit Mai 2008 Terminplanungen Benennung Projektteam Mitglieder Erfassung beteiligter Institute Zwei Fragebogenaktion zu Ressourcen und Beteiligten Topics - Benennung und Inhalte Weiterentwicklung des Zentrums Bisherige Aktivitäten des Projektteams 2 Sitzungen (8.5. 2008 und 24.6.2008) Diskussion über Topic Struktur und Inhalte Weiterentwicklung des Zentrums Weitere Treffen Klausurtreffen Lauterbad 40 Teiln. Feb. 08 Bericht WTR Mai 08 Sieben Treffen aller Themenbereiche Juni 08 Vorstellung KIT-Vorstand 7.7.08 Großes Treffen 100 Teiln. Campus Nord (FZK) 8.7.08 Kern-Team, Redaktionsteam 22.7.08 IUGG Tagung mit Bekanntgabe Gründung des Schwerpunktes 4.8.08

5. - Dynamische und chemische Prozesse • Luftreinhaltung • Atmosphärische Stofftransporte • Wechselwirkung Atmo-Bio-Hydro-Anthroposphäre • - Aerosole und Wolken • Klimamonitoring • Satellitengestützte Fernerkundug • Prozessmodellierung • Regionalisierung • Folgenanalyse • Risikomanagement und Entwicklung von • Anpassungsstrategien • - Mitigation Atmosphäre • - Natürliche Risiken • - Technische Risiken • - Risiko- und Folgenabschätzung • Urbane Vulnerabilität • Planung, Prävention, Schadensminderung • Risikowandel Schmid Klima- wandel Atmosphärische Prozesse Leisner Wenzel Risiken und Risikomanagement Hydrosphäre Anthroposphäre Jirka • Gewässermodellierung • Hydrologische und hydrogeologische und • hydrogeologische • Prozesse und Systemanalyse • - Wassertechnologie • - Gewässerentwicklung • und –bewirtschaftung • Energiewasserwirtschaft • Qualitative und quantitative Analyse urbaner Systeme (z.B. Produktion, Bauen, Verkehrssysteme) • Entwicklung ökonomisch, technisch und sozial angepasster Systeme • Prognosen und Folgenabschätzung • Ver- und Entsorgung Wasserressourcen Wassermanagement Urbane Systeme Norra Biosphäre Neumann Prozesse in Bio und Geosphäre • Rohstofferschließung und –nutzung • Stoffumwandlung, Prozess-und Umweltanalytik • Umweltüberwachung, Stoffstromanalysen und -Bewertung • Technikfolgenanalyse, betriebliches Umweltmanagement und Umweltpolitik Technisch bedingte Stoffströme • Boden- und Biochemische Prozesse • Schadstoffdynamik • Geophysikalische Systemanalyse • Bodensanierung • Boden- und Felsstabilität Schuhmann Litho- und Pedosphäre

6. Topic 1: Atmosphärische Prozesse Ziel: Gewinnung von Grundlagenwissen über dynamische, chemische, hydro-meteorologische und biologische Prozesse der Atmosphäre mit Relevanz für Wettervorgänge, Klimawandel, Naturgefahren und die Luftqualität Subtopics • Dynamical processes in the atmosphereEuropean, Mediterranean, and tropical cyclones; pollution transport, Wind dynamics in woodlands and cities, Exchange Processes in the UTLS, • Initiation and Evolution of Convective Systems • Chemical processes Radiative balance, Air pollution control, O3, CO2 and CH4 cycles, Chemistry in the strato- and mesosphere • Aerosol and cloud processes radiative balance, Precipitation, Transport, optical and chemical properties of aerosols, Formation of clouds, Ice formation and precipitation • Atmosphere- Hydrosphere- Biosphere- Antroposphere • Interaction Cross compartment models • Numerical methods and model development • Atmospheric monitoringOperational satellites, Research • satellites and aircraft, Ground based measuring stations • Relation to KIT centre “Energy”

7. Klima natürliche Umwelt Wasserkreislauf Hydrologie Wassernutzung Wasserinfrastruktur Wasserbewirtschaftung Wasserressourcen Hydrogeologie Niederschlag Wassertechnologien Stoffkreisläufe Flüsse Ästuare Sozio-Ökonomie Seen Meere Grundwasser Topic 2: Wasserressourcen und Wassermanagement Ziele: Ganzheitliche Erforschung von Wasser- und Stoffkreisläufen; Innova- tive Wassertechnologien; Integrierte Wasserbewirtschaftung Charakterisierung der Wasserressourcen hydrologische und hydrogeologische Systemanalyse, chemische und biologische Wasserqualität, Nutzungsdruck, Vulnerabilität, Gewässer- und Grundwasserschutz Simulationswerkzeuge Niederschlags- und Abfluss-vorhersage, hydraulische Prozessanalyse, Extrem-ereignisse, (Früh-)Warnsysteme, operationelle Modelle, Stofftransport- und Mischprozesse Wassertechnologien chemische und physikalische Hybridprozesse, Biofilme, nano- und mikropartikuläre Systeme, physikalisch-chemische Desinfektionsverfahren, Phosphatrecycling Wasserwirtschaftliche Anlagen Wasseraufbereitung, Re-use-Anlagen, Speicher- systeme, Verteilungssysteme, künstliche Grundwasseranreicherung, Wasserkraftanlagen, Bewässerungssysteme, Hochwasserschutz Integriertes Wasserressourcen-Management Gewässerentwicklung, (Rück-)Kopplungen mit Klima, Wirtschaft und Gesellschaft, Monitoring- und Bewertungs-konzepte, Entscheidungshilfesysteme, Energieeffizienz Graduiertenkolleg zur zukunftsorientierten Wassernutzung Anwenderzentrum für Gewässermodellierung

8. Topic 3: Prozesse im Untergrund(Biologische, chemische, physikalische Prozesse) • SchadstoffdynamikReaktionsmechanismen und Stoffflüsse, Skalen-übergreifendes Prozessverständnis und Modellierung • Sanierungstechnologien Angepasste Technologien zur Sanierung kontaminierter Bereiche (Schadstoffbarrieren, Natural Attenuation) • Speicherung und RessourcenKonzepte zur sicheren dauerhaften Speicherung (z.B. CO2, Radionuklide), Nutzung von Ressourcen (Wasser-Wärme-Raum) • Monitoring Detektion von Georessourcen, Stoffausbreitung (Senke/Quelle) • Wirkungspfade Klima/Umwelt-UntergrundMorphodynamik, ökosystemare Stoffflüsse

9. SANDWICH MercOx BRENDA Topic 4: Technisch bedingte Stoffströme Ziele: Effizienzsteigerung bei der Nutzung von Rohstoffen, Schadstoffminderung bei Energieumwandlung und Produktion, Verständnis und Bewertung komplexer Stoffsysteme, Ableitung von Handlungsempfehlungen und Umsetzungsstrategien • Ausgewählte Projekte und Kooperationen: • BMBF-Projekte zur Rohstoffnutzung (Sandwich, Prophos, Erestre) • Bioliq • Kraftwerkspilot-Brennkammer mit Hg-Analytik • Netzwerk Lebenszyklusdaten

10. Luftqualitätsforschung in urbanen Agglomerationen, u. a. in (EU-Projekt zum strategischen urbanen Landnutzungs-mangement. ISL/IfR) Beijing (IMG) Mexico City (IMK-IFU) Topic 5: Urbane Systeme Ziele: Konzepte für Städte zum Umgang mit den Folgen des Klima- und Umweltwandels, mit Naturkatastrophen und anthropogenen Umweltbelastungen • Inhalte: • Verfahren zur Schonung der Wasser- und Energieressourcen und Reduktion von Stoffflüssen hinsichtlich knapper werdender Ressourcen • Einbindung von systemanalytischen Methoden in die Stadtplanung unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Stadtentwicklung und Ökosystemen und mit dem Ziel der Entwicklung von Stadtentwicklungsprognosemodellen • Forschung zur Vereinbarkeit vielfältiger ökonomischer, kultureller und gesellschaftlicher Werte in dem Wandel und der Globalisierung ausgesetzten Städten BMBF- Projekt: Integriertes Wasser- ressourcen- Management in urbanen Bereichen Indonesiens (u. a. IWG, ITAS, ITC-WGT) Risk Habitat Megacity Initiative der Helmholtz-Gemeinschaft (ITAS, IMK-IFU) Umweltkompetenzzentrum für eine nachhaltige Entwicklung urbaner Agglomerationen (ISUD) (Koope-ration Universität Chile – FZK) Theodor-Rehbock-Laboratorium (IWG) Laboratorium für Gebäude- und Umweltaerodynamik (IfH) Klimamessbus (IfGG) Integriertes Hochwasserschutzkonzept Stadt Hornbach/Pfalz

11. Topic 6: Risiken und Risikomanagement Herausforderung: Risikowandel durch Klimaveränderung und Urbanisierung • Ziele: • Entwicklung von Echtzeitinformationssystemen • Szenarien veränderten Wetterverhaltens und von Extremereignissen im Kontext von Klimawandel • Risikomanagement- Systeme, Anpassungsstrategien an Klimawandel • Komplexe Vulnerabilitätsmodelle (Versorgungsnetze, Supply Chains, Indirekte Schäden) • Werkzeuge zur Entscheidungsunterstützung in komplexen Krisen Strategie: Synergie von Natur-, Ingenieurwissenschaften und Sozioökonomie Analyse von Natur- und technologisch induzierten Risiken Projekte: RODOS, EURANOS(FP6), RIMAX (BMBF), EU-PREVIEW, BMBF-Geotechnologien, CEDIM, IKONE (BaWü), Risk Habitat Megacities (Helmholtz)

12. Topic 7: Klimawandel Ziele: Belastbare detaillierte Szenarien des regionalen Klimawandels, Atmosphä-renbeobachtung zum Monitoring und zur Modellverbesserung, Anpassungsoptionen Modellentwicklung:Downscaling-Verfahren auf die regionale und lokale Skala; Einflüsse der Orographie z.B. auf Konvektion, Windsysteme; Rückkopplungen Boden/Vegetation und Niederschlag; Klima-Chemie-Modellierung; Rolle der UTLS; mathematisch-numerische Entwicklungen; optimale Datennutzung; Aerosole Szenarien: Ensemble-Simulationen; Verifikationen; nutzergerechte Informationen Impakt- und Anpassungsuntersuchungen: Gekoppelte Klima-Abflussmodellierung; klimasensitive Regionen Alpen, naher Osten, Sahel, Mittelmeer, B.-W.; Querschnittsthema Energie-Klima Projekte:MIPAS/ENVISAT, CARIBIC Verkehrsflugzeuge, Stationen (Kiruna, Zugspitze/Garmisch-Partenkirchen, Izana, Cape Point, Südafrika), Herausforderung Klimawandel, GLOWA, AMMA; EU HYMN, GEOMON

13. KIT-Zentrum Klima und Umwelt „MISSION STATEMENT“ - Entwurf Erarbeitung von Grundlagenwissen über natürliche Systeme, deren anthropogene Beeinflussung und Wechselwirkungen mit technischen Systemen. Entwicklung von Anwendungswissen und nachhaltigen technischen Lösungen mit Handlungsoptionen für Wirtschaft und Politik (= Gesellschaft) mit naturwissenschaftlichen und ingenieurswissenschaftlichen Methoden

14. Das KIT-Zentrum KLIMA und UMWELT: Struktur und Gremien (Entwurf) Internationaler Beirat KIT - Vorstand Wiss. Sprecher Geschäftsstelle • Lenkungsgremium (15 Pers.) • 1 Vorstand (Leitung) • 1 Wiss. Sprecher • Topicsprecher • Weitere (SFB Sprecher, 2 gewählte Mitglieder) ForschungszentrumUniversität xx Institute xx Institute xxx Mitarbeiterxxx Mitarbeiter ca. 550 Mitarbeiter