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ThINK - Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz
(http://www.think-jena.de)


Projekte


Projekt zu Anpassung an Klimawandel in Jena

Der Klimawandel wird sich auch in Jena auswirken. Obgleich Art und Umfang dieser Auswirkungen in Jena aufgrund noch zu ungenauen räumlichen Auflösung von Klimamodellen mit großen Unsicherheiten behaftet sind, lassen sich Trends erkennen, die bereits heute in Entscheidungsprozessen berücksichtigt werden sollten. Das gilt insbesondere in Bereichen, in denen sehr langfristige Projekte geplant werden.

Daher hat die Stadtverwaltung Jena unsere Arbeitsgruppe beauftragt, ein Konzept für Handlungsempfehlungen zur Anpassung an den Klimawandel zu erarbeiten. Insbesondere die Handlungsfelder Siedlungsentwicklung und Bauwesen, Wasserwirtschaft und -haushalt, Verkehr und Infrastruktur, Land- und Forstwirtschaft, sowie Naturschutz stehen regelmäßig weitreichende Entscheidungen an, in denen Aspekte des Klimawandels zunehmend berücksichtigt werden müssen.

Derzeitiger Kenntnisstand zu Ausmaß und Auswirkungen des Klimawandels in Jena

Die Intensität des Klimawandels kann anhand von Messdaten aus den lokalen meteorologischen Stationen für die Vergangenheit und Gegenwart quantifiziert, und anhand von regionalen Klimamodellen für Thüringen für die Zukunft projiziert werden.

Die Analyse von Messdaten aus meteorologischen Stationen zeigt eine mittlere Erwärmung in der Region Jena von 0,8 - 1 °C in den vergangenen 50 Jahren. Die stärksten Erwärmungen sind dabei im Winter (ca. 1,6 °C) und im Frühjahr (ca. 1,1 °C) zu verzeichnen. Die Niederschläge nahmen im gleichen Zeitraum um etwa 10 % im Jahresmittel ab, wobei allerdings die Winterniederschläge zunahmen und die Sommerniederschläge deutlich geringer wurden.

Ähnliche Entwicklungen werden auch für die Zukunft durch die regionalen Klima­modelle projiziert, von denen sich WETTREG und REMO besonders für Thüringen und seine Teilregionen eignen. Sie erlauben mittlere Aussagen für Regionen von etwa 10 x 10 km, allerdings nur bei relativ homogenen Strukturen hinsichtlich Relief, Landnutzung, etc. Neben den skizzierten Klimaänderungen weisen diese Klima­modelle für die Region auch auf schwer quantifizierbare, aber sehr wahrscheinliche Effekte aus dem höheren Energieinhalt der Atmosphäre hin, die sich in Form stärkerer Extremereignisse wie Stürme und Starkniederschläge äußern.

Beide Analyseverfahren, Messdaten und Klimamodelle, erlauben allerdings keine direkten Aussagen zu kleinräumigen Strukturen wie das mittlere Saaletal mit den städtischen und Umland-Bereichen Jenas abzubilden. Daher bedarf es einer detaillierten regionalen und lokalen Analyse des Ausmaßes und der Auswirkungen des Klimawandels im Stadtgebiet von Jena.

Die städtischen Strukturen Jenas produzieren eigene Regionalklimate, die sich im Wesentlichen aus der höheren Strahlungsabsorption, den höheren Wärmekapazitäten und der geringeren Verdunstung der städtischen Oberflächen ergeben. Die sich durch Klimawandel saisonal unterschiedlich ändernden Faktoren Temperatur, Niederschlag und Einstrahlung werden voraussichtlich in der Innenstadt deutlich stär­kere Wärmeinseleffekte verursachen. Bereits im Hitzesommer 2003 lagen die innerstädtischen Temperaturen zeitweise mehr als 5 °C über denen im nördlich bzw. südlich angrenzenden Saaletal. Die Abnahme sommerlicher Niederschläge verstärkt diesen Überhitzungseffekt noch durch geringere Verdunstungsraten.

Die Abnahme sommerlicher Niederschläge in Verbindung mit der gleichzeitigen Zunahme von Hitzeperioden – sowohl hinsichtlich der auftretenden Temperaturen als auch der Andauer – verringert das verfügbare Wasser für Natur und menschliche Nutzungen. So hat sich im Thüringer Becken die klimatische Wasserbilanz (Nieder­schlag abzüglich Verdunstung) seit 1983 von etwa -100 auf etwa -200 mm verringert. Die Andauer von Trockenperioden im Sommer wird sich in Ostthüringen in der Periode 2021-2050 wahrscheinlich um 30-50 % gegenüber 1961-1990 verlängern. Dadurch ist in vielen Ökosystemen sowie Land- und Forstwirtschaft mit Hitze- und Trockenstress, und durch höhere winterliche Temperaturen auch mit zunehmendem Schädlingsbefall zu rechnen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Laufzeit: 2009
Kooperation: Stadtverwaltung Jena


Situation der erneuerbaren Energien in Thüringen - Bestand, Potentiale, Perspektiven

In einer Studie für die SPD-Fraktion im Thüringer Landtag sind 2009 erneuerbare Energien in Thürngen untersucht worden.

Die Bestandsaufnahme des Anteils erneuerbarer Energien in Thüringen – und ebenso auf Bundesebene – betont, dass noch viele Potentiale nicht erschlossen sind. Die vorliegende Studie soll die aktuellen Potentiale in Thüringen dokumentieren, zukünftige Potentiale quantifizieren, und darlegen, in welchem Ausmaß, in welcher Zeit und unter welchen Rahmenbedingungen diese Potentiale erschlossen und realisiert werden können.

Die berechneten technisch realisierbaren Potentiale zeigen bei Geothermie, Photovol­taik und Solarthermie die höchsten Steigerungsraten, vor allem aber wegen des aktuell geringen Nutzungsgrades. Hingegen behält die Bioenergie auch in dieser Hinsicht das größte Gewicht. Die Windkraftnutzung kann ebenfalls noch deutlich gesteigert werden.

Die Modellrechnungen mit verschiedenen Szenarien berücksichtigen die sozio-ökono­mischen Rahmenbedingungen bei der Umsetzung der technischen Potentiale. Wäh­rend diese Rahmenbedingungen bei Bioenergie, Photovoltaik und Windkraft als eher gut eingestuft werden, wirken sie bei Geothermie, Solarthermie und Wasserkraft eher hemmend. Mittels resultierender Bewertung der einzelnen Rahmenfaktoren wurden Anteile am zusätzlichen Potential für die einzelnen erneuerbaren Energien ermittelt, die bis 2020 bzw. bis 2050 umsetzbar sind. Unterschiedliche sozio-ökonomische Entwick­lungen fanden in einem ungünstigeren und einem günstigeren Szenario Berücksichti­gung. Die Bioenergie würde danach im Jahre 2020 immer noch 50-60 % der aus er­neuerbaren Ressourcen erzeugten Energie liefern. Signifikante Beiträge würden aber auch Photovoltaik, Solarwärme und Windkraft beisteuern.

Die Umsetzung der Potentiale erfordert in Thüringen die Etablierung diverser Maß­nahmen, mit denen die politischen Rahmenbedingungen positiv ausgerichtet werden. Eine zentrale, steuernde, beratende und planende Aufgabe käme dabei einer zu grün­denden Klimaschutzagentur zu. Von zentraler Bedeutung sind regional differenzierte Analysen und Konzepte als Beratungsinstrumente für Kommunen und Kreise. Des Weiteren sollte mit einem regional angepassten Maßnahmenpaket die energetische Gebäudesanierung weiter forciert werden.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Laufzeit: 2009


Studien zum Ausbau erneuerbarer Energien in Ostthüringen und Mittelthüringen

Der Ausbau erneuerbarer Energien vollzieht sich in Thüringen - getragen durch die verschiendensten Akteure - auf regionaler und kommunaler Ebene vielfach unkoordiniert hinsichtlich der einzelnen Energietypen (Wind, Solar, Wasser, Geothermie) und der räumlichen Abstimmung. Um eine solidere Datenbasis für regionalplanerische Entscheidungen zum Ausbau zu schaffen, werden in Projekten vergleichend die Potenziale und räumlichen Standorteignungen für die Energietypen untersucht und bewertet und ein Entwurf für einen Potentialatlas erarbeitet.
Die Studien sollen entscheidende Grundlagen schaffen, um in Ostthüringen und Mittelthüringen die Einführung von raumordnerischen Aussagen zur Nutzung der erneuerbaren Energien zu planen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Kooperation: Regionale Planungsgemeinschaft Ostthüringen
Laufzeit: 2008


Publikation in Bearbeitung:
"Das Klima in Thüringen: Regionale Ausprägung und Wandel"

Von: M. Gude, R. Kunka, H. Schneider und G. Wetterauer

Weite Bereiche unserer belebten und unbelebten Umwelt sind durch das Klima direkt oder indirekt beeinflusst – und das in allen umweltrelevanten räumlichen Dimensionen. So existieren die Habitate von floristischen oder faunistischen Arten ebenso angepasst an aktuelle klimatische Randbedingungen wie der Wasserhaushalt im Thüringer Wald. Dabei sind sogar viele dieser Bereiche sehr klimasensitiv, d. h. sie reagieren deutlich auf klimatische Änderungen.
Das Klima in Thüringen offenbart sich im Wesentlichen als Resultat großräumiger Effekte auf kontinentaler Ebene und regionalen und lokalen Modifikationen, wobei das Relief neben der Landnutzung die entscheidende Rolle spielt.
Auf diese Aspekte wird in der im Herbst 2008 erscheinenden Publikation sowohl bei der Darstellung früherer Klimaentwicklungen und aktueller Klimabedingungen, als auch bei der Diskussion wahrscheinlicher zukünftiger Entwicklungen eingegangen. Die Publikation soll vor allem politischen und administrativen Entscheidungsträgern sowie der interessierten Öffentlichkeit als Informationsquelle dienen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude


Solarprojekt "Sunfried"

In Zusammenarbeit mit einer studentischen Initiative und der Verwaltung der FSU Jena wird die Errichtung einer Photovoltaik-Demonstrationsanlage auf universitätseigenen Gebäuden angestrebt. Die Finanzierung soll über Spenden, Anlagen und Sponsoring erfolgen. Neben der nachhaltigen Erzeugung von elektrischer Energie, soll die Anlage durch ihre öffentlichkeitswirksame Plazierung für die stärkere Verbreitung regenerativer Energieerzeugung werben. Außerdem soll damit ein Experimentierfeld für Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Photovoltaik geschaffen werden.

Projektträger: Sunfried e.V.
Zeitraum: 2008-aktuell
Kooperation: Verwaltung, Intergrün, Studentenrat und Arbeitskreis Nachhaltigkeit der FSU Jena, Klimaschutzstiftung Thüringen


Wanderausstellung: Klima wandelt Thüringen

In Kooperation mit der Heinrich Böll-Stiftung Thüringen e.V. und der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie wird derzeit eine Ausstellung zum Klima in Thüringen erstellt.

Die Ausstellung thematisiert erstmals in dieser Form Klimawandel und Klimaschutz in Thüringen. Themen sind der historische Klimawandel Thüringens in Verbindung mit der Landnutzungsgeschichte, Modellszenarien für die zukünftige Entwicklung des Klimas in Thüringen und die Folgen des Klimawandels. Weiterhin beschäftigt sich die Ausstellung mit Fragen des Klimaschutzes auf verschiedenen Ebenen von der Politik bis zum individuellen Handeln. Zudem werden Fragen des Lebensstils unter Aspekten des Klimawandels aufgeworfen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude, Heinrich Böll-Stiftung Thüringen e.V., Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie
Zeitraum: 2007-2009


Regionalklima-Laborexperiment Mittleres Saaletal

Um regionale Klimaeffekte bei Bildungsprojekten zu erläutern, wurde das Mittelere Saaletal in einer Klimakammer nachgebaut. Damit kann die Beeinflussung des regionalen und lokalen Klimas durch Relief und Nutzung simuliert werden, z. B. nächtliche Kaltluftabflüsse von den Hochflächen, abkühlende Wirkung von Wäldern und Strahlungsunterschiede an Nord- und Südhängen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude


Klimalehrpfad Jena und Mittleres Saaletal

Derzeit wird ein Lehrpfad zu regionalen klimatischen Aspekten im Stadtgebiet Jena und im Mittleren Saaletal vorbreitet. Der Lehrpfad soll demonstrieren, wie globales Klima vor Ort funktioniert und sich auswirkt. Das regionale Klima wird fassbar, anschaulich und zum Erlebnis in der eigenen Umwelt.
Vorgeschlagene Lokalität: Landgrafen-Umgebung oder Jenzig

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Zeitraum: 2008-aktuell
Kooperationen: Stadtverwaltung Jena (weitere Kooperationspartner in Planung)


Klimawandel und Klimaschutz in der Raumplanung  

Der Klimaschutz hat in der vorsorglichen Raumplanung bislang nur eine geringe Bedeutung im Vergleich zu Boden- oder Biosphärenschutz – auch in Thüringen. Hier setzen laufende Untersuchungen an, bei denen im ersten Ansatz Klima-Arealtypen aus Flächennutzung, Topographie und Verdunstung definiert werden. Diese werden mit einem eigens erstellten Bewertungschema hinsichtlich ihrer klimatischen Wirksamkeit und Bedeutung klassifiziert und für die Anwendung in der Planung aufbereitet.

Zudem erfordert der Klimaschutz raumwirksame Planungen, um den politisch gewollten Ausbau der erneuerbaren Energien zu vollziehen. Hier bedarf es eines integrierten Planungsansatzes, der die Standorteignungen der verschiedenen EE-Typen und ihre raumwirksamen Effekte analysiert.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Zeitraum: 2006-aktuell
Methoden: GIS-gestützte Ableitung von Klimavorranggebieten für die Raumplanung (M. Gude, G. Wetterauer, U. Kurmutz)
Kooperationen: Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie, Regionalplanungsgemeinschaft Ostthüringen

  • weitere Informationen hier


Regional- und Stadtklima im mittleren Saaletal

Das Saaletal mit den steilen, unterschiedlich exponierten und teils vegetationsarmen Hängen, den engen Seitentälern und den umgebenden Hochflächen verursacht ein spezielles Mesoklima. Dieses wird durch die städtischen Oberflächeneigenschaften (z.B. in Jena) noch verstärkt. Ziel der Untersuchungen ist die Analyse und Bewertung der städtischen Überwärmung und der Frischluftzufuhr aus den Seitentälern.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Zeitraum: 2003-aktuell
Methoden: Meteorologische Messungen und Analyse (M. Gude)
Kooperationen: Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie


Evaluierung des Gefährdungsgrades der Gebiete Fildes Peninsula und Ardley Island (Antarktis) und Entwicklung der Managementpläne zur Ausweisung als besonders geschützte oder verwaltete Gebiete  

Das Untersuchungsgebiet ist eines der am stärksten vom Menschen frequentierten Gebiete der Antarktis. In drei mehrmonatigen Geländekampagnen wurden detaillierte flächendeckende Aufnahmen zu den vorhandenen Schutzgütern und den menschlichen Einflüssen durchgeführt. Die Analyse dieser Daten führte zur Entwicklung von Managementplänen die als Verhandlungsgrundlage für internationale Gremien bei der Festlegung neuer Schutz- und Verwaltungsstrategien durch die beteiligten Antarktisvertragsstaaten dienen.

Projektleitung: Dr. H.-U. Peter (FSU Jena, Institut für Ökologie)
Zeitraum: 2003-2006
Methoden (Teilprojekte der AG-Mitarbeiter: O.Mustafa): Aufbau und Verwaltung eines Geoinformationssystems, botanische, zoologische, geomorphologische und paläontologische Kartierungen mit GPS und DGPS, Entwicklung eines Systems zum berührungsfreien 3D-Tracking von Flugzeugen und Schiffen, Populationsökologische Untersuchungen an Vögeln, Robben und Insekten
Kooperationen: Alfred-Wegener-Institut, Bremerhaven; Arktis- und Antarktis-Forschungsinstitut, St. Petersburg, Russland; Instituto Antartico Chileno, Punta Arenas, Chile; Second Institute of Oceanography, Hangzhou, China; Dr. Bertges Vermessungstechnik, Neunkirchen a.P.
Finanzierung: Umweltbundesamt


Permafrost und geotechnische Stabilität an der Zugspitze

Das durch die Klimaerwärmung verursachte Auftauen des Permafrostes (dauerhaft gefrorener Untergrund) an der Zugspitze bedroht die Stabilität der höchsten deutschen Gipfelregion. Durch den schwindenden Permafrost verliert der Fels an Stabilität und gefährdet die Gebäude, Seilbahnen und Wege. Mittels Messungen und Computer-Simulationen wurden die Gefährdungen identifiziert und räumlich abgegrenzt.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude
Zeitraum: 1999-2005
Methoden: Datalogger-gestütztes Temperaturmonitoring am Fels (M. Gude), GIS-basierte Modellierung der Permafrost-Verbreitung (O. Mustafa)
Kooperationen: Universitäten Zürich, Giessen, Heidelberg, u. a., Bayerische Zugspitzbahn AG
Finanzierung: EU-Projekt PACE (Permafrost and Climate in Europe)


Blockhalden-Ökosysteme (SCREECOS, SCREe ECO-Systems)

In europäischen Mittelgebirgen stellen Blockhalden einzigartige Insel-Ökosysteme dar. Sie repräsentieren Relikte der Naturlandschaften und weisen ein außergewöhnliches Mikroklima auf, das seltene Tier- und Pflanzenarten schafft. Die durchgeführten Untersuchungen zu Genese und Mikroklima haben essentielle Grundlagen für den Schutz dieser Ökosysteme geschaffen.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude, Dr. Roland Molenda (Basel) †
Zeitraum: 1999-2005
Methoden: Meteorologisches Monitoring (M. Gude), Refraktionsseismik, Bodenradar, Geoelektrik Analyse (H. Griebsch), geostatistische Analyse, geoökologische Bewertung (U. Kurmutz)
Kooperationen: Universitäten Basel und Marburg, Tschechische Akademie der Wissenschaften, Nationalpark Harz, Biosphärenreservat Rhön, Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie
Finanzierung: DFG, Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie


Atmosphärische Steuerung und hydrologisch-geomorphologische Auswirkungen von extremen Schneeschmelz-Ereignissen in Nordschweden

Die frühsommerliche Schneeschmelze erfolgt in den hohen Breiten oft sehr schnell. Diese Periode ist in vielen Gebieten das folgenreichste hydrologische Ereignis im Jahresverlauf, da im Winter Niederschläge meist als Schnee fallen und nicht zum Abfluss kommen, und im Sommer die Niederschlagsintensitäten eher gering sind. Die Schneeschmelzereignisse wirken sich auf die Landschaftsformung, aber auch auf die Nutzungspotentiale aus, da mit ihnen Naturgefahren verbunden sind. Diese verursachenden atmosphärischen Prozesse und die hydrologischen und geomorphologischen Folgen sind in der Region Abisko in Nordschweden untersucht worden.

Projektleitung: PD Dr. Martin Gude, Dr. Christer Jonasson (Abisko), Prof. Dr. Dieter Scherer (Berlin)
Zeitraum: 1995-2006
Methoden: Meteorologisch-hydrologisches Monitoring (M. Gude), Refraktionsseismik, (O. Mustafa), GIS-basierte geomorphologische Analyse (M. Reiche)
Kooperationen: Universitäten Basel, Schwedische Akademie der Wissenschaften
Finanzierung: DFG, Schwedische Akademie der Wissenschaften


Bildungsprojekte zu regionalem Klima, Nachhaltigkeit und Umwelt

In verschiedenen Bildungsangeboten werden Klimawandel und Klimaschutz auf regionaler Ebene für unterschiedlichste Zielgruppen thematisiert.

  • Lehrveranstaltungen zu Meteorologie, Klimawandel und Naturgefahren an den Universitäten Jena, Weimar, Heidelberg, Basel (M. Gude)
  • Exkursionen mit Themen zu nachhaltiger Landnutzung und Klimageschichte in Alpenländern, Skandinavien und anderen Regionen (M. Gude, O. Mustafa)
  • Populärwissenschaftliche Präsentationen zu Klimawandel und Naturgefahren in Fernsehen, Hörfunk, Printmedien (M. Gude)
  • Populärwissenschaftliche Vorträge zu Klima und Klimageschichte bei VHS, Reiseveranstaltern, Wissenschaftlichen Gesellschaften, Industrie-Fachtagungen
    (H. Griebsch, O. Mustafa, M. Gude)
  • GIS-Ausbildungskurse (O. Mustafa)
  • Kooperation mit Schulen und Schülergruppen zu Klimawandel und Nachhaltigkeit (M. Gude)
  • Ausstellungen:
    • Ausstellung „Klima zum Anfassen“ bei der Langen Nacht der Wissenschaften in Jena
    • Geo-Ausstellung in der Goethe Gallerie Jena
    • Ausstellung „Klimawandel in Thüringen“

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