Zu sehen ist eine Grasfläche vor dem Hintergrund der Zugspitze und des Waxensteine. Auf der Grasfäche ist eine großflächhige wissenschaftliche Versuchsanordnung zu sehen die aus dynamischen Messkammern für die Klimagasmessungen besteht.

Modul Q&S | Quellen und Senken von Treibhausgasen
 

Um die Entstehung der Treibhausgase  Kohlendioxid, Lachgas und Methan mittels inverser Modellierung (Modul M) möglichst genau darstellen zu können, hat neben Beobachtungsdaten (Modul B), die Abschätzung von „a-priori“ oder „prior“ Flüsse des Treibhausgasaustausches zwischen Oberfläche und Atmosphäre eine zentrale Bedeutung.

Das Modul Quellen & Senken (Q&S) entwickelt Modellansätze, die es ermöglichen, diese „a-priori“ oder „prior“ Flüsse in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung, zusammen mit einer  Bewertung der Unsicherheiten zu simulieren. Die Berechnung dieser „a-priori“ Flüsse der Treibhausgase erfolgt durch die Bottom-up-Quantifizierung von Treibhausgasemissionen, die Parametrisierung von Prozess- und Ökosystemflüssen und anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen auf lokaler bis regionaler Ebene. Vergleiche der Inversionsergebnisse mit den Modellergebnissen aus Modul Q&S führen zu einer stetigen Weiterentwicklung der THG-Emissionsabschätzung.

Der Kernbereich von Modul Q&S (QS_I) besteht in der ersten Phase von ITMS aus vier Arbeitspaketen (WP1 - WP4) und fünf assoziierten Projekten (QS_II) die neben den Kernmodulen Untersuchung zu spezialisierten Themen wie zum Beispiel Treibhausgasemissionen aus Mooren/organischen Böden (MODELPEAT), Land-, Forst- und Viehwirtschaft (Agri-For-Live), Gewässern (Coast GEm) durchführen, die dann in den weiteren Phasen zum operationellen Betrieb bereitgestellt werden sollen.

QS_I WP1 | THG-Emissionen in den Sektoren Industrie, Verkehr, Energie und Abfall

Das Umweltbundesamt ist am Arbeitspaket 1 (WP1) beteiligt und stellt räumlich-zeitlich verteilte anthropogene Emissionen für die Sektoren Industrie, Verkehr, Energie und Abfall bereit.

Für die räumliche Verteilung von Luftschadstoffen wird bereits das Gridding Emission Tool for ArcGIS (Greta) betrieben. Greta wird im Rahmen des Projektes um Treibhausgase erweitert. Zudem wird die zeitliche Verteilung der Emissionen durch die Erweiterung des Tools Temporal Resolution of Emission data (TeReSE) umgesetzt.

Weiterführende Informationen:

Beteiligte Personen:

QS_I WP2 | Treibhausgasflüsse für die Sektoren Landwirtschaft und Forstwirtschaft

In Arbeitspaket 2 (WP2) liefert das Thünen-Institut räumlich heruntergerechneten Emissionsfelder der Treibhausgase CO2-, CH4- und N2O auf der Grundlage der nationalen UNFCCC-Berichterstattung gemäß dem "Nationalen Inventarbericht", wobei zwischen den verschiedenen Quellenkategorien wie Tierhaltungssysteme, direkte Bodenemissionen, indirekte Emissionen und Emissionen aufgrund von Landnutzungsänderungen unterschieden wird.

Beteiligte Institution: Thünen Institut, Institut für Agrarklimaschutz, Arbeitsgruppe Emissionsinventare

Beteiligte Personen:

QS_I WP3 | Biogene CO2 Flüsse

Der Aufbau eines flexiblen und einsatzfähigen Arbeitsablaufs zur Schätzung stündlicher biogener CO2-Flüsse ist Ziel von Arbeitspaket 3 (WP3). Diese Schätzungen werden mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung auf der Grundlage der Integration von maschinellem Lernen, Satellitendaten und Messungen von CO2-Flüssen und ergänzenden Parametern an Eddy-Kovarianz-Standorten in Deutschland durchgeführt. Dies wird als Grundlage für die Inversionsaktivitäten des ITMS-M-Moduls dienen. Diese Arbeit stützt sich auf die langjährige Erfahrung der MPI-BGC-Gruppe im Zusammenhang mit der FLUXCOM-Initiative.

Beteiligte Institution: Max-Planck Institut für Biogeochemie, Arbeitsgruppe Globale diagnostische Modellierung

Beteiligte Personen:

QS_I WP4 | Biogeochemische Modellierung des Treibhausgasaustauschs in Ökosystemen

In Arbeitspaket 4 (WP4) wird mittels des biogeochemischen Prozessmodells LandscapeDNDC die Quellen und Senkenstärke von Agrarflächen (Grünflächen und Ackerlnd) sowie von Waldgebieten bestimmt.
Als Eingangsdaten werden unter anderem Daten und Karten des Thünen Instituts sowie Fernerkundungsdatensätze genutzt (WP2).
Zur Kalibrierung und Evaluierung fließen Ergebnisse aus den bestehenden Netzwerke ICOS und TERENO mit ein. Die gewonnen a-priori-Abschätzungen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung werden direkt für die inverse Modellierung von Modul M genutzt.

 

Beteiligte Institution: KIT IMK-IFU, Arbeitsgruppe Terrestrische Bio-Geo-Chemie

Beteiligte Personen:

QS_II | Agri-For-Live: Modellierung der Treibhausgasemissionen aus der Land-, Forst- und Viehwirtschaft in Deutschland

Das zu ITMS assoziierte Verbundprojekt Agri-For-Live mit den Partnern  KIT, Thünen Instituts und FZJ befasst sich mit drei zentralen Aspekten von ITMS:

  • Erhöhung der zeitlichen und räumlichen Auflösung der Aktivitätsdaten aus Land-, Forstwirtschaft und Landnutzung (AFOLU).
  • Emission von Treibhausgasen (THG) aus der Viehhaltung.
  • Biogeochemische Modellierung von THG-Austauschprozessen in land- und forstwirtschaftlichen Ökosystemen zur Verbesserung der räumlichen und zeitlichen Auflösung von Bottom-up-THG Inventaren.

Weitere Informationen finden Sie auf den Seiten von Agri-For-Live.

Beteiligte Institutionen:

QS_II | MODELPEAT: Modellierung von Treibhausgasemissionen aus Mooren: prozessbasierte, rationalisierte THG-Modellierung

Durch die starke landwirtschaftliche Nutzung von Mooren haben diese ihre ursprüngliche Kohlenstoffspeicherwirkung verloren und CO2 wird in großem Maße freigesetzt. Damit sind Moore eine nicht zu unterschätzende Quelle von Treibhausgasen, deren genaue Quellen- und Senkenstärke im Jahresverlauf noch nicht flächenhaft dargestellt werden können. Dies ist aber für eine integrierte Betrachtung wie sie im Rahmen von ITMS stattfindet von großer Bedeutung.

In MODELPEAT werden, durch die Weiterentwicklung empirischer und prozessorientierter Modellierungsansätze, Werkzeuge entwickelt, um für ITMS THG-Emissionen aus Moorböden in bisher unerreichter räumlicher und zeitlicher Auflösung bereitzustellen.

Weitere Informationen finden Sie auf den Seiten von MODELPEAT.

Beteiligte Institutionen:

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