TU Braunschweig Forschungsevaluation Geowissenschaften 10. Juli 2003.

TU Braunschweig

Forschungsevaluation Geowissenschaften

10. Juli 2003

1.Geowissenschaften an der TU Braunschweig

2.Forschung am Institut für Geoökologie

3.Forschung am Institut für Umweltgeologie

4.Perspektiven umweltnaturwissenschaftlicher Forschung an der TU Braunschweig


Philosophie

• Geowissenschaftliche Forschung kommt aus– geographischen Wurzeln (IGÖ)– traditionell geologischen Wurzeln (IUG)

• Umorientierung seit 1989:– Mit Einrichtung des Diplom-Studiengangs

Geoökologie wurde die Forschung der Institute als reine Umweltforschung an der Geoökologie ausgerichtet.

GeoökologieGeoökologie

Geoökologie

Geoökologie ist eine an Umweltproblemen orientierte, interdisziplinäre Naturwissenschaft. Sie zielt auf das Verständnis der Funktions- und Wirkungsweise der Umwelt, insbesondere um Probleme im Zusammenhang mit der menschlichen Nutzung zu erkennen und zu lösen.

Zukunftssicherung durch

• nachhaltige Bewirtschaftung von Ökosystemen• Aufzeigen von Umweltrisiken• Minimierung schädlicher Umwelteinflüsse

Ziel geoökologischer Forschung

Kennzeichen geoökologischer Forschung

• sehr eng mit Lehre verknüpft• „angewandte“ Forschung• Forschung am „dirty System“• Interdisziplinarität und Kooperation

Studien-inhalte Naturwiss.

Grundlagen

Mathematik

Statistik

Biologie

Physik

Chemie

Informatik

Geo-Grundlagen

GeologieGeomorphologie

Hydrologie

Bodenkunde

Methoden

Geochemie

Hydro

chem

ische

Analytik

Anorga nis cheSpu ren ana lyti k

Organ

ische

Spure

nana

lytik

Bodenphysikalische

Messtechnik

Geo

phys

ikal

isch

eM

esst

echn

i kMeteorologie

Klimatologie

KernfächerBodenkunde

Bodenphysik

Hydr

olog

ie

Agrarökologie

Umweltsystemanalyse

Landschaftsökologie

Geochemie

Geo

syst

eme

Ökol

og. C

hem

ie

Ökot

oxik

olog

ie

Hydro- und

Umweltgeologie

Geophysik

Bodenkundliche

Analytik

Ergänzende Fächer

Geol og ie

ÖkobilanzenNumerische Simulation

Abfallwirtschaft

Botanik,

Zoologie

Gru ndb au und

Bod enm

ec han ik

Inge

nieu

rhyd

rolo

gie

SiedlungswasserwirtschaftMikrobiologie

Soziologie

Stadt- und Regionalplanung

Umw

eltin

form

atik

Umw

eltre

cht

Volks

wirtsc

hafts

lehre

Wasserbau und

Gewässerschutz

Ansatz geoökologischer Forschung

Experiment (Messung)

Modellierung (Prozessidentifikation;

Parameterbestimung Szenariensimulation)

Feldstudien (Validierung)

Organisatorische Einbettung an der TU BS

Geoökologie, Umweltgeologie

Fachbereich 2

Naturwissenschaftliche Fakultät

TU Braunschweig

Geowissenschaftliche Institute an der TU BS


2.2.Forschung am Institut für GeoökologieForschung am Institut für Geoökologie




INSTITUT FÜR GEOÖKOLOGIEINSTITUT FÜR GEOÖKOLOGIETechnische Universität BraunschweigTechnische Universität Braunschweig

IGÖIGÖIGÖIGÖ


Forschungsevaluation10. Juli 200310. Juli 2003IGÖIGÖIGÖIGÖ

LCE Consulting GmbHLife Cycle Engineering

Hydrologie und Landschafts-

ökologieUmweltsystem-

analyse

Bodenkunde undBodenphysik

Bodenkunde und Bodenphysik



Effektive Prozesseund effektive

Parameter auf der Landschaftsskala

C und N-Haushalt von Landschaften

Prozessforschung in der

ungesättigtenZone




Prozessforschung in der

ungesättigtenZone

Inverse Methoden zur Charakterisierung von

Wasser- und Stofftransport-prozessen in ungesättigten

Böden

Sickerwasserprognose




Effektive Prozesseund effektive

Parameter auf der Landschaftsskala

Entwicklung effektiver und robuster Modellkonzepte zur Beschreibung von Wasser-,

Energie- und Kohlenstoffflüssen im

Kontinuum Boden-Pflanze-Atmosphäre

Unsicherheitsanlysen beider Modellierung




C und N-Haushalt von Landschaften

Untersuchungen zu N-Transformationen und N-Translokationen in mittel-

europäischen und chinesischen Agrar-Ökosystemen

C- und N-Abbau und -Sequestrierung in Acker- und

Waldböden

Weiterentwicklung des Critical Loads-Ansatzes für eutrophierenden Stickstoff

Hydrologie und Landschaftsökologie



Landschaftsökologiesensibler Räume (z.B. Hochgebirge,

Küsten)

Einzugsgebiets-hydrologie

Strömungs- undTransport-vorgänge

im Untergrund

Wissenstransfer(z.B. in Entwicklungs-

länder und diewasserwirtschaft-

liche Praxis)

Umweltsystemanalyse



LCE Consulting GmbHLife Cycle Engineering

ÖkobilanzenVerhalten

von Substanzenin der Umwelt

Systemökologie Umwelt-informatik

Umweltsystemanalyse



Ökobilanzen

Modellierung vonProzessen

Produktlebenszyklen

WirkungsabschätzungLife cycle impact

assessment

StoffstromanalyseLife cycle assessment

Umweltsystemanalyse



Modellentwicklungfür Ausbreitung

und Transformationin den Umweltmedien

NumerischeSimulation

Parameter-identifikation

Verhaltenvon Substanzen

in der Umwelt

Systemökologie

Umweltsystemanalyse



WechselwirkungenAnthroposphäre-

Biosphäre

Populations-dynamik und -genetik,

Biodiversität

Bio-geochemischeStoffkreisläufe

Umwelt-informatik

Umweltsystemanalyse



GeografischeInformationssysteme

(GIS)

Umweltinformations-systeme

Mathematische Modelle

IGÖ - Methodenspektrum



skalenabhängige Struktur- und Prozess-information, räumliche VariabilitätSysteme partieller DGLn

kccvcqcD

tc

max

tNnn

n

tN x

x

PPP

FF

x

x

1

1

1

1

1

1

Kxrx

dtdx 1

Struktur- und Prozessinformation von Ökosystemen

Matrix-Modelle,Systeme gewöhnlicher DGLn

Wirkungs-analyse

Figure 3

-20 0 20 40 60 80 1000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Output- set

center of gravity

no effectlowmediumhighvery high

mem

bers

hip

degr

ee

acidification impact (difference of immission and buffer capacity)[mol H+/ha a]

domainspecies = symbol

clausesendangered(x,y) if

habitat(x,p) andmigration(x,p).

qualitative Flächeninformation Dosis-Wirkungs-BeziehungenExpertensysteme

Produktionsabläufe

Petri-NetzeStoff-bilanzen

Prozesse

skalenabhängige Struktur- und Prozess-information, räumliche VariabilitätSysteme partieller DGLn

kccvcqcD

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PPP

FF

x

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1

1

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Struktur- und Prozessinformation von Ökosystemen

Matrix-Modelle,Systeme gewöhnlicher DGLn

Wirkungs-analyse

Figure 3

-20 0 20 40 60 80 1000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Output- set

center of gravity

no effectlowmediumhighvery high

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acidification impact (difference of immission and buffer capacity)[mol H+/ha a]

domainspecies = symbol

clausesendangered(x,y) if

habitat(x,p) andmigration(x,p).

qualitative Flächeninformation Dosis-Wirkungs-BeziehungenExpertensysteme

Produktionsabläufe

Petri-NetzeStoff-bilanzen

Prozesse

IGÖ

• Forschungsgebiete liegen eng beieinander• Ähnliches Methodenspektrum• Synergismen durch Expertise

in angrenzenden Gebieten• Kooperation oft notwendig



IGÖ

Kooperationen mit Forschungsanstalten und Industrie

• Ökobilanz nachwachsender Rohstoffe im Automobilbau (Audi)• Kinetik und Transport von Pestiziden in Böden (BASF, Aventis, BBA,

EU)• Stoffstromanalyse des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und der Effekt

auf den globalen CO2 Haushalt (BGR)• Veränderung des Bodenwasser- und –temperaturhaushalts durch

erhöhte CO2-Gehalte (FAL)• Risikoabschätzung (risk assessment) bei Herbizidresistenz (Bayer)• Pollenausbreitung und Einkreuzung von transgenen Pflanzen (BBA)






4.4.Perspektiven umweltnaturwissenschaftlicherPerspektiven umweltnaturwissenschaftlicher Forschung an der TU Braunschweig Forschung an der TU Braunschweig


Vernetzungen

IGÖIGÖIGÖIGÖ

Bauinformatik Biologie

Mess- und RegeltechnikLeichtweiß-Institut

Betriebswirtschaft

Chemie

FAL BBA

DLRGRS

Geowiss. Forschung in Braunschweig

• Umweltgeowissenschaften (Promotionsstudiengang)• Klein, aber schlagkräftig• relativ nahe beieinanderliegende Forschungsgebiete der

Institute und Abteilungen• Interdisziplinär ausgerichtet

– mit physikalischem und chemischem Institut assoziiert– mit TU-Kernbereichenvernetzt– mit BFAs in Braunschweiger Forschungsregion in

Kooperation

Probleme I

nicht spezifisch für den Standort Braunschweig!

• Interdisziplinarität führt zu „Reibungsverlusten“

• Geoökologie sitzt oft zwischen allen Stühlen– Bsp. DFG-Gutachter– Bsp. Evaluation des Studiengangs– Bsp. Einstellung von Absolventen

Probleme II

nicht spezifisch für den Standort Braunschweig!

• Mittelknappheit

• Administrative Überlast

• Verschwinden des Mittelbaus

Perspektiven

• Weiterführung und Intensivierung der Kooperationen mit den TU Kernbereichen

• Weiterer Ausbau der geowissenschaftlichen Umweltforschung an der TU Braunschweig

• Schaffung von Professuren für Physik und Chemie der Atmosphäre

• Schaffung eines gemeinsamen Daches(School of Earth System Sciences)

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