Verbundprojekte

SFB 1211 Earth - Evolution  at the dry limit

Unter der Führung der Universität zu Köln ist der SFB in der 3.Phase von 2024 bis 2028.
Wasser ist das entscheidende Merkmal der bewohnbaren Erde; es ist für alles Leben, wie wir es kennen, unerlässlich. Die Entwicklung des Lebens in extrem wasserarmen Umgebungen, die große Teile der Erde bedecken, ist nicht gut verstanden. Ebenso wie das Leben hinterlassen auch wassergetriebene Prozesse einzigartige Spuren auf der Erdoberfläche. 

SFB/TR 172 Artic Amplification

Die Universität Leipzig hat als koordinierende Universität gemeinsam mit der Universität Bremen, der Universität zu Köln, dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) die Förderung dieses Forschungsprojekts beantragt. Der SFB/TR „Klimarelevante atmosphärische und oberflächennahe Prozesse und Rückkopplungsmechanismen“ (AC)³ bietet ein einzigartiges Forschungsumfeld, um den Anstieg der arktischen Oberflächentemperatur in den letzten Jahrzehnten, der gemeinhin als arktische Verstärkung bezeichnet wird, aus komplementären Blickwinkeln zu untersuchen und dabei verschiedene Beobachtungs- und Modellierungsansätze miteinander zu verbinden. 

SFB 1357 Mikroplastik

Unter der Führung der Universität Bayreuth erforscht der SFB 1357:  "Mikroplastik – Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze" die Entstehung, die Migration und die Effekte von Mikroplastik und erarbeitet neue Lösungsansätze für dieses immense Umweltproblem. Die AG Christina Bogner partizipiert in einem Teilprojekt.

SFB/TR 228 Zukunft im ländlichen Afrika

Future Rural Africa (Future-making and social-ecological transformation) ist ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderter interdisziplinärer SFB, an dem Geographen, Anthropologen, Politikwissenschaftler, Agrarökonomen, Bodenkundler und Ökologen der Universitäten Bonn (Leitung) und Köln sowie externe Partner beteiligt sind, um großflächige Landnutzungsänderungen und damit verbundene sozial-ökologische Veränderungen entlang von Wachstumskorridoren im östlichen und südlichen Afrika zu untersuchen. 

SPP 1158 Antarktisforschung

mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten. Seit 1981 gibt es in Deutschland eine koordinierte Förderung der Polarforschung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). (...) Die in den Programmphasen 2003-2007 und seit 2008 geförderten Projekte und erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse sind auf den Internetseiten des Schwerpunktprogramms www.spp-antarktisforschung.de ausführlich dargestellt. Diese zeigen, dass in Deutschland eine breit gefächerte, hoch qualifizierte und motivierte Wissenschaftlergruppe existiert, die mit Hilfe des SPP 1158 einen deutlich sichtbaren Beitrag zu den drängenden Fragen der internationalen Polarforschung leistet.

Ein neues Teilprojekt wird seit 2024 gefördert, und zwar Geophysikalische Charakterisierung der Erdkruste und der subglazialen Sedimente in der Umgebung der Aufsetzzone des Ekström-Schelfeises, Ostantarktis, mit Hilfe der Magnetotellurik (PRISTINE); Mit-Antragsteller ist Geophysiker Alexander Grayver.

SPP 1833 Building a Habitable Earth 

Über einen Zeitraum von 6 Jahren (2015-2021) förderte die DFG im Rahmen ihres SPP (DFG-Schwerpunktprogramm) "Building a Habitable Earth" Forschungsprojekte. Das SPP soll einen Beitrag zu der noch offenen Frage leisten, wie die Erde zum einzigen bekannten bewohnbaren Planeten wurde. In einem konzertierten Ansatz ist das SPP diese eminente Frage unter Einbeziehung verschiedener geowissenschaftlicher Disziplinen wie Geologie, Geochemie, Planetologie, Kosmochemie, Geobiologie und geophysikalischer Modellierung angegangen. Die Forschungsarbeit soll auch danach in einem anderen Rahmen weitergeführt werden.

SPP 527 International Ocean Discovery Program (IODP)

Das IODP ist ein Tiefseebohrprogramm mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus 23 Ländern zur Erforschung von bislang unzugänglichen Bereichen im Meeresboden.

Teilprojekt „Führt die globale Erwärmung zu einem stärkeren „ENSO Modoki“? Einsichten aus der geologischen Vergangenheit"

SPP 1006 Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)

Bohrungen sind die einzige Möglichkeit, Modelle des Erdinneren mit der Realität abzugleichen. Ziel des ICDP ist es, Geowissenschaftler*innen zu ertüchtigen, das Forschungsinstrument der wissenschaftlichen Bohrungen zu nutzen, um diese Modelle des Erdinneren anhand von Informationen aus der Tiefe zu testen. In Anbetracht der typischerweise hohen Kosten für Bohrungen und für die Forschung in und um Bohrlöcher ist es klar, dass alle Vorschläge für Bohrungen mit Hilfe des ICDP substanzielle wissenschaftliche Fragen mit einem starken Fokus auf gesellschaftliche Bedürfnisse behandeln müssen.

SPP 1294 HALO

Das "High Altitude and Long Range Aircraft" (HALO) ist eine Plattform für die Atmosphären- und Erdsystemforschung. Es ist seit 2010 in Betrieb, führt eine Vielzahl von Forschungsmissionen durch und liefert so wertvolle Einblicke in verschiedene Wissenschaftsbereiche. Zahlreiche In-situ- und Fernerkundungsinstrumente sind für den Betrieb auf HALO zertifiziert. Somit kann eine flexible, modulare wissenschaftliche Nutzlast auf HALO integriert werden, die eine maßgeschneiderte Instrumentierung für jede Forschungsmission ermöglicht.

SPP 2404 Deep Dyn

Im Jahr 2022 hat die DFG das SSP 2404 "Reconstructing the Deep Dynamics of Planet Earth over Geologic Time (DeepDyn)" eingerichtet. Das Programm ist auf eine Laufzeit von sechs Jahren ausgelegt. 

Eine der auffälligsten Eigenschaften des Geodynamos sind vollständige Umkehrungen des Dipolfeldes. Die Häufigkeit der Umkehrung ändert sich über geologische Zeitskalen, die für die Konvektion des Erdmantels typisch sind. Numerische Simulationen deuten in der Tat darauf hin, dass der untere Mantel einen vielfältigen Einfluss auf den Dynamo hat, wobei der absolute Wert und das Muster des Wärmeflusses durch die Kern-Mantel-Grenze die Feldstärke, die Feldgeometrie und die Umkehrrate beeinflussen. Allerdings sind weder die langfristige Entwicklung des unteren Mantels und des Dynamos noch die Kopplung zwischen beiden gut verstanden, was die Grundlage von DeepDyn bildet.

Zu ca 90% wird dieses Thema von Geophysikern bearbeitet, aber 3 Kölner Geologen (AG Jahn, AG Melles, AG Münker) und ihre Teilprojekte sind ebenfalls dabei.

FOR 5361 KI - Algorithmische Datenanalyse für die Geodäsie (AlgoForGe)

Die von der DFG geförderte Forschungsgruppe 5361 widmet sich den algorithmischen Herausforderungen grundlegender KI-Probleme fokussiert auf zwei zentrale Bereiche der Geodäsie, die sich beide mit geometrischen Abstraktionen der realen Welt befassen: die Kartographie und die physikalische Geodäsie. Dabei gibt es 8 Unterprojekte, wie das A3: Skalierbarkeit geometrischer Clustering Algorithmen mit Prof. Dr. Christian Sohler als Antragsteller. 

EXPATS 

Der Name steht für EXploiting sPAtioTemporal cloud patterns to advance severe Storms process understanding and detection: EXPATS ist eine Junior Forschungsgruppe mit 3 Personen und unser Hauptziel ist es, das Wissen und die Fähigkeit zu verbessern, schwere Stürme in den Alpen vorherzusagen. Dazu werden wir Methoden der künstlichen Intelligenz einsetzen und die Satellitenbeobachtungen des brandneuen MTG-Satelliten, der im Dezember 2022 von EUMETSAT gestartet wurde, sowie Radardaten vom Boden aus und Datensätze von Blitzen nutzen. Außerdem werden wir maschinelles Lernen als neuen Rahmen für die Auswertung hochauflösender Modellsimulationen über den Alpen nutzen, die vom Alpine Digital Twin (ICON-GLORI) durchgeführt werden.  

Das vom DWD finanzierte Projekt ist Teil des IDEA-S4S-Netzwerks, einer bilateralen Initiative zwischen Deutschland und Italien zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung und zur Unterstützung der Ausbildung neuer Forscher zu Themen des ECMWF.

Klima-OER

Klima-OER (Open Educational Resources): Entwicklung, Ausweitung und Stärkung der OER-Community in der Meteorologie auf möglichst vielfältige, das Klimasystem betreffende Fachgebiete zur Schaffung einer barrierefreien und niveauangepassten KlimaOER Landschaft

Der Klimawandel ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Das Verbundvorhaben verfolgt das Gesamtziel, das Bewusstsein für die Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels bei Studierenden, Lehrenden und der interessierten Öffentlichkeit auf einer inhaltlich-sachlichen Ebene zu erhöhen. Für dieses Bildungsanliegen werden fachspezifische OER-Materialien gesammelt, aktiv geteilt und gezielt in Bildungskontexten genutzt. 

HESCOR

Cultural Evolution in Changing Climate: Human & Earth System Coupled Research

Im Rahmen der Profilbildung 2022 des Ministeriums für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen wird ein neues Projekt “Cultural Evolution in Changing Climate: Human and Earth System Coupled Research (HESCOR)” an der Universität zu Köln eingerichtet. (Nov 2023 - Okt 2026)

HESCOR zielt darauf ab, durch eine fakultätsübergreifende, multidisziplinäre Struktur ein neues Wissenschaftsfeld der an das System Mensch und Erde gekoppelten Forschung zu entwickeln und zu untersuchen, wie die Konstellation und die Interaktion zwischen den Systemen Mensch und Erde die kulturelle Entwicklung des Menschen während der wichtigsten Phasen der menschlichen Expansion beeinflusst haben.

ADAPTEX

Ziel des Projekts ADAPTEX (Adaptive Erdsystemmodellierung mit stark reduzierter Berechnungsdauer für Exascale-Supercomputer), in dem die AG Gassner mitwirkt, ist die Entwicklung eines allgemein nutzbaren Open-Source-Softwareframeworks für exascale-fähige Strömungssimulationen auf dynamischen adaptiven Gittern und dessen Anwendung in der Erdsystemmodellierung. Durch die Zusammenführung existierender, individuell spezialisierter High-Performance-Computing-Softwarebibliotheken und deren Erweiterung auf heterogene Rechnerarchitekturen der Exascale-Leistungsklasse soll die parallele Skalierbarkeit von heutigen und zukünftigen CFD-Anwendungen deutlich verbessert, die modellierte räumliche Auflösung und Genauigkeit erhöht und insgesamt die Ressourceneffizienz gesteigert werden.

WarmWorld

- gefördert vom BMFTR - wird die Modellierung des Erdsystems umstrukturieren, um die Fortschritte in der Informationstechnologie bestmöglich für die Berechnung und Bewertung von Klimatrajektorien im Kilometermaßstab zu nutzen. Durch die Weiterentwicklung eines auf ICON basierenden sturm- und wirbelauflösenden Erdsystemmodells (SR-ESM) wird WarmWorld innovative Arbeitsabläufe entwickeln, um die in den projizierten Trajektorien enthaltenen Informationen für Anwendungsgemeinschaften transparent zu machen. Gleichzeitig wird es dazu beitragen, die nationalen und internationalen Bemühungen zu harmonisieren, um Klimainformationen von höchstmöglicher Qualität bereitzustellen, zu verbreiten, daraus zu lernen und zu nutzen.

DISTENDER - Projekt im Rahmen des EU Horizon Europe

DevelopIng STratEgies by integrating mitigatioN, aDaptation and participation to climate changE Risks

DISTENDER untersucht und analysiert Strategien zur Anpassung an den Klimawandel und zur Mitigation von Effekten des Klimawandels. DISTENDER entwickelt einen methodischen Rahmen zur Entwicklung von Strategien durch partizipatorische Ansätze, die Effekte unterschiedlicher Klima- und Sozio-ökonomischen Szenarien aufzeigt und so den Handlungsraum für Anpassungsmaßnahmen und deren Wirkung aufzeigt.

HIRES-APP
 

Das Projekt HIRES-APP (2024–2027) des Hans-Ertel-Zentrums für Wetterforschung (HErZ) ist eine gemeinsame Forschungsgruppe der Universitäten Bonn, Köln und Tübingen. Unsere Forschung zielt darauf ab, Grundlagenforschung für den Deutschen Wetterdienst (DWD) zu leisten und neue Entwicklungen innerhalb des DWD anzustoßen und zu unterstützen. Wir leisten vor allem einen Beitrag zu den Kompetenzbereichen Klimabeobachtung und Erdsystemvorhersage des HErZ mit Beiträgen zur Datenassimilation und Vorhersagbarkeit sowie zur optimalen Nutzung von Wetter- und Klimainformationen. Konkret wollen wir neuartige Methoden zur vertikalen Profilierung von Temperatur, Feuchte, Wind und Turbulenzen in der Troposphäre ableiten und anwenden und deren Auswirkungen auf hochauflösende regionale (Re-)Analysen und kurzfristige Wettervorhersagen bewerten.

Jülich Observatory for Cloud Evolution (JOYCE)

betreibt bodengestützte aktive und passive Fernerkundungsinstrumente zur Wolken- und Niederschlagsbeobachtung.

Zentrale Ziele von JOYCE sind:

• Hochauflösende und hochmoderne Wolken- und Niederschlagsbeobachtungen unter Nutzung von Instrumentensynergien
• Standardisierte und dokumentierte Betriebsverfahren für die Wolken- und Niederschlagsforschung
• Zentraler Zugang für externe Nutzer zu Instrumenten, Betrieb und Beobachtungsplattformen
• Einfacher und offener Zugang zu den Datenbanken und Beobachtungen aller Instrumente

Reinhart Koselleck Projekt

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligt ein Reinhart Koselleck-Projekt für die Universität zu Köln mit 1,25 Mio Euro über fünf Jahre. Unter dem Titel „Sublineare Algorithmen für die Meteorologie“ befasst sich das Projekt mit der Frage, wie neueste algorithmische Verfahren aus der Informatik weiterentwickelt werden können, um sehr große Datenmengen in der Meteorologie zu analysieren und damit Fortschritte bei der Wolkenmodellierung zu erzielen.
Die dabei entstehenden innovativen neuen Herangehensweisen sollen die Forschung in Informatik und Meteorologie verbinden und langfristig unser Verständnis des Klimawandels verbessern.

KI:STE

Das KISTE-Projekt (2020-2023) zielte darauf ab, aktuelle Entwicklungen in der künstlichen Intelligenz - insbesondere Deep-Learning-Methoden - für eine fundierte Umweltdatenanalyse zu nutzen. Wissenschaftliches Ziel war die Implementierung aktueller KI-Ansätze zur raum-zeitlich variablen Mustererkennung und Musteranalyse in Umweltdaten in den Themenbereichen Wolken, Schnee/Eis, Wasser, Luftqualität und Vegetation im Rahmen von fünf Dissertationen.