Forschung

Die geplante Arbeit soll maßgeblich dazu beitragen, den hinsichtlich seines Dual Use-Potenzials noch unklaren Bereich der Synthetischen Biologie im Zusammenspiel mit den assoziierten konvergierenden Technologien mithilfe einer zukunftsorientierten Risikoanalyse und –bewertung zu strukturieren. Darauf aufbauend soll eine wissenschaftlich fundierte Prognose zu den entsprechenden Biosicherheitsrisiken erstellt werden. Zudem soll mit dieser Arbeit die Grundlage für eine Verstetigung einer solchen Analyse gelegt werden, indem das Vorgehen bei der Analyse und Bewertung im Sinne eines Werkzeugs (Tools) operationalisiert wird.

Die Folgen des vom Menschen verursachten Klimawandels sind allgegenwärtig - die letzten Jahre waren geprägt von Dürren, extremen und tödlichen Niederschlagsereignissen, extremen Hitzerekorden, Waldbränden und insgesamt wärmeren Temperaturen als im Durchschnitt. Insbesondere die wärmeren Sommertemperaturen werden in (dicht) bebauten Gebieten aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von versiegelten und unversiegelten Flächen noch verstärkt. Das Bewusstsein für diesen so genannten städtischen Wärmeinseleffekt (Urban Heat Island (UHI)-Effekt) hat in der Vergangenheit ebenso zugenommen wie das Verständnis für die negativen Auswirkungen der Bodenversiegelung. Dennoch ist der Trend der Zersiedelung ungebremst und auch in der Stadt Graz zu beobachten ist und der mit der Versiegelung von Grünflächen für Infrastruktur (Straßen, Schienennetz) und bisher vor allem für Einfamilienhäuser einhergeht. Dieser Prozess hat jedoch Auswirkungen auf das lokale (Mikro-)Klima, aber auch auf das Klima der umliegenden Gebiete bzw. der angrenzenden Städte, die bisher nicht im Detail untersucht wurden. Das Hauptaugenmerk von INTERFERE liegt daher nicht auf dem Stadtgebiet im üblichen Sinne, sondern auf den Entwicklungen im Umland der Stadt, den Vororten und kleineren Siedlungen im Stadt-Umland. Die Verdichtung und Versiegelung in diesem Gebiet wird sich stark auf das lokale Mikroklima auswirken, kann aber auch das gesamte Stadtgebiet einschließlich des Stadtzentrums beeinflussen. Daher werden die folgenden Aspekte analysiert: • Wechselwirkungen und Auswirkungen des Wachstums und der Verdichtung der Graz umgebenden Vororte (Wohngebiete, Einkaufszonen, Straßen) auf die lokalen mikroklimatischen Bedingungen der Vororte und auf das Stadtklima unter verschiedenen Klimabedingungen (aktuelle und zukünftige Szenarien) • die Fähigkeit verschiedener Modelle (regionale Klimamodelle (RCM), RCM mit spezifischem Stadtmodell gekoppelt, Stadtklimamodell, Mikroklimamodell), die oben genannten Wechselwirkungen auf den verschiedenen räumlichen Skalen (einige Meter bis einige Kilometer) zu simulieren • Quantitative Informationen über das Anpassungspotenzial von grünen und blauen Infrastrukturmaßnahmen auf verschiedenen Ebenen. • Bewertung des Potenzials der strategischen Raumplanung zur Verringerung der Bodenversiegelung und zur Stärkung, Sicherung und Verbesserung der für das lokale Klima und die Menschen relevanten Ökosystemleistungen. Die quantitative Analyse der Auswirkungen der Zersiedelung und des Potenzials der strategischen Raumplanung erfolgt durch die Festlegung zukünftiger Raumentwicklungskonzepte auf der Grundlage lokaler und regionaler Fachkenntnisse in Bezug auf Raumplanungskonzepte, einschließlich Mobilitäts- und Flächennutzungsplänen, sowie durch eine aktive Diskussion mit lokalen und regionalen Interessengruppen. Diese Entwicklungspläne werden dann in die gewählten Modelle übertragen, um die Auswirkungen der Planungskonzepte auf das lokale (Mikro-)Klima in den Vororten / im Umland von Graz sowie auf das (Mikro-)Klima von Graz während einer Hitzewelle zu quantifizieren. Die im Rahmen von INTERFERE gezogenen Schlussfolgerungen werden den relevanten Interessengruppen präsentiert, um eine nachhaltige Wirkung zu gewährleisten.

Die wesentlichen Ziele des Projektes sind: + das Prinzip der retentiven Bauweisen als Elemente der Klimawandelanpassung im Siedlungsraum, bei Verkehrswegen und zur Vermeidung von pluvialen Hochwässern weiterzuentwickeln, zu demonstrieren (passiver Hochwasserschutz) + Erkenntnisse für numerische Simulationen zu gewinnen und diese für die Planung und den Betrieb der Anlagen des passiven HW-Schutzes zu nutzen + unter optimaler Nutzung von Synergien zu Kohlenstoffspeicherung und Biodiversität Die zentralen Forschungsinhalte sind: + These: retentive Bauweisen können mit Ausnahme von hochrangigen Verkehrswegen überall eingesetzt werden, wo der Bedarf besteht, die Komponenten des Wasserhaushalts (Versickerung, Verdunstung und Abfluss) an die lokalen Erfordernisse anzupassen (inkl. Grundwasserbewirtschaftung) + wie können Synergien bei der Klimawandelanpassung des Wasserhaushalts, der Kohlenstoffspeicherung (im Boden) und Erhaltung bzw. Reaktivierung der Biodiversität mit dem Einsatz naturbasierter Methoden (blau-grün-brauner Infrastruktur) optimiert werden Beschreibung und Bewertung der Ökosystemdienstleistungen + naturbasierte retentive Maßnahmen sollen für die Bereiche Windschutzgürtel, Weinbau, periurbane Siedlungen, Wohnhausanlagen, Verkehrswegeentwässerung und Parkplätze für PKWs entwickelt, getestet und modelliert werden + welchen Einfluss haben Bodenhilfsstoffe und/oder Bodenorganismen, um die Eigenschaften von retentiven Bauweisen zu verbessern z.B. hinsichtlich Reinigungsleistung oder Vitalität der Pflanzen. Es gilt die verschiedenen Elemente der technischen Substrate in Sicht auf Ihre Wirkung in Bezug auf Geotechnik, Hydrologie/Hydraulik bzw. Filter und Reinigungsleistung vor allem mittels Faktor Bodenleben und Pflanze zu untersuchen. + Skalierung, Dimensionierung und Prüfverfahren Daher gilt es Dimensionsverfahren, Prüfparameter und Prüfverfahren für unterschiedliche Bauweisen zu entwickeln die deren Funktionen sicherstellen. Diese Prüfverfahren und Parameter dienen dazu das diese in hydraulischen Bauweisen in hydrologisch-hydraulischen Berechnungs- und Simulationsverfahren eingesetzt werden können. Repräsentative Demonstrationsobjekte dienen zur belastbaren Validierung der Wasserströme, die als Grundlage für Simulationsprogramme im Klein- und Großraum dienen sollen. Die Daten sollen sowohl für Open Source oder Lizenzmodellierungsprogramme nutzbar sein. + Integrale Modellierung und Monitoring