Koordinator:

Prof. Dr. Harald Kunstmann, Lehrstuhl für Regionales Klima und Hydrologie (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Wolfgang Buermann, Lehrstuhl für Physische Geographie mit Schwerpunkt Klimaforschung (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Dr. Christof Lorenz, Dr. Tanja Schober, Rebecca Wiegels, wissenschaftliche Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen am KIT Campus Alpin in Garmisch-Partenkirchen im Bereich S2S

Kurzbeschreibung:

Die aufeinanderfolgenden Trockenjahre 2018, 2019, 2020 und erneut 2022 und 2023 haben gezeigt, dass Wasserknappheit auch in Deutschland mit seinem kühl-gemäßigten Klima, das bis dahin vor allem mit Starkniederschlags- und Hochwasserextremen zu kämpfen hatte, zunehmend zu einer Herausforderung wird. Erhebliche Wasserdefizite in Verbindung mit anomal hohen Temperaturen haben Ökosysteme unter Stress gesetzt (Gampe et al., 2021) und sie stellen temporär und regional sogar die Wasserversorgung der Kommunen vor Herausforderungen. Ziel dieser Doktorarbeit ist die Entwicklung von Metriken und quantitativen Indikatoren für die Widerstandsfähigkeit von Wasserhaushaltsgrößen, insbesondere für die Wiederherstellung der Bodenfeuchte und der Grundwasserneubildung nach Störungen wie lang anhaltenden Dürre- und Hitzeperioden. Der vorgeschlagene Ansatz ist motiviert von Ansätzen, die in den Ökosystemwissenschaften entwickelt und angewandt wurden (Ingrisch und Bahn, 2018) und zielt mit einem bivariaten Ansatz darauf ab, Störungsauswirkungen und Erholungsrate (normalisiert auf einen ungestörten Systemzustand) gemeinsam zu berücksichtigen und erstmals auf die Hydrologie zu übertragen. Die abgeleiteten Indikatoren werden anhand von hochaufgelösten Simulationsfeldern für Bodenfeuchte, Abflusshöhe und Grundwasserneubildung analysiert, die aus gekoppelten WRF-Hydro Modellsimulationen für Süddeutschland und die Ostalpen in einer räumlichen Auflösung von 2x2km2 gewonnen wurden. Hierfür stehen sowohl Reanalyse-Läufe ab 1990 als auch regionale Klimaläufe auf der Basis des RCP8.5-Szenarios bis 2050 zur Verfügung. Um eine frühzeitige Warnung vor potenziell problematischen Resilienzzuständen zu ermöglichen, wird der Ansatz schließlich durch eine subsaisonale bis saisonale Vorhersage (S2S) erweitert. Dieser auf einem Ensemble basierenden Wahrscheinlichkeitsansatz kann eine Frühwarnung vor Dürren und Hitzewellen und deren Auswirkungen auf die Resilienz bis zu sieben Monate im Voraus ermöglichen.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Katharina Waha, Lehrstuhl für Klimaresilienz von Kulturökosystemen (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Wolfgang Buermann, Lehrstuhl für Physische Geographie mit Schwerpunkt Klimaforschung (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Kurzbeschreibung:

Um die Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel zu stärken, müssen lokale Gemeinschaften und nationale Regierungen zur Stabilisierung ihrer Ökosysteme beitragen, sowohl natürliche als auch durch den Menschen genutzte Ökosysteme. Das Fehlen einer systematischen Bewertung vergangener Extremereignisse und ihrer Auswirkungen sowie die verbleibenden Herausforderungen bei der Darstellung der wichtigsten Managementstrategien in globalen Wirkungsmodellen verringern unsere Fähigkeit, deren Nützlichkeit für die Planung eines resilienten Ökosystemmanagements zu bewerten. Wir werden Satellitendaten, Ökosystemmodellierung für die gesamte Biosphäre und neuartige Methoden zur Erkennung von Klimaextremen kombinieren, um ein verbessertes Verständnis der Widerstandsfähigkeit verschiedener Ökosysteme und Methoden zur Überwachung der Widerstandsfähigkeit über größere räumliche Skalen zu entwickeln. Dieses Projekt kann in andere BRaVE-Projekte integriert werden, die sich auf Klima-, Wirtschafts- oder Versorgungsrisiken oder andere Risiken in vom Menschen verwalteten Ökosystemen konzentrieren, als ersten Schritt zum Verständnis von Risiken und ihren Auswirkungen. Der Doktorand/die Doktorandin wird in der Analyse von Zeitreihen von Satellitendaten und der Computermodellierung geschult und profitiert von der Expertise der beiden Hauptbetreuer und der Einbindung in deren nationale und internationale Netzwerke sowie von der Zusammenarbeit mit Doktoranden anderer Disziplinen zur gemeinsamen Entwicklung von Methoden zur Erkennung von Klimarisiken auf unterschiedlichen Skalen.

Koordinator:

Prof. Dr. Markus Keck, Lehrstuhl für Urbane Klimaresilienz (Fakultät für Angewandte Infotrmatik, Institut für Geographie)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Peter Fiener, Professur für Wasser- und Bodenressourcenforschung (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Kurzübersicht:

High birth rates, political instability, and climate change are putting growing pressure on land use in Africa. In this context, smallholder farmers in the East African rift system are increasingly forced to cultivate very steep slopes that must be considered as "critical zones" as they are at risk to collapse in the near future. In this project, we take the eastern slopes of the Rwenzori Mountains in the Albertine Rift in Uganda as a showcase to investigate whether and to what extent it is possible to increase the resilience of this critical zone in order to pre- vent the collapse of the agricultural systems on steep slopes in this area. By combining perspectives from social and natural science, this interdisciplinary project provides empirical findings on the resilience of steep-slope agriculture in East Africa and serves as a starting point for international research cooperation dealing with the resilience of critical zones worldwide.

Koordinatorin:

Tandem-Partner:

PD Dr. Simon Meissner, Wissenschaftszentrum Umwelt (WZU)
Prof. Dr. Christoph Helbig, Lehrstuhl für Ökologische Ressourcentechnologie (Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Universität Bayreuth)

Kurzübersicht:

Die moderne Gesellschaft gründet ihren Wohlstand auf einem großen Bedarf an biotischen und abiotischen Rohstoffen. Das Promotionsprojekt wird die Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit von Rohstoffen und deren Lieferketten untersuchen. Diese betreffen Unterbrechungen der Supply Chains, die Nachfrage nach Technologien zur Dekarbonisierung und Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel. Insbesondere die sich ändernden Materialflüsse aufgrund von Anpassungsmaßnahmen wurden bisher kaum wissenschaftlich untersucht. Im Promotionsprojekt wird eine indikator-basierte, quantitative Methode zur Bewertung zukünftiger Rohstoffbedarfe durch Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Dies ermöglicht die frühzeitige Identifizierung möglicher Vulnerabilitäten, wie beispielsweise Rohstoffengpässe oder Widersprüche in Bezug auf Mitigationsziele. Abschließend wird das Projekt die Methode auf eine Fallstudie anwenden, um den Ansatz zu überprüfen und Strategien zur Bewältigung möglicher Auswirkungen und Vulnerabilitäten abzuleiten. Das Projekt wird damit zur Erreichung mehrerer SDGs beitragen, insbesondere SDGs 2, 3, 6, 7, 9, 11, 13 and 15.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Maria Backhouse, Lehrstuhl für Umweltsoziologie mit Schwerpunkt auf Sozial-Ökologische Transformation, Resilienzdesign und Klima (Philosophisch-Sozialwissenschaftliche Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Jens Soentgen, Wissenschaftszentrum Umwelt (WZU)

Die Projekte im Amazonasbecken zur Generierung von Zertifikaten für den freiwilligen CO2-Kompensationsmarkt leisten bisher nur einen geringen Wald- und Klimaschutz. Gleichzeitig sind mit ihnen sozial-ökologische Risiken verbunden wie Biodiversitätsverlust durch monokulturelle Baumplantagen oder eine wachsende Vulnerabilität traditioneller Gemeinschaften durch die Einschränkung ihrer Landnutzungspraktiken. Trotzdem halten viele Akteure aus Staat, Zivilgesellschaft und Privatwirtschaft weiterhin an diesem Klimaschutzmechanismus fest und hoffen auf einen neuen Boom im Kontext der Klimaverhandlungen (COP30) in Brasilien. Vor diesem Hintergrund untersucht das qualitative Forschungsprojekt die internationalen Aushandlungen zu dem Umgang mit den bereits bekannten sozial-ökologischen Risiken des entstehenden CO2-Kompensationsmarktes in einem ungleichen globalen Zusammenhang. Diskursanalytisch soll zudem geklärt werden, welche Auswirkungen dieser Kompensationsansatz auf den Diskurs der grünen Transformation im Kontext globaler Ungleichheiten hat. Dafür werden Publikationen, Experteninterviews und teilnehmende Beobachtungen im Kontext der COP30 und des Gegengipfels analysiert.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Angela Oels, Lehrstuhl für Politikwissenschaft mit Scherpunkt Klimapolitik (Philosophisch-Sozialwissenschaftliche Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Simone Müller, DFG-Heisenberg Professorin für Globale Umweltgeschichte und Environmental Humanities (Philologisch-Historische Fakultät)

Kurzbeschreibung:

Ziel des Projekts ist es, interdisziplinäre Methoden zu entwickeln, um die bestehenden Praktiken zur Ermittlung von „Vulnerabilität“ in ehemaligen Kolonialgebieten zu untersuchen und zu überdenken, insbesondere in der Karibik. Dabei soll die (koloniale und andere) Herstellung von Ungleichheit sichtbar gemacht werden, die Verwundbarkeit hervorbringt. WP1 des Projekts bringt die Disziplinen Geschichte und Politikwissenschaft zusammen, um Diskurse und Praktiken der „Verwundbarkeit“ in der Karibik sowohl aus der Perspektive einer dekolonialen Politischen Ökologie als auch aus einer Diskursperspektive zu untersuchen.
WP2 beinhaltet Feldforschung auf dem Inselstaat Dominica. Welche Konstruktionen von „Verwundbarkeit“ der Politik der Frühwarnung und der Politik der geplanten Umsiedlung angesichts des Klimawandels zugrunde liegen, wird durch Interviews mit staatlichen und zivilgesellschaftlichen Akteuren untersucht. WP3 leistet disziplinübergreifend einen Beitrag zur Dekolonialisierung von Indikatoren für Verwundbarkeit.

Koordinator:

Prof. Florian Diekert, Professur für Umweltökonomik (Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Harald Kunstmann, Lehrstuhl für Regionales Klima und Hydrologie (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Kurzbeschreibung:

Frühwarnsysteme können einen beträchtlichen Mehrwert liefern, da sie Entscheidungsträger erlauben können, sich auf Extremereignisse vorzubereiten, oder sie bestenfalls gänzlich zu vermeiden. Das vorgeschlagene Projekt OpEWS untersucht konzeptionelle Fragen, die für ein tatsächliche Anwendung von Frühwarnsystemen beantwortet werden müssen: Könnten Frühwarnsysteme Anreize bieten, sich auf sie zu verlassen und so zu viel Risiko eingehen? Welche Zahlungsbereitschaft hätten Entscheidungsträger in strategischen Situationen? Und vor allem, wie können Frühwarnsysteme konkret in dynamischen Entscheidungssituationen angewendet werden?

Koordinator:

Prof. Dr. Manuel Ostermeier, Professur für Resilient Operations (Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Sebastian Schiffels, Professur für Digital Health & Medical Decision Making (Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

Kurzbeschreibung:

Die Unsicherheiten entlang der Wertschöpfungsketten haben in den letzten Jahren stetig an Relevanz gewonnen. Der Klimawandel und weltweite Katastrophen stören etablierte Lieferketten und beeinflussen unser tägliches Leben. Besonders in den Fokus rücken dabei Lieferketten für die Bereiche Gesundheit und Nahrung, welche elementar für unsere Versorgung mit lebenswichtigen Produkten sind. Das vorliegende Forschungsvorhaben beschäftigt sich daher insbesondere mit der Vulnerabilität dieser Lieferketten gegenüber klimainduzierten Veränderungen und der Frage, wie mehrstufige Planungsprobleme zur Resilienz dieser Systeme beitragen können.

Koordinator:

Prof. Dr. Sebastian Utz, Lehrstuhl für Finanzwirtschaft mit dem Schwerpunkt auf Climate Finance (Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Marco Wilkens, Lehrstuhl für Finanz- und Bankwirtschaft (Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

Kurzbeschreibung:

Dieses Forschungsprojekt untersucht wie nützlich Kennzahlen, die von Finanzmarktteilnehmern zur Messung des Einflusses von Unternehmensaktivitäten auf die Biodiversität (z. B. SDGs 14 & 15) genutzt werden, in der frühzeitigen Erkennung von finanziellen und ökonomischen Risiken sind und wie deren Berücksichtigung die Resilienz von Finanzakteuren erhöhen kann. Dafür werden die Kennzahlen verschiedener Anbieter, sogenannte Biodiversitäts-Fußabdrücke, auf Übereinstimmung untersucht und anschließend mögliche Gründe für Abweichungen aufgezeigt. Insbesondere gilt es zu verstehen, für welche Gruppen von Unternehmen diese Biodiversitäts-Fußabdrücke hohe Abweichungen haben, damit bei Finanzierungs- und Investitionsentscheidungen das zusätzliche Risiko durch ungenaue Kennzahlen berücksichtigt werden kann. In diesem Zusammenhang wird der Einfluss dieser Abweichungen auf die effiziente Preisbildung von Risiken untersucht.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Sina Fontana, Lehrstuhl für Öffentliches Recht und Krisenresilienz (Juristische Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Matthias Rossi, Lehrstuhl für Staats- und Verwaltungsrecht, Europarecht sowie Gesetzgebungslehre (Juristische Fakultät)

Im aktuellen Koalitionsvertrag wurde die Einführung eines „Klimachecks“ für Gesetze vereinbart. In der Wissenschaft wird dieses Instrument ebenfalls diskutiert. Danach sollen alle Gesetzentwürfe auf ihre Klimawirkung und die Vereinbarkeit mit Klimaschutzzielen hin überprüft und mit einer entsprechenden Begründung versehen werden. Bisher fehlt es allerdings generell an einer standardisierten Methodik für die Darstellung des Nutzens oder der Folgewirkungen von Gesetzen. Im Falle des „Klimacheck“ bestehen besondere Herausforderungen, da dieser weitreichendste ökologische, gesamtvolkswirtschaftliche und soziale Gesetzesfolgen auf lange Sicht abbilden muss und dafür auf verlässliche Indikatoren, sowie auf Erkenntnisse der Wissenschaft angewiesen ist. Hiervon ausgehend sollen im Rahmen des Projekts Methoden für einen „Klimacheck“ im Sinn einer klimabezogenen Gesetzesfolgenabschätzung entwickelt werden.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann, Lehrstuhl für Umweltmedizin (Medizinische Fakultät)

Tandem-Partner:

Prof. Dr. Sarah Friedrich, Lehrstuhl für Mathematical Statistics and Artificial Intelligence in Medicine (Institut für Mathematik, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät)

Kurzbeschreibung:

Pollenallergien sind weit verbreitete Umwelterkrankungen, deren Häufigkeit und Intensität durch den Klimawandel zunehmen. Längere Blühphasen, höhere Pollenkonzentrationen, potentere Pollen und invasiver Arten wie Ambrosia sowie steigende Temperaturen tragen dazu bei. Vielversprechende Ansätze zur Verbesserung der Klimaresilienz bei Pollenallergien umfassen Pollenmonitoring und Frühwarnsysteme, die Warnungen in Echtzeit ermöglichen.
Wir haben ein Pollenflugvorhersagemodell für Augsburg entwickelt und in unsere Allergie-App integriert. In einer klinischen Studie zeigte sich, dass unsere Pollenvorhersage die Symptome der Probanden signifikant verringerte und somit zur Resilienz beiträgt.
Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden wir:

• Die Luftschadstoffvorhersage in der App verbessern und validieren.
• Die Pollenflugvorhersage um weitere Pollentaxa erweitern und deren Alltagstauglichkeit validieren.
• Die Pollenprognose mit den Symptomen von Pollenallergikern in einer Panelstudie (2024-2026) korrelieren.
• Neueste Erkenntnisse zu ferntransportierten Pollen und Temperaturdaten in die Vorhersage integrieren, in Zusammenarbeit mit der Umweltforschungsstation „Schneefernerhaus“.

Koordinatorin:

Prof. Dr. Elke Hertig, Lehrstuhl für Regionalen Klimawandel und Gesundheit (Medizinische Fakultät)

Tandem-Partner:

Dr. Christian Merkenschlager, Lehrstuhl für Regionalen Klimawandel und Gesundheit (Medizinische Fakultät)

Prof. Dr. Harald Kunstmann, Lehrstuhl für Regionales Klima und Hydrologie (Fakultät für Angewandte Informatik, Institut für Geographie)

Dr. Mandy Schäfer, Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Greifswald

Kurzbeschreibung:

Aufgrund des Klimawandels kommt es in Deutschland vermehrt zur Ausbreitung invasiver, und zu Habitatsveränderungen einheimischer Stechmücken, wodurch das Risiko von durch Stechmücken übertragenen Krankheiten (MBD) ansteigt. Allen Stechmücken ist gemeinsam, dass ihre Entwicklung und die Verbreitung an bestimmte Temperatur- und Niederschlagsschwellen gebunden sind. Aufgrund der relativ kurzen Lebenszyklen können Wetterveränderungen erhebliche Auswirkungen auf die Reproduktionsrate, das Vorkommen und Überleben von Stechmücken haben. Da das Wettergeschehen in Mitteleuropa stark von großskaligen Telekonnektionmustern wie der Nordatlantischen Oszillation (NAO) beeinflusst wird, soll in diesem Projekt ein Zusammenhang zwischen den Ausprägungen dieser Telekonnektionen und der saisonalen Häufigkeit und Verbreitung einheimischer und invasiver Arten in Deutschland hergestellt werden. Darüber hinaus sollen im Rahmen des Projekts Wetterlagen und ihre Auswirkungen auf die verschiedenen Lebenszyklusstadien von Stechmücken untersucht werden. Wenn sich Zusammenhänge zwischen Wetterlagen und den Lebenszyklusstadien bestätigen lassen, wird das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung von MBDs leisten.