ALBERT

Description: Coastal erosion and flooding transform terrestrial landscapes into marine environments. In the Arctic, these processes inundate terrestrial permafrost with seawater and create submarine permafrost. Permafrost begins to warm under marine conditions, which can destabilize the sea floor and may release greenhouse gases. We report on the transition of terrestrial to submarine permafrost at a site where the timing of inundation can be inferred from the rate of coastline retreat. On Muostakh Island in the central Laptev Sea, East Siberia, changes in annual coastline position have been measured for decades and vary highly spatially. We hypothesize that these rates are inversely related to the inclination of the upper surface of submarine ice-bonded permafrost (IBP) based on the consequent duration of inundation with increasing distance from the shoreline. We compared rapidly eroding and stable coastal sections of Muostakh Island and find permafrost-table inclinations, determined using direct current resistivity, of 1 and 5 %, respectively. Determinations of submarine IBP depth from a drilling transect in the early 1980s were compared to resistivity profiles from 2011. Based on borehole observations, the thickness of unfrozen sediment overlying the IBP increased from 0 to 14m below sea level with increasing distance from the shoreline. The geoelectrical profiles showed thickening of the unfrozen sediment overlying ice-bonded permafrost over the 28 years since drilling took place. We use geoelectrical estimates of IBP depth to estimate permafrost degradation rates since inundation. Degradation rates decreased from over 0.4ma-1 following inundation to around 0.1ma-1 at the latest after 60 to 110 years and remained constant at this level as the duration of inundation increased to 250 years. We suggest that long-term rates are lower than these values, as the depth to the IBP increases and thermal and porewater solute concentration gradients over depth decrease. For the study region, recent increases in coastal erosion rate and changes in benthic temperature and salinity regimes are expected to affect the depth to submarine permafrost, leading to coastal regions with shallower IBP.

Description: Holocene permafrost from ice wedge polygons in the vicinity of large seabird breeding colonies in the Thule District, NW Greenland, was drilled to explore the relation between permafrost aggradation and seabird presence. The latter is reliant on the presence of the North Water Polynya (NOW) in the northern Baffin Bay. The onset of peat accumulation associated with the arrival of little auks (Alle alle) in a breeding colony at Annikitisoq, north of Cape York, is radiocarbon-dated to 4400 cal BP. A thick-billed murre (Uria lomvia) colony on Appat (Saunders Island) in the mouth of the Wolstenholme Fjord started 5650 cal BP. Both species provide marine-derived nutrients (MDNs) that fertilize vegetation and promote peat growth. The geochemical signature of organic matter left by the birds is traceable in the frozen Holocene peat. The peat accumulation rates at both sites are highest after the onset, decrease over time, and were about 2-times faster at the little auk site than at the thick-billed murre site. High accumulation rates induce shorter periods of organic matter (OM) decomposition before it enters the perennially frozen state. This is seen in comparably high C=N ratios and less depleted 13C, pointing to a lower degree of OM decomposition at the little auk site, while the opposite pattern can be discerned at the thick-billed murre site. Peat accumulation rates correspond to 15N trends, where decreasing accumulation led to increasing depletion in 15N as seen in the little-auk-related data. In contrast, the more decomposed OM of the thick-billed murre site shows almost stable 15N. Late Holocene wedge ice fed by cold season precipitation was studied at the little auk site and provides the first stable-water isotopic record from Greenland with mean 18O of 8:00:8, mean D of 36:25:7, mean d excess of 7:70:7, and a 18O-D slope of 7.27, which is close to those of the modern Thule meteoric water line. The syngenetic ice wedge polygon development is mirrored in testacean records of the little auk site and delineates polygon low-center, dry-out, and polygon-high-center stages. The syngenetic permafrost formation directly depending on peat growth (controlled by bird activity) falls within the period of neoglacial cooling and the establishment of the NOW, thus indirectly following the Holocene climate trends.

Description: Regionale Produkte sind im Trend. Kreative Manufakturen, offene Werkstätten und moderne Fertigungsmethoden verhelfen dem Handwerk in der Stadt zu einer Renaissance. Was ist daran eigentlich das Neue? Und warum schlummert darin so ein großes Potenzial für einen nachhaltigen Wohlstand und für lebenswerte Quartiere? Knapp drei Jahre beforschte, förderte und vernetzte ein Projektteam aus Utopiastadt, dem Wuppertal Institut und dem transzent die Pioniere einer neuen Produktivität in der Region. Nun ist es an der Zeit, Bilanz zu ziehen - und nach vorne zu schauen, wo am Horizont die Visionen einer lebenswerten und produktiven Stadt von Morgen greifbar werden. Der vorliegende Wegweiser ist die Essenz aus drei Jahren Forschung, Praxis und Dialog. Er weist eine neue Richtung für die Region und ihre gestaltenden Akteure. Ob Wirtschaftsförderung, Stadtverwaltung, Zivilgesellschaft, Gründerszene, Unternehmen oder Wissenschaft: Wir laden dazu ein, den Weg gemeinsam zu beschreiten!

Description: Changes in Southern Ocean export production have broad biogeochemical and climatic implications. Specifically, iron fertilization likely increased subantarctic nutrient utilization and enhanced the efficiency of the biological pump during glacials. However, past export production in the subantarctic Southeast Pacific is poorly documented, and its connection to Fe fertilization, potentially related to Patagonian Ice Sheet dynamics is unknown. We report on biological productivity changes over the past 400 ka, based on a combination of 230Thxs-normalized and stratigraphy-based mass accumulation rates of biogenic barium, organic carbon, biogenic opal, and calcium carbonate as indicators of paleo-export production in a sediment core upstream of the Drake Passage. In addition, we use fluxes of iron and lithogenic material as proxies for terrigenous matter, and thus potential micronutrient supply. Stratigraphy-based mass accumulation rates are strongly influenced by bottom-current dynamics, which result in variable sediment focussing or winnowing at our site. Carbonate is virtually absent in the core, except during peak interglacial intervals of the Holocene, and Marine Isotope Stages (MIS) 5 and 11, likely caused by transient decreases in carbonate dissolution. All other proxies suggest that export production increased during most glacial periods, coinciding with high iron fluxes. Such augmented glacial iron fluxes at the core site were most likely derived from glaciogenic input from the Patagonian Ice Sheet promoting the growth of phytoplankton. Additionally, glacial export production peaks are also consistent with northward shifts of the Subantarctic and Polar Fronts, which positioned our site south of the Subantarctic Front and closer to silicic acid-rich waters of the Polar Frontal Zone, as well as a with a decrease in the diatom utilization of Si relative to nitrate under Fe-replete conditions. However, glacial export production near the Drake Passage was lower than in the Atlantic and Indian sectors of the Southern Ocean, which may relate to complete consumption of silicic acid in the study area. Our results underline the importance of micro-nutrient fertilization through lateral terrigenous input from South America rather than aeolian transport, and exemplify the role of frontal shifts and nutrient limitation for past productivity changes in the Pacific entrance to the Drake Passage.

Description: Deutschland liegt bei Klimaschutz und der langfristigen Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung weit hinter seinen eigenen Zielen. Nur mit Tempo, Mut und Ehrlichkeit lässt sich der Rückstand jetzt aufholen. Dazu gehören ein beschleunigter Ausbau erneuerbarer Energien, ein sofortiger Aufbau eines umfassenden Netzes für grünen Wasserstoff, verbindliche Ziele für eine echte Kreislaufwirtschaft, klare Vorgaben für den Wohnungsbestand, eine ernsthafte Mobilitätswende und wirksame Anreize für eine nachhaltige Produktion. Bei all dem müssen sozial gerechte Lösungen gefunden werden, nur so lässt sich CO2-Vermeidung und Ressourcenschutz in der Breite durchsetzen. Das vorliegende Impulspapier des Wuppertals Instituts zeigt, wie sehr Deutschland auf dem Weg zur Nachhaltigkeit seinen eigenen Zielen hinterherhinkt.

Description: In the coming years, we must set a course that will allow as to protect our climate, reduce resource consumption, and preserve biodiversity. A profound ecological system change is on the horizon in all central areas of action of the economy and society, or transformation arenas. Digitalisation is a prerequisite for the success in this change and will impact these arenas at multiple levels: Digital technologies and applications will make it possible to improve current procedures, processes, and structures (Improve) and help us take the first steps towards new business models and frameworks (Convert). Despite this, digitalisation itself must be effective enough to facilitate a complete ecological restructuring of our society and lives to achieve more far-reaching economic transformation and value creation (Transform). The ability to obtain, link, and use data is a basic prerequisite for tapping into the potential of digitisation for sustainability transformation. However, data is not a homogeneous raw material. Data only gains value when we know the context in which it was collected and when we can use it for a specific purpose. The discussion on what structures and prerequisites are necessary for the system-changing use of data has only just begun. This study was conducted to serve as a starting point for this discussion as it describes the opportunities and prerequisites for a data-based sustainability transformation. This study focuses on environmental data, data from plants, machines, infrastructure, and IoT products. Our task will be to increase the use this data for systemic solutions (system innovation) within transformation arenas where different stakeholders are working together to initiate infrastructure, value chain, and business model transformation.

Description: In den nächsten Jahren müssen die Weichen für Klimaschutz, zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs sowie der Erhaltung der Artenvielfalt gestellt werden. In allen zentralen Handlungsbereichen von Wirtschaft und Gesellschaft - den sogenannten Transformationsarenen - steht ein tiefgreifender ökologischer Systemwandel an. Digitalisierung ist eine Erfolgsvoraussetzung für diesen Wandel und wirkt auf verschiedenen Ebenen: digitale Technologien und Anwendungen ermöglichen, gegenwärtige Verfahren, Prozesse und Strukturen zu verbessern (Improve) oder erste Schritte in eine neue Ausrichtung von Geschäftsmodellen oder Rahmenbedingungen zu gehen (Convert). Gleichzeitig muss die Digitalisierung aber auch für einen weitergehenden Umbau von Wirtschaft und Wertschöpfung sowie für die ökologische Neuorientierung von Gesellschaft und Lebensstilen wirksam werden (Transform). Die Fähigkeit zur Gewinnung, Verknüpfung und Nutzung von Daten ist eine Grundvoraussetzung, um die Potenziale der Digitalisierung für die Nachhaltigkeitstransformation zu erschließen. Daten sind dabei jedoch kein homogener Rohstoff - Daten erlangen erst einen Wert, wenn der Kontext, in welchem sie erhoben wurden, bekannt ist und sie für den angestrebten Zweck nutzbar gemacht werden können. Die Diskussion darüber, welche Strukturen und Voraussetzungen für die systemverändernde Nutzung von Daten erforderlich sind, hat erst begonnen. Die vorliegende Studie leistet hierzu einen ersten Beitrag und beschreibt die Möglichkeiten und Voraussetzungen für eine datenbasierte Nachhaltigkeitstransformation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Umweltdaten, Daten von Anlagen, Maschinen, Infrastrukturen oder von Produkten im Internet der Dinge (Internet of Things). Die Aufgabe ist, diese Daten stärker als bisher für systemische Lösungsansätze (Systeminnovationen) in den jeweiligen Transformationsarenen einzusetzen, bei denen unterschiedliche Stakeholder zusammenarbeiten und gemeinsam den Umbau von Infrastrukturen, Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodellen einleiten.

Description: Wie lässt sich die Notwendigkeit der Suffizienz in der Breite der Bevölkerung einwurzeln? Da gibt es zunächst die Hoffnung auf einen kulturellen Wandel, in dem die immateriellen Werte des Lebens besser verstanden und höher geschätzt werden. Es gibt inzwischen viele Initiativen, suffizientes Leben und Wirtschaften in die Öffentlichkeit zu tragen, um für sie Aufmerksamkeit zu gewinnen und für sie zu werben. Auch lehrt inzwischen der Alltag Suffizienz. Da das tägliche Leben teurer geworden ist und weiterhin teurer werden wird, wächst auch die Einsicht in Grenzen des Konsums, zusammen mit der Erfahrung, dass maßvoller Genuss die Lebensfreude nicht schmälert. Der hier zusammengestellte Katalog von Suffizienzpolitiken ist nicht nach Sachgebieten aufgebaut, sondern nach Eingriffstiefe und vermutlicher Akzeptanz der Maßnahmen. Im ersten Abschnitt stehen Politiken, die wohl die Zustimmung des größten Teils der Bevölkerung finden werden, weil sie ihr Leben erleichtern oder jedenfalls nicht beschweren werden. Ihr Ertrag für den Klimaschutz und die Ressourcenschonung ist freilich begrenzt. Der zweite Teil enthält Politiken, die Umstellungen und neues Nachdenken erfordern, die einen spürbaren Eingriff in das Gängige und so gern Gewählte bedeuten, für die Routinen gewechselt und neue Gewohnheiten gefunden werden müssen, die aber keinen tief greifenden Wandel der Lebensweise erfordern. Ihr Beitrag zum Erhalt der Natur fällt durchaus ins Gewicht. Im dritten Teil stehen die Politiken, die in das gewohnte Leben und Wirtschaften eingreifen, die ein gründliches Umdenken und die auch Verzichte fordern. Dafür leisten sie einen entscheidenden Beitrag zum Schutz der natürlichen Lebensgrundlagen. Die hier vorgestellten 30 Politiken sind keine erschöpfende Aufstellung. Es sind Beispiele, Stellvertreter, ein Strauß von Möglichkeiten sehr unterschiedlicher Reichweite.

Description: Dieses Wuppertal Paper befasst sich mit folgenden Leitfragen: Wie wichtig sind Stadtwerke für die Energiewende? Was sind dabei die besonderen Beiträge von Stadtwerken? Hier ist insbesondere zu berücksichtigen, dass kommunal betriebene Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) ein wichtiger Komplementär zum Ausbau der erneuerbaren Energien darstellen und dass kommunale KWK-Anlagen inzwischen einen nennenswerten Beitrag zur Sicherstellung der Residuallast liefern. Zudem geht es um die Leitfrage, welche Rahmenbedingungen die Rolle von Stadtwerken als zentrale Akteure der Energiewende und insbesondere als Betreiber von KWK-Anlagen erschweren.

Description: Die Energiewende ist einer der größten Transformationsprozesse, die unsere Gesellschaft in Zukunft bewältigen muss. Sie ist als Gemeinschaftsprojekt zu sehen, in das unterschiedlichste Akteure in verschiedener Art und Weise eingebunden sein sollten. Die Bundesregierung setzt die Ziele und kann Rahmenbedingungen schaffen, die Umsetzung der Energiewende findet aber in den Städten und Gemeinden vor Ort statt. Dazu ist insbesondere bürgerschaftliches Engagement gefordert, welches durch Politik und Planung gefördert und unterstützt werden sollte. In ländlichen Räumen unterscheiden sich die Herausforderungen dabei noch einmal deutlich von denen in urbanen Gebieten. Auch die Möglichkeiten und Potenziale für den Ausbau erneuerbarer Energien sowie von Energieeffizienzmaßnahmen sind teilweise aufgrund anderer Gegebenheiten und Ressourcen sehr unterschiedlich. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vor dem Hintergrund der Transitions-Forschung insbesondere mit der Frage, wie bürgerschaftliches Engagement für neue Energieprojekte in ländlichen Räumen angestoßen werden kann und welches Potenzial das Instrument der visuellen Kartographie in diesem Zusammenhang besitzt. Die Analysen erfolgten im Untersuchungsraum Südwestfalen, in dem zum einen die Praxisstudie "Dorf ist Energie(klug)" dazu diente, Potenziale bürgerschaftlichen Engagements in ländlichen Räumen herausfiltern und bewerten zu können. Zum anderen konnte die mögliche Rolle digitaler Visualisierungen zur Förderung bürgerschaftlichen Engagements anhand bestehender Visualisierungsinstrumente im Untersuchungsraum analysiert werden. Basierend auf den Analyseergebnissen wurde ein "Bürgerenergiekompass" für den Hochsauerlandkreis erarbeitet. Dieser stellt als Ergebnis der Arbeit ein Beispiel für ein Visualisierungsinstrument dar, das möglichst viele Anforderungen erfüllt, um bürgerschaftliches Engagement insbesondere in den ländlichen Räumen Südwestfalens zur Umsetzung der Energiewende zu fördern.