ALBERT

Note: Auch als: Deutsche Geodätische Kommission bei der Bayerischen Akademie der Wissenschaften : Reihe C, Dissertationen ; 663 , Zugl.: Hannover, Univ., Diss., 2011

Note: Vorwort Prolog Die Vermessung einer schwindenden Welt Feuertaufe Vorbereitung für den Einsatz am Limit Leinen los Aufbruch ins arktische Eis Die Erfindung der Eisdrift Die Drift Vom Aufbau des nördlichsten Forschungscamps Atmosphärenforschung Das Observatorium Aufzeichnungen aus dem Eis Das arktische Meereis Alltag Leben am Ende der Welt Das Ökosystem der Arktis Die Forschung des Teams Biogeochemie Nachtschicht Forschung bei 24 Stunden Dunkelheit Ozeanforschung und Klimawandel Schichtwechsel Ablösung am Nordpol Im Gespräch mit Esther Horvath Eine andere Welt Drift durch den arktischen Sommer Dank Impressum

Note: Inhaltsverzeichnis Mitarbeiter*innen des Beirats Danksagung Kästen Tabellen Abbildungen Akronyme Zusammenfassung 1 Einleitung 2 Land als Schlüssel zur Nachhaltigkeit – ein systemischer Blick 2.1 Landressourcen unter Druck: Nutzungskonkurrenzen, Übernutzung, Degradation 2.1.1 Ausmaß und Trends der Degradation terrestrischer Ökosysteme 2.1.2 Treiber von Landdegradation und Folgen 2.1.3 Land Degradation Neutrality als Ziel internationaler Nachhaltigkeitspolitik 2.2 Das Trilemma der Landnutzung 2.2.1 Die Klimakrise 2.2.2 Die Krise des Ernährungssystems 2.2.3 Die Biodiversitätskrise 2.3 Zukunftsvision für einen nachhaltigen Umgang mit Land 2.3.1 Ein nachhaltiger Umgang mit Land: systemisch, synergistisch, solidarisch 2.3.2 Die Transformation zu einem nachhaltigen Umgang mit Land gestalten 3 Mehrgewinnstrategien für einen nachhaltigen Umgang mit Land 3.1 Renaturierung: Landbasierte CO2-Entfernung synergistisch gestalten 3.1.1 CO2-Senken: Ausgangssituation 3.1.1.1 CO2-Entfernung aus der Atmosphäre: Konzept und Definition 3.1.1.2 Landbasierte Ansätze zur CO2-Entfernung: Technologien, Potenziale und Begleitwirkungen 3.1.1.3 Die Rolle von Methoden der CO2-Entfernung in Klimaschutzszenarien 3.1.2 Grundsätze zur nachhaltigen CO2-Entfernung: Unsicherheiten beleuchten, Risiken begrenzen, Mehrgewinne beflügeln 3.1.3 Mehrgewinnstrategie „Renaturierung degradierter terrestrischer Ökosysteme" 3.1.3.1 Renaturierung als Strategie zur Revitalisierung von Ökosystemfunktionen 3.1.3.2 Wiederaufforstung 3.1.3.3 Renaturierung von Graslandökosystemen 3.1.3.4 Renaturierung von Mooren 3.1.3.5 Renaturierung im Fokus internationaler Nachhaltigkeitspolitik 3.1.3.6 Umsetzung von Renaturierungsmaßnahmen 3.1.3.7 Folgerungen zu Renaturierung 3.1.4 Handlungsempfehlungen 3.1.4.1 Handlungsempfehlungen für Maßnahmen zur Entfernung von CO2 3.1.4.2 Handlungsempfehlungen zur Renaturierung degradierter Ökosysteme 3.1.5 Forschungsempfehlungen 3.1.5.1 Forschungsempfehlungen: CO2-Entfernung 3.1.5.2 Forschungsempfehlungen: Renaturierung 3.2 Schutzgebietssysteme ausweiten und aufwerten 3.2.1 Ökosystemschutz: Probleme und Mehrgewinne 3.2.2 Internationale Ziele für den Ökosystemschutz 3.2.3 Die Ausweitung und Aufwertung von Schutzgebietssystemen als Mehrgewinnstrategie 3.2.3.1 Schutzgebietssysteme als Instrumente des Ökosystem- und Biodiversitätsschutzes 3.2.3.2 Mehrgewinne in Schutzgebietssystemen 3.2.3.3 Zielerreichung und künftige Ziele 3.2.3.4 Schutzgebietssysteme unter Druck: Treiber, Handlungsbedarfe, Barrieren und Akteure 3.2.3.5 Fokus indigene Völker und lokale Gemeinschaften: Hüter*innen der Ökosysteme 3.2.3.6 Fokus Landschaft: vernetzte Schutzgebietssysteme in einem integrierten Landschaftsansatz 3.2.3.7 Fokus Finanzierung von Schutzgebietssystemen 3.2.4 Folgerungen 3.2.5 Handlungsempfehlungen 3.2.6 Forschungsempfehlungen 3.3 Landwirtschaftssysteme diversifizieren 3.3.1 Heutige Landwirtschaftssysteme stoßen an die Grenzen 3.3.1.1 Industrielle Landwirtschaft: Beispiel EU 3.3.1.2 Ertragsarme Subsistenzlandwirtschaft und persistierende Ernährungsunsicherheit: Beispiel Subsahara-Afrika 3.3.1.3 Wirkung des internationalen Agrarhandels auf Resilienz gegenüber Krisen und nachhaltige Entwicklung: Die Beispiele EU und Subsahara-Afrika 3.3.2 Mehrgewinnstrategien zur Diversifizierung von Landwirtschaftssystemen 3.3.2.1 Zielbild und Grundsätze 3.3.2.2 Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft in der EU 3.3.2.3 Landwirtschaftliche Produktivität in Subsahara-Afrika nachhaltig steigern, Klimaanpassung und Ernährungssicherung erreichen 3.3.2.4 Ausrichtung des Agrarhandels auf Resilienz und Nachhaltigkeit 3.3.2.5 Ökologisierung versus Intensivierung und die Messung der Treibhausgase: Eine Einordnung 3.3.2.6 Komponenten der Mehrgewinnstrategien 3.3.3 Handlungsempfehlungen 3.3.3.1 Handlungsempfehlungen für die Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft der EU und die GAP nach 2020 3.3.3.2 Handlungsempfehlungen für Subsahara-Afrika und für die Entwicklungszusammenarbeit 3.3.3.3 Handlungsempfehlungen zum Handel 3.3.4 Forschungsempfehlungen 3.3.4.1 Forschungsempfehlungen zur EU 3.3.4.2 Forschungsempfehlungen zur Landnutzung in Subsahara-Afrika 3.3.4.3 Forschungsempfehlungen zum Handel. 3.4 Die Transformation der tierproduktlastigen Ernährungsstile in den Industrieländern vorantreiben 3.4.1 Problemstellung: Das globale Ernährungssystem 3.4.1.1 Definition und Entwicklung des Ernährungssystems 3.4.1.2 Auswirkungen des Ernährungssystems 3.4.1.3 Ernährungsstile 3.4.1.4 Treiber für die Missstände im Ernährungssystem 3.4.2 Transformation des Ernährungssystems durch Transformation von Ernährungsstilen 3.4.2.1 Potenziale auf Seiten der Nachfrage 3.4.2.2 Zielbild: Mehrgewinn durch die Transformation tierproduktlastiger Ernährungsstile in den Industrieländern 3.4.3 Eine Frage des Bewusstseins? Von den vielfältigen Bedingungen der Entwicklung und Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.1 Ernährungsstile und Konzerninteressen global betrachtet 3.4.3.2 Einflüsse auf die Entwicklung von Ernährungsstilen 3.4.3.3 Nahrungsaufnahme als soziale Situation 3.4.3.4 Brüche in der Ernährungsbiografie und Wertewandel im Ernährungsstil 3.4.3.5 Kontext und Ressourcen als mögliche Ansatzpunkte für Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.6 Fazit: normative nachhaltige Orientierung in der Gemeinschaftsverpflegung als besonderer Transformationsauslöser 3.4.4 Ansatzpunkte zur Stärkung der Transformation von Ernährungsstilen 3.4.4.1 Steuerung mit Spielräumen zur Achtung von Eigenart 3.4.4.2 Transformation durch wahre Preise und nachhaltiges Angebot 3.4.4.3 Vielfältige Nuclei der Transformation 3.4.4.4 Transformationspotenzial durch Stärkung von Wissensressourcen (Siegel und Leitlinien) 3.4.4.5 Transformationsansätze in der Gemeinschaftsverpflegung: Hebung mehrfachen Transformationspotenzials 3.4.5 Handlungsempfehlungen 3.4.5.1 Nachhaltige Ernährung durch mit der Planetary Health Diet konforme Leitlinien konsequent zur Norm erheben 3.4.5.2 Den Trend zu tierproduktarmer Ernährung unterstützen und Ernährungsbiografien nachhaltig prägen 3.4.5.3 Konsument*innen darin unterstützen, nachhaltige Ernährungsstile zu praktizieren 3.4.5.4 „Gesunden Handel“ national und international fördern 3.4.6 Forschungsempfehlungen 3.4.6.1 Transformative Forschung zur Stärkung nachhaltiger Ernährungsstile 3.4.6.2 Bestehende Forschungsprogramme im Ernährungsbereich um nachhaltige Aspekte erweitern 3.5 Bioökonomie verantwortungsvoll gestalten und dabei Holzbau fördern 3.5.1 Probleme und Potenziale der verstärkten Nutzung biologischer Ressourcen 3.5.2 Zielbild und wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.2.1 Zielbild einer nachhaltigen Bioökonomie 3.5.2.2 Wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.3 Mehrgewinnstrategie Holzbau 3.5.3.1 Potenziale des Holzbaus als Ergänzung und Alternative zu konventionellen Bauweisen 3.5.3.2 Bestehende Instrumente zur Förderung des Holzbaus 3.5.4 Handlungsempfehlungen 3.5.4.1 Handlungsempfehlungen für Holzbau 3.5.4.2 Handlungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.5.5 Forschungsempfehlungen 3.5.5.1 Forschungsempfehlungen zum Holzbau 3.5.5.2 Forschungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.6 Zusammenspiel und Umsetzung von Mehrgewinnstrategien 3.6.1 Zusammenspiel zwischen Mehrgewinnstrategien: Beispiele 3.6.2 Umsetzung von Mehrgewinnstrategien im Kontext des integrierten Landschaftsansatzes 4 Transformative Governance für einen solidarischen Umgang mit Land 4.1 Pionier*innen des Wandels: Akteure zur Verantwortungsübernahme ermächtigen 4.1.1 Möglichkeiten und Grenzen eines nachhaltigen solidarischen Konsums 4.1.2 Pionier*innen des Wandels in wirkmächtigen Rollen 4.1.3 Empfehlungen zur Förderung von solidarischem Konsum und von Nischenakteuren in der Landwende 4.2 Gestaltender Staat: Rahmenbedingungen für den solidarischen Umgang mit Land schaffen 4.2.1 Nachhaltiges Verhalten belohnen, Umweltschäden bepreisen: Anreiz- und Preisinstrumente 4.2.2 Nachhaltigkeit einfordern: freiwillige und

Note: Dissertation, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, 2019 , Contents 1. Introduction 1.1. Motivations and background 1.2. Research hypotheses and aims 1.3. Outline of this work 2. Fundamentals and theory of seismic noise 2.1. Fundamentals of mechanical vibration 2.1.1. Theory of oscillation 2.1.1.1. Oscillation and waves 2.1.1.2. Standing waves and resonance 2.1.1.3. Types of noise 2.1.1.4. Signal-to-Noise Ratio 2.1.2. The oscillatory systems 2.1.2.1. Mass-Spring-Damper model 2.1.2.2. Equation of motion 2.1.2.3. Free damped oscillation 2.1.2.4. Forced damped oscillation 2.1.3. Modal analysis 2.1.3.1. Fourier transform 2.1.3.2. Windowing 2.1.3.3. Averaging and overlapping 2.1.4. Data evaluation 2.1.4.1. Presenting spectra and spectral densities 2.1.4.2. RMS value in the frequency domain 2.1.4.3. Transfer function 2.1.4.4. Spectrogram 2.2. Seismic noise sources 2.2.1. Natural sources 2.2.1.1. Geodynamical aspects 2.2.1.2. Geological aspects at Hamburg, DESY 2.2.2. Human-made sources 2.2.2.1. Impact by stationary objects 2.2.2.2. Impact by traffic on site, machines and human work 2.2.2.3. Technical devices in the laboratory 2.3. Methods of seismic isolation 2.3.1. Passive constructions 2.3.1.1. Principle of a simple pendulum 2.3.1.2. Principle of a spring pendulum 2.3.1.3. The inverted pendulum concept 2.3.1.4. The anti-spring concept 2.3.1.5. The harmonic oscillator as transfer function 2.3.2. Control theory 2.3.2.1. Simple controller 2.3.2.2. Feed-forward controller 2.3.2.3. Feedback controller 2.3.2.4. Combined controller 3. The Any Light Particle Search experiment 3.1. ALPS and its seismic noise requirements 3.1.1. The physics of ALPS 3.1.2. Optical resonators 3.1.3. Control loop design 3.1.4. Frequency region and absolute length requirements 3.1.5. Infrastructure and status 3.2. Tools and techniques used for seismicmeasurements, analyses, and isolations 3.2.1. Seismic measuring instruments 3.2.1.1. Seismometers 3.2.1.2. Acquisition devices 3.2.1.3. Selected measurement chain 3.2.2. Data management and analyses 3.2.2.1. Notations for documentation 3.2.2.2. Analysing procedure 3.2.3. Finite Element Method simulation 3.2.3.1. Simple isolation simulations 3.2.3.2. Over-determined isolation systems 3.2.3.3. Selected FEM tools 4. Seismic noise analysis 57 4.1. Method of frequency-weighted and averaged FFT 4.1.1. Problem definition and motivation 4.1.2. The solution approaches 4.1.2.1. Stitching 4.1.2.2. LPSD 4.1.2.3. New solution approach 4.1.3. The MfwaFFT algorithm 4.1.3.1. Data preparation 4.1.3.2. FFT generation 4.1.3.3. Windowing of the iteration steps 4.1.3.4. Weighting 4.1.3.5. Summing up 4.1.4. Advantages and disadvantages 4.1.5. Discussion in the field of geodesy 4.2. Measurement Preparation 4.2.1. Calibration of seismic devices 4.2.1.1. Single instruments 4.2.1.2. Cross-calibration 4.2.2. Accuracy analysis 4.2.2.1. Measuring device accuracy and precision 4.2.2.2. Digital uncertainties and errors 4.3. Seismic measurements on-site 4.3.1. On-site noise conditions (HERA) 4.3.1.1. ALPS IIa laboratory (HERA West) 4.3.1.2. ALPS IIc site (HERA North) 4.3.1.3. Reference (HERA South) 4.3.2. Optic-related components of the ALPS II experiment 4.3.2.1. Optical tables 4.3.2.2. CBB and mirror mountings 4.3.3. Associated noise sources 4.3.3.1. Dipole magnet girders 4.3.3.2. Filter Fan Units 4.4. Filtering of signal 4.4.1. Spatial transfer functions 4.4.2. Low-pass filter due to the cavity pole frequency 4.4.3. Filter by the control loop 4.5. Data evaluation 4.5.1. Specifications for the ALPS IIa isolation 4.5.2. Specifications for an ALPS IIc isolation 4.5.3. Specifications for a JURA isolation 5. Development of seismic isolation systems 5.1. Procedure for handling seismic noise and isolation problems 5.2. State-of-the-art seismic isolation concepts 5.2.1. The LIGO system 5.2.2. The VIRGO system 5.3. Development of a seismic isolation system 5.3.1. CAD draft of a test model 5.3.2. FEM simulations 5.3.3. Design drawing 5.3.4. Evaluation and validation 5.4. Seismic isolation concept for ALPS IIc and JURA 6. Conclusion 6.1. Summary 6.2. Outlook , Sprache der Zusammenfassungen: Englisch, Deutsch