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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 02/2015)
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Mustermann,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und würden uns freuen, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen bei Bedarf weitere Informationen und Ansprechpartner. Um Beleg Ihrer Berichterstattung wird gebeten.
Freundliche Grüße
Ihre KIT-Pressestelle
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Klimadaten: Auf der Spur des Wassers
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Wasser bildet die Lebensgrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen und ist in der Atmosphäre als Wasserdampf auch ein aktives Klimagas. Daher spielt der Wasserhaushalt und seine Komponenten eine zentrale Rolle in Klimamodellen und -analysen. Forscher haben nun die verschiedensten globalen Datenprodukte für Niederschlag, Verdunstung, Speicherstand und Abfluss in 96 Wassereinzugsgebieten auf ihre Plausibilität hin untersucht und verglichen. Im Fachmagazin Journal of Hydrometeorology berichten sie nun von beträchtlichen systematischen Fehlern von mehr als 25 Prozent des mittleren Jahresabflusses für die Mehrzahl der Gebiete.
In der Untersuchung wurden für so unterschiedliche Einzugsgebiete wie Amazonas, Jenissei, Mississippi, Kongo oder Donau 90 Datensatzkombinationen getestet. Theoretisch müsste die Bilanz ausgeglichen sein, die Experten sprechen von Schließung: Niederschlag minus Verdunstung minus Wasserspeicheränderung sollten den beobachteten Wasserabfluss ergeben. Tatsächlich beträgt der Fehler der Schließung je nach Gebiet, Zeitraum und Datensatz auch über 100 Prozent. Aufgrund der breiten Streuung der Abweichung konnte auch keine optimale, globale Datenkombination ermittelt werden. „Die Tatsache, dass die Wasserbilanz sich nicht schließen lässt, zeigt die Notwendigkeit Daten und Modelle zu verbessern“, findet Harald Kunstmann, der am KIT Campus Alpin die Abteilung Regionale Klimasysteme leitet. Klimaanalysen sollten daher immer unterschiedliche Datensätze nutzen und bei Schlussfolgerungen die Spannbreite der Ergebnisse berücksichtigen.
Das Originalpaper:
journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JHM-D-13-0157.1
Für weitere Informationen:
www.imk-ifu.kit.edu/climate_water.php
Bildunterschrift: Für viele Wassereinzugsgebiete der Welt geht die Wasserbilanz in den Datensätzen und globalen Modellen nicht auf. Die Abweichung zwischen Niederschlag, Verdunstung sowie Wasserspeicheränderung einerseits und Wasserabfluss andererseits liegt oft bei mehr als 75 (rot) beziehungsweise 100 (dunkelrot) Prozent des mittleren Jahresabflusses. Gebiete mit großen Datenlücken sind weiß belassen. (Bild C.Lorenz/KIT)
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Elektrochemie: "Wunderstoff" Graphen für Batterien überbewertet
Seit seiner Entdeckung vor 10 Jahren und verstärkt durch die Nobelpreiswürden seiner Entdecker gilt das Material Graphen als eine Art Wunderstoff. Entwickler versprechen sich von Graphen beispielsweise biegsame Displays, bessere Datenspeicher sowie leistungsfähigere Batterien und elektronische Bauelemente. Forscher des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU), dessen Gründer und Träger das KIT ist, nahmen nun eine kritische Bestandsaufnahme der bisherigen Forschungsliteratur zu dem Thema Graphen für Batterien vor und veröffentlichten diese in der Fachzeitschrift Nature Materials.
Ausgangspunkt war der experimentelle Vergleich mit Grafit, dem nach jetzigem Forschungsstand besten Material für die negative Elektrode einer Lithium-Ionen-Batterie. Da sich nur punktuell Verbesserung ergab, starteten sie ihre umfassende Literaturrecherche. „Ein hoher Anteil der Publikationen zur Verwendung von Graphen in elektrochemischen Energiespeichern überbewertet das Leistungspotenzial von Graphen“, erklärt Stefano Passerini, Leiter der Forschungsgruppe „Elektrochemie der Batterien“ am HIU. Trotz der enormen Menge an Forschungsdaten, sei bislang nicht klar, ob Graphen wirklich das Potenzial habe, viele Bereiche unseres Lebens zu revolutionieren. „Die Hauptaufgabe für die Zukunft ist, die Lücke zwischen Laborforschung und praktischer Anwendung zu schließen“, stellt Passerini fest.
Die Webseite des HIU:
www.hiu-batteries.de/de
Die Veröffentlichung bei nature materials:
www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4170.html
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Klimasimulationen: Handbuch erklärt Hintergründe
In Zeitungen werden fast täglich mögliche Entwicklungen des Klimas in den nächsten 50 oder 100 Jahren diskutiert. Wie aber werden Klimasimulationen erstellt? Welche Daten fließen mit ein, welche Interpretationen sind zulässig? Das Süddeutsche Klimabüro und das Institut für Meteorologie und Klimaforschung am KIT haben eine Broschüre zusammengestellt, die für Interessierte in verständlicher Sprache erläutert, wie Klimasimulationen funktionieren und welche Rückschlüsse man aus ihnen ziehen kann.
Die Broschüre richtet sich nicht nur an die Nutzer von Klimadaten, etwa Weinbauern, Landwirte oder Bauunternehmer. Sie ist als Frage-und-Antwort-Katalog konzipiert und so verständlich geschrieben, dass die interessierte Öffentlichkeit viele Antworten finden wird. Angefangen bei der Frage „Was ist der Unterschied zwischen Klima und Wetter?“ über die Vorgehensweise der Klimasimulation bis hin zu Softwaretipps, wie man auch am heimischen Computer Klimasimulationen durchführen kann.
Die kostenlose Broschüre „Das Klima auf den Gitterpunkt gebracht“ steht zum Download bereit: www.sueddeutsches-klimabuero.de/Info-Materialien.php
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Demenz: Technische Unterstützung für Patienten
In den nächsten 20 Jahren wird sich die Anzahl der Demenzkranken in Deutschland auf voraussichtlich 2,4 Millionen verdoppeln. Technische Hilfsmittel können den Alltag von Menschen mit Demenz deutlich verbessern und sogar den Krankheitsverlauf verzögern. Häufig kommen sie aber nicht zum Einsatz, unter anderem, weil Patienten, Pfleger oder Angehörige die Möglichkeiten nicht kennen. Und auch, weil die Hilfsmittel noch zu wenig am tatsächlichen Bedarf ausgerichtet sind. Das Cognitive Systems Lab (CSL) des KIT hat nun in einem Tagungsband den aktuellen Stand der Forschung verschiedener Disziplinen dargestellt und auch konkrete Einsatzberichte unterschiedlicher Hilfsmittel zusammengetragen.
So berichtet der Tagungsband zum Beispiel über einfache Assistenzsysteme mit Erinnerungsfunktionen, um etwa die Medikamenteneinnahme nicht zu vergessen. Oder Technologien, die das Bewegungsmuster des Patienten überwachen und gegebenenfalls Alarm schlagen. Auch Computerspiele, die das Gehirn anregen, und Roboter, die Traglasten abnehmen oder in Kuscheltierform interagieren, könnten Demenzkranken im Alltag helfen fit zu bleiben. Der Blick in die Zukunft zeigt das riesige Potenzial von Smartphones auf, die viele Hilfsmittelsysteme alltagstauglich vereinen können.
Darüber hinaus adressiert der Band unter anderem die Fragen: Welche Unterstützung brauchen Personen mit Demenz? Was können und müssen technische Systeme leisten? Was wünschen sich Patienten und Angehörige? Wo liegen Herausforderungen und Potenziale? Auch Pflegeroboter und die Frage nach der Akzeptanz technischer Systeme werden diskutiert.
Der Band kann auf den Seiten des KIT Scientific Publishing kostenlos heruntergeladen oder als Buch für 40 € erworben werden: www.ksp.kit.edu/9783731502586
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Meteorologie: Bessere Wettervorhersage dank ICON-Modell
Der Deutsche Wetterdienst DWD in Offenbach hat nun das weltweit modernste hochaufgelöste Modell zur Simulation des Wettergeschehens in Betrieb genommen. Das unter Mitwirkung des KIT entwickelte Modell namens ICON (ICOsahedral Nonhydrostatic) arbeitet schneller und genauer als das Vorgängermodell GME: So können beispielsweise extreme Wettererscheinungen im Schnitt um einen halben Tag früher erkannt werden – ein entscheidender Zeitgewinn für den Katastrophenschutz.
Der Deutsche Wetterdienst und das Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) begannen 2004 mit der Entwicklung von ICON. Ein Team um Bernhard Vogel vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung am KIT erweiterte das Vorhersagemodell durch ein spezielles Modul namens ICON-ART (Aerosols and Reactive Trace gases). Mit dem Modul aus Karlsruhe berechnet das „Muttermodell“ ICON nun auch die Ausbreitung von reaktiven Spurengasen und Schwebeteilchen (Aerosole) in der Atmosphäre. Da Aerosole wie etwa Vulkanasche, Ruß, Wüstensand und Seesalzpartikel die Wolkenbildung und somit Wetter und Klima beeinflussen, kann ICON so nicht nur das kurzfristige Wettergeschehen besser vorhersagen, sondern auch längerfristige Klimaveränderungen verlässlicher simulieren.
Weitere Informationen:
icon-art.imk-tro.kit.edu
www.mpimet.mpg.de/en/science/models/icon.html
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Experte des Monats
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Trinkwasser: „Trinkwasser aus dem Wasserhahn hat in Deutschland eine sehr hohe Qualität“, unterstreicht Harald Horn, Leiter des Lehrstuhls für Wasserchemie und Wassertechnologie am KIT. Und dies frei Haus und zu einem Bruchteil des Preises von Flaschenwasser. „Geschmacksunterschiede von verschiedensten Wässern resultieren letztlich aus ihrer Mineralien-Konzentration, nicht aus der Frage Wasserhahn oder Flasche.“ Horns Forschungsschwerpunkt ist die Aufklärung der Struktur und Funktion von Mikroorganismen an Grenzflächen in technischen und natürlichen Systemen. Dies ist ein Baustein für das Verständnis der Vorgänge in Anlagen zur Wasseraufbereitung. Mehr über Horns Forschung unter: wasserchemie.ebi.kit.edu
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Gründer des Monats
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Brandbekämpfung: Es brennt, die Feuerwehr ist vor Ort und der Gruppenführer muss die Sicherheit der Einsatzkräfte unter Atemschutz gewährleisten: Wer ist wie lange im Feuer, wie viel Luft ist noch in den Flaschen und wann muss der Rückzug erfolgen? Die KIT-Ausgründung „mobilion.eu“ hat eine mobile Anwendung entwickelt, die diese Informationen übersichtlich und schnell auf einem Tablet bereitstellt und den Gruppenführer entlastet. Zudem bindet mobilion.eu moderne Medien in die Ausbildung ein: Mittels Apps können etwa Einsatzsituationen gezielt trainiert werden. „Unsere Produkte machen die Arbeit der Feuerwehr sicherer dank einfachster Bedienung auf Tablets“, so mobilion.eu-Mitgründer Olaf Grebner. Für weitere Informationen: www.kit-gruendernews.de/?p=601#more-601
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Tipps und Termine
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Konferenz: The Next Horizon of Technology Assessment
25. - 27. Februar 2015, Berlin
Themen: Systemanalyse von Robotik, Synthetische Biologie und Energiewende
berlinconference.pacitaproject.eu/scientific-programme
Kongress: Arbeit der Zukunft
25. - 27. Februar 2015, KIT-Campus Süd
Themen: Work-Life-Balance, Demografischer Wandel, digitale Ergonomie
www.gfa2015.de
Kongress: Kinder in Bewegung
13. und 14. März, KIT-Campus Süd
Themen: Gesundheit, Persönlichkeitsentwicklung, Ernährung
www.sport.kit.edu/kongress15/index.php
Forum Elektromobilät
Vortrag: Quo vadis Zellfertigung (in Deutschland), Dr. Andreas Gutsch, KIT
10. März 2015, SpreePalais am Dom, Berlin
www.forum-elektromobilitaet.de
KIT auf der CeBIT:
16.-20. März 2015, Messe Hannover, Halle 9, Stand D13
Themen: Spracherkennung, Cybersicherheit, IT für die Pflege
www.cebit.de/aussteller/karlsruher-institut-fuer-technologie/V153133
VDI-Expertenforum Energieeffizienz
24. und 25. März 2015, KIT-Campus Süd
Themen: Energiebezugsorientierte Produktion, Smart Home, Kraft-Wärme-Kopplung
www.vdi.de/technik/artikel/expertenforum-energieeffizienz
Weitere Termine finden Sie im
KIT-Veranstaltungskalender
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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamentalen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9.400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter knapp 6.000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24.500 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.
Kontakt:
Monika Landgraf
Pressesprecherin
Kosta Schinarakis
Themenscout
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41956
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: schinarakis@kit.edu
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