Partnerinstitutionen

Das 1997 gegründete Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC) konzentriert sich auf das Verständnis der Art und Weise, wie lebende Organismen - einschließlich des Menschen - grundlegende Ressourcen wie Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff und Energie mit ihrer Umwelt austauschen und wie sich dies auf das globale Klima und Umweltveränderungen auswirkt und wie sie darauf reagieren. 
Das einschlägige Fachwissen im Zusammenhang mit ITMS ist die Entwicklung von inversen Transportmodellen auf regionaler Ebene durch die Gruppe für luftgestützte Spurengasmessungen und mesoskalige Modellierung (ATM) der Abteilung Biogeochemische Signale (BSI). Das Modell STILT (Stochastic Time Inverted Lagrangian Transport) wird beispielsweise am MPI-BGC betrieben und wurde in das Inversionssystem CSR (CarboScope-Regional) integriert, um Quellen und Senken von Treibhausgasen aus atmosphärischen Beobachtungen abzuschätzen.
In der Abteilung Biogeochemische Integration (BGI) entwickelt die Gruppe für globale diagnostische Modellierung beobachtungsbasierte Produkte für Kohlenstoff- und Wasserflüsse unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens, die In-situ-Messungen und Satelliteninformationen integrieren, um lokale Messungen auf kontinentale und globale Maßstäbe zu extrapolieren. Die Produkte der FLUXCOM-Initiative, die aus hochmodernen datengestützten Schätzungen der biosphärischen CO2-Flüsse bestehen, wurden von dieser Gruppe entwickelt und werden kontinuierlich verbessert und am MPI-BGC gehostet. mehr

Der DWD ist der nationale meteorologische Dienst der Bundesrepublik Deutschland mit Sitz in Offenbach am Main und gehört zum Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV). Der DWD als teilrechtsfähige Anstalt des öffentlichen Rechts ist für die Erfüllung weitreichender meteorologischer Anforderungen aus den Wirtschafts- und Gesellschaftsbereichen in Deutschland zuständig. Dies geschieht durch die Beratung von Bundesregierung, Bundes- und Landesministerien, Kommunen, Wirtschaft und Industrie. Das Aufgabengebiet basiert auf einem gesetzlichen Informations- und Forschungsauftrag, dem DWD-Gesetz. Die Überwachung und Vorhersage des Klimas sowie Klimadienstleistungen gehören zu den wichtigsten Aufgaben.
Zum ITMS-Projekt trägt der DWD mit Expertise und Forschung bezüglich Beobachtungen, Modellsimulationen und Datenassimilation bei, zum Beispiel betreibt der DWD das atmosphärische Messnetz ICOS in Deutschland und das numerische Wettervorhersagemodell ICON mit seinen Datenassimilationssystemen. Der DWD koordiniert das ITMS-Projekt gemeinsam mit MPI-BGC. mehr

Das Institut für Umweltphysik der Universität Bremen verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Fernerkundung von Treibhausgasen mit Satelliten (SCIAMACHY, GOSAT, OCO-2/-3, CO2M) sowie mit bodengestützter FTIR (TCCON-Leitung). Dies umfasst die Entwicklung von Algorithmen und die Datenanalyse von atmosphärischen Treibhausgasdaten bis hin zur Ableitung von Emissionen aus den Fernerkundungsdatensätzen unter Verwendung datengesteuerter Ansätze. In diesem Bereich leitet das Team der Universität Bremen das ESA Climate Change Initiative Greenhouse Gas Projekt und trägt wesentlich zu den Diensten CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) und C3S (Copernicus Climate Change Service) bei, die auch im Rahmen des ITMS genutzt werden. Darüber hinaus hat das Team an der Universität Bremen neue innovative Beobachtungstechniken zur Quantifizierung von Treibhausgasemissionen mit Hilfe von Sensoren an Flugzeugen und Drohnen entwickelt. mehr

Das Karlsruher Institut für Technologie KIT ist eine weltweit führende technologische Forschungseinrichtung und Teil der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft, einer der bedeutendsten deutschen Wissenschaftsorganisationen. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), koordiniert das Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) das Modul Quellen & Senken (Q&S), während das Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) zum Modul Modellierung (M) und zum Modul Beobachtung (B) beiträgt.

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), hat einen Schwerpunkt auf Biosphäre-Atmosphäre-Hydrosphäre-Wechselwirkungen und verfügt über eine herausragende Tradition in der Treibhausgasforschung, der Umsetzung von ökologischem Prozesswissen in biogeochemische Prozessmodelle und Umweltbewertungsstudien. Die Ergebnisse nationaler (einschließlich TERENO) und internationaler Feld- und Laborstudien wurden zur Entwicklung und Anwendung des mechanistischen biogeochemischen LandscapeDNDC-Modells verwendet. LandscapeDNDC wurde für Acker-, Grünland- und Waldökosysteme vor Ort, auf regionaler, nationaler und globaler Ebene angewandt, und die Forschungsarbeiten trugen zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen von Landnutzung und -bewirtschaftung sowie des globalen Wandels auf den Treibhausgasaustausch in Ökosystemen bei. Im Rahmen des ITMS wird LandscapeDNDC weiterentwickelt und für die Simulation des terrestrischen C- und N-Umsatzes und des damit verbundenen Austauschs von Treibhausgasen (CO2, CH4, N2O) in hoher räumlicher (Feldskala) und zeitlicher (stündlich bis täglich) Auflösung verwendet, um die UNFCCC-THG-Berichterstattung und inverse Modellierungsansätze zu verbessern.

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) erforscht dynamische, mikrophysikalische und chemische Prozesse in der Erdatmosphäre mit dem Ziel, Veränderungen zu verstehen, zu quantifizieren und besser vorherzusagen. Hochgenaue Messungen von atmosphärischen Spurengasen, Aerosolen und Wolken durch verschiedene Beobachtungsplattformen (Bodenstationen, Flugzeuge, Satelliten) liefern die für die Modellierung atmosphärischer Prozesse notwendigen Daten. Besonderer Schwerpunkt der Aktivitäten des IMK-ASF ist die Erforschung der komplexen Zusammenhänge zwischen Klimawandel, Dynamik und Transport, und Atmosphärenchemie. Im Rahmen des Moduls M arbeitet das IMK-ASF an einer Erweiterung von ICON, einem numerischen Wettervorhersagemodell der nächsten Generation, das der DWD seit 2015 in Betrieb hat. Das Modul ICON-ART (Aerosole und reaktive Spurengase) ermöglicht u.a. die Untersuchung und Simulation chemischer Prozesse von Spurengasen. In ITMS wird ICON-ART für die Datenassimilation und die THG-Inversion zur Flussabschätzung verwendet. Im Rahmen des Moduls B wird das IMK-ASF bodengebundene Messungen von THG mit dem EM27/SUN Spektrometer beitragen.

Die Universität Heidelberg ist die älteste Universität Deutschlands und eine der forschungsstärksten in Europa. Die Forschungsaktivitäten am Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Heidelberg reichen von der Atmosphärenphysik über die Physik aquatischer Systeme bis hin zur Erforschung der Klimavergangenheit. Dazu entwickeln die Forschenden am IUP physikalische Mess- und Modelliermethoden und bringen diese auf allen Skalen des Erdsystems von global bis lokal zum Einsatz. Die Erforschung von Treibhausgasen, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4), stellt einen Schwerpunkt am IUP dar.  Ziel ist es besser zu verstehen, wie anthropogene und biogeochemische Prozesse die Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre beeinflussen. Mittels boden- und satellitengestützten Fernerkundungsmethoden sowie durch in-situ und mobile Messungen werden Treibhausgase in der Atmosphäre kartiert und quantifiziert. Mit atmosphärischen Transportmodellen wie dem Weather and Research Forecast (WRF) Modell, dem Flexpart-Modell oder dem GRAMM-GRAL Modell werden Treibhausgase auf verschiedenen Skalen simuliert und interpretiert. Inverse Schätzverfahren erlauben die Bestimmung von Treibhausgasemissionen. Im Rahmen des ITMS-Projekts werden Treibhausgas-Beobachtungsstrategien für anthropogene Treibhausgase, insbesondere fossiles CO2, aus deutschen Metropolregionen untersucht, die in ITMS verwendet werden können. mehr

Das DLR ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Das DLR betreibt Forschung und Entwicklung in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Energie, Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre erforscht die Physik und Chemie der globalen Atmosphäre von der Erdoberfläche bis zur oberen Grenze der mittleren Atmosphäre in etwa 120 km Höhe. Das Institut deckt ein breites Methodenspektrum ab, das die Entwicklung von Sensoren, Beobachtungen auf verschiedenen räumlichen Skalen (lokal bis global), Analyse, Theoriebildung und numerische Modellierung umfasst. Mit diesen Kompetenzen arbeitet das Institut sowohl an grundlegenden als auch anwendungsorientierten Fragestellungen, wobei die langfristige Grundlagenforschung im Vorfeld von Anwendungen im Vordergrund steht. mehr

Das Johann Heinrich von Thünen-Institut ist eine wissenschaftlich unabhängige Forschungseinrichtung des Bundeslandwirtschaftsministeriums, die an der Schnittstelle von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft arbeitet. Es besteht aus 15 Fachinstituten, die Forschung und Politikberatung in den Bereichen Ökonomie, Ökologie und Technologie mit Bezug zu ländlichen Räumen, Landwirtschaft, Wald und Fischerei betreiben.
Unter anderem erstellt das Thünen-Institut im Auftrag der Bundesregierung die nationale Treibhausgasberichterstattung in den Sektoren Landwirtschaft und Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft (LULUCF) sowie auch die Berichterstattung über Emissionen von Luftschadstoffen und Stäuben aus der Landwirtschaft. Auch die Koordination der Bundeswaldinventur und der Waldzustandserhebung erfolgt durch das Thünen-Institut. Es ist beteiligt am Wirkungsmonitoring der Düngeverordnung, entwickelt Fernerkundungsprodukte zur deutschen Landwirtschaft und ist Sitz des nationalen Focal Points, der den deutschen Beitrag zur europäischen Forschungsinfrastruktur Integrated Carbon Observation System (ICOS) koordiniert. mehr

Das UBA ist die zentrale Umweltschutzbehörde in Deutschland. Seine Aufgabe ist es, den Bürgerinnen und Bürgern in Deutschland eine gesunde Umwelt mit sauberer Luft und möglichst schadstofffreiem Wasser zu sichern.
Das UBA befasst sich mit einem sehr breiten Themenspektrum, das von der Abfallvermeidung über den Klimaschutz bis hin zur Regulierung von Pflanzenschutzmitteln reicht. Im Mittelpunkt seiner Arbeit steht die Erhebung von Daten über den Zustand der Umwelt, die Untersuchung der relevanten Zusammenhänge und die Erstellung von Prognosen, um darauf aufbauend die Politikberatung von Bundesbehörden wie dem Umweltministerium zu gewährleisten. Das Fachgebiet V1.6 im UBA ist die zentrale nationale Stelle, zuständig für die federführende Erfassung und Berichterstattung von Treibhausgasen im Rahmen des UNFCCC und des Abkommens von Paris. Zudem führt V1.6 die Berichterstattung über Luftschadstoffe im Rahmen der UNECE durch. Die rasanten technologischen Entwicklungen der letzten Jahre im Bereich der inversen Modellierung und der weltraumgestützten Luftqualitätsbeurteilung haben dazu geführt, dass das Fachgebiet V1.6 mitten in große EU-Forschungskonsortien wie das H2020-Projekt "VERIFY" und die nationale Forschung "Leitplanken für Emissionsinventare" eingebunden war, wo aus weltraumgestützten Datenquellen Werkzeuge für die Verifizierung von Emissionsinventaren von Luftschadstoffen (wie NO2) entwickelt wurden. Der wichtigste direkte Input für die Modellierungen in ITMS wird jedoch durch das Fachgebiet II4.2 am UBA, welches für die Beurteilung der Luftqualität in Deutschland zuständig ist, bereitgestellt. II4.2 verfügt als zentraler Ansprechpartner in Deutschland allein über die nötige Expertise, Infrastruktur und die Werkzeuge, um die Berichterstattungsdaten aus dem Fachgebiet V1.6 so räumlich und zeitlich aufzubereiten, dass sie als Input für die Modellierungen in ITMS M genutzt werden können. Dies ist eines der wesentlichen Aufgaben der beiden Fachgebiete in ITMS. Das UBA ist somit ein wichtiger Partner innerhalb von ITMS und wird von den Beiträgen der einzelnen Teilprojekte von ITMS profitieren. mehr

Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) ist eine der bedeutendsten grünen Hochschulen für angewandte Wissenschaften im europäischen Raum mit Spezialisierung auf „Grünen Ingenieurwissenschaften“. Ausgangspunkte aller Studienfächer sind die nachhaltige Nutzung und der Schutz unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Als Partner der Praxis steht die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf für angewandte Forschung. Durch praxisrelevante Ergebnisse leistet sie einen Beitrag zur Lösung von lokalen und globalen Herausforderungen.
Am Peatland Science Centre (PSC) der HSWT werden die zentralen Fragen um die Klimawirksamkeit der Moore und deren Schutz- und Nutzungsstrategien erforscht. Die Forschungseinrichtung gestaltet den Prozess zur Klimaneutralität Bayerns und international in Synergie mit den weiteren Ressourcen wie Biodiversität, Wasserhaushalt und Produktivität aktiv mit. Am PSC gibt es jahrelange Erfahrung in der Messung und Bilanzierung von Treibhausgasen aus Moorökosystemen diverser Nutzung. Diese dienen im Rahmen von ITMS dem MODELPEAT-Projekt als Basis für die Modellierung von Treibhausgasemissionen aus Moorökosystemen. Zudem wird eine dynamische Moor-Wasserstandskarte weiterentwickelt. Außerdem ist es das Ziel alle relevanten Treibhausgase landnutzungsspezifisch über einen erweiterten statistischen Modellierungsansatz bayernweit darzustellen. mehr

Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft erforscht das Forschungszentrum Jülich (FZJ)  Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und Ressourcen schützendes Wirtschaften. Natur-, Lebens- und Technikwissenschaften in den Bereichen Information, Energie und Bioökonomie verbindet das FZJ mit besonderer Expertise im Höchstleistungsrechnen und setzt einzigartige wissenschaftliche Infrastrukturen ein.
Das Institut Agrosphäre (IBG-3), zielt darauf ab, unser Verständnis von hydrologischen und biogeochemischen Prozessen in terrestrischen Systemen mit einem spezifischen Fokus auf landwirtschaftliche und Boden-Grundwasser-Systeme zu verbessern. Zu den zentralen Forschungsaktivitäten gehören die Untersuchung biogeochemischer Kreisläufe sowie die Quantifizierung von Austauschprozessen und Prozessen im Untergrund im Boden-Pflanzen-Atmosphäre-Kontinuum. Sensing-Technologien, Experimente auf der Labor-, Feld- und regionalen Skala sowie Modellierungsansätze dienen der Überbrückung von Disparitäten zwischen den verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen, auf denen Prozesse in terrestrischen Systemen auftreten. Im Rahmen des ITMS wird vom IBG-3 das Community Land Model (CLM5) verbessert und eingesetzt, um in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung Emissionen von Treibhausgasen für die Fläche von Deutschland abzuschätzen. mehr

Als Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung arbeitet das Alfred-Wegener-Institut vor allem in den kalten und gemäßigten Regionen der Welt. Gemeinsam mit zahlreichen nationalen und internationalen Partnern sind wir daran beteiligt, die komplexen Prozesse im "System Erde" zu entschlüsseln. Unser Planet steckt in einem tiefgreifenden Klimawandel. Die Biologische Anstalt Helgoland (BAH) ist Teil der Stiftung Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung untersucht Lebensgemeinschaften in der Nordsee. Helgoland ist dabei Deutschlands einzige Hochseeinsel und rund 70 Kilometer vom Festland entfernt. Das Felswatt und die über 35 Quadratkilometer große unterseeische Felslandschaft beherbergen die reichste marine Tier- und Pflanzenwelt der deutschen Küste in einer Art Oase. Helgoland ist ein idealer Standort für die Untersuchung der Küstenmeere. Diese sind sehr variable Ökosysteme, mit einer Variation auf Zeitskalen von Sekunden bis Jahrzehnten und räumlichen Skalen von mm bis km. Der größte Teil der Forschung der Sektion Ökologie der Schelfmeere ist in dem Thema „Küste“ des Programms Changing Earth - Sustaining our Future beheimatet. Geographisch liegt der Schwerpunkt der Sektion in den pelagischen und benthischen Lebensgemeinschaften der Nordsee, gekoppelt mit vergleichenden Untersuchungen in anderen Schelfmeersystemen.
Unser Ziel ist es, die Auswirkungen von anthropogenen Veränderungen auf Schelfmeer-gemeinschaften verstehen und vorhersagen zu können. Dazu gehören auch das Verhältnis zwischen Mikroorganismen und ihrer Umgebung, sowie die Entstehung der Klimagase Kohlendioxid, Methan und Lachgas. mehr

Das Helmholtz-Zentrum Hereon betreibt internationale Spitzenforschung für eine Welt im Wandel: Rund 1.000 Mitarbeiter generieren Wissen und Innovationen für mehr Resilienz und Nachhaltigkeit. Das wissenschaftliche Spektrum des Hereon umfasst Hochleistungsmaterialien, Verfahren und umweltfreundliche Technologien für Mobilität und neue Energiesysteme. Darüber hinaus wird an Biomaterialien für die Medizin und zur Steigerung der Lebensqualität geforscht. Durch Forschung und Beratung stellt sich das Hereon lösungsorientiert den Herausforderungen des Klimawandels und ermöglicht durch umfassendes wissenschaftliches Verständnis ein nachhaltiges Management und den Schutz der Küsten- und Meeresumwelt. Vom Grundlagenverständnis bis zur praktischen Anwendung - das interdisziplinäre Forschungsspektrum deckt eine einzigartige Bandbreite ab. Lesen Sie mehr über das Helmholtz-Zentrum Hereon.
Abteilung für Aquatische Nährstoffkreisläufe: Intakte aquatische Ökosysteme zeichnen sich durch eine hohe Artenvielfalt aus. Sie erbringen wichtige Ökosystemleistungen und stellen vielfältige Ressourcen zur Verfügung. Um diese Funktionen und Ressourcen langfristig zu erhalten, müssen die hochproduktiven Küstenökosysteme nachhaltig genutzt werden. Dies kann jedoch nur gelingen, wenn sich die Nutzung am Gesamtverständnis der Küstensysteme orientiert. Daher untersuchen wir die Nährstoff- und Sauerstoffdynamik verschiedener Küstenökosysteme, insbesondere der Elbe und der Nordsee. Unser Interesse gilt vor allem dem Einfluss des Klimawandels und der menschlichen Nutzung auf die Küstensysteme. Außerdem beschäftigen wir uns mit dem Management von Küstensystemen. Wir wollen Szenarien für eine nachhaltige Nutzung entwickeln und auch gesellschaftliche Aspekte der Küstenentwicklung berücksichtigen, die eng mit dem Erhalt des Lebensraums Küste verbunden sind. mehr

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin profitieren vom Zugang zu einer Vielzahl von wissenschaftlichen Netzwerken in aller Welt. Durch interdisziplinäres Arbeiten mit internationaler Ausrichtung erzielen sie bahnbrechende Ergebnisse und setzen die Forschungstrends von morgen. Die Freie Universität Berlin gehört zu den wenigen deutschen Hochschulen, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert werden.
Das Institut für Meteorologie beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit dem Verständnis atmosphärischer Prozesse und der Simulation von Wetter und Klima auf Zeitskalen von Stunden bis Jahrtausenden. Eine Besonderheit ist die eigene Wetterstation, die stündlich Daten in das globale Messnetz einspeist, mit regelmäßigen studentischen Wetterbeobachtungen.

Die Arbeitsgruppe Troposphären-Umweltforschung wird von den Gastprofessoren Martijn Schaap und Tim Butler geleitet und befasst sich mit modellgestützten Studien zur kurzfristigen Vorhersage von Schadstoffbelastungen, der Quellenzuordnung von Feinstaub und Ozon sowie dem Schadstoffeintrag in Ökosysteme.
Ein großer Teil der Arbeit ist anwendungsbezogen und wird in Echtzeit durchgeführt. In der Lehre liegt der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe auf den Grundlagen der Atmosphärenchemie und der Luftreinhaltung sowie der Modellierung von Luftschadstoffen. Eine enge Zusammenarbeit besteht auch mit der Arbeitsgruppe „Climate, Air and Sustainability“ (CAS) bei TNO in Utrecht (NL), insbesondere im Rahmen gemeinsamer Projekte zur Anwendung und Weiterentwicklung des chemischen Transportmodells LOTOS-EUROS. mehr