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Das Gesamtprojekt STEPSEC zielt auf eine robuste vergleichende Bewertung der Potenziale und Erdsystemauswirkungen landbasierter Methoden zur Kohlendioxid-Entfernung aus der Atmosphäre (CDRL) unter Beachtung sozio-ökologischen Randbedingungen. In diesem Kontext widmet sich das Teilprojekt STEPSEC-PIK der Weiterentwicklung des Biosphärenmodells LPJmL, um verschiedene CDRLMaßnahmen räumlich explizit abzubilden. Ferner wird das Modell zur Simulation der Potenziale und erdsystemischer Folgewirkungen unter verschiedenen Zukunftsszenarien angewandt, vergleichend mit Simulationen weiterer an STEPSEC beteiligter Modelle. Spezifische Anwendungen des LPJmL-Modells fokussieren auf die Quantifizierung von Effekten fortschreitenden Klimawandels auf die regional uns insbesondere in Dürrezeiten infolge Wassermangels verminderte Produktivität der CDRL-Maßnahmen. Schließlich liefert STEPSEC-PIK wichtige Beiträge zur Synthese von Ergebnissen der verschiedenen Modelle im Hinblick auf Tradeoffs und Rückkopplungen im Erdsystem.

Im Rahmen des STEPSEC-Arbeitspakets WP1 wird ein neues Modul zur Simulation des CO2- Sequestrierungspotenzials von Aufforstungsmaßnahmen entwickelt, intern konsistent mit weiteren CDRLOptionen einschließlich BECCS und pyrogenem CCS. In WP2 werden darauf aufbauend umfassende Simulationen dieser Potenziale durchgeführt, mit Augenmerk auf die möglichen Folgen für biosphärische und weitere erdsystemische Prozesse einerseits sowie auf die Einflüsse von mit fortschreitendem Klimawandel zu erwartenden stärkeren Extremereignisse (Dürren) auf die simulierten Potenziale andererseits. Zu WP3 steuert das Teilprojekt höher aufgelöste Simulationsergebnisse auf nationaler Skala (Deutschland) bei. Der Beitrag von STEPSEC-PIK zu WP4 besteht in Tradeoff- und Synergie-Analysen hinsichtlich erdsystemischer Impakts und möglichen Konflikten mit anderen Nachhaltigkeitszielen.