Talk, DACH Meteorologentagung 2013, Innsbruck, Austria: 2013-09-02 - 2013-09-06
Abstract:
Am Übergang von einem dichten Waldbestand zu einer offenen Lichtung entstehen aufgrund von Heterogenitäten erhebliche Unterschiede in charakteristischen atmosphärischen Messgrößen, wie der Strahlung, der Temperatur, der Feuchte und dem daraus resultierenden Windregime. Dieses Windregime führt zu sekundären Zirkulationen und einer erhöhten Anzahl an kohärenten Strukturen, sowie freier Konvektion direkt an der Waldkante, was zu einer Zunahme der Austauschprozesse führt, einschließlich einem erhöhtem Austrag von klimarelevanten Treibhausgasen in die Atmosphäre. Das haben die Untersuchungen im Rahmen der dritten „Intensiv-Mess-Periode“ (intensiv observation period, IOP3) des EGER Projektes (ExchanGE processes in mountainous Regions, DFG PAK 446) im Juni/Juli 2011 ergeben. Hierbei wurden Energie-, Feuchte- und Spurengashaushalt an der Boden-Vegetation-Atmosphären-Grenzschicht eines heterogenen Waldökosystems untersucht. Die untersuchte Waldkante befindet sich an einer 300 x 250 m großen Lichtung in einem heterogenen Fichtenwald, nahe der FLUXNET Station DE-Bay, am Waldstein im Fichtelgebirge (Nordostbayern). Untersucht wurde die Waldkante mit Eddy-Kovarianz-Flussmessungen auf der Lichtung, an mehreren Punkten entlang der Waldkante und im und oberhalb des Waldes, sowie SODAR und Windprofiler-Messungen und zusätzlich unterstützt mit einem Horizontal Mobilen Messsystem (HMMS). Die Untersuchung der turbulenten Flüsse an der Waldkante zeigte eine verstärkte Anzahl an Kopplung zwischen unten (2m, waldbodennah) und oben (41m, oberhalb der Bestandeshöhe von 27m), verglichen mit dem Wald. Dies lässt sich erklären durch die gesteigerte Anzahl von kohärenten Strukturen, welche in der Nacht hauptsächlich durch „sweeps“ (Eindringen von oben, aufgrund Zunahme der Windgeschwindigkeit) und am Tag durch „ejections“ (Plötzliches entweichen, bzw. Auftrieb von bodennaher warmer/feuchter Luft) dominiert werden. Eine Erklärung mittels Windrichtungsabhängigkeit an der Waldkante lässt sich jedoch nicht entdecken. Dies lässt vermuten, dass sich sekundäre Zirkulationen aufgrund von unterschiedlicher Oberflächentemperatur und -rauigkeit entwickeln.