Auswirkungen von Änderungen der Landnutzung auf das lokale Klima in Räumen mit unterschiedlichem Relief : der nächtliche Strahlungshaushalt historischer Landnutzungsmuster im Bereich südlicher Oberrhein, Schwarzwald und Baar

Die vorliegende Dissertation ist eingebettet in das interdisziplinär ausgerichtete Forschungsprogramm des DFG-Graduiertenkollegs "Gegenwartsbezogene Landschaftsgenese" (692/1) und liefert diesbezüglich einen Beitrag zur zeitübergreifenden Erforschung der Wechselwirkung zwischen Mensch und Umwelt unter klimatischen Gesichtspunkten. Dabei wird speziell der Frage nachgegangen, wie sich die räumliche Differenzierung des lokalen Klimas in wolkenarmen und windschwachen Nächten (Strahlungsnächten) in unterschiedlich reliefierten Teilgebieten der Regio TriRhena hinsichtlich nächtlicher Oberflächentemperatur, nächtlicher Strahlungsbilanz und Kaltluftproduktion zu verschiedenen historischen und prähistorischen Zeitschnitten mit ihren unterschiedlichen Landnutzungsmustern gestaltet und wie sich diese jeweilige räumliche Differenzierung geeignet visualisieren läßt. <br> <br>Das methodische Gerüst der Arbeit bildet ein auf Parametrisierung von Relief und Landnutzung basierender Ansatz, der es unter Verwendung einer Satellitenthermalaufnahme als Referenz erlaubt, das nächtliche Muster der Oberflächentemperatur in Strahlungsnächten für verschiedene Zeitpunkte mit Strahlungswetterlage und für unterschiedliche Zustände der Landnutzungsverteilung zu modellieren. Aus der Subtraktion der atmosphärischen Gegenstrahlung von der terrestrischen Ausstrahlung je Geländepunkt für den jeweiligen Zeitpunkt resultiert ein Flächendatensatz der nächtlichen Strahlungsbilanz, auf dessen Basis Aussagen über Kaltluftproduktion getroffen werden können. <br> <br>Die für die verschiedenen Zeitschnitte verwendeten repräsentativen Landnutzungsdatensätze werden auf der Grundlage unterschiedlicher Quellen gewonnen. Dazu zählen für das 20. Jahrhundert Fernerkundungsdaten, für das 19. und 18. Jahrhundert historische Kartenwerke, für die Spätbronzezeit (1200-800 v. Chr.) ein Besiedlungsmodell sowie für die Zeit vor Einsetzen der Rodungen durch den Menschen (vor 5500 v. Chr.) das Szenario einer geschlossenen Waldbedeckung. <br> <br>Als Konsequenz aus den von den erarbeiteten Landnutzungsmustern abgedeckten Flächen und der Forderung nach einer möglichst großen geomorphologischen Vielfalt der Untersuchungsräume werden folgende Arbeitsgebiete gewählt: erstens der Kaiserstuhl und sein Umland, zweitens Freiburg, das Zartener Becken und die Schauinslandregion, drittens das im Hochschwarzwald südöstlich des Feldbergs gelegenene Menzenschwander Tal sowie viertens die sich an die Schwarzwaldostabdachung östlich anschließende Hochmulde der Baar. <br> <br>Die Anwendung der Modellierung erfolgt für alle Teilgebiete sowohl auf Grundlage der aktuellen Landnutzungsverteilung als auch auf Grundlage der "nur Wald"-Annahme. Die dazwischenliegenden Zeitschnitte mit ihren den jeweiligen prähistorischen und historischen Landnutzungssituationen entsprechenden nächtlichen Mustern der Oberflächentemperatur und Strahlungsbilanz werden chronologisch je Untersuchungsraum "eingehängt". Darüber hinaus wird die Modellierung analog zu "nur Wald" für weitere einheitliche Landnutzungsannahmen durchgeführt. Der Volumenfluß an abgekühlter Luft wird für das Menzenschwander Tal und die Baar ermittelt, und zwar einerseits für die aktuelle Situation der Landnutzungsverteilung und andererseits für die Szenarien "nur Wald" und "nur Wiese". <br> <br>Der Visualisierung der Ergebnisse wird besonderes Gewicht beigemessen und erfolgt zunächst in Form von Transsekt-Darstellungen und Perspektivansichten. Die mit dem Wechsel der Landnutzung vom Szenario "nur Wald" zur heutigen Situation der Landnutzungsverteilung verbundenen Änderungen im Muster der nächtlichen Oberflächentemperatur werden in Form eines virtuellen 3-D-Fluges über die Untersuchungsräume visualisiert. <br> <br>Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt im Sinne einer Sensitivitätsanalyse für die durchgeführte Modellierung, daß heißt es wird dargelegt, welche Änderungen sich für Oberflächentemperatur, Strahlungsbilanz und Kaltluftproduktion in Strahlungsnächten in Relation zur Änderung der Landnutzung ergeben. Sie zeigt insbesondere die großen Spannen zwischen dem Verhalten von Wald und Grünland in reliefiertem Gelände im Hinblick auf den nächtlichen Wärmehaushalt und erlaubt die anderen Landnutzungen graduell zwischen diese beiden Extrempositionen einzuhängen. Ausgehend von der Situation der völligen Bewaldung ergibt sich daraus als Konsequenz, daß der Eingriff des Menschen in das Landschaftsgefüge - in Form von Landnutzungsänderungen in den untersuchten Teilräumen der Regio TriRhena - im Mittel mit einer Abnahme der nächtlichen Oberflächentemperatur und somit einem geringeren Energieverlust im nächtlichen Strahlungshaushalt sowie einem verringerten Kaltluftvolumen verbunden ist. Anthropogen bedingte Erhöhungen der nächtlichen Oberflächentemperatur sind in Bereichen größerer Bebauung und Versiegelung sowie bei den Ackerflächen der Baar beziehungsweise des Oberrhein-Tieflandes zu beobachten.

Author dc:creator

• Müller, Marc

Contributors dc:contributor

• Goßmann, Hermann

• Landnutzungsänderungen
• Kaltluftproduktion
• land use changes
• local climate
• radiation balance
• modelling
• 3D visualization

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