Proceedings zur 6. Fachtagung BIOMET - Deutsche ...

1 Einleitung
Im Rahmen des Projektes ENFORCHANGE soll eine Kopplung zwischen dem Waldwachstumsmodell
BALANCE (TU München) und dem Atmosphären-Grenzschichtmodell HIRVAC
(TU Dresden) vorgenommen werden. Hierbei sollen die Auswirkungen des Bestandes auf das
Bestandes-Innenklima anhand der Dübener Heide und der Oberlausitz untersucht werden. Für
die Untersuchung des Bestandes-Innenklimas wurden neue Funktionen in das Modell
HIRVAC integriert. Zum Testen dieser Funktionen wurde ein Bestand im Kranzberger Forst
(Freising bei München) herangezogen. An diesem wird die hohe Variabilität des Klimas im
Bestand, in Abhängigkeit der Vegetation, dargestellt.
Im Anschluss wird die Untersuchung des Bestandes-Innenklimas in der Dübener Heide für
unterschiedliche Bestände vorgenommen. Anhand einiger ausgesuchter Kernversuchsflächen
können die klimatischen Unterschiede zwischen Kiefern-, Misch- und Buchenbeständen aufgezeigt
und verglichen werden.
2 Modellbeschreibung HIRVAC
Bei dem Modell HIRVAC handelt es sich um ein 1,5 dimensionales Atmosphärische Grenzschicht
Modell (AGS-Modell), dessen Grundversion Mitte der 1980er Jahre an der Humboldt-
Universität Berlin entwickelt wurde (HUB, MIX, 1991) und durch MIx et al. (1994), ZIEMANN
(1998) und GOLDBERG (1999) erweitert und getestet, sowie durch GOLDBERG und
BERNHOFER (2001) auf aktuelle Probleme der Boden-Vegetations-Atmosphären-
Wechselwirkungen angewendet.
Das Modell löst die prognostischen Gleichungen für Impuls, Temperatur und Feuchte in 120
Schichten bis zu einer Höhe von 2 km. Zur vertikalen Auflösung des Vegetationsraumes werden
bis zu 60 Modellschichten auf die ersten Dekameter verteilt. Zur Schließung des Gleichungssystems
wird ein K-Ansatz in Kombination mit der Lösung der Gleichung für die turbulente
kinetische Energie (TKE) angewendet (Schließung 1.5facher Ordnung).
Die Vegetation wird durch zusätzliche Quell- und Senkenterme in den Grundgleichungen des
Modells berücksichtigt. Diese Terme werden mit Vegetationsparametern parametrisiert und
hängen von den Impuls-, Temperatur- und Feuchtegradienten zwischen Vegetationsoberfläche
und der Atmosphäre sowie den stomatären und Grenzschichtleitwerten auf der Vegetationsoberfläche
ab. Diese Leitwerte werden durch das mechanistische Photosynthesemodell
PSN6 (Universität Bayreuth, FALGE et al., 1996) für unterschiedliche Vegetationstypen berechnet
und zu jedem Zeitschritt und für jede Modellschicht im Vegetationsraum mit dem
Grenzschichtmodell ausgetauscht.
BROOK90 ist ein Simulationsmodell für Bodenwassergehalt, Versickerung und Verdunstung
und wurde mit einigen Modifizierungen und Vereinfachungen in das Bodenmodul von
HIRVAC übernommen (BAUMS et al., 2004).
3 Standorte Kranzberger Forst und Dübener Heide
In einem ersten Schritt wurde die Vernetzung der Teilprojekte Waldwachstum (BALANCE,
TU München) und Bestandes-Innenklima (HIRVAC) anhand eines Untersuchungsgebietes im
Kranzberger Forst (Level II Standort) bei München getestet. Dieser Buchen-Eichen
Mischwald besitzt eine Ausdehnung von ca. 70 * 70 m², in ca. 510 m Höhe ü. NN, mit einer
Oberflächenneigung von 4° nach Süden. Hierbei wurden die Bestandesdaten (Blattflächenindex
(LAI), Blattflächendichte (LAD), Wuchshöhe, Kronenschlussgrad) für einen Zeitraum
von 1994 - 2003 genutzt um die Veränderung und Variabilität des Bestandes-Innenklimas zu
beschreiben.
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