Proceedings zur 6. Fachtagung BIOMET - Deutsche ...

physikalisch-mathematischen Modellierung der Energiehaushalte und Transportprozesse.
Modelliert werden unter anderem die Streuung und Interzeption von sichtbarer, nah-infraroter
und langwelliger Strahlung an Pflanzenteilen und Bodenoberfläche, die Interzeption von Niederschlag
sowie die Interzeptionsverdunstung. Die isolierende Wirkung einer Schneedecke
wird berücksichtigt und ihr Abschmelzen berechnet, ebenso wie die Gefrier- und Schmelzvorgänge
in den Bodenschichten. Die Wasseraufnahme durch die Pflanzenwurzeln aus den
Bodenschichten wird im Einklang mit der aktuellen Transpiration berechnet, wobei aufgrund
des sich jeweils einstellenden Pflanzen-Wasserpotentials eine Begrenzung durch Wasserstress
auftreten kann.
Das Modell berücksichtigt eine Bestandsschicht und 13 Bodenschichten, von denen die oberste
nur 5 mm stark ist und die unterste bis in eine Tiefe von 12 m reicht. Dadurch können einerseits
Temperaturen und Wassergehalte der Bodenschichten in hoher räumlicher und zeitlicher
Auflösung berechnet werden und andererseits kann eine zeitlich konstante untere Randbedingung
benutzt werden. Die Bestandsstruktur wird durch Bestandshöhe, Blattflächenindex,
Blatthaltung und Stängeldichte beschrieben, wobei eine gleichförmige Verteilung
der Pflanzenteile angenommen wird. Von diesem Ausgangsmodell können daher für
Bestände mit Reihenstrukturen keine brauchbaren Ergebnisse erwartet werden.
Modifikationen des Modells
Um mit dem eindimensionalen Modell brauchbare Bestandsklimagrößen auch für Reihenbestände
des Weins berechnen zu können, wurden nach theoretischen Überlegungen in einer
Modellvariante einige zum Teil aufwändige Modelländerungen vorgenommen, die infolge der
weitgehend physikalisch-mathematischen Modellierung von AMBETI/BEKLIMA in gezielter
Weise möglich waren.
• Es wurde eine spezielle Modell-Version entwickelt, bei der die aerodynamischen Transporte
vom Boden direkt in die Atmosphäre erfolgen und nicht durch die Bewuchsschicht.
(siehe BRADEN, 1995, S. 38)
• Bei der Berechnung des Austauschs kurzwelliger Strahlung und ihrer Interzeption durch
Pflanzen und Bodenoberfläche wird der direkte Strahlungseinfall auf den Boden unter anderem
durch die Einführung des Bodenbedeckungsanteils berücksichtigt. Für Validierungszwecke
wurde dabei auch der Einfall direkter Strahlung auf die Rebgasse in Abhängigkeit
von der Bestandsgeometrie und dem Sonnenstand berechnet.
• Auch beim Austausch langwelliger Strahlung wird die veränderte Bestandsgeometrie berücksichtigt.
• Bei der Berechnung der Niederschlagsinterzeption wird die Reihenstruktur dadurch berücksichtigt,
dass ein Teil des Niederschlags direkt auf die Bodenoberfläche gelangt.
• Bulk-Stomatawiderstand, morphologische und phänologische Parameter wurden angepasst
Diese Modellvariante („BEKLI_Wein“) wurde mit Messwerten der Außenstelle Geisenheim
aus dem Jahr 2005 kalibriert und mit Werten aus dem Jahr 2006 validiert. Wegen der weitgehend
deterministischen Modellierung ist die Kalibrierung nur wenig wirksam und vom jeweiligen
Jahr kaum abhängig.
3 Ergebnisse
Das Modell BEKLI_Wein berechnet neben den Zustandsgrößen Temperaturen, Wassergehal-
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