Winderosion in Schleswig-Holstein - Lehrstuhl für Physische ...

3. Warum der Boden wegfliegt: Die Rahmenbedingungen
für Winderosionsprozesse in Schleswig-Holstein
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3.1 Im Frühjahr droht die Hauptgefahr:
Die erosiven Witterungsbedingungen
Bodenverwehung setzt ein, wenn die auf eine
unbedeckte Oberfläche einwirkenden Windkräfte
größer sind als der von den Bodeneigenschaften
abhängige Erosionswiderstand.
Dieser variiert mit der Partikelgröße und -dichte
sowie mit dem Wasser- und Humusgehalt
des Bodens. Der Erosionswiderstand wird
überschritten, wenn die Windgeschwindigkeit
einen für die Bewegung der Bodenpartikel kritischen
Schwellenwert, die so genannte
Schwellenwindgeschwindigkeit, übersteigt.
Auf unbedeckten, trockenen und fein- bis mittelsandigen
Böden ist dies bereits bei Windgeschwindigkeiten
von 4 bis 5 m/s in 15 cm
Höhe der Fall. Bezogen auf die für Windmessungen
übliche Höhe von 10 m entspricht das
einer Geschwindigkeit von 6 bis 8 m/s oder einer
Windstärke von 4 bis 5 Beaufort.
Noch geringer ist die Schwellenwindgeschwindigkeit
für die organischen Bestandteile
der ackerbaulich genutzten, stark entwässerten
und vermulmten Moorböden, insbesondere
der Niedermoore. Aufgrund der geringen
Dichte der organischen Bodenteilchen setzen
hier unter trockenen Bedingungen schon bei
bodennahen Windgeschwindigkeiten von 2 bis
4 m/s Auswehungsprozesse ein.
Außer in einem wenige Kilometer breiten
Streifen entlang der Küsten von Nord- und
Ostsee, wo das Jahresmittel der Windgeschwindigkeit
Werte von mehr als 6 m/s, stellenweise
von mehr als 7 m/s erreicht, treten
vergleichsweise höhere Windgeschwindigkeitsmittel
im gesamten nördlichen Landesteil
auf. Nach Süden und Südosten hin nimmt die
mittlere Windgeschwindigkeit ab. Sie erreicht
in weiten Teilen Holsteins Werte von weniger
als 4,9 m/s und geht im Lauenburgischen auf
Mittelwerte von unter 3,9 m/s zurück.
Für die Beurteilung der Winderosionsgefährdung
ist die mittlere Windgeschwindigkeit allerdings
nur von begrenzter Aussagekraft. Entscheidend
hierfür sind vielmehr die Auftretenshäufigkeit,
die Dauer und die jahreszeitliche
Verteilung von Winden mit erosiver Wirkung.
Als erosionsauslösend gelten dabei Winde,
die eine Geschwindigkeit von 7 m/s in 10
m Höhe erreichen oder überschreiten.
Außer von der Windgeschwindigkeit als der
zentralen Größe für den Winderosionsprozess
hängen Ausmaß und Intensität der Auswehung
von zahlreichen weiteren wetter- und
witterungsabhängigen Faktoren ab. Hierzu
zählen neben der Turbulenz und Böigkeit der
oberflächennahen Strömung vor allem die
Windrichtung, der Niederschlag und die
Luftfeuchtigkeit. So können Turbulenzen
auch in kleineren Böen mit erheblichen Windgeschwindigkeiten
verbunden sein. Die Windrichtung
gestattet in der Regel auch Rückschlüsse
auf die Feuchteeigenschaften der
Luftmasse. Der von den Witterungsbedingungen
abhängige Feuchtezustand des Bodens
nimmt über die Kohäsion entscheidenden Einfluss
auf die Aggregatstabilität und damit auf
den aktuellen Erosionswiderstand des Bodens.
Er ist somit verantwortlich für die Bereitstellung
entsprechender Mengen verwehbaren
Bodenmaterials.
Entsprechend der Lage Schleswig-Holsteins
im nördlichen Bereich der planetarischen
Westwindzone überwiegen im Jahresdurchschnitt
Winde aus westlichen Richtungen. Betrachtet
man allein die Windgeschwindigkeit,
ließen sich etwa 20% der im langjährigen Mittel
an der Nordseeküste auftretenden Westwinde
als potenziell erosiv einstufen. Ihre
Häufigkeit nimmt nach Osten auf 11 bis 16%
ab (HASSENPFLUG 1998). Da die Westwinde in
der Regel mit höherer Luftfeuchtigkeit und
mehr Niederschlag verbunden sind, führen sie
in der Regel jedoch nicht zu nennenswerten
Auswehungen.
Dagegen sind Ostwetterlagen mit Hochdruckgebieten
über Skandinavien oder Russland in
der Regel mit dem Herantransport trockener
Luftmassen und damit geringerer Bewölkung
verbunden. Die hierbei auftretenden östlichen
Winde führen zur raschen Austrocknung der
Bodenoberfläche und bei Überschreiten der
bodenspezifischen Schwellenwindgeschwindigkeit
zu entsprechend starkem Bodenabtrag.
Wie das Beispiel Leck exemplarisch für die
nordwestliche Geest zeigt (Tabelle 5), beträgt
der Anteil potenziell erosionsauslösender Winde
an der Gesamtheit der zwischen März und
Mai gemessenen Windstunden etwa 22%.
Winde aus östlichen Richtungen (NO – SO)
sind daran mit 40% beteiligt (vgl. Abbildung
4).