Fraktionierung und zeitliche Differenzierung von Depositionsraten in Waldbeständen
Publikation: Buch/Konferenzbericht/Sammelband/Gutachten › Monographie › Beigetragen › Begutachtung
Beitragende
Abstract
Nach der Entspannung der Lage in der Waldschadensproblematik durch Luftreinhaltungsmaßnahmen in Deutschland und Tschechien möchte die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum weiteren Verständnis der Stoffaustauschprozesse zwischen Waldökosystemen
und Atmosphäre zu liefern. Dieses Verständnis ist auch nach Erholung der Wälder notwendig, um in Zukunft Schäden an der LebensgrundlageWald, wie sie bis in die neunziger Jahre in deutschen, tschechischen und polnischen Mittelgebirgen durch Schwefeldioxid-, Staub- und Flouridemissionen zu beobachten waren, zu vermeiden. Von großem Interesse ist neben einer Einschätzung der Beiträge von Gasen, Stäuben und Niederschlägen zur Deposition, eine Quantifizierung des Einflusses wechselnder Umweltbedingungen und der Beschaffenheit der Oberflächen. Besonders sind in diesem Zusammenhang Wasserfilme auf Pflanzenoberflächen zu nennen. Ziel der Arbeit war, 14- bis 30- tägige Summenproben in Niederschlagssammlern (CB: Bulksammler im Bestand, W O: Wet-Only Sammler im Freiland) mit Hilfe meteorologischer Daten und Methoden nach Depositionsformen zu fraktionieren und zeitlich zu differenzieren. Die Strategie der Aufgabenlösung lag darin, mit zusätzlich zur Verfügung stehenden Immissionsdaten verschiedener Stationen Depositionsmodelle
zu betreiben und diese, wo notwendig an den Niederschlagsproben (CB-W O-Differenzen) zu kalibrieren. Die Schwerpunkte waren somit die Anwendung, Parametrisierung und Erstellung der Modelle. Die Untersuchungen wurden an einem Fichtenbestand in den oberen (Oberbärenburg OBB) und in einem weiteren in den unteren Lagen des Osterzgebirges (Ankerstation Tharandter Wald ASTW) durchgeführt. Für die flächendifferenzierte Abschätzung der Deposition werden damit in dieser Arbeit Modelle und Parametrisierungen für zwei Waldstandorte in unterschiedlichen Höhenlagen zur Verfügung gestellt. Zur Modellierung wurde die Deposition nach den wirkenden physikalischen Prozessen in 3 Depositionsformen untergliedert: gasförmige, abgesetzte und fallende Deposition (Dg, Da und Df ). Die abgesetzte Deposition wurde weiter in trockene Aerosole Da,t und ”feuchte” Aerosole (Da,t und Da,w) geteilt. Für diese vier Fraktionen der Deposition konnten Zeitreihen mit halbstündlicher Auflösung berechnet werden. Aus langfristigen Messreihen wurde zur exemplarischen Darstellung das Jahr 1998 ausgewählt. Die Beschreibung der Austauschprozesse ermöglichte auch, Lücken in den Messreihen durch Modellrechnungen zu schließen und eine vollständige Bilanz für das Jahr 1998 zu berechnen. Durch eine große Zahl von Messungen war mittels redundanter Methoden eine Validierung der Modellrechnungen möglich. Die Parametrisierung der zur Beschreibung von Dg, Da,t und Da,w verwendeten Widerstandsmodelle erfolgte an beiden Standorten unter Verwendung von Eddy-Kovarianz-Messungen. Aus Niederschlagsanalysen wurde durch ein Bezugsmodell über Natriumionen auf die stoffliche Zusammensetzung der trockenen abgesetzten Deposition geschlossen.
und Atmosphäre zu liefern. Dieses Verständnis ist auch nach Erholung der Wälder notwendig, um in Zukunft Schäden an der LebensgrundlageWald, wie sie bis in die neunziger Jahre in deutschen, tschechischen und polnischen Mittelgebirgen durch Schwefeldioxid-, Staub- und Flouridemissionen zu beobachten waren, zu vermeiden. Von großem Interesse ist neben einer Einschätzung der Beiträge von Gasen, Stäuben und Niederschlägen zur Deposition, eine Quantifizierung des Einflusses wechselnder Umweltbedingungen und der Beschaffenheit der Oberflächen. Besonders sind in diesem Zusammenhang Wasserfilme auf Pflanzenoberflächen zu nennen. Ziel der Arbeit war, 14- bis 30- tägige Summenproben in Niederschlagssammlern (CB: Bulksammler im Bestand, W O: Wet-Only Sammler im Freiland) mit Hilfe meteorologischer Daten und Methoden nach Depositionsformen zu fraktionieren und zeitlich zu differenzieren. Die Strategie der Aufgabenlösung lag darin, mit zusätzlich zur Verfügung stehenden Immissionsdaten verschiedener Stationen Depositionsmodelle
zu betreiben und diese, wo notwendig an den Niederschlagsproben (CB-W O-Differenzen) zu kalibrieren. Die Schwerpunkte waren somit die Anwendung, Parametrisierung und Erstellung der Modelle. Die Untersuchungen wurden an einem Fichtenbestand in den oberen (Oberbärenburg OBB) und in einem weiteren in den unteren Lagen des Osterzgebirges (Ankerstation Tharandter Wald ASTW) durchgeführt. Für die flächendifferenzierte Abschätzung der Deposition werden damit in dieser Arbeit Modelle und Parametrisierungen für zwei Waldstandorte in unterschiedlichen Höhenlagen zur Verfügung gestellt. Zur Modellierung wurde die Deposition nach den wirkenden physikalischen Prozessen in 3 Depositionsformen untergliedert: gasförmige, abgesetzte und fallende Deposition (Dg, Da und Df ). Die abgesetzte Deposition wurde weiter in trockene Aerosole Da,t und ”feuchte” Aerosole (Da,t und Da,w) geteilt. Für diese vier Fraktionen der Deposition konnten Zeitreihen mit halbstündlicher Auflösung berechnet werden. Aus langfristigen Messreihen wurde zur exemplarischen Darstellung das Jahr 1998 ausgewählt. Die Beschreibung der Austauschprozesse ermöglichte auch, Lücken in den Messreihen durch Modellrechnungen zu schließen und eine vollständige Bilanz für das Jahr 1998 zu berechnen. Durch eine große Zahl von Messungen war mittels redundanter Methoden eine Validierung der Modellrechnungen möglich. Die Parametrisierung der zur Beschreibung von Dg, Da,t und Da,w verwendeten Widerstandsmodelle erfolgte an beiden Standorten unter Verwendung von Eddy-Kovarianz-Messungen. Aus Niederschlagsanalysen wurde durch ein Bezugsmodell über Natriumionen auf die stoffliche Zusammensetzung der trockenen abgesetzten Deposition geschlossen.
Details
Originalsprache | Deutsch |
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Erscheinungsort | Dresden |
Verlag | TU Dresden Eigenverlag |
Seitenumfang | 211 |
ISBN (Print) | 3-86005-436-8, 978-3-86005-436-9 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2004 |
Peer-Review-Status | Ja |
Publikationsreihe
Reihe | Tharandter Klimaprotokolle / Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur Meteorologie, Technische Universität Dresden |
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Band | 11 |
ISSN | 1436-5235 |