Welpmann, Matthias: Bodentemperaturmessungen und -simulationen im Lötschental (Schweizer Alpen). - Bonn, 2003. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-02904
@phdthesis{handle:20.500.11811/1950,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-02904,
author = {{Matthias Welpmann}},
title = {Bodentemperaturmessungen und -simulationen im Lötschental (Schweizer Alpen)},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2003,
note = {In der vorliegenden Dissertation geht es um die Messung und Simulation der Bodentemperatur im Hochgebirge. Die Aufgabenstellungen der Arbeit beinhalten zunächst die Auswertung und qualitative Analyse der im Rahmen dieser Studie erfassten, mehrjährigen Bodentemperaturmessreihen aus dem Untersuchungsgebiet in den Schweizer Alpen. Weiterhin sollte der Einsatz eines komplexen, eindimensionalen SVAT-Modells für die punktuelle Simulation der Bodentemperatur im Hinblick auf die speziellen Verhältnisse des Hochgebirges getestet werden. Schließlich sollte unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus den Messungen und den eindimensionalen Simulationen ein Ansatz zur flächenhaften Simulation der Bodentemperatur für den Untersuchungsraum entwickelt werden.
Auf Grundlage der Messdaten konnten charakteristische Bodentemperatur-Standorttypen unterschieden und mit den jeweiligen Standortbedingungen in Beziehung gesetzt werden. So ließen sich vor allem an vegetationsfreien Standorten die Auswirkungen der reliefbedingten Strahlungsdifferenzierung erkennen, während diese Unterschiede im Wald nahezu nivelliert werden. Die absolut höchsten Temperaturen wurden an strahlungsbegünstigten, vegetationsfreien Standorten festgestellt. Der Einfluss der Vegetation auf den Bodentemperaturverlauf läßt sich mit einer proportional zur Mächtigkeit der Vegetationsschicht anwachsenden Dämpfung und einer vor allem im Wald wirksam werdenden Erniedrigung der Temperaturen gegenüber vegetationsfreien Flächen beschreiben.
Das im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstmals in einem Hochgebirgsraum eingesetzte SVAT-Modell BEKLIMA des Deutschen Wetterdienstes ermöglichte eine im Vergleich zu den Messdaten gute bis sehr gute Simulation der Bodentemperaturen an den Standorten der Klimastationen. Wichtig sind für gute Ergebnisse allerdings Stationsstandorte mit einer gewissen horizontalen Homogenität der Randbedingungen und ohne besondere Störeinflüsse. Die Untersuchung der Modellsensitivität bestätigte den großen und aufgrund der Literaturangaben sowie der eigenen Messungen zu erwartenden Einfluss der Vegetationsdecke in Form der bereits erwähnten Dämpfung und Absenkung der Bodentemperaturen. Von Bedeutung für die Simulationsergebnisse ist auch der Anteil organischer Substanz im Boden. Einen überraschend geringen Einfluss auf die Modellergebnisse haben dagegen Änderungen der Bodenart, was auf einen modellinternen Fehler hinweist.
Um die flächenhafte Differenzierung der Bodentemperaturen im Bereich des Untersuchungsgebietes zu simulieren, wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit das physikalisch-empirische Modell BTEMP entwickelt, welches auf der räumlichen Verteilung der Lufttemperaturen, der Globalstrahlung und der Vegetation basiert. Mit BTEMP konnten allein auf Grundlage der Lufttemperaturen im Mittel zwischen 69 % und 79 % der täglichen Bodentemperaturvarianz an den untersuchten Standorten erklärt werden. Die zusätzliche Berücksichtigung der räumlichen Verteilung der (potenziellen) Globalstrahlung und der Vegetation führt zu einer deutlichen Erhöhung der Simulationsgüte. Trotz der unberücksichtigt bleibenden Einflussgrößen wie z.B. Bodenfeuchte und Bodenart ermöglicht dieser relativ einfache Modellansatz eine insgesamt befriedigende, flächenhafte Simulation der Bodentemperaturen mit einer zeitlichen Auflösung von einem Tag.
Für eine Verbesserung der flächenhaften Simulationsergebnisse wären als Eingabegrößen insbesondere weitere Lufttemperaturdaten aus verschiedenen Höhenlagen, Bewölkungsdaten, thermale Fernerkundungsdaten und Angaben zur räumlich-zeitlichen Verteilung der Bodenfeuchte sinnvoll.},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/1950}
}

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