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Klimafaktor Wald

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 27.06.2017 09:16

Israels Staatsgebiet besteht zu mehr als der Hälfte aus dem Negev, 12.000 Quadratkilometer Halbwüste, die sich bis Eilat am Roten Meer hinab erstreckt. An ihrem Nordrand wurde vor gut 50 Jahren ein Wald gepflanzt, der sich seither sehr gut entwickelt. Das deutsch-israelische CLIFF-Projekt untersucht die Rolle dieses Yatir-Waldes für das lokale Klima, um Erkenntnisse für die Begrünung vergleichbarer semi-arider Gebiete zu gewinnen. Auf der EGU-Jahrestagung in Wien präsentierten die Forscher erste Ergebnisse.


Blick über den Yatir-Wald am Nordrand des Negev. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)

Blick über den Yatir-Wald am Nordrand des Negev. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)

 

Am Nordrand des Negev, dem vor allem aus Halbwüste und Wüste bestehenden Dreieck im Süden Israels, liegt ein 30 Quadratkilometer großer Wald. Vor gut 50 Jahren begann der Jewish National Fund direkt an der Grenze zum Westjordanland Aleppo-Kiefern und Zypressen, Tamarisken und Eukalyptus, Olivenbäume und Akazien anzupflanzen. "Man wollte den Negev begrünen und auch so etwas wie ein Naherholungsgebiet schaffen", sagt Matthias Mauder, Wissenschaftler am in Garmisch-Partenkirchen ansässigen Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruhe Instituts für Technologie.

Wald als Einflussfaktor im lokalen Wüstenklima


Lage des Yatir-Waldes im israelischen Negev. (Bild: NASA)Manch ein Einwohner der nahegelegenen Großstadt Be‘er Scheva mag sich die Gelegenheit nicht entgehen lassen, unter Baumkronen zu wandern oder zu picknicken, doch Mauder und seine Kollegen vom KIT und ihre israelischen Partner vom Weizmann-Institut nutzen den Wald zur Klimaforschung. Ihr CLIFF genanntes Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Deutsch-Israelische Projektkooperation (DIP) gefördert. "Wir untersuchen, wie sich diese künstlich angepflanzten Wälder, die seit sehr langer Zeit in Israel angepflanzt werden, lokal auf das Klima auswirken", erklärt Peter Brugger, Doktorand am KIT, der meteorologische Fragen erforscht.

Tatsächlich gedeiht der Wald am Südhang des Berges Hebron, obwohl hier nur magere 285 Millimeter Niederschlag pro Jahr gemessen werden und die Sonneneinstrahlung so intensiv ist wie in der Sahara. Der Negev ist eine sogenannte semi-aride Zone, nicht ganz so unwirtlich wie die wirklichen Wüsten, aber doch harsch genug, dass ohne künstliche Bewässerung nur genügsame Büsche wachsen können. Der Yatir-Wald muss ohne Wasserversorgung durch den Menschen auskommen, dass er dennoch so gut gedeiht, liegt offenbar nicht zuletzt an der Sonneneinstrahlung. Sie verstärkt den leichten Wind, der vom 40 bis 50 Kilometer entfernten Mittelmeer weht, entscheidend. „Das Kronendach erhöht die Turbulenz-Intensität in der Luftschicht darüber und durch diese Erhöhung schafft es der Wald, ohne Bewässerung zu überleben“, berichtet Matthias Mauder.

Mobile Messstation des CLIFF-Projektes im Yatir-Wald, Negev. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)Der Effekt wurde 2010 als Canopy Convector Effect erstmals beschrieben – unter anderem von Dan Yakir, dem israelischen Kooperationspartner von Mauders Arbeitsgruppe. Yakir und sein Mitarbeiter Eyal Rotenberg hatten die Energie gemessen, die auf den Yatir-Wald und ein Vergleichsstück in der Wüste einströmt und von ihnen wieder abgegeben wird. Das Resultat: Das Kronendach des Waldes gibt über turbulenten Transport wesentlich mehr Energie in die Atmosphäre ab als die umgebende Wüste, weshalb es unter den Bäumen wesentlich kühler ist.

Kronendach wirft Strahlung zurück


Über dem Wald werden jedoch zwei bis drei mal höhere Energieflüsse gemessen als über dem Vergleichsstandort in der Wüste. Als zweiter Faktor kommt hinzu, dass die Oberfläche des Waldes wesentlich rauer ist als die der Wüste. In der Folge nehmen die Turbulenzen in der bodennahen Luftschicht über dem Wald drastisch zu, wodurch die Dicke der sogenannten Grenzschicht, also der untersten Schicht der Lufthülle, hier um 100 bis 150 Meter zunimmt. "Wenn der Wald deutlich größer wäre, würde man erwarten, dass es auch bis zu 500 Meter ausmachen könnte", sagt Matthias Mauder. Die Dicke der Grenzschicht ist hier nur ein Indiz dafür, wie stark die Energierückflüsse über dem Yatir-Wald sind. "Vom meteorologischen Aspekt her kann der Wald die sehr starke Nettosonneneinstrahlung und die Erwärmung komplett über eine stärkere Turbulenz abführen", so Peter Brugger.


Eine mobile Messstation wurde vom CLIFF-Projekt in der Wüste westlich des Yatir-Waldes eingesetzt. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)

Eine mobile Messstation wurde vom CLIFF-Projekt in der Wüste westlich des Yatir-Waldes eingesetzt. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)

 

Drei Messstationen hat das CLIFF-Projekt im Negev benutzt, davon zwei temporäre, die einmal in der Wüste vor dem Yatir-Wald und in seiner Abwindzone aufgestellt wurden. Hinzu kam ein Atmosphärenmessturm im Wald selbst, der vom Weizmann-Institut betrieben wird. Alle drei Stationen maßen die Höhe der Grenzschicht und die Turbulenzen. Gemessen wurde im Frühjahr, nachdem die Niederschläge abgeklungen waren, und in der sommerlichen Trockenperiode. Die Ergebnisse bestätigen das Gespür der Landschaftsplaner vom Jewish National Fund: Der Yatir-Wald ist nahezu perfekt auf die Wüsten-Waldgrenze des Gebietes gepflanzt.

Regionale Klimamodelle sollen Waldeinfluss zeigen


Blick über den Yatir-Wald in den Negev. (Bild: KIT-IMK/Peter Brugger)"Am Standort wird ein ständiger Wind erzeugt, der den Wald kühlt", erklärt Matthias Mauder, "weiter landeinwärts im Osten würde es wahrscheinlich selbst mit den gleichen Bäumen nicht gelingen, weil die Kühlung da nicht effektiv ist." In der nächsten Projektstufe sollen die meteorologischen Informationen in ein regionales Klimamodell eingespeist werden, um die konkreten Effekte für die Umgebung ermitteln zu können. Die Ergebnisse vom Berg Hebron können schon jetzt Hinweise für die Aufforstung in anderen semi-ariden Gebieten liefern. Dort könnten entsprechende Wälder für eine wesentliche Verbesserung des lokalen Klimas sorgen und außerdem eine große Menge des Treibhausgases Kohlendioxid dauerhaft speichern.