Erfassung des bodennahen Windfeldes und windinduzierter Baumreaktionen in komplexem bewaldeten Gelände mit Luftdruckmessungen (WiCoTrAir)

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Freudiger; Professor Dr. Dirk Schindler
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554691021

Stürme waren in den vergangenen 70 Jahren ein wichtiger Bestandteil der Störungsdynamik in Europas Wäldern. Sie verursachten seit 1951 die größte kumulierte Schadholzmenge. Diese Tendenz wird sich voraussichtlich als eine Folge des Klimawandels zukünftig fortsetzen und zu vermehrten Störungen führen, die die Produktivität, Struktur und Zusammensetzung von Wäldern sowie Ökosystemdienstleistungen beeinträchtigen. Die Windwirkung auf Bäume im reliefierten Gelände kann bisher noch nicht vollständig und verallgemeinerbar nachvollzogen und durch Modelle abgebildet werden, weil kaum Informationen zum Windfeld über Wäldern vorliegen. Windmessungen werden dort nur in Ausnahmefällen durchgeführt. Es besteht immer noch eine große Wissenslücke bzgl. der Korrelation von Windlasten und daraus resultierenden Baumreaktionen. Das Projekt „Erfassung des bodennahen Windfeldes und windinduzierter Baumreaktionen in komplexem bewaldetem Gelände mit Luftdruckmessungen (WiCoTrAir)“ zielt darauf ab, zur Schließung dieser Wissenslücke beizutragen, indem kleinräumige Strömungseigenschaften, die über Wäldern auftreten, durch großräumig verteilte, bodennahe Luftdruckmessungen erfasst und quantifiziert werden. Auf der Grundlage der Luftdruckmessungen sollen daraufhin auf Bäume wirkende Windlasten abgeschätzt werden. Das Projekt basiert auf fünf Hypothesen: 1. Durch Luftdruckschwankungen, die über dem Waldboden gemessen werden, können die Windgeschwindigkeit und -richtung über Wäldern in reliefiertem Gelände erfasst und quantifiziert werden. 2. Die gemessenen Luftdruckschwankungen können mit Eigenschaften von Windgeschwindigkeits- und Windrichtungsfeldern über einem großen Gebiet in statistische Zusammenhänge gebracht werden. 3. Die statistischen Zusammenhänge ermöglichen eine generalisierbare Abbildung kleinräumiger Strömungsmuster über reliefiertem, bewaldetem Gelände. 4. Validierte Simulations- und Prädiktionsergebnisse von Windfeldmodellen eignen sich als Prädiktoren für Luftdruckschwankungsmodelle, die Eigenschaften von Windfeldern über Wäldern abbilden. 5. Durch Luftdruckschwankungen kann die effektive Windlast, die auf Bäume in reliefiertem Gelände wirkt, abgeschätzt werden. Das Projekt hat zwei Ziele: 1. Die Ursachen und Muster von Luftdruckschwankungen über dem Waldboden im reliefierten Gelände zu eruieren und durch statistische Modellierung Windfeldeigenschaften über Wäldern abzubilden. 2. Neues Wissen über Luftdruckschwankungen für die Abschätzung von Windlasten, die auf Bäume in reliefiertem Gelände wirken, zu generieren, um zukünftig großräumige Windlastabschätzungen zu ermöglichen. Durch die Zielerreichung wird eine neuartige Methode zur Messung von Strömungseigenschaften über Wäldern eingeführt, die geeignet ist, Windfeldeigenschaften im komplexen Gelände auf großer Fläche kleinräumig und mit Relevanz für Wind-Baum-Interaktionen abzubilden. Die verbesserte Abbildung der Windfeldeigenschaften kann dazu beitragen, Sturmschäden in Wäldern zu minimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen