Analyse der Dynamiken und des Vorhersagepotential von rapiden Austrocknungsereignissen und ihre Auswirkungen auf urbane Vegetation

• Antragstellerin: Professorin Dr. Eva Nora Paton
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560467964

Um negative Auswirkungen von Wasserstress auf urbane Vegetation abzumildern, ist es wichtig, nicht nur die Auswirkungen von langanhaltenden Dürrephasen zu untersuchen, sondern auch diejenigen von potenziell sogar gefährlicheren, aber viel kürzeren Blitzdürren. In diesem Projekt wollen wir daher die Dynamiken rapider Austrocknung aufgrund von extrem hohem Verdunstungssog und deren Auswirkungen auf urbanes Grün untersuchen. Rapide Austrocknung definieren wir als den Prozess der extrem schnellen Austrocknung, speziell des Oberbodens, welcher innerhalb von kurzen Zeiträumen von 5-30 Tagen von außergewöhnlich hohen, potenziellen Verdunstungsraten angetrieben wird. Unser Ziel ist es Beginn, Geschwindigkeit und Verlauf von rapiden Austrocknungsereignissen (RAE) sowie deren Auswirkungen auf Grünflächen und Straßenbäumen in der stark versiegelten Innenstadtraum von Berlin zu identifizieren, zu quantifizieren und vorherzusagen. Beide Arten des urbanen Grüns erbringen wichtige Ökosystemdienstleistungen hinsichtlich Kühlung, Starkregenrückhalt, Biodiversität und Erholung. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Monitoringprogramm auf städtischen Grünlandflächen und an instrumentierten Straßenbäumen durchgeführt, um die zeitlichen Dynamiken von Variablen, welche ökohydrologische und physikalische Randbedingungen vor, während und nach einem rapiden Austrocknungsereignis detailliert beschreiben zu können. Um das abgeleitete Prozesswissen auf größere, zeitliche Maßstäbe (Jahrzehnte) und größere Raumskalen (auf Stadtteilebene) zu übertragen, werden wir Modelle entwickeln und validieren, die die rapiden Austrocknungsdynamiken für die urbane Vegetation reproduzieren. In einem letzten Schritt wird eine Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt um mit Hilfe von Hindcast-Daten der letzten 30 Jahren und einer Konfusionmatrix zu bewerten, inwiefern 10-Tage-Wettervorhersagen zur erfolgreichen Vorhersage des Beginns, Verlaufs und der Auswirkungen von RAEs verwendet werden können. Die geplanten Monitoring- und Modellanalysen von rapiden Austrocknungsereignissen werden es ermöglichen zu verstehen, wie schnell urbane Oberflächen in einem veränderten und sich weiter ändernden Stressregime austrocknen können. Es wird beitragen, i) zu klären, unter welchen Ausgangs- und Randbedingungen eine dauerhafte Schädigung und Erholung von urbanem Grün auftreten kann, ii) zu evaluieren, wie sich Auswirkungen von RAEs im Vergleich zu Langzeitdürren unterscheiden und iii) zu bewerten, wie zuverlässig 1-bis 10-Tages-Vorhersagen sind, um den Beginn von rapiden Austrocknungsereignissen zu detektieren. Letztendlich soll eine solide Prozessbeschreibung und eine erfolgreiche Prognosemethode für RAEs eine essenzielle Grundlage für die Entwicklung von adäquaten Anpassungsmaßnahmen und innovativen Instrumente für den Umgang mit neuartigen Formen von Dürre legen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Boris Schröder-Esselbach
• Kooperationspartner: Professor Dr. Thomas Ford