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Waldforschung

Blinde Flecken für Sturmschäden im Wald sichtbar machen

In den vergangenen 20 Jahren kam es durch Stürme, Schnee und Borkenkäfer zu Schäden von bis zu zehn Millionen Kubikmeter Holz pro Jahr.(c) APA (MANFRED FESL)
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Boku-Forscher werten vergangene Sturmereignisse und Windschäden aus, um Hinweise zu finden, wie man zukünftige Föhnevents und Gewitterstürme besser in Klimawandelszenarien berechnen kann. Derzeit fallen bis zu 50 Prozent der genutzten Holzmasse durch Schäden an.

In Österreich werden pro Jahr fast 20 Millionen Kubikmeter Holz genutzt. In den vergangenen 20 Jahren kam es durch Stürme, Schnee und Borkenkäfer aber zu Schäden an bis zu zehn Millionen Kubikmeter Holz pro Jahr. Das heißt, dass bis zu 50 Prozent des hierzulande genutzten Holzes nicht planungsmäßig durch Entscheidungen der Förster anfielen, sondern „durch andere Agenten“, wie es der Waldforscher Manfred J. Lexer ausdrückt.

Er leitet das vom Klima- und Energiefonds im Rahmen des Austrian-Climate-Research-Program finanzierte Projekt „Windfalls“, das versucht, zukünftige Sturmschäden, die als Folgen des Klimawandels zu erwarten sind, zu berechnen. „Die Schäden durch Stürme und nachfolgend durch Borkenkäfer variieren von Jahr zu Jahr stark: In moderaten Jahren sind es so um die 100.000 m3“, sagt Lexer. Also 100-mal weniger m3 Schäden als in katastrophalen Jahren.

Das Team vom Institut für Waldbau der Boku Wien hat sich für dieses Projekt mit Meteorologen und Klimaforschern zusammengetan, um erstmals Windfelder in ausreichender Genauigkeit in Wetter- und Klimasimulationen darstellen zu können. „Bestehende Klimawandelszenarien können lokale und regionale Sturmereignisse nicht sichtbar machen“, führt Lexer aus. Dabei gehört Sturm zu den wichtigsten Störfaktoren in der zukünftigen Entwicklung von Wäldern: Die „abiotische Störung“ Sturm zieht jeweils „biotische Störungen“ durch Borkenkäfer nach sich, und moderne Simulationsrechnungen sollen für Klarheit sorgen, worauf sich Förster und Industrie im Verlauf des Klimawandels einstellen müssen.

Bisher ist die Auflösung zu grobkörnig

Das Problem bisheriger Klimamodelle ist die geringe räumliche Auflösung, die mit etwa zehn mal zehn km2 zu unscharf ist, um einzelne Gewitterstürme oder Föhnereignisse abzubilden. Daher verfeinern die Forscher nun die Auflösung auf drei mal drei, bzw. ein mal ein km2, um die lokale Topografie und Oberflächenbeschaffenheit besser erfassen zu können. „Auch die Lage der Wettermessstationen und die Höhe der Messungen wenige Meter über der Oberfläche führen zu Ungenauigkeiten: Windgeschwindigkeiten, die bodennah gemessen werden, sagen wenig aus über die Spitzengeschwindigkeiten in der Höhe“, so Lexer.

Das Team hat nun eine Reihe von vergangenen Sturm- und Föhnevents herausgesucht, um diese so kleinräumig wie möglich zu analysieren und in den gröber aufgelösten Klimawandelszenario-Daten nach Hinweisen zu suchen, die auf das Kleinräumige schließen lassen. Zum Beispiel eignen sich die Luftdruckgradienten in der mittleren Troposphäre als Anzeichen, um atlantische Stürme oder Föhn zu erkennen.

„Unsere Analysen basieren auf drei für Österreich relevanten Typen von Sturmereignissen“, sagt Lexer. Erstens die klassischen Winterstürme durch nordatlantische Tiefs, die in der Zeit von November bis Februar regelmäßig von Nord-West nach Ost über Europa ziehen. „Diese großräumigen Luftbewegungen sind in heutigen Klimamodellen gut abgebildet“, bestätigt Lexer. Das Augenmerk der Forscher liegt daher zweitens auf kleineren, regionalen Föhnevents, die bisher schwieriger vorhersagbar sind. Und drittens sind lokale Gewitterstürme am schwierigsten zu prognostizieren, die fast punktuell auftreten können. So suchen die Forscher in den Simulationsdaten nach „Proxy-Informationen“, also Hinweisen, die bereits in der groben Auflösung anzeigen können, wo Sturmereignisse erwartbar sind.

Szenarien bis ins Jahr 2100

„Das brauchen wir für Klimawandelszenarien, die für Planung und Politikempfehlungen wichtig sind“, sagt Lexer. Der Zeithorizont reicht in den Modellsimulationen bis ins Jahr 2100, denn die jährlichen Schwankungen der Sturmschäden sind so stark, dass nur langfristige Zeitreihen erkennen lassen, ob ein besonders katastrophales Jahr eine Folge des Klimawandels war oder ins „Rauschen der jährlichen Variation“ fällt.

Außerdem sind Wälder und darin ablaufende Ökosystemprozesse nur bei langfristigen Betrachtungszeiträumen zu verstehen, bei denen „Prognosen für die nächsten zehn, 15 Jahre gar nicht ausreichen“.

 

IN ZAHLEN

1 x 1 Kilometer ist eine hohe Auflösung in simulierten Klimawandelszenarien, bei der regionale Sturmereignisse relativ gut erkennbar sind. Bei mittlerer Auflösung (3 mal 3 km) werden Spitzenwindgeschwindigkeiten nur auf Berggipfeln sichtbar, bei der Standardauflösung von 10 mal 10 km sind Sturmereignisse meist gar nicht zu sehen.

120 bis 125 km/h sind als Spitzengeschwindigkeiten katastrophal für Wälder: Sie brechen und entwurzeln Bäume in größerem Ausmaß. Ab Windspitzen von 80 km/h werden einzelne Bäumen und Gruppen geschädigt.


[QKZUT]

("Die Presse", Print-Ausgabe, 11.07.2020)