Der Walddürremonitor Bayern – Hintergründe
Was unterscheidet uns von anderen Wassermonitoren?
Wir berechnen nur den Wasserhaushalt für Waldflächen – das aber besonders gut!
In der derzeitigen Konfiguration unterteilen wir die gesamte Waldfläche Bayerns in etwas mehr als eine Million Einzelflächen. Für jedes dieser einer Million Polygone berechnen wir täglich neu den Wasserhaushalt bis in einen Meter Tiefe (bzw. Durchwurzelungstiefe) . Im Gegensatz zu vergleichbaren Produkten anderer Institutionen, die die Fläche in reguläre Raster unterteilen, folgen unsere Modelleinheiten dem Gelände, so dass die Kartendarstellungen des WaldDürreMonitors näher an den geografischen Gegebenheiten liegen.
Die Modellierung des Wasserhaushaltes mit LWF-Brook90
Um flächendeckend Einblicke in die aktuelle Wasserverfügbarkeit zu geben, verwenden wir das Wasserhaushaltsmodell LWF-Brook90 (Federer 2002, Hammel & Kennel, 2001), das an der LWF speziell für Wälder entwickelt wurde.
Das Modell ist physikalisch basiert und berücksichtigt alle relevanten Komponenten des Wasserhaushaltes an einem Waldstandort sowohl ober- als auch unterirdisch.Mit Hilfe einer großen Anzahl an Parametern kann das Modell an unterschiedliche Baumarten und Standorte angepasst werden.
Die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) unterhält ein Messnetz von 19 Waldklimastationen, an denen seit über 30 Jahren eine großen Anzahl Messungen vorgenommen werden. Dort wird unter anderem auch die Bodenfeuchte in unterschiedlichen Tiefen gemessen. Diese langjährigen Zeitreihen konnten zur Kalibrierung und Validierung des verwendeten Wasserhaushaltsmodells herangezogen werden (Weis et al, 2023).
Faktor 1: Der Boden
Eine zentrale Komponente der Wasserhaushaltsmodellierung ist der Boden, dessen physikalische Eigenschaften – darunter Korngrößenzusammensetzung, Lagerungsdichte sowie Stein- und Humusgehalt – maßgeblich das Wasserhaltevermögen beeinflussen.
Wir haben daher für unseren WaldDürreMonitor die genauesten Informationen verwendet, die derzeit flächendeckend und digital für Bayern zur Verfügung stehen. Diese Daten basieren auf der Übersichtsbodenkarte (1:25.000) (LfU, 2025) und wurden dem Bayerischen Standortinformationssystem (BaSIS) der LWF entnommen. Die mit den Flächeninformationen verknüpften Bodenprofildaten basieren auf einer Datenbank, die Bodenaufnahmen vom Landesamt für Umwelt (LfU) (Benda et al, 2005) sowie der LWF umfasst.
Faktor 2: Das Gelände
Hinzu kommen Informationen zu Hangneigung, Hangausrichtung und Grundwassereinfluss, der aus der Grundwasserflurabstandskarte abgeleitet wird (GLA, 2001).
Faktor 2: Das Gelände
Hinzu kommen Informationen zu Hangneigung, Hangausrichtung und Grundwassereinfluss, der aus der Grundwasserflurabstandskarte abgeleitet wird (GLA, 2001).
Faktor 3: Der Wald
Der Wasserhaushalt eines Waldes wird außerdem maßgeblich von der dominierenden Baumart und der Bestandesstruktur (Schichtung, Dichte, etc.) bestimmt. Um die Baumart am Standort präzise im Modell zu berücksichtigen, haben wir Fernerkundungsdaten genutzt. Dabei kamen Flächeninformationen mit 10 m Auflösung zur Baumart (Blickensdörfer et al., 2024), Bestandeshöhe (Lang et al., 2023) und Blattflächenindex (EEA, 2021) zum Einsatz.
Faktor 4: Die Wetterdaten
Entscheiden für den Wasserhaushalt sind aber selbstverständlich die Wetterdaten. Nicht nur die Niederschläge, sondern auch die Temperatur, die relative Feuchte und der Wind. All das hat erheblichen Einfluß auf die Transpiration, also das Verdunsten unserer Bäume.
Daher sind neben den zuvor beschriebenen statischen Standortinformationen kontinuierlich erfasste meteorologische Eingangsgrößen auf Tagesbasis erforderlich (Niederschlag, Lufttemperaturen, Wasserdampfdruck, Strahlung, Windgeschwindigkeit).
Der Deutsche Wetterdienst (DWD) stellt die Daten seiner Wettervorhersagemodelle ICON-D2 (Gitterweite: 2 km) und ICON-EU (Gitterweite: 5 km) kostenfrei zur Verfügung.
Zudem gibt es einen täglich aktualisierten Niederschlagsdatensatz. Um tagesaktuell die Bodenfeuchte zu modellieren, werden die ICON-D2-Wetterdaten verwendet.
Und zuletzt: Das Berechnen
Die Wetterdaten werden auf die oben beschriebenen Polygone übertragen. Es werden also für über eine Million Standorte die Wasserhaushaltsmodellierungen durchgeführt und die Ergebnisse automatisch für den Kartendienst ausgewertet .
Durch die Einbindung weiterer Wettervorhersagen wie des IFS (Integrated Forecasting System) des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW), soll die Bodenfeuchte künftig auch für 9 Tage vorhergesagt werden.