Waldbrandgefahr

Karte  (i)

Die im Klimawandel zunehmende Lufttemperatur und jahreszeitliche Verschiebung des Niederschlages können Auswirkungen auf die Waldbrandgefahr haben. Die Waldbrandgefahr wird während der gefährdungsrelevanten Monate März bis Oktober betrachtet. In der Vergangenheit trat im langjährigen Mittel nur an wenigen Tagen im Jahr eine Waldbrandgefährdung auf.  Dennoch lässt sich in der Vergangenheit bereits eine leichte Zunahme der Tage mit Waldbrandgefährdung belegen (vgl. Klimafolgenmonitoring). Aus den Zukunftsprojektionen kann hingegen im Jahresmittel kein eindeutiger Trend abgeleitet werden, da einige Modelle eine Zunahme zeigen, andere eine Abnahme. Für die Monate Juli und August wird hingegen von fast allen Modellen eine Zunahme und damit eine Erhöhung der Waldbrandgefahr projiziert.

Grundlagen

Die Waldbrandgefahr wird auf Basis des kanadischen Fire Weather Index (FWI) angegeben. Als Grundlage zur Bestimmung dienen die Mittagswerte der Lufttemperatur, der relativen Feuchte und der Windgeschwindigkeit sowie die 24-stündig aufsummierte Niederschlagsmenge. Als Referenzbaumart wird die Kiefer herangezogen. Der FWI wird in einer fünfstufigen Skala (Stufe 1 = sehr gering, Stufe 5 = sehr hoch) angegeben. Die Stufen stellen dabei ein Maß für die Feuerintensiät und den Bekämpfungsaufwand dar. In den meisten Bundesländern wird erst bei Erreichen der Warnstufe 4 begonnen, verstärkt Präventionsmaßnahmen einzuleiten. Daher werden hier zur Beschreibung der Waldbrandgefährdung die Werte ab Überschreitung der Stufe 4 dargestellt. Da die Kiefer in Deutschland als zünd- und brennfähiger als andere Baumarten gilt, wird aus forstlicher Sicht ein worst-case-Szenario abgebildet (DWD 2015).

Datenbasis und Kartenerstellung

Die Datenerhebung und Auswertung der Beobachtungsdaten der Vergangenheit (1961-1990) sowie der Klimamodellsimulationen für die Zukunftszeiträume nahe  (2021-2050) und ferne Zukunft (2071-2100) wurden in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst durchgeführt. Dabei wurde ein Klimamodellensemble aus 19 regionalen Modellen unter Zugrundelegung des A1B-Szenarios betrachtet. Die Vorgehensweise zur Kartenerstellung ist detailliert im Kapitel Methodik beschrieben (vgl. DWD 2015).

Kartenbeschreibung

In der aktuellen Situation von 1961-1990 wird entlang der Rheinschiene (Abb. 1) mit meist über 25 Tagen pro Jahr die höchste Anzahl an Tagen mit Überschreitung der Waldbrandindexstufe 4 erreicht. Die Höhenlagen (vor allem Sauerland) weisen geringere Werte als die Niederrheinische Bucht, das Niederrheinische Tiefland sowie die Westfälische Bucht auf. Somit ist aktuell insbesondere in den Gebieten mit hohem Waldbestand, wie in den Mittelgebirgsregionen, von einem eher geringen Waldbrandrisiko auszugehen. Kleinräumiger betrachtet gibt es jedoch auch schon heute Gebiete, die ein deutlich höhres Waldbrandrisiko aufweisen: beispielsweise die Haard oder Hohe Mark. Dort wirken sich, zusätzlich zu den klimatischen Gegebenheiten, Faktoren, wie ein hoher Kiefernanteil sowie sandige (trockene) Böden, auf die Waldbrandgefährdung aus. Sodass es während in Jahren mit einem überdurchschnittlich trockenem Frühjahr oder heißem Sommer zu starken Waldbrandgefähdungslagen kommen kann.

Aus den Zukunftsprojektionen lässt sich kein einheitlicher Trend ableiten. Betrachtet man das 15. Perzentil der Simulationen wird in der nahen Zukunft für das gesamte Landesgebiet Nordrhein-Westfalens eine Abnahme der Tage mit Überschreiten der Waldbrandindexstufe 4 projiziert. Auch in der fernen Zukunft gibt es beim 15. Perzentil nur sehr geringe Änderungen, die meist eine leichte Erhöhung der Tage mit Waldbrandgefährdung zeigen. Die Werte des 50. und 85. Perzentils der Modellsimulationen zeigen hingegen alle eine Erhöhung der Tage mit Waldbrandgefahr. Diese reicht von weniger als zehn Tagen Erhöhung in den Ergebnissen des 50. Perzentils in der nahen Zukunft bis hin zu über 40 Tagen, die für die ferne Zukunft durch das 85. Perzentil der Modellergebnisse vor allem in der südlichen Landeshälfte NRWs projiziert werden. Dies würde somit für die ferne Zukunft bedeuten, dass auch im Sauerland, das einen hohen Waldanteil aufweist, mit einer deutlichen Zunahme der Tage mit Waldbrandgefahr zu rechnen wäre.

Betrachtet man den Jahresgang der Anzahl der Tage mit Überschreitung der Waldbrandindexstufe 4, in Abbildung 2 als Gebietsmittel für NRW dargestellt, so zeigt sich zunächst für die aktuelle Situation 1961-1990, dass vor allem in den Monaten von April bis August Tage mit Waldbrandgefahr auftreten. In den Zukunftsprojektionen weist das 15. Perzentil der Modellergebnisse für die nahe Zukunft in allen Monaten einen leichten Rückgang der Waldbrandgefährdung auf; in der fernen Zukunft werden für die Frühjahrsmonate kaum Veränderungen erwartet, während im Juli und August eine Zunahme sowie im September ein Rückgang der Waldbrandgefährdung projiziert wird. Die Ergebnisse der Modellprojektionen für das 50. und 85. Perzentil zeigen hingegen in allen Monaten eine Erhöhung der Waldbrandgefahr. Meist verläuft die Zunahme der Tage mit Überschreiten der Waldbrandindexklasse 4 zweigipflig mit einem Peak im Frühjahr (meist Mai) sowie dem anderen im Spätsommer (vor allem im August).

Fazit

Aus den Modellprojektionen lässt sich in der nahen Zukunft (2021-2050) kein eindeutiger Entwicklungstrend der Waldbrandgefährdung ableiten, da einige Modelle eine Zunahme der Anzahl der Tage mit Überschreitung der Waldbrandindexstufe 4 anzeigen, andere hingegen eine Abnahme. In der fernen Zukunft (2071-2100) zeigen quasi alle Modellergebnisse eine Zunahme der Überschreitungstage, sodass von einer Erhöhung der Waldbrandgefahr ausgegangen werden kann. Diese wird bei Betrachtung des Jahresganges vor allem im Spätsommer im gesamten Landesgebiet zunehmen. Insbesondere auf Gebieten, die bereits heute durch verschiedene Faktoren eine erhöhte Waldbrandgefährdung aufweisen, wird sich dies verstärkt negetativ auwirken.

Literatur

Links

DWD - Deutscher Wetterdienst (Hrsg.) (2015): Deutscher Klimaatlas: Erläuterungen.

DWD – Deutscher Wetterdienst (Hrsg.) (2015): Deutscher Klimaatlas: Erläuterungen – Waldbrandindex.

IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change (Hrsg.) (2000): SRES – Special Report Emissions Scenarios.

Vegetationszeit im Wald

Karte  (i)

Grundlagen

Die Länge der Vegetationszeit kann sich je nach Pflanzenart unterscheiden. Ausschlaggebend ist meist das Zusammenspiel der Klimaelemente Lufttemperatur und Sonnenscheindauer für den Beginn der Vegetationszeit, für das Ende spielt häufig auch die ausreichende Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen eine Rolle. Für die forstlich relevante tatsächliche Vegetationszeitlänge wurde die Dauer der Vegetationszeit anhand der Anzahl der Tage festgelegt, deren mittlere Tagestemperatur die 10 °C-Marke überschreitet. Pauschal wird auch der Zeitraum von Mai bis Oktober als „forstliche Vegetationszeit“ bezeichnet.

Datenbasis und Kartenerstellung

Die Datenbasis stammt vom Deutschen Wetterdienst. Der DWD unterhält ein umfangreiches und langjähriges Stationsnetz, das mit unterschiedlichster Messtechnik und Sensorik Daten zu beispielsweise Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer erhebt. Basis der Auswertung der tatsächlichen Vegetationszeitlänge stellt der HYRAS-Datensatz des DWD der, der Tageswertdaten in einem Raster von 5 km × 5 km enthält. Grundlage zur Ermittlung der forstlich relevanten tatsächlichen Vegetationszeitlänge sind die mittleren Tageswerte der Lufttemperatur, die an den Stationen des Deutschen Wetterdienstes in Nordrhein-Westfalen gemessen werden. Die Grundlage für die Niederschlagssumme sowie die Klimatische Wasserbilanz in der forstlichen Vegetationszeit (Mai bis Oktober) liefern ebenfalls Messungen des Deutschen Wetterdienst, die unter Berücksichtigung der Geländertopographie aus ein Raster von 1 km × 1 km interpoliert wurden. Die Flächenkarten der Tagesmittelwerte werden zu zeitlichen Mittelwerten auf Jahresbasis zusammengefasst oder für verschiedene 30-Jahres-Perioden aggregiert. Hier wird der Zeitraum 1981-2010 dargestellt.

Kartenbeschreibung

Insgesamt werden drei Karten zum Thema dargestellt:

  • die tatsächliche Vegetationszeitlänge (Anzahl Tage > 10 °C)
  • die Niederschlagssumme in der forstlichen Vegetationszeit (Mai bis Oktober)
  • die klimatische Wasserbilanz in der forstlichen Vegetationszeit (Mai bis Oktober)

Die Karte in Abbildung 3 zeigt die Dauer der mittleren tatsächlichen Vegetationszeitlänge (Tage > 10 °C) pro Jahr in Tagen gemittelt über den Zeitraum 1981-2010. Das räumliche Verteilungsmuster der Vegetationszeitlänge folgt daher stark der Temperaturverteilung in NRW. Abbildung 4 zeigt die Karte der mittlere Niederschlagssumme während der forstlichen Vegetationszeit (Mai bis Oktober) im Zeitraum 1981-2010. Das räumliche Verteilungsmuster der Niederschlagssumme während der forstlichen Vegetationszeit ähnelt stark der Verteilung der Jahresniederschlagssumme in NRW. Die Karte der mittleren Klimatische Wasserbilanz während der forstlichen Vegetationszeit (Mai bis Oktober) im Zeitraum 1981-2010 wird in Abbildung 5 dargestellt. Die waldreichen Mittelgebirgsregionen zeigen eine positive klimatische Wasserbilanz und somit eine ausreichende Wasserversorgung während der Vegetationszeit. Negative Werte treten vor allem in den wärmebegünstigten Tiefebenen auf.

Fazit

Die Wasserversorgung der Wälder in den waldreichen Mittelgebirgsregionen ist in der forstlichen Vegetationszeit ausreichend. Dennoch kann es während trockenen Sommern wie 2018 zu Trockenstress im Wald kommen.