PROJEKTINFOS 

Motivation

Unterschiedliche Großwetterlagen, welche die Auswirkungen der globalen atmosphärischen Zirkulation für Mitteleuropa darstellen, bestimmen die kurzzeitig herrschenden Witterungsbedingungen. Die lokalen Wettersituationen in Bayern werden dabei stark von den vielfältigen topographischen Verhältnissen im Freistaat beeinflusst. Die Lage von Mittel- und Hochgebirgen und die dazwischenliegenden Beckenlandschaften wirken stark verändernd auf die allgemein herrschenden Wetterbedingungen. Dies führt zu großen Unterschieden in den regionalen Niederschlagsverhältnissen. So kann eine Großwetterlage in manchen Regionen Bayerns Trockenheit, in anderen gleichzeitig Überschwemmungen hervorrufen.

Der Klimawandel wird sich in einer veränderten Häufigkeit und Intensität bestimmter Großwetterlagen äußern, die dann zu Veränderungen der Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse führen. Diese regional unterschiedlichen Auswirkungen des Klimawandels haben einen starken Einfluss auf die Waldökosysteme, worauf mit regional angepassten Managementstrategien reagiert werden muss. Gleichzeitig bestehen in der Gesellschaft teilweise unklare Vorstellungen, wie sich der Klimawandel auf Waldökosysteme in Mitteleuropa auswirken wird.

Diese Situation versucht das Verbundprojekt BayTreeNet zu verbessern, indem in einem bisher einzigartigen interdisziplinären Ansatz Klimamodellierung, Dendroökologie und Bildungsforschung verknüpft werden. Das Projekt ist im Forschungsverbund bayklif verortet, der vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst gefördert wird.

Was ist Baytreenet?

Das Verbundprojekt BayTreeNet untersucht Reaktionen von Waldökosystemen auf die aktuelle Klimadynamik über den Freistaat Bayern hinweg. Durch das Errichten eines Netzwerkes von Baumstandorten werden die Auswirkungen verschiedener Großwetterlagen auf das Wachstum, sowie die Ökophysiologie von Hauptbaumarten für unterschiedliche Wuchsgebiete Bayerns erfasst. Diese Wachstumsreaktionen werden anhand von aktuellen Klimadaten in einem Modell kalibriert und für Klimamodellszenarios für das Ende des 21. Jahrhunderts projiziert. Somit entsteht ein Monitoring-Netzwerk, das es erlaubt, die Reaktion von Wäldern auf Änderungen der Häufigkeit bestimmter Großwetterlagen zu quantifizieren. Somit können mögliche Gefahren für die Vitalität betroffener Waldgebiete festgestellt werden.

In jedem Untersuchungsgebiet wird zusätzlich ein Baum an einem für die interessierte Öffentlichkeit zugänglichen Ort mit einer internetfähigen Übertragungseinheit ausgestattet, so dass die Baumreaktionen auf die lokalen Witterungsbedingungen in Echtzeit über das Internet abrufbar sind. Ein Netzwerk von Partnerschulen betreut diese „talking trees“ und übersetzt die Baumreaktionen auf die atmosphärischen Zirkulationsbedingungen in menschliche Sprachbotschaften. Die Entwicklung eines auf die „talking trees“ bezogenen Unterrichtskonzepts wird forschend begleitet. Mithilfe dieser technisch innovativen und motivierenden Ansätze wird Schülerinnen und Schülern und der Öffentlichkeit die räumliche Wirksamkeit konkreter Klimaereignisse auf bayerische Waldökosysteme verdeutlicht.

Projektteam

BayTreeNet TP1: Dendroökologie

Über ein Netzwerk von jeweils fünf über die Fläche Bayerns verteilten Hochlagen- und Tieflagenstandorten werden physiologische, ökologisch-strukturelle, biochemische und zuwachskundliche Reaktionen wichtiger Waldbaumarten auf den Witterungsverlauf in Abhängigkeit von Großwetterlagen analysiert. Diese Indikatoren werden in einem neuen Modell integriert, das Aussagen über die Vitalität und den Stresszustand der Bäume erlaubt. Der Aufbau eines dendroökologischen Indikatornetzwerks für Bayern soll zur besseren Erklärung regionaler Zuwachsmuster und zur Einschätzung der Gefährdungspotentiale bei Extremwetterlagen für einzelne Waldgebiete bei konkreten Großwetterlagen dienen. Zudem erfolgt die Etablierung eines internet-basierten Netzwerkes von 10 „talking trees“, die jeweils nahe der Waldforschungsgebiete an der Öffentlichkeit zugänglichen Orten stehen. Diese Bäume sind mit physiologischen Messinstrumenten versehen, welche in Echtzeit die Beobachtung der Reaktion der Bäume auf klimatologische Einflussgrößen registrieren, und die über die Baytreenet-Homepage zugänglich sind. Schülerinnen und Schüler von Partnerschulen übersetzen die Reaktionen „ihres“ „talking trees“ auf die meteorologische Situation in die Alltagssprache und tragen somit zur Umweltbildung weiter Bevölkerungsteile bei.

BayTreeNet TP2: Klimadynamik

Lokale klimatische Phänomene wie Gletscher, Seen oder Vegetationsmuster zeigen oft eine starke Abhängigkeit von den Eigenschaften des großräumigen Klimas. Im Alltag äußern sich diese Eigenschaften als Abfolge von sogenannten Großwetterlagen, also typische Verteilungen von Hoch- und Tiefdruckgebieten über Europa und den dazugehörigen Witterungserscheinungen. Teilprojekt „Klimadynamik“ wird die lokalen Merkmale der Großwetterlagen in Bayern über mehrere Jahrzehnte mithilfe eines Atmosphärenmodells feststellen, welches auf Hochleistungsrechnern („Supercomputern“) ausgeführt wird. Weitere Schritte erlauben die Interpretation der Ergebnisse sowohl für die jüngere Vergangenheit (z.B. 1981-2010) als auch für die zu erwartenden Klimaverhältnisse im 21. Jahrhundert. Insbesondere die ökologisch wirksamen Elemente Temperatur und Niederschlag können dadurch auch im Kontext von Extremereignissen detailliert bewertet werden. Das Teilprojekt liefert somit die physikalische, meteorologische Grundlage für das Verständnis der Effekte von Großwetterlagen auf Bayerns Waldstandorte. Durch die Vertrautheit der Menschen mit Großwetterlagen, die etwa aus der täglichen Wettervorhersage entsteht, ergibt sich aber auch ein sehr guter Anknüpfpunkt für Bildungsfragen zu den Folgen des Klimawandels.

BayTreeNet TP3: Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)

Im Zentrum dieses Forschungs- und Entwicklungsprojektes steht die bildungsbezogene Arbeit zu Zusammenhängen von Großwetterlagen (charakteristische und gleichbleibende Strömungsstrukturen von Luftmassen über mehrere Tage) und Waldökosystemen in Bayern. Dazu wird unter anderem ein Unterrichtskonzept für Schülerinnen und Schüler in Bayern entwickelt und forschend begleitet. In diesem werden die regional unterschiedlichen Auswirkungen von (durch den Klimawandel verändert auftretenden) Großwetterlagen auf Waldökosysteme im Zentrum stehen. Die begleitende Forschung beleuchtet die Wirkungen des Unterrichtskonzepts, unter anderem hinsichtlich Veränderungen im Wissensbereich und bei der Motivation der Schülerinnen und Schüler. Die Ergebnisse fließen wiederum in eine Überarbeitung des Konzeptes ein, sodass ein empirisch fundiertes und in der schulischen Praxis erprobtes Unterrichtskonzept unter dem Leitbild einer Bildung für Nachhaltige Entwicklung erarbeitet wird. Es ermöglicht als übergeordnete Zielstellung einen Wissenstransfer in die Zivilgesellschaft über die in diesem Kontext besonders relevante Institution Schule. So kann eine große Gruppe von Entscheidungsträgern der Zukunft erreicht werden. Diese werden von den regionalen Folgen des Klimawandels in besonderem Maße betroffen sein, dennoch sind bei diesen künftigen Entscheidungsträgern bislang große Defizite insbesondere im Wissens- (Folgen des Klimawandels) und Einstellungsbereich (wenig eigene Bezüge zum Klimawandel) festzustellen.