Arbeitspaket A: Extreme Witterungsereignisse

Forschungsvorhaben A2: Frühwarnung,Monitoring, Informationsmanagement und Simulation von Waldbrandgefahr

1. Problemstellung

Waldbrände mit katastrophenartigenAuswirkungen bzw. die mit Vegetationsbränden verbundenen Beeinträchtigungen vonöffentlicher Gesundheit oder Verkehrssicherheit durch Rauch treten in Deutschland seltenauf (zuletzt 1975-76). Daher besteht im wissenschaftlich-technischen Umfeld in derAnwendung bzw. Katastrophen-Management nur ein begrenztes know-how. Im internationalenUmfeld hingegen ist der Stand von Forschung und Anwendung in einigen Industrieländern(Nordamerika, Australien, Mittelmeerländer) weit entwickelt. Andererseits wurde inDeutschland ein globales Informationssystem für Wald- und andere Vegetationsbrändeaufgebaut, das vor allem für den Bedarf von Entwicklungsländern ausgelegt ist, die keineeigenen Kapazitäten in diesem Bereich aufweisen, zusätzlich aber auch der Forschung bzw.Politikentwicklung dient.

Die zukünftige Entwicklung derWaldbrandsituation in Deutschland bzw. in der am stärksten gefährdeten RegionBrandenburg wird nicht nur von technischen Entwicklungen bzw. Fähigkeiten derBeherrschung von extremen Situationen bestimmt, sondern u.a. auch von der Veränderung derVegetationseigenschaften bzw. des regionalen saisonalen Klimas als Folge globalerKlimaänderung.

2. Zielsetzung des Vorhabens

Das Arbeitspaket A2 wird im BereichFrühwarnung, Monitoring, Informationsmanagement und Simulation von Waldbrandgefahr einKonzept für ein Informationssystem erarbeiten, das allen potentiell im Feuer-Managementinvolvierten Stellen oder Einzelpersonen freien und zu jeder Zeit möglichen Zugrifferlaubt. Hierzu wird über das Medium Internet ein Informationssystem erstellt, dasperiodisch (real-time, near-real time, täglich, etc.) manuell oder automatischaktualisiert wird. Die abrufbaren Informationen umfassen:

– Frühwarnung von Waldbrandgefahr
– Echtzeit (Real-time und near-real time) Feuer-Monitoring
– Modelle / Simulation zur Unterstützung von Entscheidungen
– Ökologische und sozio-ökonomische Auswirkungen von Feuer
– Politik-Umfeld
– Forschungsnetz Feuer
– Archiv, Datenbanken (Statistiken, Wissenschaft, Technologien)
– Einbinden in ein Globales Feuer-Informationssystem

Die Nutzergruppen umfassen:

– Behörden und andere Einrichtungen undStellen, die für die Vorbeugung und Bekämpfung von Waldbränden bzw. imKatastrophenschutz generell zuständig sind
– Wissenschaft
– Politik
– Lehre, Ausbildung
– Öffentlichkeit/Medien (public domain)

3. Partner

Die Koordination des Vorhabens A2 erfolgtdurch:

– Arbeitsgruppe Feuerökologie/Global FireMonitoring Center (GFMC) des MPI für Chemie (MPICh), c/o Universität Freiburg

in Zusammenarbeit mit folgenden Partnern:

– Brandenburgische Technische UniversitätCottbus, Institut für Bodenschutz und Rekultivierung
– Forstverwaltung Brandenburg
– Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK)
– Deutscher Wetterdienst (DWD)
– Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Sollte während der Laufzeit das Konzept desDLR-Satelliten BIRD bzw. die Vorbereitung des DLR-Sensors FOCUS für die InternationaleRaumstation implementiert werden, werden entsprechende Querverbindungen geschaffen, dieu.a. die Validierung der raumgestützten Sensorik und zu einem späteren Zeitpunkt eineIntegration von Satellitendaten in das Informationssystem vorsehen.

4. Methodik

Für die Komponente Frühwarnung wird inZusammenarbeit mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) und dem Potsdam Institut fürKlimafolgenforschung (PIK) angestrebt, die Kapazitäten der Vorhersage vonwitterungsbedingter Waldbrandgefahr in das System einzubringen.

Da Ausbreitung, Verhalten, Kontrollierbarkeit(Löschmassnahmen) und Auswirkungen von Feuer von der Struktur der Waldbestände (Alter,Artenzusammensetzung, vertikale Anordnung des Brennmaterials) abhängen, ist eineentsprechende Inventur von Modell-Waldbeständen notwendig, die in Zusammenarbeit mit derTU Cottbus und der Forstverwaltung Brandenburg durchgeführt wird.

Auf der Basis der Vegetationsdaten und desaktuellen bzw. vorhergesagten Wetters erfolgt die Modellierung des Feuerverhaltens(MPICh).

Ziel des Teilprojektes Simulation (PIK) istes, die Bedeutung von Vegetationsstruktur und Trends in Witterung und Klima für dasWaldbrandrisiko in Brandenburg zu untersuchen. Dabei wird auf drei Zeitskalen vorgegangenund jeweils unterschiedliche Methoden verwendet: (a) der unmittelbarenWaldbrandrisikovorhersage auf der Basis der Wettervorhersage, (b) der mehrmonatigen bismehrjährigen Risikoabschätzung aufgrund von Klimastatistiken und deren Zusammenhang mitWaldbrandereignissen, und (c) der Risikoanalyse auf der Basis von Trends in Klima undVegetation, einschliesslich deren Wechselwirkungen, aufgrund von numerischen Modellen derVegetationsdynamik.

Das Feuer-Informationssystem wird in dasInternet eingebunden und manuell und automatisch auf dem Laufenden gehalten (Brandenburg,Deutschland, international) (GFMC). Über das GFMC erfolgt während der gesamten Laufzeiteine enge Abstimmung in Hinblick auf Forschung, Anwendung und Politik mit den im Aufbaubefindlichen Einrichtungen (a) Fach- und Institutionenübergreifende Zentren/Netzwerke inDeutschland (Initiative des deutschen IDNDR-Komitees), (b) World Institute for DisasterRisk Management (DRM) und (c) Weltbank ProVention Consortium (Consortium on Natural andTechnological Catastrophes).

5. Feldforschung

Im August 2001 wurde die erste Serievon Waldbrandexperimenten in Brandenburg realisiert. Ein ausführlicherZwischenbericht ist auf der Website des Global Fire Monitoring Centerpubliziert:

ZwischenberichtForschungsvorhaben A2, Arbeitspaket A Deutsches ForschungsnetzNaturkatastrophen (DFNK)

24. November 2017/by