Turbulent Fluxes of CO2, H2O and Energy in the Atmospheric Boundary Layer above Tropical Vegetation investigated by Eddy-Covariance Measurements

Abstract

Die Umwandlung von tropischen Regenwäldern in landwirtschaftlich genutzte Flächen ist ein weitverbreiteter Prozess in Indonesien und Südost-Asien. Neben den Effekten auf die biologische Diversität und die hydrologischen Funktionen eines Waldes, hat dies auch Einfluss auf die turbulenten Austauschprozesse zwischen Vegetation und Atmosphäre, die Strahlungseigenschaften der Oberfläche und daher auf die atmospärische Grenzschicht und lokales Klima. Im Rahmen des Forschungsprojektes STORMA "Stabilität von Regenwaldrandzonen" (SFB 552, Universität Göttingen, finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft) wurden die Flüsse von Kohlendioxid, Wasser und Energie zwischen einer Kakao-Plantage und der atmosphärischen Grenzschicht mittels Eddy-Kovarianz Methode untersucht. Gleichzeitige Messungen der meteorologischen Variablen und Strahlungskomponenten wurden durchgeführt zur Untersuchung der Abhängigkeit der turbulenten Austauschprozesse von Vegetation und atmosphärischen Randbedingungen. Ein SVAT Modell wurde benutzt um die Plausibilität der gemessenen Flüsse zu überprüfen und die Komponentenflüsse zu untersuchen. Die Messungen in der Kakaoplantage dauerten 15 Monate.Der Fluss sensibler Wärme zeigte einen unerwartet hohen Beitrag zum totalen turbulenten Wärmetransport im Vergleich mit Messungen über tropischen Regenwäldern, und entsprach dem Beitrag des latenten Wärmeflusses. Daraus resultierte ein Tages-Bowenverhältnis von ungefähr 1. Der saisonale Verlauf stimmt mit dem saisonalen Verlauf des Niederschlags überein. Der Vergleich mit Messungen über ungestörtem Regenwald weist auf eine signifikant unterschiedliche atmosphärische Grenzschicht als über der Kakao-Plantage. Diese Arbeit untersucht die Hypothese, dass Netto-Austauschrate von Kohlendioxid und die Aufteilung der Energie-Flüsse zwischen Vegetation und Atmosphäre sich fundamental unterscheiden von primären Regenwäldern. Die Folgerung ist, dass Konversion von Regenwald zu Landnutzungs-Typen wie Kakao-Plantagen zu einer verstärkten Erwärmung der konvektiven atmosphärischen Grenzschicht führt und zu einem signifikanter Unterschied in der Netto-Aufnahme von Kohlenstoff der Vegetation.