Dürreperioden - intensiver und häufiger
In der Vergangenheit zeigten extreme Dürreperioden in vielen Ländern verheerende Auswirkungen. Basierend auf Klimaprojektionen ist davon auszugehen, dass auch in Deutschland Dürreperioden und -intensitäten zunehmen werden. Dies erfordert nutzerspezifische, zukunftsgewandte, datengetriebene Frühwarnsysteme und Tools um ein effizientes Management der begrenzten Ressourcen Boden und Wasser auch in Zukunft zu gewährleisten.
Für den gezielten Einsatz von Bewässerungswasser und frühzeitige taktische Entscheidungen bezüglich Flottenmanagement, Wasserressourcenplanung und pflanzenbaulicher Maßnahmen als Anpassung an eine drohende Dürreperiode wird ein webbasiertes Frühwarnsystem entwickelt auf der Grundlage tagesaktueller, zeitlich-räumlich hochaufgelöster Simulation des Pflanzenwachstums und der Ertragsbildung mit einem Agrarökosystem-Modell (MONICA). Diese Simulationen beziehen sowohl die kurz- und mittelfristige Wetter- bzw. Witterungs-prognose als auch real-time Bodenfeuchtedaten über einen Assimilationsalgorithmus ein. Im Projekt erarbeitete Grenzwerte für das Bewerten der Intensität einer herannahenden Dürre definieren einzelne Warnstufen. In das Frühwarnsystem integrierte Szenarien für Bewässerungsgaben (optimale Gabe, Defizit-Bewässerung) erleichtern bewässernden Betrieben die Ableitung einer individuellen Strategie zur optimalen Nutzung der verfügbaren Ressourcen. Entscheidungsträger auf regionaler Ebene profitieren von Hinweisen auf Entnahmespitzen für die Vorhaltung von Wasserreserven oder die Vorbereitung von Entnahmeverboten.
Indikatoren und Grenzwerte für Dürren
Ableitung von Grenz- und Schwellenwerten für das Eintreten einer landwirtschaftlichen und hydrologischen Dürre.
Quantifizierung des Einflusses saisonaler Extrem-Wetterereignisse und klein-skaliger klimatischer Wetterstrukturen auf die Wahrscheinlichkeit und Intensität von Trockenperioden und Dürren und den Wasserstress der landwirtschaftlichen Kulturen.
Bewässerungs-steuerung
Integration von Bewässerungssoftware mit Agrarökosystemmodell und kurzfrist-Wettervorhersage
Ableitung angepasster Pflanzenbaustrategien und Bewässerungsstrategien für Dürresituationen
Online Monitoring der Bodenfeuchte
Mit Online Bodenfeuchtemessdaten können hydrologische Modelle validiert, die Dürre-Vorhersage verbessert und Bewässerungsstrategien optimiert werden.
Eine Erfassung von Bodenfeuchteprofilen ermöglicht die Beurteilung des Wassertransports durch den Boden.
Internet-of-Things Funktechnologien erlauben eine schnelle und kostengünstige Datenübertragung von Feldstandorten.
ZALF - SpreeWasser:N - Maßnahmenvorschläge
Schematische Darstellung der Daten- und Modellgetriebenen Dürre-Frühwarnsystems © ZALF/R. Baatz
In SpreeWasser:N wird dazu das Dürre-Frühwarnsystem mit der ZALF-basierten MONICA Software entwickelt. Das Dürre-Frühwarnsystem zeigt Differenzen zwischen Grenzwerten und erwarteten Bilanzgrößen und weist Risikogebiete aus. Es beinhaltet Vorhersagen für möglichen Trockenstress i) über einen kurzfristigen Prognosezeitraum (2-3 Wochen) für u.a. Beregnungsstrategien, Wasser-ressourcenplanung und Flottenmanagement und ii) über einen saisonalen Prognosezeitraum (3-6 Monate) für die Planung taktischer Anpassungsmaßnahmen auf Betriebsebene (Wasserressourcenplanung, Pflanzenbau) und administrative Maßnahmen auf Ebene der Wasserversorger (Vorhaltung von Wasserressourcen für Entnahmespitzen, Vorbereitung von Entnahmeverboten). Nutzer des Dürre-Frühwarnsystems sind regionale Landwirte und der Fachverband für Bewässerung Mitteldeutschland sowie überregionale Wasserversorger und Kommunen.
