• Zielgruppen
  • Suche
 

Teilprojekt P9

 Spatio-temporal patterns of evaporation, infiltration and redistribution at the lysimeter and field plot scale 

Die Struktur der obersten Bodenschicht wird im Ackerland sehr stark von der Bodenbearbeitung geprägt. In diesem Teilprojekt werden wir den Einfluss der von der Bodenbearbeitung erzeugten Bodenstrukturen auf die räumlich-zeitlichen Muster der Bodenfeuchte und auf die makroskopischen Wasser-Luft Grenzflächen, die während der Verdunstung, Infiltration und Neuverteilung vom Wasser in unbewachsenen Böden entstehen, auf der Lysimeter und Feldplot Skala untersuchen. Der Einfluss von Bodenstrukturen auf Bodenfeuchtemuster oder “Grenzflächen" zwischen Gebieten mit unterschiedlichen Bodenwassergehalten ist auf der Feldskala kaum mit herkömmlichen lokalen Bodenfeuchtemessungen zu bestimmen.

Deshalb werden wir Fernerkundungsverfahren sowie L-Band Radiometrie, IR-Thermografie und monostatisches nicht-bodenberührendes Bodenradar zur Beobachtung von Bodenfeuchtemustern und Mittelwerten auf der Feldskala einsetzen. Wegen der starken vertikalen Gradienten der Bodenfeuchte und Bodentemperatur an der Bodenoberfläche und wegen der unterschiedlichen Eigenschaften der bearbeiteten oberflächigen Bodenschicht und des ungestörten Unterbodens ist eine Übertragung der an der Oberfläche gemessenen Bodenzustandsvariabeln und deren Muster in die Tiefe nicht gegeben. Deswegen werden die Fernerkundungsverfahren mit geophysikalischen Messungen (Elektrische Widerstandstomografie) ergänzt.

Mittels geophysikalischer Messungen wird die Struktur der Bodenfeuchtemuster und der makroskopischen Luft-Wasser Grenzflächen ermittelt. Ein gekoppelter inverser Modellierungsansatz soll entwickelt werden, so dass die Fernerkundungsdaten, die geophysikalischen Messungen, und die bekannten Randbedingungen für Wärme und Wasserflüsse an der Bodenoberfläche mittels einer Prozessbeschreibung kombiniert werden und damit die Mehrdeutigkeit in der Bestimmung der Bodenfeuchtemuster und Strukturen der makroskopischen Luft-Wassergrenzflächen eingeschränkt wird. Mit dem gekoppelten inversen Modellierungsansatz sollen Parameter von effektiven Modellen, die Wasserflüsse und lateral gemittelte Wassergehalte auf der Feldskala vorhersagen, ermittelt werden.

 

Institution:

Forschungszentrum Jülich

Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)

Agrosphäre (IBG-3)

Projektleiter:

Prof. Dr. Jan Vanderborght