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Glossar

Universitätsdruckerei

Viel Wirbel

Der Windkanal hat sich in erster Linie als Arbeitsplatz für Autodesigner einen Namen gemacht. Doch auch die Uni Kiel hat sich »windigen« Forschungs­projekten verschrieben.

Mit schicken Karossen hat es ganz und gar nichts zu tun, wenn Michaela Bach und Kristine Fruhner im Windkanal werkeln. Vielmehr geht es den beiden Doktorandinnen darum, nachzuvollziehen, wie in Norddeutschland Luftbewegungen zu Bodenerosion führen und damit langfristig die Qualität hiesiger Äcker erheblich beeinträchtigen können. Michaela Bach, die ihre Arbeit am Lehrstuhl von Professor Rainer Duttmann vom Geographischen Institut verfasst, hat sich die räumliche Prognose des Winderosionsgeschehens zum Ziel gesetzt. Kristine Fruhner, die unter den fachlichen Fittichen von Professor Rainer Horn vom Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde zur Doktorwürde strebt, betrachtet hingegen vor allem die physikalischen Grundlagen von Erosionsprozessen, die wiederum für die Modellierung von Erosionsvorgängen entscheidend sind.

Gemeinsam ist indes beiden Frauen, dass sie zu den Wenigen gehören, die systematisch mit dem etwa 12,5 Meter langen und jeweils um die 75 Zentimeter hohen und breiten Windkanal arbeiten. Bis vor ein paar Monaten stand das Objekt noch im ehemaligen Bodentechnologischen Institut in Bremen. Dort wurde es nicht mehr benötigt und fand schließlich in Form einer Dauerleihgabe den Weg nach Kiel, wo es jetzt mit teilweise bis zu Windstärke 12 ordentlich Wirbel im Dienst der Wissenschaft macht.

»Mach das Fenster zu, der Acker kommt rein.« Diese norddeutsche Redensart beschreibt treffend, worum es dabei im Grundsatz geht. Besonders im April und Mai, wenn die Felder noch wenig Bewuchs aufweisen, ist dieses Phänomen bei trockenem Ostwind immer wieder zu beobachten. Der Wind fegt wie ein Föhn über die kahlen Schollen und bläst die somit knochentrockenen Partikel in alle Welt hinaus. Dazu bedarf es keineswegs handfester Stürme, sondern es genügen schon vergleichsweise moderate Luftbewegungen der Stärke 5. Selten tritt das Problem überdies auch nicht gerade auf. Statistische Auswertungen langjähriger Klimamessreihen haben gezeigt, dass es durchschnittlich an 13 Tagen pro Jahr zu solchen Ereignissen kommt.

Und das mit Folgen, die weit dramatischer sind, als Laien es sich vorstellen mögen. In einzelnen Jahren wird seriösen Schätzungen zufolge eine bis zu acht bis zehn Millimeter starke Bodenschicht vom Winde verweht. Lediglich etwa 30 Zentimeter umfasst andererseits der schwarze und humose Oberboden. Eines nicht allzu fernen Tages könnte also jegliche Fruchtbarkeit der Äcker auch auf dem Versuchsfeld im nordfriesischen Goldelund buchstäblich weggeblasen sein, und die Bildung von neuem Boden ist selbst innerhalb einer Zeit von 100 Jahren so gut wie nicht messbar. Ist der Boden erstmal in Bewegung, bleibt den Landwirten meist nichts anderes übrig, als Gülle auszubringen, damit der Boden verklebt und nicht so leicht verweht werden kann. Ein Ziel der aktuellen Forschungen im Kieler Windkanal ist es nun, die Verklebungsmechanismen der ausgebrachten Gülle zu analysieren. Gleichzeitig werden weitere Möglichkeiten erforscht, wie der Boden stabilisiert werden kann.

Kristine Fruhner untersucht in diesem Bereich Grundsätzliches. Sie ermittelt beispielsweise, ab welcher Windgeschwindigkeit Erdpartikel abheben und lotet den Wassergehalt und dessen Verteilung unmittelbar im Übergangsbereich zwischen der Luftschicht und dem Boden aus. Sie bestimmt die Klebewirkung, die zum Beispiel durch organische Säuren zwischen den einzelnen Körnern entsteht. Die Erkenntnisse aus dem Windkanaltest sollen nun im Feldversuch überprüft werden. Dabei wird auch der Einfluss der Bodenbewirtschaftung und der jeweiligen Windrichtung genauer betrachtet.

Michaela Bach will unter anderem den Bodenabtrag und den Nährstoffverlust durch Winderosion exakt bestimmen. Das ist sowohl aus ökonomischer wie ökologischer Sicht von erheblicher Bedeutung. Zumal die Geographin zu ihrer eigenen Überraschung feststellte, dass es zu dem wichtigen Thema des Nährstoffverlustes bislang kaum Untersuchungen gibt. Auch Anbau- und Bewirtschaftungsmethoden spielen in ihrer Arbeit eine Rolle. So ist im ewigen Kampf gegen den Wind dank der heute weitverbreiteten Methode, die Stoppeln nach der Ernte auf den Feldern stehen zu lassen, schon manches gewonnen. Um auf sandigen Böden einen wirksamen Erosionsschutz zu gewährleisten, bietet sich nach Einschätzung von Michaela Bach auch das Einbringen von Saatgut direkt in die Reste der Vorfrucht an. Eine nähere Untersuchung soll die Vor- und Nachteile dieser Variante beleuchten.

Bis die beiden Windforscherinnen zu diesen Themen handfeste Ergebnisse verkünden können, dürfte freilich noch so mancher Sturm über die Förde pfeifen. Zum Ende gekommen sein werden sie voraussichtlich im Herbst 2007. (mag)

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