550 Geowissenschaften
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Used for public and private demand, plants are supposed to withstand the given climatic conditions in their habitat - particularly low temperatures during cold season - in order to be able to grow permanently. Since the 19th century, plant species have been assigned to different temperature zones that allow accurate determination of the specific temperature tolerance during winter. By employing a so-called winter hardiness map (a 1984 version by HEINZE & SCHREIBER is commonly used in Europe) it is possible to evaluate the winter hardiness zone of a potential planting location. Thus, the map facilitates the assessment of species-specific growing capabilities in any given region. However, in the wake of climate change in Europe, the demand for an updated map is intrinsic. This thesis aims to develop an updated plant hardiness zone map for Europe based on minimum temperature data from 1991 to 2020 which for the first time incorporates mesoclimatic effects. These effects encompass absolute and relative elevation, slope gradients and distances to the coastline. The foundation of this updated map consists of the mean annual minimum temperature (𝑡𝑚𝑖𝑛𝐽) of 11,814 metereological stations throughout Europe in a 30-year stretch. Station data was subsequently interpolated by employing the EBK Regression Prediction algorithm in the ArcGis Pro software. In previous research by the author, it was found that not only the number of stations used but also the comprehensiveness of the statistical series has considerable effect on the quality of the interpolated result. Hence, a procedure for adjusting the time periods of the statistical series is showcased and eventually applied. To ensure an appropriate usage of the new plant hardiness zone map, a grid of the standard error of the mean is added. The grid shows possible flaws of the model due to uneven data distribution and the complexity of climatic conditions.
Für die Verwendung im privaten und öffentlichen Raum sollen Pflanzen den gegebenen klimatischen Verhältnissen, hier insbesondere den Temperaturen in der kältesten Jahreszeit, angepasst sein und dauerhaft gedeihen können. Bereits seit dem 19. Jh. werden Pflanzen Temperaturbereichen (Winterhärtezonen) zugeordnet, die Auskunft darüber geben, welche winterlichen Tiefsttemperaturen von der jeweiligen Art toleriert werden. Mithilfe von Winterhärtezonenkarten – für den europäischen Raum durch die Karte von Heinze & Schreiber (1984) – kann ermittelt werden, welche Winterhärtezone am potenziellen Pflanzort vorliegt. Klimaänderungen in Europa ergeben jedoch die Notwendigkeit für eine Aktualisierung der Karte. Die vorliegende Arbeit stellt eine mit einem Geoinformationssystem (GIS) erstellte neue Winterhärtezonenkarte für Europa mit der aktuellen Referenzperiode 1991–2020 vor, die erstmals ganz Europa in Halbzonen unterteilt und im Bearbeitungsgebiet mesoklimatische Effekte berücksichtigt. Dazu wurden Daten von 11 814 Wetterstationen verwendet. Die Ergebnisse zeigen eine Verschiebung der Winterhärtezone von 1951–1980 zu 1991–2020 in den meisten Gebieten Europas um eine Halbzone (+2,77 °C). Für die korrekte Verwendung der Winterhärtezonenkarte wird zudem ein Raster des Standardfehlers ergänzt. Dieses zeigt Unsicherheiten des Modells auf, die durch eine ungleiche Datenverteilung und Komplexität des Klimaregimes in einigen Gebieten erklärt werden können.