Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland TP 6 Modellintegration Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland Dipl.-Ing. M. Berg Dipl.-Ing. M. Voss Institut für Landschaftssystemanalyse

Nutzer des DSS

Basics Informationen über Klimawandel in Region Abschätzung der ökonomischen und ökologischen Folgen Bereitstellung von Wissen zur Adaption und Folgeminimierung Bereitstellung eines interaktiven Simulationstools zur komplexen Bewertung alternativer Nutzungsszenarien

Landschaft als System Klima Landschaft Akteur

Landschaft als System Modell 1 Klima Landschaft Modell 2 Modell n Akteur

Nutzersicht (Workshops) Es werden Informationen über die Klimaentwicklung in der Region des Nutzers benötigt (Trends, Verteilungen etc.) Modelle berechnen Auswirkungen der Klimaveränderung auf den Ertrag, das Grundwasser, auf ökologische Größen etc. Simulationen werden genutzt, um eine Adaption der Landnutzung unter den geänderten klimatischen Bedingungen vorwegzunehmen. Der Nutzer benötigt Informationen über die Häufigkeit bestimmter Ereignisse, wie “trockene Jahre” und damit verbundene Ertragsausfälle für ein risikobasiertes optimiertes Management.

Nutzer-Struktur

Nutzeranforderungen Unbekannt ist das konkrete Problem des Nutzers! Interaktivität räumliche Konkretheit (zoom) Analysen müssen graphisch aufbereitet sein Erklärungskomponente (Ausgaben und Modellen) Unsicherheitsanalyse (Simulationsstatistiken)

Untersuchungsgebiete

Klimadaten SRES Szenario A1B und B1 jeweils 3 Realisierungen Tageswerte: Tmin, Tmax, Tmit, Nied, GR,... Für räumliche Simulationen wurde ein Interpolationsalgorithmus durch die TU-Dresden bereitgestellt Ereignisbezogene Witterungsdaten (Starkniederschläge) Idee: Der Nutzer wählt selbstständig aus den Daten die für Ihn wichtige Darstellungsform

Auswahl der Wetterstation

Trendinformationen Station: Angermünde

Niederschlagsverteilung Station: Angermünde

Temperaturverteilung Station: Angermünde

Häufigkeit von Trockenheit Station: Angermünde

Phänologie/Ontogenese-Modell Kartoffel außen: 1961-1990 innen: 2021-2050 Gebiet: Quillow

Modell: vorl. Ertragsmodell

Ertragssimulation

Kompensation - Management? Beregnung Düngungsregime neue Sorten pfluglose Bodenbearbeitung CO2 Input durch die Luft

CO2-Düngung Für Winterweizen ungefähr 9-15% Ertragssteigerung verglichen mit Klimakammer ungefähr 30%

Bemerkung Modell basiert auf ca. 300 Betrieben, unter 56 unterschiedlichen Bodentypen und ist für 16 Ackerfrüchte verfügbar. Managementmodule werden unter Einsatz von Fuzzy- Modellen und neuronalen Netzen entwickelt. Verbunden wird das mit dem Ökonomiemodell (Betrieb) Das Boden-Wasser-Pflanzen-Modell (MONICA) des ZALF wird die Simulationsmöglichkeiten stark erweitern (z.B. Nitratauswaschung etc.)

Modulares Zusammenspiel Ertrag – Wetter war nur ein Beispiel Ertrag – monetärer Ertrag durch EÖM monetäre Inputs kommen von RAUMIS RAUMIS bestimmt die Landnutzung in der Fläche Landnutzung bestimmt die Verdunstung, Erosionsgefährdung etc. Landnutzung hat Einfluss auf die Biotik Klima bestimmt die Biotik

Modulsicht

Implementierung

Software Basiert auf der Simulationssoftware SAMT Wird als Open Source Projekt in C++ realisiert und nutzt Open Source Software (QT, GSL, HDF, ...) Neben der traditionellen “Window Icon Menu Pointing” (WIMP) wird ein weiteres User Interface Paradigma “Zooming User Interface” (ZUI) verwendet. Die ZALF-Arbeitsgruppe entwickelt den Prototyp des DSS, die Umsetzung und Pflege erfolgt durch die Living-Logic AG.

Zooming User Interface

Nächste Schritte Umstellung der Klimaanalyse auf neue Klimadatenbank Weiterentwicklung der ZUI als Modellbasis Integration der vorhandenen Modelle in die ZUI Implementierung der Schnittstelle zu EÖM Implementierung der Schnittstelle zu RAUMIS Schrittweise Integration von MONICA Integration der Modelle (AG Köstner) Erweiterung der Datenbasis (BÜK)

TP6 Modellintegration/DSS Abbruchmeilenstein Abbruchkriterien : 1. Technische Nichtmachbarkeit des DSS Bis Ende des 3. Halbjahres muss der folgende Bearbeitungsstand des DSS-Prototyps erreicht sein: Schnittstellen zwischen den Modellen der einzelnen TPs und des DSS sind definiert und als verbindlich akzeptiert Modellprototypen der einzelnen TPs liegen kompatibel als betriebssystemunabhängige Bausteine (z.B. als C++-Module) vor Modelldokumentation nach gängigem UML-Standard liegt vor www.landcare2020.de