Erstellung eines Baumwachstumsmodells zur Bewertung des Einflusses des Blätterdachs auf Hitzeinseln
 
 

Sonnenstrahlen erzeugen Wärme, die in Kombination mit bestimmten Bodenarten noch verstärkt werden kann, insbesondere in städtischen Gebieten. Dadurch entstehen so genannte Wärmeinseln. Wenn dieses Phänomen nicht abgemildert wird, besteht ein erhöhtes Risiko von "Tropennächten" (Die Temperatur in der Nacht fällt nie unter 21 Grad). Tropennächte haben eine Reihe von problematischen Auswirkungen, wie zum Beispiel eine geringere Lebensqualität, eine geringere Produktivität und sind eine besondere Belastung für alte oder körperlich geschwächte Personen.

Bäume mildern Hitzeinseln nicht nur durch den Schatten, den sie werfen, sondern auch durch das Phänomen der Evapotranspiration, die die Luft um sie herum aktiv abkühlt. "Wassergespeiste, baumreiche Grünflächen mit Bäumen und Sträuchern wirken sich durch die Verdunstung positiv auf das Raumklima aus und erhöhen die Aufenthaltsqualität im öffentlichen Raum durch Schatten und Kühle.", wie es das Klimahandbuch des Kantons Genf formuliert.  (ANALYSE CLIMATIQUE DU CANTON DE GENÈVE, Guide utilisateur, République et canton de Genève, 11.03.21)

Der Kanton Genf ist über das kantonale Amt für Landwirtschaft und Natur (OCAN) daran interessiert, den Grad der Abdeckung des Blätterdachs auf seinem Gebiet zu ermitteln (bedeckte Fläche im Vergleich zur kahlen Fläche). Heute liegt der Anteil des Blätterdachs bei etwa 20 %. Ziel ist es, diesen Anteil bis 2050 auf 30 % zu erhöhen. Dazu muss der Kanton abschätzen können, wie lange es dauert, bis dieses Ziel erreicht ist, und er muss den Gewinn an Temperaturreduktion über die Jahre hinweg messen können.

Um den Kanton zu unterstützen wird ein agentenbasiertes Modell entwickelt. Jeder Baum in diesem Modell ist ein "Agent" mit eigenen evolutionären Regeln und einem eigenen Gedächtnis. Er kann mit anderen Agenten interagieren. Das Verhalten eines jeden Agenten ist unabhängig von den anderen.

Dieses Modell berücksichtigt verschiedene Merkmale wie

• Alter des Baumes
• Baumart
• Gesundheitszustand
• Anpflanzbedingungen
• Standort (z. B. in der Nähe einer Straße)
• Baumkategorie: klein, mittel, groß

Das Modell, das sich derzeit in der Entwicklung befindet, verfügt darüber hinaus über Parameter, die von Experten kalibriert oder manuell eingegeben werden können. Dazu gehören die maximale Lebensdauer eines Baumes, die maximale Größe seiner Baumkrone, seine Auswirkungen auf die Temperatur, ob einzeln oder in Gruppen, usw.

Die Felddaten für das Modell beruhen auf dem kantonalen Inventar der Einzelbäume im Kanton Genf. Dieses Inventar wird auch zur Validierung des Modells verwendet.

Das agentenbasierte Modell soll zusätzliche detaillierte Informationen über das Wachstum der Baumkronen liefern und so die Entscheidungsfindung des Kantons in Bezug auf die Anzahl der Bäume, ihre Kategorie und ihren Standort erleichtern. Dies unterstützt die Erreichung der für 2050 gesetzten Ziele: Eine Senkung der Temperatur sowie die Bedeckung von 30% der Fläche mit einem Blätterdach.

Der Quellcode ist auf Github verfügbar.