Landoberflächen

Landoberflächen bezeichnen die äußerste Schicht der Erde, die direkt mit der Atmosphäre in Kontakt steht. Sie umfasst natürliche sowie anthropogene Oberflächen auf dem Festland, darunter Boden und Vegetation, Schnee und Eis, Gewässer im Binnenland und künstliche Flächen wie Straßen, Dächer und Beton. Die Landoberfläche ist stark heterogen und variiert räumlich von wenigen Quadratmetern bis zu hunderten Quadratkilometern.

Typische Bestandteile sind Vegetation, Boden- und Gesteinsflächen, Oberflächengewässer, Schnee und Eis sowie bebautes Land. Je nach Landnutzung und Vegetationszustand entstehen unterschiedliche Oberflächenstrukturen, die sich in Albedo, Oberflächenrauheit und Wärmekapazität unterscheiden. Diese Eigenschaften steuern den Energie- und Wasserhaushalt der Kopplung zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre.

Wichtige Prozesse umfassen den Energiestausch (Nettoabsorption von Strahlung, sensibler und latenter Wärmefluss, Bodenwärme), den Wasseraustausch (Evapotranspiration, Infiltration, Oberflächenabfluss) sowie den Kohlenstoffhaushalt (Photosynthese, Bodenatmung). Die Landoberfläche beeinflusst die lokale und großräumige Klima- und Wetterentwicklung und bestimmt Wasserverfügbarkeit, Mikroklima und Ökosystemdienstleistungen. Änderungen der Landoberfläche durch Entwaldung, Landwirtschaft oder Urbanisierung wirken sich auf Albedo, Rauheit, Verdunstung und Speicherfähigkeiten aus.

Messung und Modellierung erfolgen über Fernerkundung, Bodenfeuchte- und Temperaturmessungen sowie Landoberflächenmodelle (Landoberflächen- oder SVAT-Modelle). Diese Modelle werden in Klimasysteme, hydrologische Vorhersagen und Stadtplanning integriert. Herausforderungen liegen in der räumlichen Heterogenität, Zeitvariation, Datenlücken und Skalenabstimmung.