Geomorphologie und Bodengeographie Forschungsprojekt

Entschlüsselung komplexer Sterndünendynamik durch hochaufgelöstes raumzeitliches 3D-Monitoring

  • Projektleitung: Manuel Herzog, Universität Heidelberg und Katharina Anders, Technische Universität München
  • Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551866032
  • Laufzeit: 2025 - 2028
Star dune in the Hidden Vlei

Projektbeschreibung

Das Forschungsprojekt untersucht die Dynamik komplexer Megadünen, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Stern-Dünen im Namib-Sandmeer liegt. Obwohl Stern-Dünen zu den größten Dünenformen weltweit zählen, sind ihre Entstehung und Entwicklung noch nicht ausreichend erforscht. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass diese Dünen aktiver und jünger sind als bisher angenommen und Infrastruktur sowie Lebensgrundlagen zunehmend bedrohen könnten, da der Klimawandel die Ausdehnung der Sandmeere vorantreibt.

Das Projekt zielt darauf ab, die äolischen Prozesse und Bewegungsmuster von Stern-Dünen quantitativ zu analysieren. Zu diesem Zweck werden wiederholte hochauflösende 3D-Laserscans mittels UAVs mit lokalen und regionalen Winddaten kombiniert. Dieser innovative Überwachungsansatz ermöglicht eine beispiellose räumliche und zeitliche Analyse von Oberflächen- und Volumenveränderungen und liefert neue Erkenntnisse über Sandtransportprozesse und Dünen-Dynamik.

Die daraus gewonnenen Daten werden bestehende Modelle der Dünenentwicklung verbessern und zu einem besseren Verständnis der Mechanismen beitragen, die das Wachstum von Stern-Dünen steuern. Langfristig wird das Projekt die Gefahrenbewertung unterstützen und die Vorhersagen zur zukünftigen Entwicklung der Dünenlandschaft unter sich ändernden klimatischen Bedingungen verbessern.

Ziel und Hauptaspekte

  • Erfassung der Dünenoberfläche mittels UAV-Laserscanning auf zwei Zeitskalen (täglich bis wöchentlich und halbjährlich) zur Identifizierung von Oberflächenprozessen anhand von Volumenveränderungen und Vegetationsstruktur sowie zur Ableitung räumlich und zeitlich variierender Oberflächendynamiken durch neu entwickelte Algorithmen für topografische Daten mit nahezu kontinuierlicher zeitlicher Auflösung.
  • Charakterisierung der äolischen Dynamik, insbesondere an steilen Hängen, und Untersuchung der Randbedingungen (Höhe, Korngröße, Hangneigung, Windgeschwindigkeit und Windrichtung), unter denen Sand über Stern-Dünenkämme transportiert wird (oder nicht).
  • Vergleich der identifizierten Oberflächenveränderungen und der damit verbundenen Prozesse der Megadünen-Dynamik mit hypothetischen Mechanismen in beispielloser räumlicher und zeitlicher Auflösung.

Vorbereitende Arbeiten und Forschungsidee