Hydrologischer Wandel in Gebirgseinzugsgebieten: Untersuchung beobachteter Änderungen und robuste Modellierung

• Antragstellerin: Dr. Doris Düthmann
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280067515

Um Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt abzuschätzen, werden hydrologische Modelle typischerweise unter heutigen Klimabedingungen kalibriert und dann mit Eingangsdaten aus Klimamodellen angetrieben. Allerdings ist unklar, ob die derzeitige Generation hydrologischer Modelle für die Simulation von Änderungen geeignet ist. Mehrere Studien weisen auf Parameterinstabilitäten bei Anwendung von hydrologischen Modellen unter sich ändernden klimatischen Bedingungen hin. Ziel des geplanten Projekts ist es, ein besseres Verständnis von Auswirkungen klimatischer Änderungen auf den Wasserkreislauf in Gebirgsgebieten zu gewinnen. Die Untersuchung von Änderungen in der Vergangenheit kann hierzu wertvolle Erkenntnisse liefern. Als Testgebiet wird Österreich gewählt, da eine exzellente Datenbasis vorhanden ist und über die letzten Jahrzehnte ein starkes Klimasignal beobachtet wurde. Erstes Teilziel des Projekts ist es, durch die Untersuchung und Modifikation der Modellstruktur die Parameterinstabilitäten eines hydrologischen Modells zu reduzieren. Hierzu wird auch überprüft, ob eine multiobjektive Kalibrierung unter Berücksichtigung von Schneebedeckungsdaten die Parameterinstabilitäten verringert. Zweites Teilziel des Projektes ist es, Reaktionen des Wasserhaushalts in Gebirgseinzugsgebieten auf Klimavariationen in der Vergangenheit besser zu verstehen. Insbesondere soll untersucht werden, inwieweit beobachtete Abflussänderungen in der Vergangenheit durch Änderungen in den Klimavariablen erklärt werden können. Dazu werden zwei komplementäre Ansätze angewandt: zum einen ein modellbasierter Ansatz unter Verwendung des verbesserten hydrologischen Modells, und zum anderen ein datenbasierter Ansatz unter Verwendung von multilinearer Regression. Alle Analysen werden in einem regionalen Kontext durchgeführt, um die räumliche Variabilität der Sensitivität gegenüber klimatischen Änderungen und ihre Einflussfaktoren zu untersuchen. Durch die Zusammenfassung von Gebieten mit ähnlichen Änderungen soll eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses erreicht werden. Aufgrund des Einbezugs einer großen Anzahl von Gebieten sind Ergebnisse zu erwarten, die über eine Fallstudie hinausgehen und verallgemeinerbare Schlussfolgerungen zulassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Österreich
• Gastgeber: Professor Dr. Günter Blöschl