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Projekt
Verbesserung der globalskaligen hydrologischen Modellierung und des Verständnisses des globalen Süßwassersystems durch Modellentwicklung und Kalibrierung/Datenassimilierung
Antragstellerin
Professorin Dr. Petra Döll
Fachliche Zuordnung
Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324641997
Während der ersten 28 Monate der ersten Phase der Forschungsgruppe GlobalCDA wurde die neue WaterGAP 2.2d Version, die in der Forschungsgruppe verwendet wird, durch P2 fertiggestellt; sie wurde dahingehend angepasst, dass sie EnCDA (Ensemble Kalman Filter Kalibrierung und Datenassimilierung) und POC (Pareto-optimale Kalibrierung) ermöglicht. Die Entwicklung eines globalen gradientenbasierten Grundwassermodells als Stand-Alone-Version wurde abgeschlossen; durch umfangreiche Sensitivitätsanalysen sowie Vergleiche mit anderen Modellen und unabhängigen Daten wurden skalenbedingte Schwierigkeiten bei der Validierung von Simulationsergebnissen gegen in-situ Grundwasserbeobachtungsdaten identifiziert. Diverse Kalibrierungen von WaterGAP gegen multiple Beobachtungsvariablen mit EnCDA, POC und auch GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation) für das Mississippi-Einzugsgebiet klärten konzeptuelle und praktische Unterschiede zwischen den drei ensemble-basierten Kalibrierungsansätzen. Durch die Kalibrierung konnten plausible und optimale Parametersätze gefunden werden, die verglichen mit der einfachen Standardkalibrierung von WaterGAP zu einer besseren Modellgüte führt. Die zentralen Ziele von P2 für die zweite Phase sind 1) zusammen mit P1, P3 und P10 die Methodik der Kalibrierung/Datenassimilierung (C/DA) so weiter zu entwickeln, dass sie global angewendet werden kann, um beste Schätzungen von WaterGAP-Ausgabevariablen und deren Unsicherheiten zu berechnen (auch indem zusammen mit P3 exploriert wird, wie POC und GLUE kombiniert werden können), 2) Komponenten von WaterGAP zu entwickeln und zu verbessern (Integration des gradientenbasierten Grundwassermodells, Behandlung von Stauseen) und alternative Modellvarianten für C/DA zur Verfügung zu stellen, 3) den Modell-Output zu validieren und 4) von WaterGAP nach C/DA berechnete Wasserspeicherung und Wasserflüsse in kritischen Regionen und global zu analysieren, unter Berücksichtigung der Unsicherheiten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
