Anfälligkeit von Flüssen für extreme Hochwässer: Klima- und Landschaftskontrollen und Früherkennung (PREDICTED)

• Antragstellerin: Dr. Larisa Tarasova, seit 10/2022
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421396820

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das weltweit gehäufte Auftreten großer Flusshochwasser in den letzten Jahren deutet darauf hin, dass sich die Prozesse, die zu Überschwemmungen führen, verändert haben. Ziel des Projektes war es zu klären, inwieweit die Funktionsweise von Flusseinzugsgebieten (d. h. die Wechselwirkungen zwischen Klima und Landschaft) zu häufigeren extremen Hochwasserereignissen führen kann, und von welchen Eigenschaften die Neigung zu extremen Abflüssen abhängig ist. In dem Projekt wurde eine zuverlässige Vorhersagemethode für die Existenz plötzlicher Anstiege in Hochwasserhäufigkeitskurven, sogenannte Hochwasserscheiden, entwickelt. Die Existenz von Hochwasserscheiden stellt eine besondere Herausforderung für den Hochwasserschutz dar, da hier extreme Hochwasserereignisse statistisch oft unterschätzt werden. Es wurden weiterhin Methoden zur Abschätzung extremer Abflüsse entwickelt, die auch zuverlässig in Gebieten angewendet werden können, in denen Extremereignisse noch nicht beobachtet wurden und keine langen Beobachtungsreihen verfügbar sind. Die Güte der entwickelten Methoden zur Abschätzung des Auftretens von Hochwasserscheiden und extremen Hochwassern wurde in deutschen und US-amerikanischen Flusseinzugsgebieten, auch in Hinblick unterschiedlicher Klima- und Landschafts-Charakteristiken und der Länge der verfügbaren Beobachtungen untersucht.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• The flood cooking book: ingredients and regional flavors of floods across Germany. Environmental Research Letters, 15(11), 114024.
  Merz, Ralf; Tarasova, Larisa & Basso, Stefano
  
• Transformation of Generation Processes From Small Runoff Events to Large Floods. Geophysical Research Letters, 47(22).
  Tarasova, L.; Basso, S. & Merz, R.
  
• Characterizing hydrograph recessions from satellite-derived soil moisture. Science of The Total Environment, 756, 143469.
  Basso, Stefano; Ghazanchaei, Zohreh & Tarasova, Larisa
  
• PHEV! The PHysically-based Extreme Value distribution of river flows. Environmental Research Letters, 16(12), 124065.
  Basso, S.; Botter, G.; Merz, R. & Miniussi, A.
  
• More Complex is Not Necessarily Better in Large-Scale Hydrological Modeling: A Model Complexity Experiment across the Contiguous United States. Bulletin of the American Meteorological Society, 103(8), E1947-E1967.
  Merz, Ralf; Miniussi, Arianna; Basso, Stefano; Petersen, Karl-Jonas & Tarasova, Larisa
  
• Reliable estimation of high floods: A method to select the most suitable ordinary distribution in the Metastatistical extreme value framework. Advances in Water Resources, 161, 104127.
  Mushtaq, Sumra; Miniussi, Arianna; Merz, Ralf & Basso, Stefano
  
• Understanding Heavy Tails of Flood Peak Distributions. Water Resources Research, 58(6).
  Merz, Bruno; Basso, Stefano; Fischer, Svenja; Lun, David; Blöschl, Günter; Merz, Ralf; Guse, Björn; Viglione, Alberto; Vorogushyn, Sergiy; Macdonald, Elena; Wietzke, Luzie & Schumann, Andreas
  
• Emergence of heavy tails in streamflow distributions: the role of spatial rainfall variability. Advances in Water Resources, 171, 104359.
  Wang, H.-J.; Merz, R.; Yang, S.; Tarasova, L. & Basso, S.
  
• Extreme flooding controlled by stream network organization and flow regime. Nature Geoscience, 16(4), 339-343.
  Basso, Stefano; Merz, Ralf; Tarasova, Larisa & Miniussi, Arianna
  
• Identifying discontinuities of flood frequency curves. Journal of Hydrology, 617, 128989.
  Miniussi, Arianna; Merz, Ralf; Kaule, Lisa & Basso, Stefano
  
• Inferring heavy tails of flood distributions from common discharge dynamics. Copernicus GmbH.
  Wang, Hsing-Jui; Merz, Ralf; Yang, Soohyun & Basso, Stefano
  
• Shifts in flood generation processes exacerbate regional flood anomalies in Europe. Communications Earth & Environment, 4(1).
  Tarasova, Larisa; Lun, David; Merz, Ralf; Blöschl, Günter; Basso, Stefano; Bertola, Miriam; Miniussi, Arianna; Rakovec, Oldrich; Samaniego, Luis; Thober, Stephan & Kumar, Rohini