Neue hydrologische Datenbank 01.08.2022, 07:00 Uhr

Klimawandel: Wasserressourcen im Blick behalten

Der Klimawandel wird Auswirkungen auf den Wasserhaushalt haben. Forschende vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben damit begonnen, Datensätze für Deutschland aufzubauen, um die Veränderungen im Blick zu behalten. Er soll länderübergreifende Analysen ermöglichen.

Regen

Wie oft wird es wo regnen? Das wird auch die Natur nachhaltig verändern.

Foto: panthermedia.net/dutourdumonde

Durch den Klimawandel verändern sich nicht nur die Temperaturen, er wird auch den Wasserhaushalt beeinflussen. Unter anderem wird es neue Wasserstände in Flüssen geben. Die Regenmengen werden andere sein als heute, was wiederum zu neuen Wasserabflussmengen führt, und es stellt sich die Frage, was all das langfristig für Auswirkungen auf die Grundwasserstände haben wird und wie sich die Natur dadurch verändert.

Ein frühzeitiges Monitoring des Wasserhaushalts könnte dazu beitragen, die Folgen des Klimawandels besser einzuschätzen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom KIT bauen eine entsprechende Datenbank auf. Sie soll einerseits Erkenntnisse liefern und andererseits ein nachhaltiges Wassermanagement erleichtern. Die Daten könnten auch dabei helfen, Methoden zur Vorhersage und Risikoabschätzung hydrologischer Ereignisse zu entwickeln.

Messnetzwerk für die Daten ist bereits vorhanden

Es gibt in Deutschland zwar ein sehr umfangreiches hydro-meteorologisches Messnetzwerk, aber die Daten werden bislang nicht in einem einheitlichen System zusammengeführt. Genau solch eine übergreifende Datensammlung, CAMELS (Catchment Attributes and MEteorology for Large-sample Studies) genannt, wollen die Forschenden aufbauen. Dafür haben sie die CAMELS-DE-Initiative gegründet. Die ersten frei verfügbaren Datensätze sollen schnell zur Verfügung stehen, bereits im Jahr 2023.

„Mit dem CAMELS-DE-Datensatz wollen wir in Deutschland länderübergreifende Analysen in der Hydrologie erleichtern“, sagt Ralf Loritz vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, das zum Bereich Hydrologie des KIT gehört. Loritz weiter: „Denn Bundesland- oder Landesgrenzen bedeuten in den Umweltnaturwissenschaften auch immer neue Zuständigkeiten und häufig nur begrenzte Datenverfügbarkeit. Dies hemmt die hydrologische Forschung.“ Das KIT hat für CAMELS-Initiative starke Partner an der Seite, unter anderem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Freiburg und der Universität Kiel sowie des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ).

Landschaftsmerkmale werden mit hydrologischen Informationen kombiniert

In den CAMELS-Datensätzen sollen umfangreiche Informationen zur Verfügung stehen: Landschaftsmerkmale, wie Landnutzung, Geologie oder Bodeneigenschaften, werden in einen Zusammenhang mit hydrologischen und meteorologische Zeitreihen gesetzt, etwa Wasserständen und Wasserabfluss sowie Niederschläge, Temperatur und Verdunstung. Dadurch erhalten die Forschenden die Möglichkeit, umfassende Analysen vorzunehmen, Modelle zu erstellen und diese miteinander zu vergleichen. So könnten sie die hydro-meteorologische Variabilität und die damit verbundenen Herausforderungen bewerten.

„Wir wollen in CAMELS-DE lange Zeitreihen von Wasserstands- und Abflussmessungen aus allen Bundesländern konsistent zusammenstellen. Mithilfe der dazugehörigen Einzugsgebietsgrenzen erzeugen wir außerdem meteorologische Zeitreihen aus frei verfügbaren Daten des Deutschen Wetterdienstes und integrieren sie in den Datensatz“, sagt Loritz. In anderen Ländern gibt es solche Datensätze bereits. Diese können der deutschen Initiative als Vorbild dienen. „Für Deutschland besonders relevante weitere Attribute wie Hoch- oder Niedrigwasser wollen wir ergänzen“, erklärt der Forscher.

Zusammenarbeit zwischen Behörden und Forschung soll verstärkt werden

Die ersten Datensätze wollen die Forschenden schon im Frühjahr 2023 der Öffentlichkeit zugänglich machen. Das reicht aber nicht aus. Das Team will gleichzeitig sicherstellen, dass die Daten genutzt und ausgewertet werden. Dafür wollen sie eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung und Landes- sowie Bundesbehörden initiieren. Das könnte den Aufwand für die Beschaffung weiterer Daten verringern. Außerdem sei es wichtig, die Daten in die Lehre zu integrieren, die Vernetzung von Forschungsgruppen zu stärken und den Austausch von Ergebnissen zu erleichtern. Dazu der Hydrologe Loritz: „Wir haben uns 2022 mit der Vision zusammengeschlossen, eine verbesserte Ausgangslage hydro-meteorologisch relevanter Daten in Deutschland sowohl für die nationale, aber auch für die internationale hydrologische Gemeinschaft zu schaffen.“

Umgesetzt wird die Arbeit am KIT im Rahmen des Projekts „ViTamins – Invigorating Hydrological Science and Teaching: merging key Legacies with new Concepts and Paradigms”. Es soll das Fach Hydrologie als Grundlage einer nachhaltigen Wasserressourcenbewirtschaftung in Zeiten des Klimawandels ausbauen und die Meteorologie und Klimaforschung mit der Ökologie und Bodenkunde vernetzen.

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Von Nicole Lücke

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