Verbesserung des Hydrologie-Modells

Die Modellierung des Wasserkreislaufs in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft bietet die Möglichkeit, langfristige Veränderungen im Wasserhaushalt abzuschätzen und in einen aktuellen Kontext zu setzen. Auch Veränderungen von Extremen können mit hydrologischer Modellierung untersucht werden, um zukünftige Hotspots zu erkennen, an denen hohe Schäden durch extreme Wetterverhältnisse zu erwarten sind. Diese Informationen sind für verschiedene Interessengruppen wie politische Entscheidungsträger oder Nichtregierungsorganisationen äußerst wertvoll, sodass ein enormer Bedarf an qualitativ hochwertigen Informationen diesbezüglich besteht.
Das Hydrologie-Modell aus dem Modellframework WaterGAP3 kann zur Simulation des Wasserkreislaufs auf globaler, aber auch auf regionaler Skala verwendet werden. Es ist ein konzeptionelles Wasserhaushaltsmodell, das die wichtigsten Wasserspeicherkomponenten umfasst, d. h. Interzeption, Bodenwasser, Schnee, Grundwasser und Oberflächenwasser. Aufgrund der Integration im Modellframework ist das Hydrologie-Modell besonders geeignet, um Vorhersagen zu tätigen, da beispielsweise auch anthropogene Einflüsse gut im Modell abgebildet werden.
Die rasant steigenden Ressourcen an Rechenleistung sowie die wachsende Verfügbarkeit globaler Datensätze bieten die Möglichkeit, großskalige Modelle wie das Hydrologie-Modell weiterzuentwickeln. Ziel dieses Forschungsvorhaben ist es, dieses sich neu ergebende Potential zu nutzen, um die Modellstruktur sowie die Modellparametrisierung zu verbessern. Ebenfalls sollen Möglichkeiten geschaffen werden die Modellierungsunsicherheiten bei der Vorhersage explizit zu berücksichtigen. Dies wird die Vorhersagequalität des Modells verbessern und ist ein wichtiger Baustein bei der Bewältigung des Klimawandels.

Anwendungsbeispiele
•    Untersuchung der Eingangsdatenunsicherheit: Fallstudie für das Einzugsgebiet der oberen Donau für die Summer School in Potsdam 2021 „Water: Our Global Common Good – The Hydrosphere across Land and Sea“
•    „Testung verschiedener Kalibrierstrategien für das hydrologische Modell WaterGAP3 zur robusteren Vorhersage von Klimaprojektionen“ laufende Masterarbeit