WET
Variabilität und Trends der Wasserhaushaltskomponenten in Benchmark-Einzugsgebieten des Tibet-Plateaus (WET)
Das Vorhaben WET (en) zielte im Rahmen des BMBF F&E Verbundvorhaben "Tibet und Zentralasien: Monsun-Dynamik und Geoökosysteme" (CAME) auf die Entwicklung eines integrativen Modell- und MonitoringSystems (iMoMoS-WET), das die Kopplung von Klima und Wasserkreislauf unter expliziter Berücksichtigung der durch Relief und Landbedeckung geprägten Prozessdynamik in Benchmark-Einzugsgebieten des Tibetplateaus und angrenzenden Hochgebirgsräumen abbildet, ab. Das System erfasst neben numerischen Modellen auch High-Tech-Monitoring-Technologien zur satellitenbasierten Fernerkundung der raumzeitlichen Verteilung aller relevanten atmosphärischen, hydrologischen und glaziologischen Größen.
Mit der ausgewählten Kombination unterschiedlicher wissenschaftlich-technischer Methoden ist es möglich, mit dem iMoMoS-WET Wasserhaushaltskomponenten wie Niederschlag, potentielle und aktuelle Verdunstung, Schneeakkumulation und -schmelze, Gletscherschmelze und Abfluss- und Grundwasserneubildung in ausgewählten Benchmark-Einzugsgebieten rückwirkend über einen Zeitraum einer Dekade flächendifferenziert und prozessorientiert zu modellieren und hinsichtlich ihrer Variabilität und Trends zu analysieren, so dass hierdurch ein Werkzeug für Echtzeit-Monitoring und weiterführende Sensitivitätsanalysen zur Verfügung steht.
Als Benchmark-Einzugsgebiete werden im Vorhaben WET hydrologische Systeme betrachtet, die einerseits charakteristische Struktureigenschaften für das Tibet-Plateau und daran angrenzende Hochgebirgsräume aufweisen, andererseits aufgrund bereits erfolgter Voruntersuchungen und der Verfügbarkeit entsprechender Daten sehr gut geeignet sind, ohne umfangreiche zusätzliche Geländeuntersuchungen modellhaft untersucht werden zu können. Neben dem Tibet-Plateau als Ganzes wurden folgende sechs Untersuchungsregionen im Detail bearbeitet:
- Nam Co
- Purogangri Ice Field
- Südost-Tibet, Linzhi
- Qomolangma, Mt. Everest
- Kailash
- Muztagh Ata
In jeder Detailregion wurden ein bis zwei Benchmark-Einzugsgebiete unterschiedlicher Ausdehnung und Struktur ausgewählt, in welchen Gletscher, Seen und Flüsse sowie Feuchtgebiete vorkommen. Die räumliche Verteilung der ausgewählten Detailregionen orientierte sich daran, die Interaktion von Westwind- und Monsunzirkulation und daraus resultierende Unterschiede der Luftmasseneinflüsse auf die Wasserhaushaltskomponenten der WET-Benchmark-Einzugsgebiete mit dem iMoMoSWET untersuchen zu können.
Das iMoMoS-WET solle nach erfolgreicher Validierung in die Infrastruktur der ausgewählten Forschungseinrichtungen auf dem Tibet-Plateau und den angrenzenden Gebirgsräumen des Himalaya und des Pamir-Gebirges integriert werden, um diese zu innovativen multifunktionalen Langzeitobservatorien auszubauen. Hierzu wurde der operationelle Betrieb des iMoMoS-WET für die Benchmark-Einzugsgebiete in den jeweiligen Detailregionen vorbereitet und die beteiligten regionalen Partner entsprechend geschult, sodass eine echtzeitnahe Fortführung der Modelle und des Monitoring möglich war.
Teilprojekt IMOGG
Das Vorhaben „integriertes Modell zur Bestimmung von Gletschermassenbilanz und Gletscherabflussspende“ (IMOGG) betrachtete die Gletschermassenbilanz in Benchmark-Einzugsgebieten des Tibetischen Plateaus auf Basis der Energieumsätze an der Gletscheroberfläche. Das Modellschema koppelte die atmosphärischen Module mit einem subsurface-Modul und ermöglicht Studien zur Klimasensitivität und den Auswirkungen des Gletscherwandels auf das hydrologische System, sowie Aussagen zur Wirkung von Monsunvariabilität und Klimawandel.
Der modulare Aufbau ermöglichte die Einbindung in verschiedenste Parametrisierungs-schemata bezüglich der Eingangsgrößen und erlaubte auch den Einsatz bei räumlich weniger hochauflösend vorliegenden Eingabedaten. Der Ansatz beruht auf der Integration bestehenden Prozessverständnisses bezüglich der Schmelzprozesse auf Gletschern. So wurden beim Strahlungsmodul und beim Turbulenzmodul zur Lösung der Energiebilanz an der Gletscheroberfläche bewährte Ansätze aufgenommen. Die Implementierung eines subsurface-Moduls ermöglichte die explizite Berechnung von Perkolation und Wiedergefrieren von Schmelzwasser in der Schneedecke.
Insbesondere wurde für diese auf Operationalität zielende Anwendung der Schritt weg von einfachen Temperatur-Index-Modellen hin zu physikalisch basierten Energiebilanzmodellen in der hydrologischen und klimatologischen Modellierung vollzogen.
| RWTH Aachen |
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| TU Berlin |
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| TU Dresden |
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| Uni Jena |
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| Uni Marburg |
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| Uni Tübingen |
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Institute for Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences |
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