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GLOWA-Danube – Ein multiskaliger Validierungsansatz zur Simulation nachhaltigen Wasserhaushaltsmanagements in der Oberen Donau mit ENVISAT-Daten

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2004

Autorin/Autor:
Wolfram Mauser, Ralf Ludwig, Alexander Löw und Winfried Willems

Schlagworte:
Donau, GLOWA, Wasserhaushalt, Fernerkundungsdaten, Modellierung, Bodenfeuchte

Das Projekt GLOWA-Danube (www.GLOWA-Danube.de) behandelt als Teil von GLOWA (www.glowa.org) anhand der Oberen Donau (Pegel Achleiten) exemplarisch die Zukunft des Wasserhaushalts eines komplexen, mesoskaligen (A=77.000 km²) Einzugsgebiets einer Gebirgs-Vorland-Konstellation in den gemäßigten Mittelbreiten. Die Hauptaufgabe von GLOWA-Danube ist die Entwicklung und Anwendung des integrierten Entscheidungs-Unterstützungssystems DANUBIA, um für interessierte Stakeholder alternative Szenarien der Wassernutzung auf ihre Nachhaltigkeit hin zu untersuchen. DANUBIA berücksichtigt die wesentlichen natürlichen wie gesellschaftlichen Prozesse. Fernerkundung und GIS-Techniken bilden die Basis des integrierten Beobachtungs-Konzepts in DANUBIA. Es wird die Architektur von DANUBIA, die gewählten Modellansätze und Daten, erste Ergebnisse der Modellierung des Ist-Zustandes sowie eine erste erfolgreiche Validierung von Ergebnissen der Modellierung der Oberflächenfeuchte mit Mikrowellen-Fernerkundungsdaten von ENVISAT vorgestellt.

Der quantitative Vergleich von Verteilungsmustern der Oberflächenfeuchte, wie sie aus ENVISAT-ASAR Daten abgeleitet wurden, zeigt bei einer Auflösung von 30 m eine gute Übereinstimmung mit in-situ Messungen. Darauf aufbauende Ableitungen der Oberflächenfeuchte-Information mit einer räumlichen Auflösung von 150 m, 1 km bzw. 25 km, wie sie von zukünftigen global operierenden Bodenfeuchtemissionen, wie SMOS oder HYDROS, erhoben werden, zeigen gute Übereinstimmung mit den Resultaten der Bodenfeuchtemodellierung in DANUBIA. Damit steht eine neue, unabhängige, räumliche und global übertragbare Validierungsmethode der sensitiven Bodenwasserbewegung in hydrologischen Modellen zur Verfügung.

Der Zusammenhang zwischen atmosphärischer Zirkulation und Niederschlag in Baden-Württemberg

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2004

Autorin/Autor:
Sven Kotlarski, Siegfried Demuth, Stefan Uhlenbrook und
Thomas Reich

Schlagworte:
Niederschlag, Baden-Württemberg, Variabilität, atmosphärische Zirkulation

Die großskalige atmosphärische Zirkulation ist entscheidende Steuergröße für das Auftreten von Niederschlag an einem gegebenen Ort zu einem gegebenen Zeitpunkt und beeinflusst dadurch auch die Entstehung hydrologischer Extreme. Mittels Korrelations- und Regressionsanalyse werden statistische Beziehungen zwischen großskaligen Zirkulationsparametern (Zonalindizes und Wetterlagenklassifikationen) und dem Niederschlag in Baden-Württemberg aufgestellt. Es zeigt sich, dass diese Beziehungen sowohl deutlichen räumlichen als auch zeitlichen Variabilitäten im Jahresverlauf unterliegen. So führt eine verstärkte Zonalität der Strömung insbesondere in orographisch exponierten Regionen und in den Wintermonaten zu hohen Niederschlagsmengen. Während des Sommers ist eine wesentlich größere Bandbreite atmosphärischer Zirkulationsmuster mit bedeutenden Niederschlägen verbunden als im Winter. Die Abschätzung der täglichen und monatlichen Niederschlagssummen mittels multipler linearer Regression in Abhängigkeit des Auftretens einzelner Wetterlagen gelingt am besten in exponierten Hochlagen während der Herbst- und Wintermonate. Die ausgeprägte Topographie des Untersuchungsraumes wird als entscheidender Steuerungsfaktor für das Auftreten von Niederschlag bei gegebenen makroskaligen atmosphärischen Verhältnissen identifiziert.