Die hydrologische Datenbank hilft, Wasser effizienter zu nutzen

Wenn Sie Daten über das Ausmaß des Wasserabflusses, der Landnutzung, der Bodenbeschaffenheit, des Niederschlags und der Temperatur haben, können Sie die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft besser einschätzen. Dieses Wissen trägt auch zur Entwicklung von Methoden zur Vorhersage und Bewertung der Risiken hydrologischer Ereignisse und zur besseren Einschätzung hydrologischer Extreme wie Hochwasser und Niedrigwasserperioden bei.

CAMELS-Datensätze (CAMELS steht für „Catchment Attributes and METeorology for Large-sample Studies“) kombinieren diese Daten und ermöglichen die Modellierung und Datenanalyse unterschiedlicher Landschaftsräume, so das Karlsruher Institut für Technologie in a Pressemitteilung.

„Mit dem CAMELS-DE-Datensatz wollen wir länderübergreifende Analysen in der Hydrologie in Deutschland ermöglichen“, sagt Dr. Ralf Loritz vom KIT, der die Datenbank gemeinsam mit Forschern der Universität Freiburg aufbaut, von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ und andere Einrichtungen in Deutschland.

„Denn in der Umweltwissenschaft bedeuten Bundes- oder Landesgrenzen immer neue Verantwortlichkeiten und oft eine eingeschränkte Datenverfügbarkeit. Dies hemmt die hydrologische Forschung.

Gruppendaten

CAMELS-Datensätze kombinieren Landschaftsmerkmale wie Landnutzung, Geologie oder Bodeneigenschaften mit hydrologischen und meteorologischen Zeitreihen wie Wasserstand und Abfluss sowie Niederschlag, Temperatur und Evapotranspiration. Sie bieten damit die Möglichkeit, Modelle und Datenanalysen in einer Vielzahl heterogener Landschaftsräume zu vergleichen und hydrometeorologische Variabilität sowie zeitliche und räumliche Veränderungen zu bewerten.

„In CAMELS-DE wollen wir lange Zeitreihen von Wasserstands- und Abflussmessungen aus allen Bundesländern einheitlich zusammenführen. Anhand der Grenzen der zugehörigen Flussgebiete generieren wir zudem Wetterzeitreihen aus frei verfügbaren Daten des Deutschen Wetterdienstes und integrieren diese in den Datensatz“, so Loritz.

„Die bereits in anderen Ländern veröffentlichten CAMELS-Datensätze dienen uns als Beispiel. Wir wollen noch weitere Attribute hinzufügen, die für Deutschland besonders relevant sind, wie zum Beispiel hohe oder niedrige See.“

Nachhaltiges Wassermanagement

Die Forscher planen, die ersten Datensätze im Frühjahr 2023 zu veröffentlichen. Danach streben sie eine langfristige Zusammenarbeit zwischen der Forschungsgemeinschaft und den Bundesländern und dem Bund an, um den Datenerhebungsaufwand zukünftig zu minimieren Daten in die Lehre zu integrieren, Forschungsgruppen zu vernetzen und den Austausch von Ergebnissen zu erleichtern.

„Wir haben uns 2022 mit der Vision zusammengeschlossen, eine verbesserte Ausgangslage für relevante hydrometeorologische Daten in Deutschland zu schaffen, sowohl für die nationale hydrologische Gemeinschaft, als auch für die internationale hydrologische Gemeinschaft“, erklärt der Hydrologe.

Am KIT wird die Arbeit an der Datenbank im Rahmen des im April 2022 gestarteten Projekts „ViTamins – Invigorating Hydrological Science and Teaching: merging key Legacies with new Concepts and Paradigms“ gefördert nachhaltiges Wassermanagement in Zeiten des Klimawandels sowie die Verknüpfung von Meteorologie und Klimaforschung mit Ökologie und Bodenkunde.

Helfried Beck

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