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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasserbau - IWS

Selected Topics and International Network Lectures

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Donnerstag
22.07.2004
16:00 Uhr
Dr. Harald Kunstmann, Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK-IFU), Forschungszentrum Karlsruhe, Garmisch-Partenkirchen

Gekoppelte Meteorologie-Hydrologie Simulationen

Will man die Bedeutung des globalen Klimawandels für den Wasserhaushalt einzelner Einzugsgebiete abschätzen oder kurzfristige Hochwasservorhersagen für Quellgebiete verbessern, stößt man auf die grundlegende Frage, inwieweit die Qualität meteorologischer Modelle (bzw. regionaler Klimamodelle) ausreicht, um Niederschlagsabfluss- oder flächendifferenzierte Wasserhaushaltsmodelle antreiben zu können.
Vor diesem Hintergrund werden Ergebnisse von hochaufgelösten gekoppelten Meteorologie-Hydrologie-Simulationen für orographisch komplexe Einzugsgebiete vorgestellt. Für die Untersuchungen wurde das mesoskalige meteorologische Modell MM5 mit dem Wasserhaushaltsmodell WASIM in einem 1-Wege Verfahren gekoppelt. Globale Reanalysen wurden mittels MM5 in vier Nestungsstufen von 250x250 km² auf 2x2 km² auf das alpine Einzugsgebiet der Mangfall (1100 km²) dynamisch regionalisiert und mit den Ergebnissen das hydrologische Modell (150x150 m² Auflösung) angetrieben. Während die durch Schneedeckenaufbau oder Schneeschmelze beeinflussten Abflussperioden in der gekoppelten Simulation nicht immer zufrieden stellend reproduziert werden konnten, lieferte die gekoppelte Simulation über weite Zeiträume gute Übereinstimmung mit den beobachteten Abflüssen.
Im Weiteren wird ein Ausblick auf die Anwendbarkeit von gekoppelten Simulationen zur Untersuchung von Auswirkungen der globalen Klimaänderung auf den Wasserhaushalt von einzelnen Einzugsgebieten gegeben. Es werden erste Ergebnisse von gekoppelten Klima-Hydrologie Simulationen für das alpine Einzugsgebiet der Ammer (700 km²) vorgestellt. Hierzu wurde mittels MM5 das IPCC Szenario IS92a (business as usual) für zwei Zeitscheiben (1990-1999 und 2030-2039) in drei Nestungsstufen auf 4x4 km2 räumliche Auflösung dynamisch regionalisiert und damit das hydrologische Modell angetrieben. Es wird gezeigt, wie sich Niederschlags- und Temperaturverteilungen im Einzugsgebiet vom Jetztzeitklima zum möglichen zukünftigen Szenarienklima ändern und wie entsprechend das Abflussverhalten beeinflusst wird. Die prognostizierten Veränderungen im Abflussverhalten werden den Unsicherheiten (1) des Klimamodells (Jetztzeitklima-Szenario), (2) der Kopplung, und (3) der hydrologischen Simulation gegenübergestellt.