Identifikation durch den Klimawandel getriebenener kritischer Wetterbedingungen, die zu dramatischen Veränderungen in Seen führen

Seen stellen der Gesellschaft wichtige Ökosystemleistungen zur Verfügung und zeigen weltweit bedenkliche Reaktionen auf den fortlaufenden Klimawandel. Neben langfristigen Veränderungen können auch Ereignisse auf kürzerer Zeitskala mittel- bis langfristige Auswirkungen auf Seen haben. Daher wollen wir untersuchen, inwieweit kurz- bis mittelfristige Wetterbedingungen in Kombination mit langfristigen Klimaveränderungen kritische Auswirkungen auf Seen haben. Um das zu erreichen, entwickeln wir verbesserte Methoden zur stochastischen Wettergenerierung und zur Seenmodellierung, um sie anschließend zu einer Modellkette zu verbinden. Diese Modellkette wird es uns ermöglichen, mittels eines iterativen inversen Ansatzes zu ermitteln, welche Wetterereignisse vordefinierte, gefährliche Veränderungen im Seezustand verursachen können, also kritische Wetterereignisse zu identifizieren. Dies wird am Beispiel des in Israel gelegenen Sees Genezareth durchgeführt, der bereits unter dem Druck sich ändernder klimatischer Bedingungen steht und in einer Region liegt, für die weiterhin starke Veränderungen prognostiziert werden. Unser Ansatz ermöglicht, identifizierte kritische Wetterbedingungen mit langfristigen Veränderungen zu kombinieren, sodass wir die relative Bedeutung beider Einflüsse bewerten können. Auf diese Weise können wir auch beurteilen, ob Wetterereignisse, die sich unter den derzeitigen klimatischen Bedingungen kritisch auf den See auswirken, durch den Klimawandel noch gefährlicher werden, und ob Wetterbedingungen, die in der Vergangenheit irrelevant waren, erst in Kombination mit langfristigen klimatischen Veränderungen gefährlich werden.

Um die Auswirkungen des Klimawandels und solcher kritischen Wetterbedingungen besser abschätzen zu können, planen wir in der zweiten Phase des Projekts eine Erweiterung der Modellkette, um Prozesse auf der Einzugsgebietsebene einzubeziehen und dreidimensionale Strömungsmuster im See aufzulösen. Diese Erweiterung wird es uns ermöglichen, Abflüsse und Nährstoffeinträge zu berücksichtigen, die im Einklang mit dem generierten Wetter stehen, sowie Strömungsmuster wie brechende interne Wellen zu modellieren, die unter künftigen Bedingungen einen entscheidenden Beitrag zur Durchmischung leisten könnten. Da diese Modelle vomselben stochastisch generierten Wetter angetrieben werden, ist es notwendig, den entsprechenden Wettergenerator weiterzuentwickeln, um räumlich aufgelöste Werte zu erzeugen. In der zweiten Hälfte des Projekts werden wir nicht nur die Ergebnisse der ersten Phase verfeinern können, sondern auch feststellen, inwieweit gezielte wasserwirtschaftliche Maßnahmen den identifizierten kritischen Wetterbedingungen entgegenwirken können.