Dieses Teilprojekt wird vom Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement der Technischen Universität München bearbeitet. Projektleiter sind Dr. Gabriele Chiogna und Prof. Dr. Markus Disse, Projektmitarbeiter Florentin Hofmeister MSc fertigt seine Doktorarbeit im Rahmen des Projekts an.
In diesem Teilprojekt werden klimawandelbedingten Veränderungen der Hydrosphäre in alpinen Einzugsgebieten seit dem Ende der kleinen Eiszeit (1850) erforscht. Der generelle Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung von veränderter Häufigkeit und Größe beobachteter und in Modellrechnungen simulierter Extremereignisse wie z.B. Hochwasser, Dürre, extreme Schmelzereignisse in Folge von Hitzewellen, Auftreten von Regen-auf-Schnee-Ereignisse und Gewitterstürme. Neben der Analyse von hydrologischen und meteorologischen Zeitreihen werden in allen drei Gebieten hydrologische Modellierungen mit dem physikalisch basiertem Modell WaSiM durchgeführt – damit soll einerseits sichergestellt werden, dass die Mechanismen der Abflussentstehung in den Untersuchungsgebieten richtig verstanden werden; andererseits ermöglichen die Modellrechnungen das Schließen von Datenlücken in der Vergangenheit und einen Blick in die Zukunft.
Die Unsicherheiten in den Ergebnissen der hydrologischen Modellierung werden durch die Verwendung von hochaufgelösten meteorologischen Daten, Fernerkundungsdaten (z.B. Gletscherausdehnung, Schneebedeckung), Informationen über die Bodenbeschaffenheit (z.B. Bodenstruktur, Permafrost und Vegetationsbedeckung) und zusätzliche Messungen wie zum Beispiel der Temperatur des Gerinneabflusses und der elektrischen Leitfähigkeit reduziert. Die Daten werden in intensiven Messkampagnen und kontinuierlich während der gesamten Projektphase (2019-2021) erhoben. Dabei kommen auch innovative Messverfahren wie das AutoSalt-System der kanadischen Firma Fathom Scientific zur automatisierten Durchflussmessung zum Einsatz und werden in enger Kooperation weiterentwickelt.
Der spezielle Fokus der multikriteriellen Kalibrierung und Validierung des hydrologischen Modells wird auf der Abflussbildung durch Schnee-, Gletscher- und Permafrost-Schmelze liegen. Die Einflüsse von Klima, Gletscher- und Schneedynamik, geomorphologischen Veränderungen sowie Landnutzungsänderungen auf die hydrologische Reaktion von den alpinen Einzugsgebieten werden anhand von kalibrierten Modellen unterschiedlicher Komplexität (in Abhängigkeit der Datenverfügbarkeit) innerhalb der Zeiträume 1850-1920, 1920-1980 und 1980-2021 analysiert.