Globale Abschätzung von Wassermangel in Karstregionen in Zeiten des globalen Wandels

Description: Karst entsteht sich durch die Verwitterung von Karbonatgestein und erzeugt starke oberflächliche und unterirdische Heterogenität von hydrologischen Speicher und Fließprozessen. Ungefähr 7% bis 12% der Erdoberfläche besteht aus Karstgebieten und etwa ein Viertel der Weltbevölkerung ist ganz oder teilweise abhängig von Trinkwasser aus Karstgrundwasserleitern. Für die nächsten Jahrzehnte, Klimamodelle prognostizieren einen starken Temperaturanstieg und eine Abnahme von Niederschlagsmengen in vielen Karstregionen der Welt. Trotz dieser Vorhersagen gibt es nur wenige Studien, die die Auswirkungen des Klimawandels auf die Karstwasserressourcen abschätzen. Die ist hautsächlich auf das Fehlen von Messdaten und die inadäquate Abbildung von Karstprozessen in derzeit angewandten Ansätzen zur großskaligen Modellierung zurückzuführen. Das Ziel der beantragten Nachwuchsgruppe ist, die notwendigen Daten und Ansätze zur erstmaligen Abschätzung der gegenwärtigen und zukünftigem Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zur Verfügung zu stellen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, sind signifikante Fortschritte (1) zum Verständnis der Heterogenität von Karstregionen und zu deren Einarbeitung in hydrologische Modelle, (2) zum Upscaling von Beobachtungen auf der Einzugsgebietsskale für Anwendungen von Simulationsmodellen im globalen Maßstab, und (3) zum Vergleich der gegenwärtigen und zukünftigen Verfügbarkeit von Wasserressourcen mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf von Nöten. Im vorgeschlagenen Projekt sollen neuartige Ansätze zur Messung und Analyse hydrologischer Daten an fünf experimentellen Messgebieten, die in 5 verschiedenen Klimaregionen über den Globus verteilt sind (AU, D, ES, MX, UK), eingesetzt werden, um die Einflüsse der Heterogenität von Karstgebieten auf oberflächennahe Fließprozesse zu erkunden. Mittels einer neu entwickelten Karstdatenbank, welche beobachtete Zeitreihen von Karstquellenabflüssen enthält, und Rezessionsanalyse sollen die Heterogenität von Grundwasser und Abflussprozesse in verschiedenen Regionen der Welt charakterisiert werden. Dieselbe Datenbank, erweitert durch zusätzlich Abflussdaten auf Flussgebietsskale des Global Runoff Data Center (GRDC), soll zur Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Einbindung der neu gewonnenen Erkenntnisse in ein großskaliges Simulationsmodell speziell für Karstregionen angewandt werden. Dieses Modell soll letztendlich dazu benutzt werden, um (1) gegenwärtige und, gekoppelt mit Klimaszenarien, zukünftige Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zu erkunden, um diese (2) mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf zu vergleichen und von Wassermangel bedrohte Regionen zu identifizieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Niederschlagshöhe ? Rechenzentrum ? Wasserwirtschaftliche Daten ? Karstgrundwasserleiter ? Hydrogeologie ? Prognose ? Kalkstein ? Karstwasser ? Simulationsmodell ? Karstgebiet ? Klimamodell ? Limnologie ? Messdaten ? Siedlungswasserwirtschaft ? Studie ? Trinkwasser ? Zeitreihe ? Grundwasser ? Globalmodell ? Verwitterung ? Grundwasserleiter ? Modellierung ? Globale Veränderung ? Hydrochemie ? Klimafolgen ? Weltbevölkerung ? Wasserknappheit ? Datenbank ? Erdoberfläche ? Wasserbedarf ? Wasserressourcen ? Globale Aspekte ? Klimaszenario ? Hydrologie ? Temperaturerhöhung ? Integrierte Wasser-Ressourcen Bewirtschaftung ? Zeitverlauf ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• IIASA - International Institute for Applied Systems Analysis (Mitwirkende)
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (Mitwirkende)
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Hydrologie (Mitwirkende)
• National University of Mexico, Institute of Engineering (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• University of Bristol, Queen`s School of Engineering, Department of Civil Engineering (Mitwirkende)
• University of Edinburgh, School of Clinical Sciences and Community Health, Centre for Cardiovascular Science (Mitwirkende)
• University of Malaga, Centre of Hydrogeology (Mitwirkende)
• University of Victoria, Department of Computer Science, Engineering,Computer Science Building (ECS) (Mitwirkende)
• Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie (Betreiber*in)

Time ranges: 2017-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Global Assessment of Water Stress in Karst Regions in a Changing World
  Description: Karst develops due to the weathering of carbonate rock and results in significant surface and subsurface heterogeneity of hydrological flow and storage processes. About 7% to 12% of the Earths continental are is covered by karst regions, and approximately one quarter of the global population is completely or partially dependent on drinking water from karst aquifers. For the next decades, climate models predict a strong increase in temperature and a decrease of precipitation in many karst regions in the world. Despite these predictions, only few studies have been performed to quantify the impact of climate change on karst water resources. This is mainly due to a lack of data and inadequate representation of karst processes in existing large scale simulation approaches. The aim of the proposed junior research group is provide the necessary data and approaches to, for the very first time, assess present and future karst water resources availability at a global scale. To tackle this challenge, new research in (1) understanding and including karstic heterogeneity in hydrological models, (2) upscaling catchment based observations and simulation approaches to the global scale, and (3) comparing present and future water resources availability with water demand across the globe is necessary. The project will apply novel monitoring and analysis schemes at five test sites distributed in 5 climate regions over the world (AU, D, ES, MX, UK) to understand the effects of karstic heterogeneity of shallow surface processes in different climate regions. A newly established data base of catchment scale karst system observations will be used to apply a karst specific recession analysis to infer about the heterogeneity of groundwater storage and discharge processes in different regions in the world. From the same database and the global runoff database (GRDC), a new approach to integrate the hereby gained understanding into a large scale karst water resources simulation model will be developed. The new model will finally be used (1) to explore present and, coupled with climate simulation models, future karst water resources availability and (2) to relate it to water demands to identify present and future threats on peoples water supply. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1083791

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/324318446 (Webseite)

Status

Aktiv

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