{"id":79234,"date":"2024-02-23T11:12:34","date_gmt":"2024-02-23T10:12:34","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=79234"},"modified":"2024-02-23T11:12:35","modified_gmt":"2024-02-23T10:12:35","slug":"die-welt-im-wasserstress","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/die-welt-im-wasserstress\/","title":{"rendered":"Die Welt im Wasserstress"},"content":{"rendered":"

Wie haben sich die Wasserresourcen in den letzten 120 Jahren ver\u00e4ndert? Und was passiert, wenn es bis Ende des 21. Jahrhunderts noch einmal zwei Grad w\u00e4rmer wird als heute? Fragen wie diese beantwortet das globale Wasser-Modell WaterGAP, das ma\u00dfgeblich vom Institut f\u00fcr Physische Geographie der Goethe-Universit\u00e4t und von der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum entwickelt wird. Bislang lie\u00dfen sich die damit erzeugten Daten nur von Expertinnen und Experten nutzen. Eine neue Web-App \u00e4ndert das nun. Entwickelt wurde sie von dem franz\u00f6sischen Geodaten-Unternehmen Ageoce, das daf\u00fcr mit der Goethe-Universit\u00e4t kooperierte.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Der Erlenbach in der N\u00e4he von Frankfurt. Im Rahmen des Bachelor-Studienganges Geographie findet dort jedes Jahr eine Gel\u00e4nde\u00fcbung statt. Dabei erlernen die Studierenden grundlegende praktische Methoden der physischen Geographie wie die Messung der Wasserfl\u00fcsse.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Auf dem Bildschirm im Geozentrum der Goethe-Universit\u00e4t ist eine Karte von Mitteleuropa zu sehen. Oder besser: zu erahnen. Die gesamte Landfl\u00e4che ist n\u00e4mlich von einem Flickenteppich farbiger K\u00e4stchen \u00fcbers\u00e4t \u2013 manche davon blau, andere gr\u00fcn, wieder andere gelb oder orange. \u201eJedes dieser K\u00e4stchen \u2013 wir sprechen auch von Zellen \u2013 hat eine Gr\u00f6\u00dfe von etwa 50 mal 50 Kilometern\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Hannes M\u00fcller Schmied. \u201eDie Farben verdeutlichen, wie viel Grundwasser dort in einem Jahr neu gebildet wird. Je st\u00e4rker es in Richtung orange geht, desto geringer ist diese Neubildung.\u201c Der Geograph klickt ein paar Mal mit der Maus. Der bunte Teppich ver\u00e4ndert sich \u2013 wo vorher noch gr\u00fcn vorherrschte, dominieren nun gelb und orange. \u201eDas Bild, das ich Ihnen eben gezeigt habe, zeigt die Situation im Jahr 1980\u201c, erkl\u00e4rt er. \u201eHier sehen Sie zum Vergleich die Lage 2021, einem Jahr mit insgesamt weniger Niederschl\u00e4gen und einer etwas ver\u00e4nderten saisonalen Niederschlagsverteilung: In weiten Teilen Ostdeutschlands, Polens und Russlands sieht man hier deutliche Unterschiede.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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Ein Gewitterguss hilft dem Grundwasser kaum<\/h4>\n\n\n\n

Unsere S\u00fc\u00dfwasser-Ressourcen gelangen zunehmend unter Stress. Das liegt nicht so sehr daran, dass sich die Jahresmenge des Niederschlages \u00e4ndert. Stattdessen hat sich seine Verteilung ver\u00e4ndert. \u201eViele Menschen finden das nasse Wetter der vergangenen Wochen deprimierend\u201c, sagt M\u00fcller Schmied. \u201eF\u00fcr den Boden und das Grundwasser ist so ein gleichm\u00e4\u00dfiger, lang anhaltender Regen aber eine gute Nachricht.\u201c In den letzten Jahren h\u00e4ufen sich jedoch lang anhaltende trockene Phasen. Wenn Niederschlag f\u00e4llt, dann oft sehr geballt. Mitunter entlassen die Wolken binnen weniger Stunden so viel Wasser wie sonst innerhalb mehrerer Wochen. \u201eBei einem solchen Starkregen nimmt der Boden schon nach kurzer Zeit nichts mehr auf\u201c, betont M\u00fcller Schmied. Stattdessen flie\u00dft das kostbare Nass \u00fcber die B\u00e4che und Fl\u00fcsse ins Meer \u2013 es kommt nur sehr wenig im Boden und letztendlich im Grundwasser an. \u201eEin kr\u00e4ftiger Gewitterguss hilft dem Grundwasser also kaum. Zwei Wochen Landregen, in denen exakt dieselbe Menge f\u00e4llt, sind dagegen perfekt.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Dass Wasser in Deutschland vielerorts zumindest zeitweise knapp wird, hat nicht nur mit den sich ver\u00e4ndernden Niederschlags-Mustern zu tun. Es gibt noch zahlreiche weitere Faktoren, die seine regionale Verf\u00fcgbarkeit beeinflussen: Welcher Anteil des Niederschlags im Winter in den Gletschern und als Schnee gespeichert und erst bei dessen Schmelze wieder freigegeben wird. Wie hoch die Sonneneinstrahlung ist und damit die Verdunstung. Wie bewaldet das betrachtete Gebiet ist (W\u00e4lder verschatten den Boden und beg\u00fcnstigen die Einsickerung von Wasser in den Boden, das Kronendach dient dar\u00fcber hinaus als Wasserspeicher). Aber auch, wie stark die Ressourcen f\u00fcr die Bew\u00e4sserung landwirtschaftlicher Kulturen, f\u00fcr Viehwirtschaft, Industrie und den Wasserbedarf der Haushalte genutzt werden. Seit 30 Jahren bem\u00fchen sich Forschende darum, diese Einfl\u00fcsse in Computermodellen abzubilden. Denn ausreichend Wasser ist nicht nur f\u00fcr den Menschen, sondern auch f\u00fcr die Funktion der \u00d6kosysteme und die Lebewesen in ihnen essenziell. Eines der heute weltweit meistgenutzten Modelle hei\u00dft WaterGAP. Das K\u00fcrzel steht f\u00fcr \u201eWater \u2013 Global Assessment and Prognosis\u201c, was sich frei mit \u201eglobale Einsch\u00e4tzung und Prognose der Wasserressourcen\u201c \u00fcbersetzen l\u00e4sst. WaterGAP erblickte vor knapp 30 Jahren an der Universit\u00e4t Kassel das Licht der Welt. Seitdem wird das Modell kontinuierlich verfeinert und weiterentwickelt \u2013 inzwischen vor allem an der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt und der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum.<\/p>\n\n\n\n

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Dr. Hannes M\u00fcller Schmied arbeitet am Institut f\u00fcr Physische Geographie der Goethe-Universit\u00e4t und am Senckenberg Biodiversit\u00e4ts und Klima Forschungszentrum (SBiK-F).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Hannes M\u00fcller Schmied ist Teil des Frankfurter WaterGAP-Teams. Die bunten Grafiken auf seinem Bildschirm basieren auf den Berechnungen des Modells. \u201eDie Neubildung des Grundwassers l\u00e4sst sich nur mit sehr gro\u00dfem Aufwand messen und das auch nur punktuell und nicht f\u00fcr gro\u00dfe Gebiete\u201c, sagt er. \u201eF\u00fcr die Frage, inwieweit etwa eine gro\u00dffl\u00e4chige Bew\u00e4sserung aus Grundwasserressourcen nachhaltig ist, sind diese Informationen aber ausgesprochen wichtig.\u201c Modelle wie WaterGAP erlauben es, die Prozesse, die die Wasserverf\u00fcgbarkeit beeinflussen, per Software nachzustellen. Dadurch k\u00f6nnen sie r\u00e4umlich und zeitlich aufgel\u00f6ste Zeitreihen zu verschiedenen Variablen des Wasserkreislaufes berechnen. Auf diese Weise ist es m\u00f6glich, f\u00fcr fast jede Region auf unserem Planeten den aktuellen Stand und die historische Entwicklung der Wasserressourcen abzusch\u00e4tzen, wenn auch mit einer gewissen Unsicherheit.<\/p>\n\n\n\n

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Komplexe Geodaten<\/h4>\n\n\n\n

Bislang war es Expertinnen und Experten vorbehalten, aus dem riesigen Wust der Modellberechnungen Antworten auf bestimmte Fragen zu destillieren. \u201eWir nutzen komplexe Programme, um die Ergebnisse unseres Modells zu analysieren und letztendlich zu visualisieren\u201c, erl\u00e4utert M\u00fcller Schmied. Dank einer Kooperation mit der franz\u00f6sischen Firma Ageoce soll sich das nun \u00e4ndern. Das Unternehmen ist darauf spezialisiert, komplexe Geodaten so aufzubereiten, dass sie sich in einem ganz normalen Internet-Browser betrachten lassen. Auch die beiden Europa-Karten zur Grundwasser-Neubildung 1980 und 2021 wurden mit dieser \u201eWeb-App\u201c erzeugt. \u201eWir wollen es Laien erm\u00f6glichen, die Entwicklung der Wasser-Ressourcen in den letzten Jahrzehnten nachzuvollziehen\u201c, betont Dr. Guillaume Attard, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer von Ageoce. \u201eDie Philosophie unseres Unternehmens ist es, die L\u00fccke zwischen Forschung und operativer Umwelttechnik zu schlie\u00dfen \u2013 beispielsweise indem wir Forschungsdaten so \u00fcbersetzen, dass jeder sie nutzen kann. WaterGAP ist daf\u00fcr ein ideales Beispiel.\u201c Die Visualisierung der Daten erm\u00f6glicht es auch Fachfremden, Antworten auf bestimmte Fragen zu finden \u2013 etwa: Wie hat sich die Wassersituation in der Region, in der ich lebe, seit meiner Geburt ver\u00e4ndert? Und wie viel von dieser Ver\u00e4nderung ist auf menschliche Einfl\u00fcsse zur\u00fcckzuf\u00fchren? \u201eEin Ziel ist es, das Problembewusstsein zu sch\u00e4rfen \u2013 sowohl in der Bev\u00f6lkerung als auch in der Politik\u201c, sagt Attard, dessen Heimat ebenso wie Deutschland in den letzten Jahren wiederholt unter D\u00fcrren gelitten hat.<\/p>\n\n\n\n

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Forschungsdaten in der Bibliothek<\/h4>\n\n\n\n

In die Zusammenarbeit ist auch die Bibliothek der Goethe-Universit\u00e4t eingebunden: Sie hat k\u00fcrzlich eine Plattform zur Publikation von Forschungsdaten entwickelt \u2013 das Goethe University Data Repository (GUDe). Es steht allen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern offen. \u201eWir nutzen GUDe, um die Ergebnisse des Modells in strukturierter Weise abzulegen und der \u00d6ffentlichkeit zur Verf\u00fcgung zu stellen\u201c, erkl\u00e4rt Hannes M\u00fcller Schmied. Der franz\u00f6sische Projektpartner kann dann \u00fcber das Internet darauf zugreifen. Dieser Zugriff erfolgt \u00fcber eine standardisierte Schnittstelle, fachsprachlich API. Wenn M\u00fcller Schmied neue Daten erzeugt (in K\u00fcrze sollen etwa die Modellberechnungen f\u00fcr 2023 im Repository abgelegt werden), kostet es Attard daher nur wenige Mausklicks, sie in seine Web-App zu integrieren. \u201eUnser Gemeinschaftsprojekt dokumentiert also auch, wie sehr GUDe derartige Kooperationen vereinfachen kann\u201c, betont Hannes M\u00fcller Schmied.<\/p>\n\n\n\n

In der Forschung wird WaterGAP nicht nur eingesetzt, um die historische Entwicklung der Wasser-Ressourcen zu untersuchen. Ein besonderes Interesse gilt den Auswirkungen bestimmter Klimaszenarien: \u201eUns interessieren Fragen wie: Was passiert mit der Verf\u00fcgbarkeit von Wasser f\u00fcr Mensch und Umwelt, wenn es tats\u00e4chlich weltweit 2, 3 oder 5 Grad w\u00e4rmer wird? Wo bilden sich m\u00f6gliche Hotspots des Klimawandels aus, die nach vertiefender Betrachtung rufen? Und welche Rolle spielen dabei direkte menschliche Eingriffe z.\u2006\u200aB. der Bau von Stauseen oder die Wassernutzung durch Haushalte, Landwirtschaft und Industrie?\u201c, sagt Hannes M\u00fcller Schmied. In der Web-App ist dieser Blick in die Zukunft noch nicht m\u00f6glich. Vielleicht \u00e4ndert sich das bald: Der Wissenschaftler plant, Finanzmittel f\u00fcr ein Projekt zu beantragen, in dem die Visualisierungs-Plattform weiter ausgebaut werden soll.<\/p>\n\n\n\n

Info
<\/strong>WaterGAP-WebApp<\/a><\/p>\n\n\n\n

Autor: Frank Luerweg<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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