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Forschungsthemen

Unsere Forschungsthemen sind so vielfältig wie die Forscher an unserem Lehrstuhl. Dennoch gibt es einige Schwerpunkte, die uns besonders interessieren...

Foto: Andreas Bauer
Ausgeprägte Erosionsformen - Badlands in den Pyrenäen

Sedimenttransport in der Landschaft

“Es regnet, es regnet, die Erde wird nass…” und oft nicht nur das: Besonders bei Starkniederschlägen und in Gebieten mit wenig Vegetation macht sich “die Erde” (genauer gesagt, Sedimente) selbst auf den Weg! Manchmal nur wenige Zentimeter, bis zur Ackergrenze, aber eben auch in das nächste Fließgewässer und von dort auch weitere Strecken, z.B. bis in den nächsten Stausee. Dies hat nicht nur Bodenverlust vor Ort zufolge, sondern kann eine ganze Reihe weiterer Probleme mit sich bringen (z.B. Schadstofftransport, Bedrohung von Habitaten und Infrastruktur, Verlust von Speicherraum in Stauseen, …). An unserem Lehrstuhl messen wir Erosion und Sedimenttransport in unterschiedlichen Regionen. Das so gewonnene Verständnis nutzen wir, um diese Prozesse in Simulationsmodellen für ganze Flussgebiete abzubilden.

Gerade für empfindliche Regionen kann der menschliche Einfluss - z.B. durch den Klimawandel oder Änderungen in der Landnutzung - kritische Folgen haben. Besonders empfindlich sind u.a. Hochgebirgslandschaften: In den Alpen untersuchen wir, wie sich der Wasserkreislauf in verschiedenen Höhen und Ökozonen verändert und zukünftig verändern wird. Dabei geht es um das komplexe Zusammenspiel von Verdunstung und regionaler Erwärmung, Abflussbildung in vergletscherten oder Schnee-dominierten Gebieten und steigenden Sedimentausträgen als Folge abschmelzender Gletscher und auftauender Permafrostböden.

Kontakt: Dr. Till Francke, Prof. Dr. Axel Bronstert

Foto: Andreas Bauer
Ausgeprägte Erosionsformen - Badlands in den Pyrenäen

Quelle: NOAA
Terrestrisches Niederschlagsradar (Norman Doppler Radar)

Radargestützte Niederschlagsfernerkundung

Wie misst man Niederschlag? Was auf den ersten Blick nicht gerade nach einer Forschungsfrage des 21. Jahrhunderts klingt, ist immer noch eines der brennendsten Themen der Hydrometeorologie. Jenseits des herkömmlichen Ansatzes, ein Auffanggefäß auf’s Feld zu stellen, bieten sich vielfältige Technologien, um die Atmosphäre mit hoher räumlicher Abdeckung und Auflösung zu erkunden. Radarfernerkundung - ob nun terrestrisch oder satellitengestützt - ist hier von besonderer Bedeutung. Mit der freien und quelloffenen Softwarebibliothek wradlib haben wir ein Produkt mitentwickelt, dass es Forschern und Anwendern auf der ganzen Welt ermöglicht, diese Technologien effizient und effektiv zu nutzen.

Kontakt: Dr. Maik Heistermann

 

Quelle: NOAA
Terrestrisches Niederschlagsradar (Norman Doppler Radar)

Quelle: NatRiskChange
Nach der Sturzflut - Braunsbach, 2016

Sturzfluten verstehen und vorhersagen

Sturzfluten entstehen als Reaktion auf kurze und heftige Extremniederschläge. Sie gehören zu den schadenträchtigsten Ereignissen und können überall auftreten, wo sich Abfluss rasch in der Landschaft konzentriert. Ihre Vorhersage stellt die hydrologische und hydrometeorologische Forschung  jedoch immer noch vor eine der größten Herausforderungen. Dies betrifft die ursächlichen konvektiven Niederschläge ebenso wie die Abflussprozesse und der damit oft einhergehende Massentransport von Geröll und Schlamm. Darum versuchen wir, aufgetretene Sturzfluten so genau wie möglich zu rekonstruieren - und so zu verstehen… hydrologische Forensik sozusagen!

Kontakt: Dr. Maik Heistermann

Quelle: NatRiskChange
Nach der Sturzflut - Braunsbach, 2016

Quelle: SecaVista Projektseite
SecaVista - Echtzeit-Dürreprognosesystem für Nordost-Brasilien

Klimawandel und hydrologische Extremereignisse

Wie ein sich änderndes Klima unser Leben auf der Erde beeinflusst, können wir verstärkt in den letzten Jahren in den Nachrichten beobachten: Wetterextreme wie Stürme, Starkniederschläge oder Hitzewellen nehmen in vielen Gebieten der Welt in ihrer Häufigkeit und Ausprägung zu. Ob und wie stark dies für konkrete Gebiete ausfällt, versuchen wir mithilfe langjähriger klimatologischer und hydrologischer Zeitreihen zu analysieren. Auch die Simulationsergebnisse globaler Klimamodelle (GCMs) können mittels geeigneter Verfahren auf Regionen heruntergebrochen werden (Downscaling), sodass saisonale hydrometeorologische Vorhersagen (z.B. Veränderungen im Auftreten der Schneeschmelze im Hochgebirge,  Ausprägung der nächsten Regenzeit in semiariden Gebieten) oder auch Prognosen auf längerer Zeitskala möglich werden. SecaVista Web-Applikation

Kontakt: Prof. Dr. Axel Bronstert, Dr. Till Francke

Quelle: SecaVista Projektseite
SecaVista - Echtzeit-Dürreprognosesystem für Nordost-Brasilien

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