Skalierungsprobleme in der Hydrologie (HOE - Scaling 3.Jahr)

01.01.2003 - 10.01.2007
Forschungsförderungsprojekt
Unter Skalierung versteht man das Übertragen von Information zwischen unterschiedlichen Raum-Zeit Skalen, wobei downscaling eine Übertragung auf kleinere Skalen, upscaling eine Übertragung auf größere Skalen darstellt, und ein enger Zusammenhang mit der Regionalisierung besteht. Der Ausgangspunkt dieses Projektes sind die in Blöschl (1996) entwickelten hydrologischen Skalenkonzepte für Prozesse, Messungen und Modelle. Das Projekt ist in drei Teile gegliedert, die die Skalenproblematik von drei unterschiedlichen Richtungen betrachten. Im ersten Teil werden Zufallsfelder herangezogen, um die räumliche hydrologische Variabilität und das Skalenverhalten zu beschreiben. Dies ist also ein beschreibender, nicht jedoch erklärender Ansatz. Für einfache lineare Bedingungen werden möglichst allgemeine Beziehungen für hydrologische Skalenübergänge abgeleitet. Der zweite Teil des Projektes ist einfachen deterministischen Ansätzen gewidmet, die versuchen, die räumliche hydrologische Variabilität und das Skalenverhalten zu erklären. Einerseits werden die Prozesse und ihre Eigenschaften in Hinblick auf das Skalenverhalten aus Daten erschlossen. Andererseits werden mit Hilfe von Ähnlichkeitsansätzen, unter Verwendung von charakteristischen Längen und Zeiten sowie von dimensionslosen Größen, Beziehungen für das Skalenverhalten abgeleitet. Oft ist das Verhalten natürlicher hydrologischer Prozesse jedoch so komplex, dass nichtlineare Ansätze notwendig sind. Diese werden im dritten Teil dieses Projektes untersucht, wobei hier eine Kombination von erklärenden und beschreibenden Methoden zur Anwendung kommt. Bei diesen Arbeiten werden die Einzugsgebietsstruktur und dominante hydrologische Prozesse bei den Methoden für die Skalenübergänge berücksichtigt sowie Formulierungen für die Subgrid Variabilität und effektive Parameter für einfache hydrologische Modelle abgeleitet. Die in diesem Projekt abgeleiteten Ansätze für die Skalentransformation (upscaling, downscaling, Regionalisierung) werden an Hand von Daten der Abflussdynamik und an Hochwasserdaten für das gesamte Gebiet von Österreich überprüft. Ein wichtiger Bestandteil des vorliegenden Projektes ist die Zusammenschau der Struktur und Ergebnisse der unterschiedlichen Ansätze, da von dieser Zusammenschau ein besseres Verständnis der Skalenzusammenhänge zu erwarten ist, als dies mit einem einzelnen Ansatz möglich ist.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW)

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Energy and Environment

Schlagwörter

DeutschEnglisch
HydrologieHydrology
MessungMeasrument
Modellierungmodeling

Externe Partner_innen

  • University of Western Australia
  • Slovak University of Technology