Sie befinden sich hier: Home > Portrait > Forschungsbereiche
Forschungsbereiche
> Einleitung
   Literatur

Forschungsbereiche

Einleitung

Wasser wird in diesem Jahrhundert die erste Ressource sein, die aus globaler Sicht an die Grenzen der Verfügbarkeit stösst. Im Anschluss an die Tagung von Dublin (Statement on Water and Sustainable Development, 1992) und nach der Verabschiedung der Agenda 21 an der globalen Umweltkonferenz in Rio de Janeiro (1992) wurde das World Water Council (WWC) eingesetzt, das in den internationalen Diskussionen um die Ressource Wasser in der Folge die Federführung übernahm. Es gelangt aufgrund seiner breit abgestützten Konsultationen zum Schluss, dass das Thema Wasser in den nächsten 25 bis 30 Jahren in der globalen Agenda signifikant an Bedeutung gewinnen wird. Das WWC spricht von einer globalen Wasserknappheit in den nächsten Jahrzehnten – mit Auswirkungen vor allem auch auf der lokalen und regionalen Ebene.

Die Wissenschaft ist angesichts dieser Ausgangslage aufgefordert, Lösungsansätze zu erarbeiten, die eine optimale Nutzung des Wassers ermöglichen. Die Hydrologie als Disziplin des Wassers ist aber immer noch stark vom sektoriellen Denken geprägt, das dem ausgesprochen interdisziplinären Element "Wasser" in keiner Art und Weise gerecht wird. Damit ist sie von ganzheitlichen Lösungsansätzen weit entfernt. Bereits bei der Analyse naturräumlicher Systeme vermisst man oftmals eine solche integrale Betrachtungsweise. Hier sind wir als Hydrologinnen und Hydrologen gefordert, vermehrt transdisziplinär zu arbeiten. Benötigt werden letzten Endes Konzepte, welche die Aktivitäten von Gesellschaft, Politik, Wirtschaft und Wissenschaft mit dem komplexen naturräumlichen Wirkungsgefüge hydrologischer Systeme in verschiedenen Raum- und Zeit-Skalen vernetzen. Nur so kann eine optimale Basis zur nachhaltigen Nutzung des Wassers erreicht werden.

Die Erforschung gefährlicher naturräumlicher Prozesse (Naturgefahren) bildet – nicht zuletzt angesichts der grösseren in den letzten Jahren aufgetretenen Ereignisse – einen weiteren zentralen Punkt in der Agenda einer am Naturraum orientierten Forschungsgruppe. Die rückschauenden Analysen belegen immer wieder, dass grundlegende Prozessabläufe nicht vollständig verstanden werden. So ist die Hydrologie nach wie vor nicht in der Lage, die Prozesse der Hochwasserbildung und der Feststofflieferung vollumfänglich zu beschreiben. Eine physikalisch plausible Modellierung entscheidender naturräumlicher Prozesse wird dadurch erschwert oder gar verunmöglicht. Diese Prozesse können nur verstanden werden, wenn die Interaktionen zwischen der Atmosphäre, der Geo-, Hydro- und Biosphäre im mikroskaligen Experiment gezielt untersucht werden. Dazu sind unbedingt auch neue Messkonzepte notwendig.

Prozessforschung ist aber auch unbedingt notwendig, um die Auswirkungen von Klima- und Umweltveränderungen besser zu verstehen und um plausiblere Szenarien zu Handen der Politik, der Wirtschaft und einer breiteren Öffentlichkeit zu erarbeiten. Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass die Auswirkungen der Klimaveränderung auf unsere Zivilisation zu einem beträchtlichen Teil über den hydrologischen Kreislauf erfolgen. Trockenheit und Dürre, Überschwemmungen, Landwirtschaft, Tourismus, Verkehr, Wasserkraft, Vegetation, aquatische Ökosysteme und die Trinkwasserversorgung können je nach betrachteter Region sehr sensitiv auf externe Änderungen im Klimasystem reagieren (Schär 2001). Gemäss dem IPCC-Report, der vor kurzer Zeit veröffentlicht wurde, ist es deshalb von zentraler Bedeutung, die Reaktion der Wasserressourcen und der Extremereignisse auf die Klimaveränderung besser zu verstehen und zu quantifizieren. Dies ist nur möglich, wenn die aktuell ablaufenden Prozesse erfasst und möglichst genau modelliert werden können.

Skizze Forschungsplan Prozessystem Wildbach
Figur 1 – Skizze zum Forschungsplan im Bereich der Hydrologie Figur 2 – Prozessystem Wildbach (nach Weingartner und Kienholz 1994)

Der Bereich "Wasser" bietet also ein innovatives Forschungsgebiet mit hoher Relevanz für die Praxis. Die Figur 1 enthält – basierend auf den oben angestellten Überlegungen – eine Skizze zum Forschungsplan der Gruppe, aus dem sich deutlich zwei Forschungsschwerpunkte herauskristallisieren, die untereinander durch die Möglichkeiten des Up- bzw. Downscaling verknüpft sind.

  1. Bei der Erforschung mikroskaliger Einzugsgebiete und der darin ablaufenden Prozesse steht die Analyse der systemaren Zusammenhänge zwischen der Hydrosphäre einerseits, der Geo-, Bio- und Atmosphäre andererseits unter Berücksichtigung der anthropogenen Aktivitäten im Mittelpunkt. Ziel ist ein besseres Verständnis der Prozessabläufe im Bereich des Wassers als Basis für "prozessbasierte" Modelle (Figur 2). Solche Modelle werden zur optimalen Ressourcenbewirtschaftung, zur Risikoverminderung bei Naturgefahren, aber auch zur Abschätzung der Auswirkungen von Klima- und Umweltveränderungen dringend benötigt.
    In den letzten zwölf Jahren konnten wir mit den Untersuchungen in intensiv instrumentierten Testgebieten im Berner Oberland (Spissibach), im Emmental (Sperbelgraben) sowie im Himalaya (Testgebiete in Nepal, Indien, China und Pakistan) viele interessante Erfahrungen und Erkenntnisse sammeln.

  2. "It is my belief that we are entering a time where the regional approach is more than a tool for incorporating regional information into site estimates, and is becoming a necessity in its own right because of the problems to be faced are of regional nature". Dieses Zitat von Beran (1990) unterstreicht die hervorragende Bedeutung der regionalen Dimension (Mesoskale). Im Bereich der regionalen Hydrologie wurde in den letzten Jahren ein umfassendes Methodengebäude entwickelt (Weingartner 1999). Es gilt nun aber, in dieses Methodengebäude vermehrt Erkenntnisse der Prozessskale (Mikroskale) einzubringen. Damit wird eine der grossen Herausforderungen, welche sich bei der Analyse naturräumlicher Systeme stellt, angesprochen: die Skalierungsproblematik – also alle Fragen im Zusammenhang mit dem Up- und Downscaling.
    Bei der regionalen Betrachtung steht die räumlich und zeitlich möglichst differenzierte Abschätzung der Wasserressourcen im Vordergrund. Es gilt aber auch, Grundlagen zur Abschätzung des naturräumlichen Gefahrenpotentials, insbesondere der Hochwasser, bereitzustellen, um damit z.B. kritische Gebiete zu erkennen.
    Mit dem "Hydrologischen Atlas der Schweiz", der von der Gruppe für Hydrologie seit 1989 herausgegeben wird, bietet sich eine ideale Plattform zur Darstellung und Verbreitung regionalhydrologischer Erkenntnisse. Der "Hydrologische Atlas" bildet denn auch eine Langzeitaufgabe der Gruppe.
    Eine bedeutende und herausfordernde Aufgabe wird es sein, regionalhydrologische Erkenntnisse auf andere (Gebirgs-) Räume, vor allem auch in den Ländern des Südens, zu übertragen.


Literatur

Beran, M. (1990): New Challenges for the Regional Approach. Wallingford.

Schär, Ch. (2001): Zitat im Bericht "Hydrologie Schweiz 2010 – Herausforderungen, Antworten". Schweizerische Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie, Bern.

Weingartner, R. (1999): Regionalhydrologische Analysen – Grundlagen und Anwendungen. Beiträge zur Hydrologie der Schweiz – Nr. 37, Bern.

Weingartner, R., Kienholz, H. (1994): Zur Sensitivität von Wildbachsytemen – Konzepte und erste Ergebnisse aus Untersuchungen in den Testgebieten Rotenbach (Schwarzsee) und Spissibach (Leissigen). In: Beiträge zur Hydrologie der Schweiz – Nr. 35:120–133, Bern.



GIUBUniversiät Bern
Letzte Änderung: webmaster
© Copyright 2003 by Gruppe für Hydrologie