Hinweise auf Veränderungen der zeitlichen Variabilität des Frühlingsbeginns in der Abflussdynamik Baden-Württembergischer Fliessgewässer.
In Baden-Württemberg berichte unterschiedliche Akteure aus Forst- und Landwirtschaft, Tourismusbranchen und der Wasserwirtschaft von vermehrt vorgezogenen Frühlingsanfängen, Frühjahrstrockenheiten, höheren Temperaturen zwischen März und Mai und einer Verlängerung der Vegetationsperiode (Stölzle & Stahl, 2011). Im Rahmen prognostizierter Klimaänderungen für die Region Baden-Württemberg ist es nötig zu untersuchen, ob ein Einfluss eines frühreren Beginns der Vegetationsperiode auf den Wasserhaushalt, insbesondere auf das Abflussverhalten von Flüssen, mit Daten belegt werden kann.
Ziel der Arbeit
Der charakteristische Abflussrückgang bei Trockenwetter (Rezession) und folgende Niedrigwasserperioden sind abhängig von der Jahreszeit und den Untersuchungsgebieten (z.B. bzgl. Intensität, Andauer, Frequenz). Mit Hilfe von Rezessionsanalysen aus Abflussdaten aus mehreren Einzugsgebieten soll statistisch untersucht werden, ob der phänologische Frühlingsbeginn und damit einhergehende höhere Verdunstungsraten in den Abflussdaten sichtbar sind, also ob eine Verschiebung des Eintrittzeitpunktes detektiert werden kann und wie diese den Rezessionscharakter verändert. Abschließend soll untersucht werden, ob ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Ergebnissen der Rezessionsanalyse und Gebietseigenschaften besteht, z.B. in Hinblick auf die Bewaldung des Einzugsgebietes.
Methode
Eine Analyse von Abflussdaten zur Bestimmung des Einflusses veränderterter Evapotranspiration im Frühjahr wurde bereits in den USA durchgeführt (Czikowsky & Fitzjarrald, 2004) und kann für die Abflussdaten der Einzugsgebiete in Baden-Württemberg als Modell dienen. Die Methode dektiert den einsetzenden Frühlingsbeginn, also erhöhte Evapotranspiration, durch schnelleren Abflussrückgang und ermöglicht somit eine Bestimmung des phänologischen Frühlingsanfangs alleine durch Abflussdaten. Die Ergebnisse werden mit Gebietseigenschaften der Untersuchungsgebiete in Verbindung gesetzt, mit statistischen Methoden auf Trends getestet und können mit Hilfe von z.B. phänologischen oder meteorologischen Datensätzen aus den Gebieten validiert werden (z.B. Menzel et al., 2001). Die Abflussdaten können dabei in verschiedene Betrachtungszeiträume aufgeteilt werden, um mögliche Aussagen der Trendtests zu validieren.
Betreuung
Kerstin Stahl und Michael Stölzle
Herausforderung
Modellierung, GIS, Statistik und Datenaufbereitung
Sprache
Deutsch, Englisch
Literatur
Czikowsky, M. J. and D. R. Fitzjarrald (2004). „Evidence of seasonal changes in evapotranspiration in eastern US hydrological records.“ Journal of Hydrometeorology 5(5): 974-988.
Menzel, A. et al. (2001). „Spatial and temporal variability of the phenological seasons in Germany from 1951 to 1996.“ Global Change Biology 7(6): 657-666.
Stölzle, M. & K. Stahl (2011). „Wassernutzung und Trockenheitsindikatoren in Baden-Württemberg.“ Standort - Zeitschrift für angewandte Geographie: 1-8 Link.