MUSICALS – Simulation des Schmelzwasserabflusses von Schnee und Eis in alpine Speicherseen
Veränderung von Wasserverfügbarkeit und Abflussmengen in Tirol.
Teilprojekt A: Simulation des Schmelzwasserabflusses von Schnee und Eis in alpinen Speicherseen
Für die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Ausprägung der Abflussbildung in hochalpinen Einzugsgebieten wurde ein schneehydrologisches Energie- und Massenbilanzmodell für das Untersuchungsgebiet in den Ötztaler Alpen aufgesetzt. Mit Hilfe von Laserscanningbeobachtungen der winterlichen Schneedecke wurde eine neue Methode zur Ableitung eines (Schnee-)Niederschlagskorrekturfelds auf Basis der Topographie des Untersuchungsgebiets entwickelt und parametrisiert. Die Anwendung dieser Niederschlagsumverteilung in Kombination mit weiteren Modellerweiterungen führte zu einer deutlich verbesserten Wiedergabe der Schneedecke und in weiterer Folge auch des Abflusses.
Teilprojekt B: Auswirkungen von möglichen Klimaveränderungen auf das Erzeugungspotential von Wasserkraftwerken
Die Energieproduktion aus Wasserkraft kann in Kombination mit volatilen erneuerbaren Energieträgern einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der klimapolitischen Emissionsziele beitragen. Hierbei kann die Wasserkraft in den Alpen eine wesentliche Rolle im europäischen Energiemarkt spielen. Die klimatischen Veränderungen innerhalb der letzten Jahrzehnten haben bereits zu einer Erhöhung der Lufttemperatur und in Folge zu einer Abnahme der Gletschermassen als auch zu einer Veränderung der Schneemuster geführt. Dies hat entsprechende Auswirkungen auf den Abfluss und dessen jahreszeitlichen Verlauf. Anhand von regionalen Klimaprojektionen und unter Verwendung eines konzeptionellen hydrologischen Modells wurde ermittelt, inwieweit der Klimawandel im Laufe des 21. Jahrhunderts die Abflusseigenschaften von Einzugsgebieten in den österreichischen Alpen verändert. Auf Basis dessen kann das wirtschaftliche Potenzial der Wasserkraftnutzung langfristig bewertet werden.
MUSICALS II – Multiscale Snow/Icemelt Discharge Simulations into Alpine Reservoirs
MUSICALS II verfolgt das Ziel, die zeitliche und räumliche Verteilung der Wasserverfügbarkeit im Hochgebirge auf unterschiedlichen Zeitskalen zu untersuchen. Dabei steht insbesondere die Dynamik von Änderungen der Gletscher, der Schneedecke und des Abflusses im Vordergrund. Die Quantifizierung der damit verbundenen Prozesse erfolgt mit verschiedenen numerischen Modellen, die im Laufe des Projekts ständig weiterentwickelt werden. Die Validierung dieser Modelle erfolgt anhand von Beobachtungsdaten von meteorologischen Messstationen, Pegelmessungen am Gewässer und Laserscan-Kampagnen. Darauf aufbauend werden mögliche zukünftige Entwicklungen der Wasserverfügbarkeit im Zuge saisonaler Vorhersagen (Zeithorizont: mehrere Monate) und Klimaprojektionen (Zeithorizont: mehrere Dekaden) näher untersucht.
Das Hauptaugenmerk im Projekt liegt auf der Entwicklung von zwei unterschiedlichen gekoppelten Modellierungs-Systemen im Zuge eines Multi-Modell-Ansatzes zur Projektion der klimainduzierten Gletscherevolution sowie Veränderungen in Charakteristik und Quantität von Abflüssen. Für die Berechnung zukünftiger Veränderungen wurden verschiedene Klimaensembles für das Untersuchungsgebiet der Ötztaler Alpen downgescalt.
In weiterer Folge wurde ein vereinfachten Wasserhaushaltsmodells für saisonale Vorhersagen im Bereich von Monaten entwickelt. Damit können Abschätzungen bzw. Tendenzen zum Schnee-Wasser-Äquivalent und zum Abfluss für längere Zeiträume angegeben werden. Neben aktuellen Prognosen werden mit retrospektiven Experimenten vorhandene saisonale Vorhersageprodukte zur Anwendung in den europäischen Alpen evaluiert.