Einfluss terrestrischer hydrologischer Prozesse auf L-A-Rückkopplungen und Isotopensignaturen

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Kunstmann
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514721519

L-A-Rückkopplungen sind abhängig von den Wasserflüssen zwischen Land und Atmosphäre und damit auch übergeordnet von allen terrestrischen und atmosphärischen Wasserflüssen. Ein verbessertes Verständnis der hydrologischen Prozesse, die mit den L-A-Rückkopplungen zusammenhängen, erfordert eine konzertierte Mess- und Modellierungsanstrengung und die Berücksichtigung einer großen Vielfalt von terrestrischen und atmosphärischen Variablen, wie sie vom LAFO Observatorium und von LAFI ermöglicht werden. Unser Fokus liegt auf der Rolle der terrestrischen hydrologischen Prozesse bei der L-A- Rückkopplung. Wir werden dafür insbesondere stabile Wasserisotopologe betrachten. Das Forschungsziel von P9 ist die Verbesserung des Verständnisses der Beziehung und der Wechselwirkungen zwischen Grundwasser, Bodenfeuchte in der ungesättigten Zone, E-T-Verteilung, Isotopensignaturen und ihrer Rolle bei der L-A-Rückkopplung im Rahmen der LAFI-Ziele 2, 3, 4, E und S. Die Forschungshypothesen von P9 sind, dass die Berücksichtigung von Isotopen in einem L-A-Systemmodell eine bessere Zuordnung der Verteilung zwischen E und T ermöglicht, systematische Fehler in der simulierten ET reduziert und die Stärke der L-A-Kopplung genauer charakterisiert. Unsere Forschungsarbeiten werden mit der isotopenfähigen Version des vollständig gekoppelten atmosphärisch-hydrologischen Modellierungssystems WRF-NoahMP-Gecros-Hydro-iso auf turbulenzangepassten Skalen durchgeführt. Dies ermöglicht es, die mit E und T verbundenen Isotopenfraktionierungsprozesse auf einer für den Vergleich mit In-situ-Isotopenbeobachtungen geeigneten Skala darzustellen. Die Zusammenarbeit mit P1, P4, P5, P6, P7 und P8 unter der Leitung von PS wird es ermöglichen, Beobachtungen von LAFO und Rückkopplungsmetriken auszutauschen. P2 wird Fernerkundungsdaten zur Verfügung stellen, um unsere Modellparameter in Bezug auf die Pflanzentranspiration besser einschränken zu können. P3 wird Isotopenbeobachtungen im L-A-System liefern, die für die Bewertung und Verbesserung von WRF-NoahMP-Gecros-Hydro-iso im Hinblick auf die E-T-Partitionierung von entscheidender Bedeutung sein werden. Wir werden weiterhin von der in P4 und P7 geleisteten Arbeit profitieren, um die Gecros-Kulturen-Modellierungsoption in WRF-NoahMP-Gecros-Hydro-iso korrekt zu nutzen. Darüber hinaus werden unsere modellierten Isotopenergebnisse in die E-T-Partitionierungsanalyse von P3 und P4 einfließen. P9 wird P10 im Rahmen von CCWG-DL Datensätze zu Verfügung stellen. Unsere Analyse der modellierten L-A Rückkopplung mit WRF-NoahMP-Gecros-Hydro-iso wird Teil der CCWG-MME sein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5639: Land-Atmosphäre Feedback Initiative (LAFI)
• Mitverantwortlich: Joel Arnault, Ph.D.