Universität für Bodenkultur Wien

Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau

Das Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau (IWHW) der Universität für Bodenkultur (BOKU) führt an der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus hydrologische und fernerkundungsbasierte Forschung durch. Weiterhin ist das IHWH mit seinen Aktivitäten an der UFS im internationalen Netzwerk GEWEX INARCH engagiert.

Hydrologie und hydrologische Modellierung

Ein vertieftes Verständnis über den alpinen Wasserkreislaufs ist dringend erforderlich, da das Wasser der Gebirge nicht nur eine entscheidende Rolle für die Wasserversorgung des Alpenraums an sich, sondern auch für die Vorländer spielt. Hier haben neben der reinen Trinkwasserversorgung auch die Stromerzeugung in Wasserkraftwerken, die touristische Nutzung und die ökologische Funktion des Wassers einen hohen Stellenwert. Das IWHW nutzt fortschrittliche Modellansätze um den alpinen Wasserkreislauf nachzuvollziehen und zu prognostizieren. Das Zugspitzplatt spielt dabei wegen seiner hervorragenden Instrumentierung und der vorliegenden Lysimeterfunktion eine herausragende Rolle bei der Modellentwicklung und Modellevaluierung.

Fernerkundungsbasierte Untersuchungen

Im Bereich der Fernerkundung kommen ein OPTECH LR LIDAR System der UFS Schneefernerhaus, festinstallierte Kameras an der UFS und dem Sonnalpin, sowie Satellitendaten (z.B. Landsat ETM+/OLI, Sentinel 2) zum Einsatz. Mit Hilfe des LIDAR Instruments werden hochaufgelöste Analysen der raumzeitlichen Dynamik der Schneedecke durchgeführt. Die Kombination aus Vorortaufnahmen und Satellitendaten dient der Kalibrierung und Evaluierung von Satellitenprodukten. Gerade die Kombination aus hochauflösender Vorort Information in Verbindung mit großskaligen Satellitendaten kennzeichnet die Arbeiten an der Zugspitze.

Distributed Temperature Sensing (DTS)

Herkömmliche Methoden zur Messung der Schneetemperatur beruhen auf multiplen Punktmessungen. Mithilfe der DTS-Technologie ist es möglich, durch Aufbau eines Messnetzes eine vertikal und horizontal verteilte sowie zeitlich hoch aufgelöste Erfassung der Temperatur vorzunehmen. DTS Messungen können zudem genutzt werden, um die Temperaturdynamik in Bohrlöchern zu bestimmen und um die Temperaturschwankungen an der Interaktionsfläche Bodenoberfläche/Schneedecke zu detektieren. Diese Ergebnisse können wiederum für Untersuchungen im Bereich Permafrost eine Rolle spielen.

Internationales Netzwerk GEWEX INARCH

Das „International Network for Alpine Research Catchment Hydrology (INRACH)“, ein GEWEX crosscutting Projekt, zielt darauf ab, bisherige Limitierungen im Bereich der Beschreibung der alpinen Hydrologie durch die Zusammenarbeit von zur Zeit ca. 20 alpinen Einzugsgebieten zu überwinden.

Die grundlegenden Fragen, die innerhalb dieses Projektes adressiert werden sollen sind:

  • i) Wie unterschiedlich sind die Messstandards und Messlayouts für Feldarbeiten in den verschiedenen Einzugsgebieten und müssen Unterschiede in den Modellkonzepten wegen der verschiedenen Messstandards angenommen werden?
  • ii) Wie ändert sich die Vorhersagbarkeit, Unsicherheit und Sensitivität der Wasser- und Energieflüsse unter Klimawandel-Bedingungen in verschiedenen Gebirgslagen und in unterschiedlichen Regionen?
  • iii) Welche Verbesserungen in der Beschreibung der hochalpinen Wasser- und Energieflüsse können über eine bessere Beschreibung der zugrundeliegenden Physik erreicht werden?
  • iv) Weisen die bisher bekannten Modellansätze eine globale Validität auf und sind sie transferabel und aussagekräftig für verschiedenen Gebirgsräume?
  • v) Sind die existierenden Modelle flexibel genug, um den beobachteten Wandel in Hinblick auf Art und Dauer der Schneedecke, Bodenfrost, den Rückgang von Gletschern, und Albedounterschiede etc. zu beschreiben?

Ausgewählte Publikationen

Apperl B, Bernhardt M, Schulz K. 2015. Distributed temperature sensing (DTS) as a Measurement Method in Land Surface Hydrology and Sanitary Environmental Engineering. Oesterreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, 67: 447-456. DOI: doi:10.1007/s00506-015-0270-7

Bernhardt M, Harer S, Jacobeit J, Wetzel KF, Schulz K. 2014. The Virtual Alpine Observatory - research focus Alpine hydrology. Hydrol Wasserbewirts, 58: 241-243.

Bernhardt M, Schulz K, Liston GE, Zangl G. 2012. The influence of lateral snow redistribution processes on snow melt and sublimation in alpine regions. J Hydrol, 424: 196-206. DOI: DOI 10.1016/j.jhydrol.2012.01.001.

Gao L, Bernhardt M, Schulz K. 2012. Elevation correction of ERA-Interim temperature data in complex terrain. Hydrol Earth Syst Sc, 16: 4661-4673. DOI: DOI 10.5194/hess-16-4661-2012.

Härer S, Bernhardt M, Corripio JG, Schulz K. 2013. PRACTISE - Photo Rectification And ClassificaTIon SoftwarE (V.1.0). Geosci Model Dev, 6: 837-848. DOI: DOI 10.5194/gmd-6-837-2013.

Härer S, Bernhardt M, Schulz K. 2016. PRACTISE – Photo Rectification And ClassificaTIon SoftwarE (V.2.1). Geosci. Model Dev., 9: 307-321. DOI: 10.5194/gmd-9-307-2016.

Pomeroy J, Bernhardt M, Marks D. 2015. Research network to track alpine water. Nature, 521: 32-32.

Ansprechpartner
Prof. Dr. Karsten Schulz
BOKU-IWHW
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Tel. +43 1 47654-5501


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Priv.-Doz. Dr. Matthias Bernhardt
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Tel. +43 1 47654-5508


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