Teilprojekt P6 Mehrskalen-Assimilation von Abfluss- und Bodenfeuchtedaten

Die Simulation von Wasser- und Energieflüssen im gekoppelten Untergrund-Landoberfläche-Atmosphäre System (SLAS) ist ein wichtiger Bestandteil von Klima-, Wetter- und Hochwasservorhersagen und trägt zur optimalen Bewirtschaftung von Wasser, Land und Gewässergüte bei. Auf Grund der immensen Skalenkomplexität terrestrischer Systeme ist allerdings alleine schon die Schätzung des aktuellen Zustands - eine Voraussetzung für jegliche Vorhersage - immer noch unzureichend trotz stetig zunehmenden Informationen aus in-situ Messungen und Fernerkundung. Datenassimilation (DA) nutzt prinzipiell jegliche Beobachtungen in optimaler Weise, um den aktuellen Zustand eines Systems mit Hilfe eines Simulationsmodells zu schätzen; allerdings herrschen in den damit befassten geowissenschaftlichen Disziplinen Meteorologie, Hydrologie und Hydrogeologie unterschiedliche Philosophien und Methoden bezüglich der Struktur von SLAS-Modellen und der darauf aufbauenden Datenassimilation vor.

Das primäre Ziel der Forschergruppe ist die Entwicklung eines DA-Systems, das optimalen Nutzen aus den verfügbaren Beobachtungen zieht.  Die Entwicklung und Evaluierung eines solchen Datenassimilationssystems soll auf dem Konzept eines virtuellen Einzugsgebiets erfolgen. Die virtuelle Realität wie auch das SLAS-Modell für das Datenassimilationssystem wird auf dem gekoppelten Modell ParFlow-CLM-COSMO (TerrSysMP) basieren, das lateral bezüglich der Atmosphäre mit operationellen Analysen und Vorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben wird.