In vielen Teilen der Welt reichen die Menge und Qualität an zur Verfügung stehendem Wasser nicht aus, um die Menschen mit Trinkwasser zu versorgen und andere Wasserbedarfe, wie z.B. Bewässerung, zu erfüllen. Kritisch ist insbesondere, dass der Mensch massiv in den globalen Wasserkreislauf eingreift und gleichzeitig der Klimawandel diesen Kreislauf verändert. Eine offene Frage ist, welche Auswirkungen menschliche Eingriffe und der Klimawandel auf hydrologische Extreme, also Hochwasser und Dürre, haben. Im Mittelpunkt der Arbeit in unserer Sektion steht deshalb einerseits die Forschung zur verbesserten Quantifizierung des Wasserkreislaufs und seiner Veränderungen in Raum und Zeit. Wir beschäftigen uns aber auch damit, das hydrologische Risiko besser zu verstehen und daraus Lehren für das Management solcher Katastrophen zu ziehen. Dabei greifen wir auch auf die in den unterschiedlichen Departments des GFZ vorhandenen Expertisen zurück.

Obwohl sauberes Trinkwasser zu den Grundbedürfnissen des Menschen gehört, fehlt es heute immer noch an einer soliden quantitativen Beschreibung des globalen Wasserhaushaltes. Vor allem ist noch wenig darüber bekannt, wie sich der Wasserhaushalt zeitlich sowie räumlich ändert. Gegenwärtig reichen die herkömmlichen Informationen nicht aus, um die räumliche Verteilung von Wasserflüssen, Umsatzräumen und Verweilzeiten befriedigend zu verstehen und zu simulieren. Ziel unserer Arbeiten ist es, diese Quantifizierung zu verbessern. Im Mittelpunkt steht dabei die direkte Bestimmung jener Parameter, mit denen der Wasserhaushalt in einem Einzugsgebiet beschrieben werden kann. Daraus entwickeln wir hydrologische Modelle, mit denen wir den Abfluss und weitere wichtige Größen berechnen können.

Die bisher teuerste Naturkatastrophe in Deutschland war das Hochwasser vom August 2002 mit Schäden in Höhe von etwa 12 Milliarden Euro. Aufgrund des Klimawandels wird mit einer Verschärfung des Risikos durch hydrologische Extreme gerechnet. Ziel unserer Arbeiten ist die Entwicklung von Methoden zur Quantifizierung des Risikos sowie zum Risikomanagement dieser Naturgefahren. Wir betrachten die gesamte Prozesskette, von den auslösenden meteorologischen Ursachen über den Abfluß in den Einzugsgebieten, den Wellenablauf in den Flüssen, die Effekte von Schutzanlagen bis hin zu den negativen Auswirkungen hydrologischer Extreme. Dazu entwickeln wir Simulationsmodelle für die verschiedenen Prozesse und berechnen Eintrittswahrscheinlichkeit und Intensität von diesen hydrologischen Extremen. Damit können wir deren Auswirkungen auf den Menschen und seine Umwelt quantifizieren.