Zentralasien ist eine Schlüsselregion für das Verständnis der globalen Erwärmung und von Naturgefahren. Die Region ermöglicht uns nicht nur die Untersuchung von Veränderungen und Auswirkungen im Wasserkreislauf, sondern auch einer breiten Palette weiterer natürlicher, oft gefährlicher Phänomene.

Zentralasien wird von verschiedenen atmosphärischen Systemen beeinflusst und hat einen erheblichen Einfluss auf Wetter und Klima sowohl auf regionaler als auch auf globaler Ebene. Aktive geodynamische Prozesse aufgrund der kontinuierlichen Orogenese führen in der Region mit großen Gebirgssystemen (Tian Shan, Altai und Pamir) zu hoher Seismizität und häufigen Hangrutschungen. Das hochdynamische regionale geologische Regime und der anhaltende globale Wandel, gepaart mit einer wachsenden Bevölkerung und einer dynamischen wirtschaftlichen Entwicklung, sind für die zunehmenden Auswirkungen von Naturkatastrophen in Zentralasien verantwortlich, zu denen Überschwemmungen und Dürren, Hangrutschungen, schnelles Abschmelzen von Gletschern, Ausbruch von Gletscherseen, Schlammlawinen und Erdbeben gehören. Diese Ereignisse führen häufig zu menschlichen und wirtschaftlichen Verlusten sowie zu Umweltproblemen und wirken sich negativ auf die nachhaltige Entwicklung und die gesellschaftliche Entwicklung in Zentralasien aus. GCOCA leistet hier einen Beitrag zur Lösung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen, etwa beim Schutz natürlicher Ressourcen oder vor Naturgefahren.

Unsere Aktivitäten, die ihre Anfänge bereits Anfang 2000 haben, profitieren von einer langjährigen Zusammenarbeit auf allen gesellschaftlichen Ebenen, Interaktionen mit verschiedenen Interessengruppen, Regierungsbehörden und Ministerien, sowie von einer Vielzahl erfolgreicher Projekte und einer breiten Palette an Bodeninfrastrukturen. Durch unsere Interaktionen mit der politischen Ebene fördern wir den politischen Dialog zu Umwelt- und Wassersicherheitsfragen und tragen dazu bei, Konflikte frühzeitig durch wissenschaftliche Analysen zu erkennen und die grenzüberschreitende Zusammenarbeit bei den Auswirkungen des globalen Wandels in Zentralasien zu stärken.

In Zusammenarbeit mit dem Central Asian Institute of Applied Geosciences (CAIAG) unterhalten wir ein Netzwerk von Multiparameterstationen (ROMPS) für das Klima- und Wassermonitoring in Zentralasien. Die Stationen erfassen kontinuierlich eine Vielzahl hydrometeorologischer Parameter, mit denen Klimaveränderungen, Wasserverfügbarkeit und Gletschermassenbilanzen untersucht werden. Ergänzend zu den bodengebundenen Messungen wird die Wasserverfügbarkeit einer Vielzahl von Stauseen, Seen und Flüssen mit Radaraltimetrie aus dem Weltall überwacht. Wir entwickeln Modelle der tektonischen Deformation sowohl in der Tiefe als auch an der Oberfläche, basierend auf kontinuierlichen und temporären seismischen und GNSS-Netzwerken in den Gebirgszügen Zentralasiens, hochaufgelösten Seismizitätsverteilungen und Erdbeben-Störungsmechanismen und raumgeodätisch abgeleitete kinematische Oberflächendeformationen.

Um die Klimadynamik Zentralasiens und den Einfluss atmosphärischer Systeme und insbesondere regionale Auswirkungen aufgrund der äußerst unterschiedlichen Orographie besser zu verstehen, entwickeln wir lange Klima-Proxy-Daten-Zeitreihen aus Seesedimenten und Speläothemen. Zusammen mit Messungen der Zusammensetzung stabiler Isotope der aktuellen Niederschläge wollen wir die Wechselwirkung verschiedener Luftmassen und regionalen Klimawandels für das gesamte Holozän und darüber hinaus (Kipppunkte, Übergänge in wärmere Klimazonen) verstehen.

Durch die Analyse von Seesedimenten und Speläotheme reichen unsere Zeitreihen weit zurück, während die Überwachung moderner Höhlen- und Seesysteme (einschließlich Citizen-Science-Aktivitäten zur hydrologischen Überwachung) es uns ermöglicht, unsere Proxies mechanistisch zu verstehen und zu kalibrieren. Durch die Nutzung geomorphologischer Aufzeichnungen früherer tektonischer Aktivitäten, der Reaktion von Flüssen auf den Klimawandel und des Vordringens der Gletscher wollen wir unsere anderen Paläoarchive ergänzen, um ein ganzheitliches Verständnis der dynamischen und sich verändernden Landschaft Zentralasiens zu erlangen.

GCOCA betreibt eine breite Palette von Instrumenten, die Regierungsorganisationen, Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit überwiegend frei zur Verfügung stehen. Mit dem mehrsprachigen Sensordatenspeichersystem, welches beim CAIAG gehostet wird, bietet GCOCA Zugriff auf fast eine Milliarde Datenwerte von mehr als 500 Standorten. Für viele weitere Datensätze tragen wir zu verschiedenen internationalen Initiativen und Datenbanken bei, die von unserer offenen Datenpolitik profitieren.

• Seismologische Stationen
  GEOFON AD Seismisches Netzwerk (offen)
  https://geofon.gfz-potsdam.de/doi/network/1M (eingeschränkt bis 08/2024)
  GEOFON KC Seismisches Netzwerk (offen (CAIAG))
  GEOFON KD Seismisches Netzwerk (eingeschränkt)

  GEOFON CK Seismisches Netzwerk (offen)

• Hydrometeorologisches Netzwerk
  Hydrometeorologische Daten vom ROMPS-Netzwerk in Zentralasien (Daten: https://sdss.caiag.kg )

• Isotopenniederschlags- und Höhlenüberwachungsnetzwerk
  Isotopenniederschlagsdatenbank (im Aufbau)
  Speläotheme-Klimaarchive
  PANGAEA (zur Veröffentlichung) (offen)

• GNSS-Standorte
  Remotely Operated Multi-Parameter Stations | ROMPS Netzwerk (offen für das GFZ und die nationalen Behörden der örtlichen Betreiber)

• Warvensedimente und limnologische Überwachung
  VARDA – Datenbank für Warven-Sedimente (offen)
  PANGAEA (eingeschränkt (bis zur Publikation )

• Beiträge des Central-Asian Institute for Applied Geosciences | CAIAG (Bischkek, Kirgistan)

  GeoNode-Based Geodata Repository: http://geonode.caiag.kg (offen)
  Sensor Data Storage System: http://sdss.caiag.kg/ (offen)

• Fokusseite Zentralasien Paläoklima, Umwelt und Klimawandel
• Hydrometeorologisches und geodätisches Netzwerk in Zentralasien