problembereich wasser globale und regionale potentiale bedarf und dargebot ilona bärlund tim aus...
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Problembereich Wasser
Globale und regionale PotentialeBedarf und Dargebot
Ilona BärlundTim aus der Beek
Martina FlörkeManuel Punzet
Christof SchneiderEllen Teichert
Anja VoßFrank Voß
CESR-Symposium 2009, Kassel, 1.10.2009
Einleitung
Startpunkt- zu viel und/oder zu wenig Wasser- Gleichgewicht von Wasserdargebot und –nutzung
Herangehensweise - Werkzeug mit Komponenten des Wasserhaushaltes- Modellierung und Szenariostudien- unterschiedliche Skalen: Globus, Kontinent, Region, Einzugsgebiet, Rasterzelle
Sich verändernde Umgebung- Klima- sozio-ökonomische Aspekte
Globale Studien
Globale StudienGEO-4, Global Environment Outlook
Globale StudienGEO-4, Global Environment Outlook
Das Werkzeug
…
population
per capita income
Input data sets WaterGAP submodels Results (current conditionsand scenarios)
…
soils
land use
climate
Water use modelwater withdrawals and consumption(domestic, electricity production, manufacturing, irrigation, livestock)
Hydrological modelwater balance components, river dischargeand groundwater recharge
water availability, wateruse, water stress indicators
observeddischarge
calibration
technologicalchange
irrigated area and number of livestock
manufacturing valueadded
…
population
per capita income
Input data sets WaterGAP submodels Results (current conditionsand scenarios)
…
soils
land use
climate
Water use modelwater withdrawals and consumption(domestic, electricity production, manufacturing, irrigation, livestock)
Hydrological modelwater balance components, river dischargeand groundwater recharge
water availability, wateruse, water stress indicators
observeddischarge
calibration
technologicalchange
irrigated area and number of livestock
manufacturing valueadded
WaterGAP – Water, Global Assessment and Prognosis
Globale Studien - WaterMIP
Global Hydrological Model
Land Surface Hydrological Model
Vegetation Model
Globale Studien - WaterMIPDurchfluss, Beispiel Amazonas
Amazonas
Dis
ch
arg
e (m
3 s
-1)
Globale Studien - WaterMIP
a) long term mean monthly runoff (GL - baseline run)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
jan feb mar apr mai jun jul aug sep oct nov dec
run
off
[km
3/m
on
th]
15% - 85% QuantileMEANMINMAXMedian
b) long term mean monthly runoff (GL - all scenarios)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
jan feb mar apr mai jun jul aug sep oct nov dec
run
off
[km
3/m
on
th]
15% - 85% QuantileMEANMINMAXMedian
Modellentwicklung
WaterGAP2
30’ (0.5°)
WaterGAP3
5’
WaterGAP - Hydrologie
Modellentwicklung
Q0 , C0
Cd , qd
Q1 , C1
WaterGAP - Wasserqualität
ModellentwicklungBSB-Belastung
Szenariostudien
Szenariostudien
Total water withdrawals in Europe in 2050
0
200
400
600
800
1000
1200
FoE SuE
2000 2050
scenario
tota
l w
ater
wit
hd
raw
als
[km
³/ye
ar]
2000
2050 FoE
2050 SuE
Reduktion im Vergleich zum Referenzjahr
-33%
SCENES PEP2 storyline Sustainability Eventually (SuE) „Water demand is strongly reduced by water savings and behavioural changes. Towards 2050, a balance is reached between water supply and water demand“
SuE NA WE NE SE EEc EEe WA Overall
2025 ++ - + + 0 - + 0
2050 + - 0 + 0 - + -0
Low decrease
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0Change of population [fraction in 25 years
with respect to 1 now]
Deg
ree
of m
embe
rshi
p [-
]
0.85 0.95&
SzenariostudienKlimaänderung - Temperatur
Szenariostudien
Narew - Suraz
0
50
100
150
200
250
300
01.1
1.64
01.1
2.64
01.0
1.65
01.0
2.65
01.0
3.65
01.0
4.65
01.0
5.65
01.0
6.65
01.0
7.65
01.0
8.65
01.0
9.65
01.1
0.65
01.1
1.65
01.1
2.65
01.0
1.66
01.0
2.66
01.0
3.66
01.0
4.66
01.0
5.66
01.0
6.66
Date
Q [
m3/
sec]
Base IPCM4 MIMR MPEH5
Durchfluss – Beispiel Narew
Szenariostudien
Szenariostudien
Sectoral water withdrawals in 2050 (pan-Europe )
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MF PF SeF SuF
2000 2050
scenario
sect
ora
l w
wd
/to
tal
ww
d [
%]
agriculture
manufacturing
electricity
domestic
Fallbeispiel Mittelmeer
Abflussbildung(GW + HOF)
Kleiner Ausblick
Herausforderungen- Datenverfügbarkeit und Modelleffizienz- Verknüpfung der Skalen- Land und Wasser
Antworten zu Fragen- Schicksal der Wasserressourcen (hotspots)- Unterstützung von Management & Politik