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Unsere Forschungsschwerpunkte

Thermodynamik, Selbstorganisation und funktionelle Ähnlichkeit im Wasserkreislauf
Selbstorganisation Hang
Selbstorganisation eines Hanges

Der Wasserkreislauf trägt den Fingerabdruck der Landschaft und er prägt deren räumliches Erscheinungsbild. Wir erforschen

 


Datenbasiertes Lernen, Dateninfrastrukturen und Messverfahren
Multivariate PDF
Multivariate Wahrscheinlichkeitsverteilung

Mit Methoden aus der Informationstheorie, Machine Learning, Geostatistik und multivariaten Statistik untersuchen wir den Informationsgehalt von Messdaten und wie gut hydrologische Modelle diese Informationen nutzen. Auf dieser Basis entwickeln wir Methoden für die Optimierung von Messnetzen für Forschung und Praxis und Modellkonzepte, die Informationen aus lokalen Daten und globalem Wissen optimal kombinieren (Ehret et al. 2018, Loritz et al. 2018).
Ferner entwickeln wir innovative Messverfahren für hydrologische relevante Daten wie Niederschlag (Neuper et al. 2018), Schnee (Reusser and Zehe 2011) und Bodenwasserdynamik (Jackisch et al. 2017) sowie digitale Forschungsumgebungen für das Management und die Analyse von Wasser- und Umweltdaten (www.vforwater.de).


Hydrologische Modellierung und Prognoseunsicherheit
Wasserkreislauf
Modell des Wasserkreislaufs

Die Entwicklung hydrologischer Modelle für Forschung und Praxis hat bei uns eine lange Tradition. Dies beinhaltet

Entsprechend reicht das Anwendungsspektrum unsere Modelle von grundlegenden Untersuchungen zu Vorhersehbarkeit und Modellstruktursicherheit (Zehe and Blöschl 2004, Wienhöfer and Zehe 2014) über die Vorhersage des Pestizideintrags in Fließgewässer (Klaus and Zehe 2011) und der Simulation und Bemessung von Hochwasserschutzmaßnahmen (Ihringer 2016) bis zur Vorhersage des Wasserhaushalts für die Landwirtschaft in ariden Regionen (Jackisch et al. 2014). Eng angelehnt an die Modellierung entwickeln wir Modelldiagnostiken z.B. TIGER (Reusser et al. 2009) und FAST (Reusser and Zehe 2011) oder neue Metriken zum Vergleich von Zeitreihen (Seibert et al. 2016).


Ökohydrologie und Umweltqualität
Aktive Makropore
Aktive Makropore

Biotische Kontrollen spielen eine Schlüsselrolle für den Wasser- und Stoffhaushalt und damit für die Umweltqualität: die Vegetation kontrolliert durch ihren Gasaustausch einen Großteil der terrestrischen Kohlenstoff- und Wasserbilanz, Wurzelbahnen und Kleintiergänge spielen eine Schlüsselrolle für den Schadstofftransport im Boden. Bakterien und Pilze leisten den Großteil des Abbaus von Schadstoffen in der Umwelt, sie können aber auch zu deren weiteren Belastung beitragen, indem beispielsweise Stickstoffdünger als klimaaktives Lachgas (N2O) in die Atmosphäre gelangt (Köhler et al. 2012). Daher untersuchen wir den Einfluss von Regenwurmgängen und anderen präferentiellen Fließwegen auf die Verlagerung und den Abbau von Pflanzenschutzmitteln (Klaus et al. 2014) und das Zusammenspiel zwischen Vegetation, Transpiration und Wasserhaushalt (Hassler et al. 2018).