Entwicklung eines adaptiven Oberflächenmoduls

Die Universität Bonn wird das Oberflächenmodul für das dekadische Vorhersagesystem von MiKlip entwickeln. Um die Auswirkungen der Gedächtnisfunktion der Bodenfeuchte mitberücksichtigen zu können, wird ein vollständiges 3-dimensionales Hydrologiemodell mit dynamischer Vegetation eingesetzt. Die Anwendung solch eines komplexen Modells auf das gesamte Modellgebiet würde die Rechenzeit allerdings extrem verlängern. Aus diesem Grund wird stattdessen die sogenannte Adaptive Parameterisierung angewandt. Diese Methode zerlegt die Parameterisierung in einen komplexen intrinsischen und einen einfacheren extrinsischen Teil. Das intrinsischen Parameterisierungsmodul wird nur in wenigen ausgewählten Wassereinzugsgebieten aufgerufen, wodurch Rechenzeit gespart wird; das einfache extrinsischen läuft dagegen im gesamten Modellgebiet. Die an den ausgewählten Stellen verfügbaren Differenzen zwischen beiden werden auf intelligente Weise interpoliert und so für das gesamte Modellgebiet nutzbar gemacht.

Beispiele

Wettervorhersagemodelle haben oft nur ein einfaches Vegetationsmodell mit einem konstanten Jahresgang des Blattflächenindex (LAI) für jeden Landnutzungstyp. In extremen Sommern, wie dem des Jahres 2003 in Europa, führt ein zu einfaches Modell jedoch zu Fehlern, da nun Pflanzen ganz oder teilweise absterben, was nur durch ein komplexeres Modell erfasst werden könnte. Kennt man die Differenz zwischen einfachem und komplexen Modell auch nur an wenigen Stellen, wird sich der Fehler größtenteils korrigieren lassen. Da Dürren großräumige Phänomene sind, lassen sich die gefundenen Differenzen wahrscheinlich schon mithilfe der Interpolation eines Faktors auf das Gesamtgebiet ausdehnen. Ähnliche Korrekturen sind denkbar für den Grundwasserspiegel und andere hydrologische Parameter.