DELIGHT (Deep-learning-informed Glacio-Hydrological Threat) Framework
Der weltweite Gletscherrückgang infolge des Klimawandels setzt ein Drittel der Weltbevölkerung einer Reihe von hydrologischen Gefahren aus: vor allem Veränderungen der Wassermenge und -qualität, aber auch das Risiko verheerender Gletschersee-Ausbrüche (GLOFs). Das DELIGHT Framework wird erstmals den gesamten hydrologischen Pfad vom Niederschlag über die Gletscher bis hin zu den Flüssen modellieren, wobei maschinelles Lernen eingesetzt wird, um den Prozess zu beschleunigen und dadurch genauere Prognosen für künftige Risiken zu erstellen.
Die Nachwuchsforschungsgruppe in der Übersicht
Standort | FAU Erlangen-Nürnberg |
Anbindung | Internationales Doktorandenkolleg „M³OCCA“ |
Projektdauer | 2024 bis 2030 |
Leitung | Dr. Samuel Cook E-Mail an Dr. Samuel Cook senden |
Weitere Informationen | Veröffentlichung in Kürze |
Wohin wird das Schmelzwasser wann fließen?
Die vom Elitenetzwerk Bayern geförderte Internationale Nachwuchsforschungsgruppe forscht an der Entwicklung einer vollständig gekoppelten Reihe von Modellen, die den gesamten hydrologischen Pfad von vergletscherten Einzugsgebieten nachzeichnen, vom Niederschlag über die Gletscher bis hin zu den Flüssen. Ein Drittel der Weltbevölkerung lebt in Einzugsgebieten mit vergletscherten Oberläufen und wird folglich Veränderungen der Wassermenge und -qualität ausgesetzt sein, wenn sich die Gletscher zurückziehen, sowie der Möglichkeit von GLOFs, wenn sich Wasser in instabil gestaute, zuvor eisbedeckte Senken füllt.
Eine genaue Vorhersage dieser gletscherhydrologischen Gefahren erfordert die Modellierung der gesamten hydrologischen Prozesskette, was bisher nicht möglich war, da die Durchführung der Simulationen zu lange dauern würde. Mit dem Aufkommen des maschinellen Lernens und der sich daraus ergebenden Möglichkeit, die Modellierung physikalischer Systeme erheblich zu beschleunigen, wird dieses grundlegende Hindernis nun beseitigt, so dass erstmals genauere Vorhersagen möglich sind.
Renommierte internationale Partner
Die Forschungsgruppe wird an der Entwicklung dieser Modellreihe arbeiten, indem sie mehrere bestehende Prozessmodelle kombiniert und bestimmte Teile durch neuronale Netze ergänzt oder ersetzt, um das Ganze in einem vernünftigen Zeitrahmen ablaufen zu lassen. Diese Arbeit wird mit einer Reihe von internationalen Partnern durchgeführt, darunter die Universität Lausanne, Universität Grenoble Alpes, University of Bristol, Universität Zürich, Universität Innsbruck und die Bayerische Akademie der Wissenschaften.
Zum ersten Mal werden wir in der Lage sein, die langfristigen hydrologischen Folgen der Gletscherschmelze überall auf der Welt wirklich zu zeigen. Mit etwas Glück wird dies die Menschen dazu ermutigen, etwas dagegen zu unternehmen.
Dr. Samuel Cook
Die Nachwuchsforschungsgruppe kooperiert mit dem Internationalen Doktorandenkolleg „M³OCCA“ an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.