WaRisCo

Ich bin stolz darauf, dieses exzellente afrikanisch-deutsche Team von WaRisCo zu leiten, welches in Zusammenarbeit mit den wichtigsten Interessengruppen die Widerstandsfähigkeit gegen katastrophale Überschwemmungen und langanhaltende Dürren in einem sich wandelnden Klima stärken wird.

Dr. Sophie Biskop

WaRisCo vereint Klimatologen und Hydrologen mit neuesten Modellierungskenntnissen aus Deutschland und Südafrika, um die Wahrscheinlichkeit von zwei der größten Risiken zu prognostizieren, die Südafrika in einer wärmeren Welt durch den Klimawandel drohen: Eine Mega-Dürre in der Gauteng Provinz und eine katastrophale Überschwemmung in KwaZulu-Natal.

Prof. Dr. Francois Engelbrecht

Kurzfassung

Das südliche Afrika ist einer der Hotspots des weltweiten Klimawandels. Es ist eine trockene, warme und wasserarme Region, für die eine drastische Erwärmung projiziert wird. In Zukunft wird diese Region wahrscheinlich auch trockener sein, wobei allerdings im Osten des Landes häufiger Starkregenereignisse eintreten werden. WaRisCo wird zwei der größten Katastrophenrisiken, denen Südafrika als Folge des Klimawandels ausgesetzt sein könnte, untersuchen:

1. das Risiko einer langanhaltenden Dürre mit bisher unbekanntem Ausmaß in der Provinz Gauteng, ein Ereignis mit potenziell katastrophalen sozioökonomischen und ökologischen Auswirkungen, und
2. das Risiko von außergewöhnlich starken Überschwemmungen in der Küstenregion Durban, welche katastrophale Folgen für die Lebensgrundlage der betroffenen Menschen haben können

In dem Vorhaben wird ein neuartiges und umfassendes hydrologisches Modellierungssystem entwickelt, das hochaufgelöste regionale Klimaprojektionen und Szenarien für Landnutzungs- und Landbedeckungsänderungen integriert, um die Vorhersage künftiger Dürre- und Hochwasserrisiken in Südafrika zu verbessern. In Zusammenarbeit mit den wichtigsten Interessengruppen wird WaRisCo Strategien zur Risikominderung und Anpassung an den Klimawandel erarbeiten.

Relevanz

WaRisCo ist das erste Projekt, das die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Mega-Dürre- und Überschwemmungskatastrophen in den südafrikanischen Provinzen Gauteng und KwaZulu-Natal untersucht. Auf dieser wissenschaftlichen Grundlage wird das Forschungsteam in Zusammenarbeit mit den wichtigsten Akteuren der nationalen und lokalen Behörden Anpassungsoptionen für diese Risiken entwickeln. Zu den wichtigsten Akteuren auf nationaler Ebene gehören das Department of Water and Sanitation und das National Disaster Management Centre, und auf lokaler Ebene die Stadt Johannesburg und das South African Cities Network. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Entwicklung von klimagerechten Plänen zur Risikominderung, um auf noch nie dagewesene Ereignisse vorbereitet zu sein. WaRisCo wird für mehrere Sektoren, darunter Industrie, Landwirtschaft und Wasserwirtschaft, von großem Nutzen sein.

Arbeitsschwerpunkte

• Integrierte hydrologische Modellentwicklung
• Generierung von Klimaprojektionen auf der konvektiven Skala
• Entwicklung explorativer Landnutzungs- und Landbedeckungsszenarien
• Projektion und Bewertung zukünftiger hydro-klimatischer Risiken
• Co-Design und Co-Entwicklung von Risikominderungs- und Klimaanpassungsstrategien
• Kapazitätsaufbau

AP 1: Integrierte Hydrologische Modellentwicklung

Beteiligte Projektpartner: FSU Jena, SYDRO, ARC

WP1 wird hydrologische Modellierung mit regionalen Klimaprojektionen (WP2) und explorativen Landnutzungsszenarien (WP3) kombinieren, um i) auf Dürre ausgerichtete Modelle für das Integrierte Vaal-Damm-Einzugsgebiet, einschließlich Wassertransfers zwischen Dämmen und unter Berücksichtigung von Managemententscheidungen, und ii) auf Hochwasser ausgerichtete Modelle für die hochwassergefährdeten Flüsse in der Region Durban zu entwickeln. Drei hydrologische Modellierungsplattformen werden für prozessbasierte Simulationen auf der Flusseinzugsgebietsskala eingesetzt, nämlich JAMS/J2000, TALSIM und PITMAN.

AP 2: Generierung von Klimaprojektionen auf der konvektiven Skala

Beteiligte Projektpartner: Hereon-GERICS, Wits-GCI

WP 2 wird neue Klimaprojektionen mit einer sehr hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung (km-Skala) für die Untersuchungsgebiete generieren. Zwei regionale Klimamodelle (RCMs), CCAM (Wits-GCI) und REMO-NH (Hereon-GERICS), werden verwendet, um Klimaprojektionen mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 3 km zu erstellen. Die neuen RCM-Daten werden als Input für das hydrologische Modellsystem dienen.

AP 3: Entwicklung explorativer Landnutzungsszenarien

Beteiligte Projektpartner: MLU-Hal, Wits-GCI

WP3 wird Landnutzungs-, Landmanagement- und Landbedeckungsänderungen (LUMCC) im Zusammenhang mit den Auswirkungen auf hydrologische Komponenten und lokale Klimaparameter durch Veränderungen der Evapotranspiration, der Versickerung, der Bodenfeuchtigkeit und in der Folge des Wasserabflusses modellieren. Detaillierte Szenarien zukünftiger LUMCC in den Untersuchungsgebieten werden durch die Anwendung verschiedener Modelltypen entwickelt, die für unterschiedliche Raumskalen (lokal bis regional) relevant sind.

AP 4: Projektion und Bewertung zukünftiger hydro-klimatischer Risiken

Beteiligte Projektpartner: FSU Jena, SYDRO, Wits-GCI, Hereon-GERICS, ARC, MLU-Hal

WP 4 wird Veränderungen in der Häufigkeit, Dauer und Intensität von hydroklimatischen Risiken, wie extremen Überschwemmungen und mehrjährigen Dürren, für verschiedene Zeiträume in der Zukunft, verschiedene Niveaus der globalen Erwärmung und in Abhängigkeit von LUMCC projizieren. WP 4 wird konkrete Ergebnisse in Bezug auf Überschwemmungs- und Dürrerisiken liefern, die die Grundlage für die Bewertung des Katastrophenrisikos in verschiedenen Sektoren bilden werden.

AP 5: Co-Design und Co-Entwicklung von Risikominderungs- und Klimaanpassungsstrategien

Beteiligte Projektpartner: MA, FSU Jena, Hereon-GERICS, SYDRO, Wits-GCI, ARC, MLU-Hal, Implementierungspartner

Das Forschungsteam wird mit den wichtigsten Interessengruppen zusammenarbeiten, um die Forschungsergebnisse so zu gestalten, dass sie sowohl in der Provinz Gauteng als auch in der Region Durban bestmöglich in Risikominderung-Pläne und langfristige Anpassungsstrategien einfließen. Darüber hinaus werden wir gemeinsam ein benutzerfreundliches webbasiertes Informationssystem mit dem Namen “Safe-Water” und ein Transferkonzept entwickeln, um die Übertragbarkeit dieses Projekts auf andere interessante Hotspots zu gewährleisten

AP 6: Kapazitätsaufbau

Beteiligte Projektpartner: Wits-GCI, FSU Jena, Hereon-GERICS, SYDRO, MLU-Hal

Ein wichtiger Aspekt dieses Projekts ist der begleitende Kapazitätsaufbau für junge Forscher, politische Entscheidungsträger und Implementierungspartner während der gesamten Projektlaufzeit. Die deutschen und afrikanischen Partner werden gemeinsam binationale betreute Master- und Promotionsstudierende durch bilaterale Sandwich-Programme des DAAD unterstützen. Darüber hinaus wird das Projekt maßgeschneiderte Weiterbildungsmaßnahmen für politische Entscheidungsträger und Implementierungspartner anbieten, um die Komplexität von hydroklimatischen Extremen zu verstehen.