Hydrosphäre

Die Arbeiten im Forschungsschwerpunkt Hydrosphäre zielen auf ein besseres Verständnis der hydrologischen Prozesse, indem die Daten aus aktuellen (SMOS, TerraSAR-X) und zukünftigen (SMAP, Tandem-L) SAR Satellitenmissionen  ausgewertet werden. Der Fokus liegt dabei auf folgenden drei Forschungsschwerpunkten:

  • Entwicklung und Verbesserung von aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten hydrologischen Parametern, wie z.B. die Bestimmung der Bodenfeuchte mit aktiven und passiven Mikrowellensensoren.
  • Validierung der aus den Fernerkundungsdaten abgeleiteten hydrologischen Parameter, wie zum Beispiel die Etablierung von Validationsalgorithmen und der Auf- oder Ausbau von Bodenmessnetzen
  • Integration der abgeleiteten Parameter zur Quantifizierung dynamischer Prozesse in der Hydrosphäre, unter Nutzung moderner Datenassimilationmethoden und physikalischer Modelle.

Folgende wissenschaftliche Fragestellungen werden dabei innerhalb des Forschungsschwerkpunktes untersucht:

  • Kann durch Assimilation der Bodenfeuchte und der Frost/Tau Perioden die parametrische Ungenauigkeit in hydrologischen Modellen minimiert werden?
  • Inwieweit lassen sich durch Integration der Variabilität der Zustandsgrößen, welche aus dichten Teilnetzen abgeleitet werden (z.B. 50-500m), Rückschlüsse über hydrologischen Prozesse in größeren Skalen (z.B. 1-5 km) ziehen?
  • Hilft die Assimilation von hochaufgelösten synchronisierten Bodenfeuchte- bzw. Schnee-Wasser-Equivalent-Daten die Vorhersageunsicherheit in hydrologischen Modellen zu minimieren?
  • Kann die aus Tandem-L Satellitenbilddaten abgeleitete Bodenfeuchteinformation die Regionalisierung von Oberflächenmodellen verbessern?
  • Kann das global arbeitende GNSS-Netz zu einem globalen Bodenfeuchte Monitoring beitragen bzw. als Validationsgrundlage im Zusammenhang mit Fernerkundungs-produkten agieren?
  • Steigt durch die verbesserten Oberflächenmodelle gleichzeitig auch das Verständnis über den Wasserkreislauf im Boden, Pflanzen und Atmosphäre bzw. der damit gekoppelten Planzenwasser/Kohlenstoffdynamik?