Co-HYDIM-SA reagiert auf den ausdrücklichen Bedarf an hydrometeorologischen Frühwarn- und Informationssystemen (EWIS), um die Bewirtschaftung der Wasserressourcen zu optimieren und dadurch die Wassersicherheit im südlichen Afrika zu erhöhen. Die innovativen Aspekte des transdisziplinären Projekts bestehen darin, (a) die neuartigen Möglichkeiten der (sub-)saisonalen hydrometeorologischen Vorhersage zu nutzen, (b) die Fähigkeit und die Details der saisonalen Vorhersagen erheblich zu verbessern, (c) die Gefahrenüberwachung und -vorhersage mit der tatsächlichen Risikominderung zu verknüpfen und (d) einen "Proof of Concept" für eine verbesserte Überwachung und Frühwarnung wichtiger hydroklimatischer Komponenten in zwei grenzüberschreitenden Einzugsgebieten im südlichen Afrika zu liefern. Modernste Technologien und sozioökonomische Ansätze wie Anfälligkeits- und Risikobewertung sowie technische und akademische Trainingskomponenten werden sicherstellen, dass die im Co-Design entwickelten EWIS die Bedürfnisse der Beteiligten in einer ganzheitlichen Perspektive berücksichtigen und ein verbessertes Wasserressourcenmanagement in beiden Einzugsgebieten unterstützen. Der Ansatz wird durch technisches Training und durch die Förderung von Nachwuchswissenschaftlern in der Region flankiert. Das Teilprojekt "Subsaisonale und saisonale meteorologische Vorhersagen und hochaufgelöste hydrologische Modellierung – KIT-IMK" wird dabei globale meteorologische Vorhersagen des ECMWF für das südliche Afrika mit einem Fokus auf die Einzugsgebiete des Cuvelai-Cunene und Limpopo verbessern und ihre Vorhersagegüte anhand von Referenzdaten quantifizieren. Als Referenz werden aktuelle Reanalyse und Stationsdaten verwendet. Weiterhin werden für Teileinzugsgebiete eine hochaufgelöste hydrologische Prozessmodellierung durchgeführt. Die Ergebnisse der meteorologischen (sub)saisonalen Vorhersage werden in die jeweiligen EWIS integriert und mit den afrikanischen Partnern in einem Pilotsystem getestet.  

Institut: IMKTRO Institut für Meteorologie und Klimaforschung  

Ansprechpartner: Prof. Dr. Andreas Fink  

Laufzeit: 2024 - 2028  

LINK: Ko-Design eines hydro-meteorologischen Informationssystems für nachhaltiges Wasserressourcenmanagement im südlichen Afrika | kooperation-international | Forschung. Wissen. Innovation.  

Das Projekt FURIFLOOD schafft eine wissenschaftliche Basis bezüglich klimatischer Treiber gegenwärtiger und zukünftiger Extremhochwasserereignisse in Westafrika und verbindet diese mit Fallstudien für ein besseres Verständnis künftiger Risiken und Folgen dieser Ereignisse. Auf dieser Basis leitet das Projekt FURIFLOOD im Rahmen eines Beteiligungsprozesses ökosystembasierte Strategien ab, um gegenwärtige und zukünftige Risiken zu verringern. Die Fallstudien des FURIFLOOD-Projektes erfolgen in den tropischen Regionen Westafrikas. Damit bauen sie auf den Ergebnissen des ersten WASCAL-Forschungsprogramms in der sudanesischen Savanne auf und ergänzen diese. Dieser Ansatz ermöglicht es, regionale Expertise zu extremen Überflutungen in Westafrika aufzubauen und im WASCAL-Kompetenzzentrum zu implementieren. KIT-IMKTRO wird das Projekt auf deutscher Seite koordinieren und an der Statistik und am Verständnis gegenwärtiger und zukünftiger Extremniederschläge und ihrer Dynamik mit Hilfe von Beobachtungsdaten und Modellexperimenten sowie an Maßnahmen zur Kapazitätsentwicklung und der Betreuung von WASCAL-Doktoranden arbeiten. Die Themen ihrer Doktorarbeiten sollen andere Klimaextreme wie Hitzewellen, Staubstürme und Dürren abdecken.  

Institut: IMKTRO Institut für Meteorologie und Klimaforschung   

Ansprechpartner: Prof. Dr. Andreas Fink  

Laufzeit: 2021 – 2024  

LINK: https://furiflood.imk-tro.kit.edu/  

Die afrikanischen Länder südlich der Sahara erleben derzeit ein rasches Bevölkerungswachstum, das mit einer erheblichen Intensivierung der Landwirtschaft einhergeht. Dies führt unter anderem zu einer Verschlechterung der Umwelt, steigenden Treibhausgasemissionen (THG), Bodenerosion und dem Verlust der biologischen Vielfalt. Der Klimawandel verschärft die Anfälligkeit der Menschen durch den Anstieg der Temperaturen, die Verschiebung der Niederschlagsregime (Beginn und Ende der Regenzeit) und die Veränderung der Risiken von Dürren und Starkniederschlägen. Dementsprechend ist eine nachhaltige Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels ein entscheidender Faktor für die Verbesserung der Lebensbedingungen der Menschen und die Erhaltung des Friedens in der Region. Eine nachhaltige Landwirtschaft muss nicht nur widerstandsfähig gegen den Klimawandel sein, sondern auch die Treibhausgasemissionen verringern und die Kohlenstoffbindung in bereits geschädigten Böden erhöhen. Ziel von CONCERT ist es, Optionen zur Verringerung der Emissionen der wichtigsten Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Distickstoffoxid (N2O) zu ermitteln und gleichzeitig die Ernährungssicherheit zu verbessern. Dies soll erreicht werden durch a) die Erweiterung des derzeitigen Flussbeobachtungsnetzes von WASCAL, b) die Schätzung und Projektion von THG-Emissionsbudgets für die Region unter Verwendung eines vollständig gekoppelten regionalen Klima-Hydrologie-Vegetationsmodells (Earth System Model, ESM), das speziell an die WASCAL-Region angepasst ist, und c) Identifizierung von Landnutzungs-Optionen, die geeignet sind, die Treibhausgasemissionen zu verringern, die C-Vorräte im Boden zu erhöhen und die Ernährungssicherheit in der westafrikanischen Sudansavanne zu verbessern. Dies wird durch eine einzigartige konzertierte und miteinander verknüpfte Beobachtungs- und Modellierungsstrategie in CONCERT erreicht. Die Ergebnisse werden gemeinsam mit den Interessengruppen entwickelt und überarbeitet und den politischen Entscheidungsträgern der Wirtschaftsgemeinschaft Westafrikanischer Staaten (ECOWAS) zur Umsetzung übermittelt.  

Institut: IMKIFU Institut für Meteorologie und Klimaforschung   

Ansprechpartner: Prof. Dr. Harald Kunstmann  

Laufzeit: 2021 – 2024  

LINK: https://www.uni-augsburg.de/en/fakultaet/fai/geo/prof/georkl/forschung/project-concert/   

Klimavariabilität und Klimaveränderung stellen für die Wassersicherheit im südlichen Afrika eine große Herausforderung dar. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung adressiert diese Herausforderung im Programm "Water security in Africa – WASA", durch welches Forschungskonsortien aufgefordert sind, gemeinsam mit afrikanischen Forschungspartnern und Nutzern innovative Technologien und Lösungsansätze zu entwickeln, die ein verbessertes nachhaltiges Wasserressourcenmanagement, eine effektive Wasserinfrastruktur und die Entwicklung von Vorwarnsystemen in Sub-Sahara Afrika unterstützen. Die erfolgreiche Umsetzung des Programmes soll durch das Vernetzungs- und Transfervorhaben WASANet begleitet werden. WASANet (Supporting the implementation, utilization and transfer of scientific knowledge, services and technologies for the BMBF WASA Programme to increase water security in Sub-Saharan Africa) hat sich zum Ziel gesetzt, i) die Aufbereitung, Verwertung, Integration und Synthese von Ergebnissen der einzelnen Forschungsvorhaben, ii) die themenübergreifende Koordination der Projekte, iii) die öffentlichkeitswirksame Darstellung des Förderprogrammes gegenüber Interessengruppen aus Forschung, Politik, Privatsektor und Industrie, iv) die Vernetzung der Projekte mit selbigen Interessengruppen sowie v) die Unterstützung von Entscheidungsträgern im Wasserbereich durch effektive Kommunikation innovativer WASA Technologien und Dienstleistungen zu gewährleisten. Das WASANet-Konsortium bestehend aus KIT, GWP, SANWATCE und SUWI bündelt herausragende Kompetenz und langjährige Erfahrung im Bereich der globalen und Afrika-bezogenen Wasser-, Klima- und Umweltforschung, der Integration von Forschungsergebnissen, der Wissenschaftskommunikation, der Forschungskoordination sowie der Vernetzung mit Interessengruppen und greift auf ein weitverzweigtes akademisches, Forschung-, Industrie und Politiknetzwerk im deutschen und afrikanischen Wassersektor zurück. 

Institut IMKTRO Institut für Meteorologie und Klimaforschung   

Dauer 2023 -2027 

Kontakt Dr. Jörg Helmschrot 

Webseite https://www.imk-tro.kit.edu/12210_13132.php 

Im Teilvorhaben E: NetCDA GRP1 Nigeria verfolgt das Karlsruhe Institute for Technology (KIT) einen langfristigen Ansatz zur Stärkung und besseren Vernetzung der akademischen Ausbildung zu Anpassungsstrategien an den Klimawandel in Westafrika, insbesondere in Nigeria. Eine nachhaltige Implementierung dieses Vorhabens wird dabei in drei Schritten erreicht: (i) In erster Linie unterstützt das KIT die Doktoranden des Partners der Federal University of Technology Akure, WASCAL GRP West African Climate System, Akure, Nigeria, ihre Promotionen erfolgreich zu verfolgen und abzuschließen. Hierbei werden die Doktorandinnen und Doktoranden insbesondere während ihres Aufenthaltes als Gastwissenschaftler bei dem Antragsteller KIT, während der Reisen des Betreuungsteams nach Nigeria und über virtuelle Treffen in ihren Forschungsvorhaben vom Projektteam des KIT betreut. (ii) Mittelfristig trägt das KIT aktiv dazu bei, das deutsche Netzwerk der WASCAL Graduiertenschulen zu stärken und (iii) langfristig unterstützt das KIT die Initiierung eines akademischen Netzwerks, das in der Ausbildung aktive Klimawandelforschende aus Europa und Afrika in einem transnationalen Netzwerk zusammenführt. 

Institut IMKTRO Institut für Meteorologie und Klimaforschung   

Dauer 2024 – 2025 

Kontakt Prof. Andreas Fink, Dr. Marlon Maranan 

Webseite https://www.imk-tro.kit.edu/english/12210_13059.php