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Anemonenwiese

Um herauszufinden, wie die Zukunft der Region aussehen könnte, produziert GLOWA JR regionale Klima-, Entwicklungs- und Landnutzungsszenarien. Die Auswirkungen dieser drei Antriebskräfte auf den Wasserkreislauf, die Verfügbarkeit von Wasser, die Wassernachfrage und die Produktivität von Wasser für die verschiedenen Nutzungen durch Mensch und Ökosystem werden durch eine Bandbreite verschiedener Modelle simuliert.

Die sich daraus ergebenden Informationen werden im Dialog mit den Akteuren von Ort dazu eingesetzt, um Strategien für nachhaltiges Wasser- und Landnutzungsmanagement zu identifizieren. Ziel ist es, die Auswirkungen des globalen und regionalen Wandels auf die Wasserknappheit zu bewältigen.

Nachfolgend werden die verschiedenen Modelle, Tools und Ansätze, die GLOWA JR dazu nutzt, kurz erläutert.

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Anwendungswerkzeug für Wassermanagement

  • WEAP (Water Evaluation and Planning Tool)
    ist das zentrale computergestützte Anwendungswerkzeug des Projekts. Es integriert die verschiedensten wissenschaftlichen Ergebnisse. Sein wichtigstes Ziel ist es, die wissenschaftlichen Projektergebnisse in die praktische Anwendung zu überführen. Mit WEAP-Anwendungen wird das Wassersystem des Jordantals abgebildet, sowohl die Angebots- als auch die Nachfrageseite. Damit ermöglichen sie eine umfassende Überprüfung des gemeinsamen Managements von Grünen und Blauen Wasser Ressourcen sowie trade-off Analysen wie z.B. die Wasserzuteilung aus dem Bewässerungsanbau zu nicht bewässerten Landnutzungsoptionen wie ungenutzte Landschaft, Regenfeldbau, Regenwassergewinnung.

    Weiter wird mit dem Einbezug des Grundwasser-Modells MODFLOW Oberflächen- und Grundwassermanagement zusammengeführt. Regionale Akteure sind umfassend an der Entwicklung von WEAP beteiligt, um lokale Bedürfnisse zu erfüllen und die regionale Umsetzung des Tools sicherzustellen. WEAP unterstützt damit regionale Wasserplaner dabei, Managementoptionen und Wasserzuteilungsschemata zu analysieren, um letztlich ein effektives Wassermanagement umzusetzen, das dem globalen Wandel gerecht wird. WEAP ist dadurch eines der zentralen Wassermanagement-Tools in der Jordan Region auch über das GLOWA Jordan River Projekt hinweg

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Erstellung und Analyse von Szenarien

  • SAS (Story And Simulation Approach)
    ist ein iterativer, durch die Akteure gesteuerter Prozess der Erstellung und Analyse von Szenarien. Dieser Prozess zielt auf eine ausgewogene Beteiligung von lokalen Akteuren und Projektwissenschaftlern ab. Dies wird erreicht, indem vorrangig Informationen in Erzählform vonseiten der lokalen Akteure (Storylines), quantitative Informationen vonseiten der wissenschaftlichen Modelle und andere Quellen in die Szenarien einfließen. Als Ergebnis des Szenarienprozesses wurden vier „Szenarien der regionalen Entwicklung” unter Bedingungen des globalen Wandels bis hin zum Jahre 2050 entwickelt, die sowohl qualitative Storylines als auch quantitative Modellierungsergebnisse beinhalten. Diese Szenarien dienen als Hintergrund für die Entwicklung und das Testen von konkreten Wasser- und Landnutzungsstrategien für die Region.

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Ökohydrologisches Modellieren

  • TRAIN
    simuliert Evapotranspiration, Bodenfeuchtigkeit, Wasserbedarf zur Bewässerung, Grundwassererneuerung und Oberflächenabfluss. Die letzteren beiden können als „Wasserverfügbarkeit” zusammengefasst werden, d.h. die Menge an „Blauem Wasser”, die theoretisch für die Menschen verwertbar ist. Die hydrologischen Auswirkungen auf den Wandel von Klima and Landnutzung können mit diesem Modell konkret ermittelt werden.

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Hydrologisches Modellieren

  • HYMKE (HYdological Model for Karst Environment)
    simuliert den Abfluss des Einzugsbereich des Oberen Jordans (Untereinzugsgebiete Dan, Hermon and Snir). Das Modell ist das zentrale Werkzeug für zukünftige Studien über die Hydrologie des Einzugsbereichs des Oberen Jordans, weil es die karstige Beschaffenheit der Hermon-Region berücksichtigt.
  • WaSiM (Water Flow and Balance Simulation Model)
    simuliert die vertikalen und seitlichen Wasserströme an der Oberfläche, der ungesättigten und gesättigten Unterflur. Es ist ein „distributed” Modell and gibt Informationen zu jeder Rasterzelle aus, z.B. Evapotranspiration, Infiltration, Oberflächenabfluss und Grundwasserströmung. Es umfasst die Untereinzugsgebiete der Hasbani, Dan, Banias and Hermon-Flüsse (Einzugsgebiet des Oberen Jordanflusses).
  • LSM (Lake Salinity Model)
    simuliert die jährlichen Veränderungen des Salzgehalts des See Genezareth auf der Basis von geschätztem Wasser- und Substanzzulauf, Verdunstung und geplantem Ablauf.
  • LEM (Lake Evaporation Model)
    simuliert die tägliche Verdunstung des See Genezareth. Dabei wird die vorhergesagte Windtemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Kurz- und Langwellenstrahlung und die Windgeschwindigkeit zugrunde gelegt.
  • TRAIN-ZIN
    simuliert die Wasserbilanz in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung und berücksichtigt die Erzeugung des überirdischen Abflusses, Versickerung, Verluste durch Kanaltransmission, Abfluss aus dem/den Wadi/s, und das Potenzial an Regenwassernutzung im ganzen Einzugsbereich des unteren Jordanflusses.

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Landnutzungsmodellierung

  • LandSHIFT.R (Land Simulation to Harmonize and Integrate Freshwater availability and the Terrestrial environment – Regional version) generiert Szenarien der Veränderung von Landnutzung. Seine Antriebskräfte sind der Bedarf an flächenintensiven Verbrauchsgütern (z.B. Nahrungsmittel) und Annahmen über Politik und Sozioökonomie (regionale Entwicklungsszenarien des SAS Ansatzes, s.o.).

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Ökosystem-Modellierung und Landwirtschaftliche Modellierung und Evaluation

  • WADISCAPE (Wadi Landscape)
    simuliert den Effekt des Niederschlags und der Beweidungsintensität auf die Produktion von Biomasse und die Verteilung von Wachstumsformen (z.B. Gräser, holzartige Pflanzen) halbnatürlicher Vegetation in einer Wadi-Landschaft. Das Modell bestimmt auch die Tragfähigkeit für Beweidung.
  • MaxEnt Model (Maximum Entropy Model)
    simuliert die Muster der Biodiversität der Tiere entlang des Niederschlagsgradienten sowie bei unterschiedlicher Landnutzung und verschiedenen Landmanagementmethoden westlich des Jordans. Es errechnet auch die die Veränderung in der Verteilung von Pflanzenschädlingsarten, z.B. der Fruchtfliege, als Reaktion auf den Klimawandel und die nationale Planung.
  • Wheat Model
    simuliert einen saisonalen Stressindex (SI), der auf einer täglichen Kalkulation von möglicher und tatsächlicher Evapotranspiration und Bodenbeschaffenheit basiert. SI ist das Verhältnis tatsächlicher zu potenzieller Evapotranspiration. Die Evaluierung von Weizenkornerträgen basiert auf dem SI-Wert und der Stickstoffzugabe. Das Modell kann zudem die Wirksamkeit der Unterdrückung von direkter Verdunstung von der Bodenoberfläche auswerten (Mulchen).
  • Cotton Model
    evaluiert den Baumwollmull-Ertrag, indem es die Prozesse, die sich im Boden, in der Pflanze, in der oberirdischen Umgebung der Pflanzen und deren Interaktionen simuliert.
  • Landevaluierung für Abwasserwiederverwendung:
    Eine GIS-basierte Landtauglichkeitsklassifizierung für Bewässerung mit Abwasser wird entwickelt, die die folgenden fünf Risiken berücksichtigt: die Mobilisierung inorganischer absorbierbarer Schadstoffe (bspw. Schwermetalle), Bodenversalzung, Kalklöschen der oberen Schichten, Bor-Mobilisierung and die Mobilisierung nichtlöslicher Stoffe (z.B. Nitrat).

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Sozioökonomische Modelle und die Wertermittlung der Ökosystemgüter und -dienstleistungen

  • VALUE (Vegetative Agricultural Land Use Economic)
    simuliert die Land- und Wasserzuteilung, die notwendig ist, um in Israel Ernteprofite unter den gegebenen Bedingungen des klimatischen und regionalen Wandels zu maximieren.
  • Palästinensisches Agrarsystemmodell
    Das Palästinensische Agarsystemmodell erstellt Prognosen darüber, welche Auswirkungen die Veränderungen von Wasser, Klima und regionaler Entwicklung auf die Wirtschaftsleistung der landwirtschaftlichen Aktivitäten und ihre sozioökonomischen Konsequenzen haben (z.B. Preis des bebauten Ackerlandes und des dafür benötigten Wassers, Nahrungsmittelarten, die anzubauen sind, und die Verwendung von geklärtem Abwasser). Es berechnet auch die Schattenpreise von Land und Wasser.
  • Jordanisches Agarsystemmodell
    Das Jordanische Farmsystemmodell erstellt ähnliche Prognosen wie das Palästinensische, jedoch mit jordanischen Daten und auf die jordanische Situation zugeschnittenen Ergebnisse.
  • Wertbestimmung des Freizeitnutzens
    Hier befasst man sich mit Freiflächen, Acker- und Weideland unter Klimawandelbedingungen. Evaluiert wurde der monetäre Nutzwert, den die lokale Bevölkerung aus der Nutzung der Landschaft als Weideland und durch verschiedene landwirtschaftliche Anbausorten ziehen.
  • Wertermittlung der Ökosystemgüter und -dienstleistungen (Ecosystem Services)
    Jenseits des direkten Nutzens der Gesellschaft aus der Nachfrage an natürlichen Gütern und Dienstleistungen (bewertet durch die o.g. Modelle), wird hier der Wert der Ökosystemgüter und -dienstleistungen unter Verwendung des ENVGROWTH-Modells geschätzt, ein Modell für makroökonomisches Wachstum, das die Auswirkungen von Klimawandel auf die Ökosystemgüter und -dienstleistungen einbezieht. Ein weiteres, mikroökonomisches Modell, EBIOVALUE, verzahnt Klimawandel, Landnutzung und wirtschaftlichen Wert, der sich aus der Biodiversität ableitet.

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Regionalklimamodelle

Transiente Läufe der regionalen Klimamodelle (RCM) MM5 und RegCM angetrieben mit den Randbedingungen von den allgemeinen Zirkulation Modellen (GCM) ECHAM5 und HadCM3, werden dazu eingesetzt, das Klimawandelsignal für die Jordanregion bis zum Jahr 2099 zu simulieren. Eine Liste der Klimawandel-Szenarien, die aus GLOWA JR hervorgegangen sind, können sind hier in englischer Sprache als pdf-Datei verfügbar.

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