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Abstract

Menschliche Aktivitäten haben einen großen Einfluss auf den globalen Wasserkreislauf. Durch den Bau von Dämmen und Bewässerungssystemen werden große Mengen Wasser aus Flusssystemen abgeleitet. Durch die Emission von Treibhausgasen, die die globale Erwärmung verursachen, werden auch die Niederschlags- und Verdunstungsmuster auf der ganzen Welt verändert. Es ist jedoch immer noch schwierig, aktuelle und zukünftige Auswirkungen auf den globalen Wasserkreislauf zu quantifizieren, da die Datenverfügbarkeit begrenzt ist, Modellfehler und große Unsicherheiten bei den Prognosen zum Klimawandel bestehen. Um diese Einschränkungen teilweise zu überwinden, haben wir einen Multi-Modell-Ansatz verwendet, um anthropogene Auswirkungen auf den globalen Wasserkreislauf zu untersuchen. Vier verschiedene globale hydrologische Modelle (H08, VIC, WaterGAP und LPJml) wurden mit einem historischen Klimadatensatz (Watch Forcing Data) und einer bias-korrigierten Ausgabe von drei verschiedenen globalen Klimamodellen (Echam, IPSL und CNRM) unter Verwendung von zwei Emissionsszenarien (A2 und B1) forciert. Darüber hinaus wurde das LPJml-Modell mit zwei verschiedenen Landnutzungsänderungsszenarien durchgeführt. Durch die Kombination der Wasserverfügbarkeitssimulationen mit den im Rahmen des Watch-Projekts entwickelten Szenarien des Wasserbedarfs analysierten wir auch die aktuelle und zukünftige Wasserknappheit. Die Analysen zeigen, dass die aktuellen menschlichen Auswirkungen auf den Wasserkreislauf in Zentralasien, Teilen Europas, dem Südwesten der USA und dem Murray-Darling-Becken in Australien besonders hoch sind. Der Modellvergleich der landwirtschaftlichen Wassernutzung und -nachfrage zeigte, dass die Unterschiede in der gesamten globalen landwirtschaftlichen Nachfrage und Wassernutzung relativ geringer waren als die Unterschiede in der simulierten Wasserverfügbarkeit. Alle Modelle zeigten, dass die landwirtschaftliche Wassergewinnung in Süd- und Ostasien, insbesondere in Nordindien und Pakistan sowie in Nordostchina, hoch ist. Die wichtigsten räumlichen Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen wurden für Nordchina beobachtet, wo H08 einen viel höheren Wasserbedarf als VIC aufwies. Zukünftige Analysen zeigten, dass die Auswirkungen des Klimawandels auf den globalen Wasserkreislauf insbesondere in den semiariden Regionen potenziell hoch sind. Obwohl es in den vier hydrologischen Modellen im Allgemeinen erhebliche Unterschiede gab, sagten alle Modelle die gleiche Änderungsrichtung voraus. Zusammenfassend zeigten die Analysen, dass sowohl im B1- als auch im A2-Szenario der Anteil des landwirtschaftlichen Wasserbedarfs, der nicht durch Oberflächen- und Grundwasser gedeckt werden kann, steigen wird. Die Wasserknappheit wird unter dem A2-Szenario viel höher sein als unter dem B1-Szenario. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung eines Multi-Modell-Ansatzes eine robustere Quantifizierung möglicher zukünftiger anthropogener Auswirkungen auf den globalen Wasserkreislauf ermöglicht.