Fachgebiet Datenassimilation im Erdsystem

Numerische Modelle tragen erheblich zu unserem Verständnis der Dynamiken des globalen Wasserkreislaufes bei. Allerdings beeinträchtigen Ungenauigkeiten der Eingangsdaten, Randbedingungen, Parameter und eine unvollkommene Modellstruktur die Genauigkeit der Simulationen. Erdbeobachtungssatellitenmissionen stellen wertvolle globale Messungen atmosphärischer und hydrologischer Variablen bereit. Dazu gehören die Daten der Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE) Mission sowie ihrer Nachfolgemission (GRACE-FO), die einen Einblick in Änderungen des Gesamtwasserspeichers (GWS) liefern, d.h. die vertikale Summe der Änderungen in Oberflächen-, Boden- und Grundwasserspeichern. Außerdem werden seit Jahrzehnten die Bodenfeuchte und Landoberflächentemperaturen aus dem All beobachtet. Dazu gehören die Satellitenmissionen SMOS, SMAP, MODIS und Sentinel, die typischerweise die elektromagnetische Rückstrahlung der Erdoberfläche messen oder Wellenfronten, die von einem Radarimpuls zurückkehren. Der Zusammenhang zwischen den Messungen und den Landoberflächenvariablen ist außerodentlich komplex. Daher verfolgen die Erdsystemwissenschaften aktuell die Vereinigung von Daten und Modellen mittels Datenassimilation und Kalibrierung von Modellparametern. Dies ist der Forschungsschwerpunkt des Fachgebietes Datenassimilation im Erdsystem.