Das Global Climate Observing System (GCOS) definiert die Gesamtwasserspeicherung (Terrestrial Water Storage, TWS) und Grundwasser als essentielle Klimavariablen (Essential Climate Variables, ECV). Diese Variablen gelten als wesentlich, um zu einem umfassenden Verständnis des Erdklimas, seiner Variabilität und seiner Trends beizutragen. Vor diesem Hintergrund wird der Copernicus Climate Change Service (C3S) der Europäischen Union beobachtungsbasierte Datensätze für beide Variablen bereitstellen.
Aufbauend auf dem jahrzehntelangen Engagement des GFZ in der gravimetriebasierten Beobachtung des Wasserkreislaufs wird ein von der Sektion 4.4 – Hydrologie geleitetes Konsortium einen neuen ECV-Service „Terrestrial Water Storage and Groundwater“ im C3S „Land Hydrology“-Bereich etablieren. Der Service wird die ECV-Produkte „Terrestrial Water Storage Anomaly“ (TWSA) und „Groundwater Storage Change“ (GWSC) abdecken. Die Datensätze werden im Projektverlauf im C3S Climate Data Store (CDS) veröffentlicht.
TWSA zeigt Abweichungen vom langfristigen Mittel der auf oder unter der Erdoberfläche in Form von Bodenfeuchte, Grundwasser, Oberflächenwasser, Schnee und Eis gespeicherten Wassermengen. Der Datensatz basiert auf Beobachtungen der Satellitenmission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) sowie ihrer Nachfolgemission GRACE-FO und wird den Zeitraum von April 2002 bis zur Gegenwart abdecken. Mögliche Anwendungsbereiche für TWSA sind die Bewertung von Ausmaß und Häufigkeit von Dürren und Hochwasserereignissen, die Untersuchung hydrologischer Prozesse und Wasserbilanzen von regionaler bis kontinentaler Skala oder die Quantifizierung des Eismassenverlusts großer Gletscher und Eisschilde.
TWSA bildet zudem die Grundlage für das GWSC-Produkt. Dieses Produkt folgt dem aus dem Global Gravity-based Groundwater Product (G3P, LINK) bekannten Residualansatz und wird Anomalien in der Grundwasserspeicherung für die entsprechenden Zeiträume bereitstellen. G3P und C3S GWSC sind derzeit die einzigen verfügbaren beobachtungsbasierten Produkte, die eine Quantifizierung von Änderungen im Grundwasserspeicher auf Grundlage von Beobachtungen und in globalem Maßstab ermöglichen.
Weitere Partner im ECV-Service sind:
GFZ Sektion 1.3 – Erdsystemmodellierung
GFZ Sektion 1.2 - Globales Geomonitoring und Schwerefeld
Combination Service for Time-variable Gravity Fields (COST-G)
Department für Geodäsie und Geoinformation der TU Wien
Geographisches Institut der Uni Zurich
Satellite Services and Research Gruppe am Finnish Meteorological Institute