Mit diesen Einstellungen können Einzugsgebiete verschiedener Flussgebiete ein- und ausgeblendet und die angezeigte Saison gewählt werden.
Der Wasserhaushalt eines Einzugsgebiets beschreibt, wie viel Wasser reinkommt, rausgeht und gespeichert wird. Er ist also nichts anderes als eine Bilanz des Wassers.
Dabei kommt Wasser als Niederschlag ins Einzugsgebiet und verlässt dieses durch Verdunstung oder über die Fliessgewässer als Abfluss. Wasser kann auch temporär im Einzugsgebiet gespeichert werden, als Schnee und Eis oder in flüssiger Form in Seen und im Grundwasser.
Der Wasserhaushalt eines Einzugsgebietes kann also wie folgt zusammengefasst werden:
Speicheränderung = Niederschlag - Verdunstung - Abfluss
Die Speicheränderung kann auch negativ sein (z. B. bei schmelzenden Gletschern). Dann sind Abfluss und Verdunstung zusammen grösser als der Niederschlag.
Mit dem Budykodiagramm wird die Wasserverfügbarkeit eines Einzugsgebiets untersucht. Dazu wird der Verdunstungsindex gegen den Trockenheitsindex aufgeplottet.
Der Verdunstungsindex bezeichnet den Anteil des Niederschlags, der wieder verdunstet. Der Trockenheitsindex steht für das Verhältnis zwischen Niederschlag und potentieller Verdunstung (der Wassermenge, die unter den gegebenen klimatischen Verhältnissen verdunsten könnte).
Allerdings kann in einem Einzugsgebiet nicht mehr Wasser verdunsten, als es geregnet hat (Wasserlimite) und es kann nicht mehr verdunsten, als es das Klima potentiell zulässt (Energielimite).
Einzugsgebiete, die auf der rechten Seite der gepunkteten Trennlinie liegen (Trockenheitsindex > 1), sind arid (trocken), Einzugsgebiete links der Linie humid (feucht). Bei ariden Einzugsgebieten begrenzt die Verfügbarkeit von Wasser die tatsächliche Verdunstung. Hingegen ist bei humiden Einzugsgebieten die Energie limitierend für die verdunstete Wassermenge.
Über das ganze Jahr gesehen sind alle Schweizer Einzugsgebiete humid, es fällt also mehr Regen, als theoretisch verdunsten könnte.
Im Sommer steigt die potentielle Verdunstung durch die höheren Temperaturen jedoch an. Betrachtet man nur diesen Zeitraum (siehe Einstellungen rechts), sind viele Einzugsgebiete arid.
In der Schweiz ist also überall grundsätzlich genug Wasser vorhanden, saisonal kann es regional dennoch zu Trockenheit und Wasserknappheit kommen.
Im Streudiagramm können Zusammenhänge zwischen einzelnen Variablen genauer unter die Lupe genommen werden. Dadurch lassen sich Muster in den Daten identifizieren.
Sichtbar wird zum Beispiel die Abnahme der Verdunstung mit zunehmender Höhe der Einzugsgebiete. Dies kann mit der tieferen Lufttemperatur in höheren Lagen erklärt werden.
Trends in den Daten können sich je nach Saison auch verändern oder sogar umkehren. Am deutlichsten sichtbar wird dies bei der Abhängigkeit des Abflusses von der Höhe. Während im Winter der Abfluss mit zunehmender Höhe abnimmt (weil dort mehr Niederschlag als Schnee fällt und liegenbleibt), dreht sich dieser Trend im Sommer um – durch Schnee- und Gletscherschmelze wird in höheren Lagen mehr Abfluss generiert. Im Frühling weist der Zusammenhang gar eine Kurve vor: Mit zunehmender Höhe nimmt der Abfluss erst zu. Ab einem Punkt bei rund 1500 m ü. M. nimmt der Abfluss wieder stetig ab. Auch dies hängt mit der Schmelze zusammen. Während in mittleren Lagen im Frühling viel Schnee schmilzt, bleibt dieser in höheren Lagen noch liegen.
Um den Wasserhaushalt eines bestimmten Einzugsgebiets genauer zu untersuchen, wählen Sie dieses per Mausklick an.
Der über 40 Jahre gemittelte Jahresgang des Wasserhaushaltes zeigt auf, wann im Jahr dieses Einzugsgebiet den grössten Niederschlag verzeichnet, wie sich Verdunstung und Abfluss innerhalb des Jahres entwickeln und wann Speicher gefüllt und geleert werden.
Diese Visualisierung wurde im Frühling 2023 im Rahmen der Veranstaltung Open Data der Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeit an der Uni Bern erstellt.
Die Webseite wurde von Basil Stocker, wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Hydrologischen Atlas der Schweiz, erstellt.
Diese Visualisierungen basieren auf Daten vom Projekt CAMELS-CH. Die Daten – teils gemessen, teils modelliert – können auf zenodo.org bezogen werden.
Der Hintergrund der Übersichtskarte wurde mit Daten der swisstopo gestaltet.
Für die interaktiven Visualisierungen wurde die Bibliothek D3.js verwendet.
Copyright 2023 Basil Stocker