MountAInWater: Wasser in den Hochgebirgen der Welt verstehen,
…Veränderungen der Wasserverfügbarkeit vorhersagen und die gesellschaftlichen und ökologischen Auswirkungen dieser Veränderungen untersuchen — daran werden künftig Wissenschaftler:innen aus sechs Ländern arbeiten.
Unter der Leitung von Prof. Francescca Pellicotti vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) forschen die Projektpartner:innen im Megaprojekt MountAInWater, das von der Stiftung Schmidt Sciences mit insgesamt 9,5 Mio. € gefördert wird. Die Stiftung wurde gegründet vom ehemaligen Google CEO Eric Schmidt und der Philanthropin Wendy Schmidt und unterstützt transformative Umweltprojekte.
Erste globale Realanalyse
In dem Projekt soll erstmalig eine globale Realanalyse der Wasserressourcen in vier verschiedenen Bergregionen mit hochauflösenden Modellen durchgeführt werden, um Auswirkungen des Klimawandels auf diese Wasserressourcen zu bewerten und potenzielle Kipppunkte in diesen Regionen zu identifizieren.
Die Projektarbeit beruht auf vier Säulen: der Feldarbeit in vier Hochgebirgsregionen, so genannten „Supersites“, der Simulation mit physikalischen Modellen sowie durch Nutzung von KI und schließlich auf der Untersuchung der gesellschaftlichen und ökologischen Veränderungen vor Ort. Dort sollen dann in Zusammenarbeit mit lokalen Akteuren wirksame und nachhaltige Wassermanagementstrategien entstehen.
Die Supersites und ihre Bedeutung für die Wasserverfügbarkeit
Die Hochgebirgsregionen, die für dieses Projekt ausgewählt wurden, gelten als so genannte „Supersites“, auch „Wassertürme“ genannt, die das Abflussgeschehen und die Wasserversorgung in ihren jeweiligen Regionen maßgeblich beeinflussen. Nachfolgend sind einige wesentliche Charakteristika dieser Gebirge aufgelistet
Himalaya
Der Himalaya ist nach den Polkappen die größte Eismasse der Erde und speist mindestens 10 – 12 große Flusssysteme, darunter Indus, Ganges, Brahmaputtra, Mekong, Salween, Jangste, Gelber Fluss und Amu Darya [1]. Diese Flüsse sichern die Wasserversorgung von etwa 1,5 — 1,9 Mrd. Menschen auf der Erde, als Trinkwasser, Bewässerungswasser für die Landwirtschaft und Prozesswasser für Industrie und Gewerbe. Darüber hinaus tragen sie mit ihrem Wasserkraftpotenzial von insgesamt mehr als 500 GW maßgeblich zur Energieversorgung in ihren Einzugsgebieten bei [2]. In Trockenzeiten halten Gletscher- und Permafrostwasser den Abfluss in den Gewässern aufrecht.
Pamir-Gebirge
Das Pamir-Gebirge ist das kritische Wasserreservoir für Zentralasien: Seine Schnee- und Gletscherschmelze speist vor allem den Fluss Amu Darya, der die Haupt-Süßwasserquelle für Turkmenistan darstellt und ebenso zentral für die landwirtschaftliche Bewässerung und die Wasserkraftnutzung in Usbekistan und Tadschikistan ist [3].
Rocky Mountains
Das Schmelzwasser aus den Rockies speist zahlreiche Flüsse, welche die westkanadischen Metropolregionen Vancouver und Calgary sowie andere Städte in Alberta sowie die kanadischen Prairieprovinzen mit Wasser versorgen. Darüber hinaus gelangt das Wasser aus den Rockies in das nördliche Binnenland und die Arktis.
Auch in den USA werden riesige landwirtschaftliche Nutzflächen im Columbia-System sowie in Einzugsgebieten von Nebenflüssen des Columbia Rivers mit dem Wasser aus den Rockies bewässert.
Anden
Die Anden sind der Wasserturm des Kontinents Südamerika, ohne den es große Teile der wasserabhängigen Ökosysteme und Wirtschaftsregionen in ihrer heutigen Form nicht geben würde. Das gilt gleichermaßen für das Amazonasgebiet, die subtropischen Agrarregionen wie das La-Plata-Becken, das Teile von Argentinien, Paraguay Uruguay und Südbrasilien umfasst, und die trockenen Küstenregionen von Chile und Peru.
Von den Supersites in die Welt mittels KI
Die an den Messorten gesammelten Daten werden genutzt, um physikalische Modelle weiterzuentwickeln. Mit diesen lassen sich Kipppunkte in der Kryosphäre, d.h. bei Gletschern, Schnee und Permafrost, sowie Wasserflüsse aus Gebirgssystemen simulieren.
Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz soll die Ausweitung der Studie auf die globale Ebene ausgeweitet werden. Das geschieht, indem die Simulationen auf Basis physikalischer Modelle für die jeweiligen Supersites für das Training von Machine Learning-Modellen eingesetzt werden.
„Mit der KI an Bord sind wir in der Lage, die Rechenanforderungen fortschrittlicher physikbasierter Modelle zu beschleunigen und eine Reanalyse der weltweiten Wasserressourcen in Gebirgsregionen zu erstellen“, erklärt Adrià Fontrodona-Bach, wissenschaftlicher Koordinator von MountAInWater und Postdoktorand in der Pellicciotti-Forschungsgruppe am ISTA.
Die Modelle simulieren die Reaktion der Kryosphäre auf Klima und Wasserflüsse in allen großen Gebirgszügen mit einer räumlichen Auflösung von bis zu einem Kilometer.
„Dies auf globaler Ebene zu tun, war bisher nicht möglich. Selbst mit den besten numerischen Modellen auf dem neuesten Stand der Technik musste man sich entscheiden, ob man auf regionaler Ebene bleibt oder – bei einer Ausweitung auf die globale Ebene – einfachere Modelle verwendet“, erklärt Fontrodona-Bach.
Diese Einschränkung wird nun durch die Umstellung von rein numerischen „klassischen“ Modellen auf eine Kombination mit KI-gesteuerten Modellen überwunden.
Regionale Hotspots aufspüren und handeln
Nach Abschluss der globalen Realanalyse wollen die Forschenden sich den regionalen Hotspots zuwenden:
„An diesen Hotspots deuten die Daten auf erhebliche Veränderungen oder Anfälligkeiten bei der Wasserverfügbarkeit hin – Orte, die bereits mit Wasserknappheit konfrontiert sind oder wahrscheinlich konfrontiert sein werden“, bemerkt Prof. Pellicciotti.
Für die Entwicklung nachhaltiger Wassermanagementstrategien vor Ort werden die Wissenschaftler:innen mit lokalen Akteuren zusammenarbeiten und einen „Mountain Digital Twin“ nutzen. Diese interaktive Plattform wird den Communities dabei helfen, die Auswirkungen des Klimawandels zu visualisieren und gemeinsam Anpassungsoptionen zu erörtern.
Die Projektpartner
Neben dem ISTA, in dem drei Forschungsgruppen am Projekt mitarbeiten, sind folgende Institutionen beteiligt:
Die Universität Utrecht und die Universität von Saskatchewan, werden daran arbeiten, die ökologischen Auswirkungen unterhalb von Bergwasserquellen zu verstehen. Die ETH Zürich wird Fernerkundungs- und Felddaten bereitstellen, um die Modellierungen des Projekts zu unterstützen. Die Technische Universität München und die Universität Lausanne werden die KI-Modelle für die globale Reanalyse entwickeln und anwenden. Darüber hinaus werden sich FutureWater und die Universität Wageningen auf die Identifizierung von Hotspots der Wasserknappheit und die Simulation der Wasserressourcenverteilung konzentrieren, während Climate Adaptation Services an der gemeinsamen Entwicklung von community-basierten Anpassungs- und Minderungsstrategien mitwirken wird.
Weitere Quellen:
[1] A. Chandra: The Himalayas laid bare: How vanishing snow and ice are reshaping Asia’s water tower. DownToEarth, 15. Jan. 2026 [2] Himalayan Geographic Research Foundation (HGRF): The Himalayan Rivers: Lifelines of South Asia. April 2025, abrufbar unter diesem Link3] R. Kumar: Glacier Retreat and Water Security: What Are Long-Term Implications of Glacier Melt in the Tien Shan und Pamir Mountains for Dowstream Water Availability in Uzbekistan and Turkmenistan? Int. J. of Research and Scientific Innovation (IJRSI), Vol. XII Issue IX September 2025. DOI: 10.51244/IJSRSI.
Beitragsbild: Himalaya, Mount Everest, Bildquelle: DominickVietor / Pixabay
