Steigende Temperaturen verschieben die Schneefallgrenze nach oben, lassen die Schneeschmelze früher einsetzen und beschleunigen den Gletscherschwund, was weitreichende Folgen für die saisonale Abflussdynamik alpiner Einzugsgebiete hat. Gleichzeitig greifen anthropogene und klimabedingte Landnutzungsänderungen direkt in den Wasserhaushalt ein und beeinflussen Infiltration, Verdunstung und Abflussbildung. Vor diesem Hintergrund vereint diese Session Beiträge, die sich mit den Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzungsänderungen auf hydrologische Regimes, die Dynamik von Extremereignissen wie Hoch- und Niedrigwasser sowie Naturgefahren befassen. Darüber hinaus sind Beiträge zu den physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften alpiner Gewässer unter veränderten Temperatur- und Abflussbedingungen willkommen. Angesichts zunehmender Risiken für Wasserverfügbarkeit, Ökosysteme und die Bevölkerung alpiner Regionen zielt diese Session auf einen breiten Austausch über Ursachen, Wirkungsketten und Auswirkungen des hydrologischen Wandels im Alpenraum ab.
Hochwasser richten im Alpenraum regelmässig grosse Schäden an und verändern sich mit dem Klimawandel, weil Starkniederschläge zunehmen, die Schneeschmelze zurückgeht und Bodenfeuchte im Winter zu- aber im Sommer abnimmt. Wie genau, ist noch unklar. In dieser Studie nutzen wir ein grosses Klimaensemble in stündlicher Auflösung, um Hochwasserveränderungen in der Schweiz und Österreich in Abhängigkeit der Temperaturzunahme zu quantifizieren. Wir zeigen, dass Hochwasserspitzen in den meisten Gebieten aufgrund einer Zunahme von Starkniederschlägen zunehmen. Die Stärke der Zunahme hängt von der Höhenlage und der Ereignisstärke ab. So ist die Zunahme in tiefen Lagen, wo das hydrologische Regime stark von Regen geprägt ist, am stärksten. In höheren Lagen, die stark schneegeprägt sind, hingegen, ist die Zunahme schwächer, weil zunehmende Starkniederschläge durch abnehmende Schneeschmelze kompensiert werden. Auch variieren die Veränderungen mit der Ereignisstärke: extreme Hochwasser wie das 100-jährliche Hochwasser nehmen stärker zu als moderate Hochwasser wie das 2- oder 10-jährliche Hochwasser. Während Hochwasser in tiefen Lagen unabhängig von der Stärke zunehmen, können moderate Hochwasser in hohen Lagen aufgrund von abnehmender Schneeschmelze auch abnehmen. Abgesehen davon ist das Bild einheitlich: Hochwasserspitzen nehmen zu. Diese Projektionen zeigen, dass sich die Gesellschaft auf stärkere und häufigere Hochwasser vorbereiten muss, indem sie geeignete Vorbereitungs- und Anpassungsmassnahmen trifft.
Fragile alpine Einzugsgebiete unter Einfluss des Klimawandels
Schwarz, S.
Paster, M.; Avian, M.; Schöber, J.; and Rindler, R.
Abstract/Description
Alpine Einzugsgebiete reagieren empfindlich auf klimawandelbedingte Veränderungen hydrologischer Regime sowie auf Landnutzungsänderungen, mit direkten Konsequenzen für Extremereignisse, Naturgefahren und die Prozessdynamik von Wasser- und Sedimenttransport. Aktuelle Studien prognostizieren eine Zunahme von stündlichen Starkniederschlagsereignissen sowie den weitgehenden Verlust der Vergletscherung in naher Zukunft, mit weitreichenden Konsequenzen für hydrologische und sedimentologische Prozesse in der Häufigkeit, Intensität und Saisonalität von Abfluss- und Transportprozessen. Vor diesem Hintergrund untersucht das Forschungsprojekt FRAGILE (Fluvial Transport Process Alterations in partly Glaciated Catchments forced by Climate Change), geleitet von der BOKU in Kooperation mit der GeoSphere Austria und der TIWAG, das Einzugsgebiet des hinteren Ötztals (Sölden bis Hintereisferner) mittels verschiedener Monitoringansätze.
An der Pegelstelle Vent/Rofenache, der höchstgelegenen Station des Hydrographischen Dienstes Tirols, wird seit über einem Jahrzehnt ein integratives Geschiebemonitoring betrieben. Die Dauer der jährlichen Geschiebetransportsaison hat sich in diesem Zeitraum von 3–4 auf 4–5 Monate verlängert. Ergänzend werden aktive RFID‑Tracer (Radio‑Frequency Identification) als markierte Geschiebekörner eingebracht. Durch die Detektion ihrer Durchgänge an einer fest installierten Antenne werden Wegstrecken und Transportgeschwindigkeiten bestimmt, wodurch sich die Vorwärtsbewegung des Geschiebes im Einzugsgebiet quantifizieren lässt. Kontinuierliche Temperatursonden in der Rofenache und in den Hauptzubringern erfassen thermische Änderungen, um u. a. Regenereignisse und deren räumliche Zuordnung im Einzugsgebiet zu identifizieren. UAV-gestützte Befliegungen bis in die Gletschervorfelder liefern hochaufgelöste Datensätze zu flächen- und volumenbasierten Oberflächenänderungen sowie zur Vegetationsdynamik und damit zu Landbedeckungsänderungen, die die Sedimentbereitstellung und Systemkonnektivität beeinflussen. Auf dieser Basis wird ein geschiebeorientierter Konnektivitätsindex des Einzugsgebiets abgeleitet.
Ziel dieser Studie ist es, auf Grundlage regionalisierter Klimaszenarien zukünftige Geschiebetransportregime zu quantifizieren und deren Unsicherheiten zu bewerten. Die Ergebnisse sollen zur Weiterentwicklung von Sedimentmanagementstrategien, zur Planung von Hochwasserschutzmaßnahmen und zur Vertiefung des Prozessverständnisses in hochalpinen, besonders fragilen Einzugsgebieten beitragen.
Will changes in vegetation characteristics rival climate change in shaping future evapotranspiration in alpine headwater catchments?
Herzog, A.
Vormoor, K.
Abstract/Description
Alpine (headwater) catchments are critical freshwater reservoirs, regulating streamflow and sustaining downstream ecosystems and human water supplies. However, the impacts of climate- and land cover change may modify hydrological process behavior in alpine headwater catchments and their relevance for the water availability in downstream areas. Elevation-dependent warming and shifts in snowfall, snow storage and rainfall regimes will alter streamflow towards higher winter discharge, earlier peak flows and more summer low-flow periods in these deglaciating environments. While the role of decreasing meltwater supply is understood fairly well, we need to further investigate the changing role of evapotranspiration (ET) under changing boundary conditions in terms of both climate and vegetation characteristics. The latter are, in fact, influenced not only by climate change but also by changes in the socio-economic practices. It is yet unknown which of these factors has the largest influence on the changing role of ET in these environments.
Here, we investigate the effects of coupled climate-vegetation scenarios on actual ET and its role on the water balance of the Fundusbach catchment (14 km²), which is a tributary catchment to the Ötztaler Ache. We apply a high resolution (25 m , 1 h) spatially distributed water balance model (WaSiM with an ensemble of ten parameter combinations), which allows for the investigation of the complex interactions between soil moisture, vegetation distribution and atmosphere, including potential changes in land use and management. Six bias-corrected EURO-CORDEX climate scenarios and four story-line based land-cover change scenarios are used as drivers for the hydrological model to simulate the potential future (2071-2100) impacts on the hydrological catchment processes as compared to the reference conditions (1971-2000).
While the study is still in the early stages of scenario application fist results already confirm increasing ET rates across all elevation and vegetation zones. While the highest absolute increases occur in densely forested areas, increasing actual ET rates in higher elevations limit lateral subsurface flow, leading to reduced water availability in the root zone at lower elevations. Following the persistent trend of land abandonment of high alpine pasture during recent decades, this effect could be even amplified by rapid shrub encroachment towards the natural treeline. Further investigations will quantify this effect and disentangle the specific contributions of climate versus vegetation change together with their associated uncertainties.
Veränderte Wasser- und Energiebedingungen in Hochgebirgsregionen und ihre Bedeutung für die Wasser- und Sedimentdynamik: Ergebnisse in genesteten hochalpinen Einzugsgebieten in Tirol –
Bronstert, A.
Schmidt, L.-K.; and Skalevag, A.
Abstract/Description
Hochalpine Einzugsgebiete zeichnen sich durch starke saisonal-schwankendes hydrologisches Regime, aber auch durch hohe Schwebstoffabgaben aus, was starke Auswirkungen hat, z. B. auf die Wasserverfügbarkeit und -qualität flussabwärts und hydrologische Extreme. Die Auswirkungen vergangener und zukünftiger Klimaveränderungen auf die hochalpine Wasser- und Sedimentdynamik sind jedoch aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit historischer Daten und Methoden für Zukunftsprognosen noch nicht vollständig verstanden.
Der Beitrag fasst Forschungen aus den letzten 10 Jahren zusammen. Diese beinhalten Datenerhebungen in den Ötztaler Alpen, konzeptionelle Arbeiten, Datenanalysen und Modellierungen. Die hier vorgestellten Arbeiten umfassen
Analyse der Abflussdynamik und deren Trends auf verschiedenen Skalen
Rekonstruktion des Sedimentaustrags der letzten 50 Jahre für 2 hochalpine Gebiete
Veränderungen von Frost-Tau-Zyklen und Bedeutung für die Sedimentdynamik
Letztlich wird ein Ausblick auf wahrscheinliche künftige hydro-sedimentologische Entwicklungen und zu Forschungsperspektiven versucht.
Snow Drought Impacts on Vegetation Productivity Across Alpine Ecoregions
Varela, M.
Koch, F.; and Gampe, D.
Abstract/Description
Snow is a critical part of the water cycle for many ecosystems, as snowmelt delivers a reliable water supply that sustains vegetation productivity during the growing season. However, the increasing frequency of snow droughts (periods of anomalously low snow water equivalent (SWE) relative to the climatological mean) poses a growing threat to snow-dominated regions. Reduced SWE leads to an earlier onset of the growing season and a decrease in late-season water availability, both of which directly impact terrestrial vegetation productivity. Alpine ecosystems are particularly vulnerable, as they depend almost entirely on snowmelt for growing-season water supply and have already experienced sharp declines in snowpack depth and duration under current warming. Despite its ecological importance, the impacts of snow droughts on GPP in these regions remain poorly understood. In particular, how responses vary across ecoregions and whether growing-season precipitation amplifies or offsets snow drought effects.
Here, we investigate how snow droughts have affected gross primary productivity (GPP) across different alpine ecoregions over the past three decades. Using the LPJmL dynamic global vegetation model alongside three observational, gridded GPP products (FLUXCOM, NIRv, VODCA2GPP) and ERA5-Land snow data, we analyze the seasonal and cumulative distribution of GPP anomalies under snow drought conditions across ecoregions and aridity classes, revealing different responses between energy-limited and water-limited ecosystems. In energy-limited regions, snow drought conditions can extend the growing season and enhance spring productivity. By contrast, water-limited regions show consistent GPP suppression, which is further amplified when snow drought co-occurs with low spring precipitation.
Our results advance understanding of how snow droughts are reshaping vegetation productivity across climate regimes and provide new insights into ecosystem vulnerability under a changing climate.
Auswirkungen des Klimawandels in den Wasserschlössern der Erde auf flussabwärts gelegene Regionen
Viviroli, D.
Drenkhan, F.; Scott, C. A.; Somers, L.; and van Tiel, M.
Abstract/Description
Gebirge werden wegen ihrer zentralen Bedeutung für globale Hydrologie und Wasserressourcen häufig als «Wasserschlösser der Erde» bezeichnet. Über natürliche Ressourcen und gesellschaftliche Strukturen sind sie eng mit den flussabwärts gelegenen Regionen verbunden.
Der Klimawandel beeinflusst die Menge, zeitliche Verfügbarkeit und Qualität der Gebirgsabflüsse und hat damit auch weitreichende Auswirkungen flussabwärts. Während in der Forschung häufig Veränderungen von Schnee- und Gletscherprozessen innerhalb der Gebirge im Vordergrund stehen, besteht Bedarf für ein umfassendes Verständnis davon, wie sich Veränderungen im Gebirgswasserhaushalt auf die Wassernutzung und Ökosysteme in tiefergelegenen Regionen auswirken. Gebirgsabflüsse und die damit verbundenen Auswirkungen des Klimawandels propagieren zwar stets flussabwärts, die daraus resultierenden Folgen können sich jedoch räumlich, zeitlich und kausal über verschiedene sozioökonomische Systeme hinweg weiter ausbreiten. Darüber hinaus können Entwicklungen in den flussabwärts gelegenen Regionen Rückkopplungen auf die Gebirgsregionen bewirken.
Dieser Beitrag fasst die wichtigsten klimabedingten Veränderungen im Wasserhaushalt der Gebirgsregionen zusammen und erörtert deren Auswirkungen auf flussabwärts gelegene Gebiete. Dazu gehören Veränderungen in der Verfügbarkeit von Oberflächen- und Grundwasser, Naturgefahrenrisiken, Wasserqualität, menschliche Wassernutzung, Sedimenttransport, aquatische Ökosysteme sowie Beiträge zum Meeresspiegelanstieg. Diese Dynamik wird in einen gesellschaftlichen Kontext gestellt, welcher Kultur, Wirtschaft und Gesundheit vom lokalen bis hin zum globalen Massstab einschliesst. Darüber hinaus beleuchtet der Beitrag Rückkopplungsmechanismen, über welche die flussabwärts gelegenen Regionen die hydrologische Dynamik im Gebirge beeinflussen, wie etwa durch Infrastrukturprojekte (z. B. Wasserkraft).
Die Analyse unterstreicht, dass ein umfassendes Verständnis der eng verknüpften Gebirgs-Tiefland-Systeme eine wichtige Handlungsgrundlage darstellt – etwa für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung angesichts sich verändernder Gebirgsregisabflüsse sowie für die Entwicklung entsprechender politischer Strategien.
Müller, L.; Gröber, M.; Katzensteiner, K.; Kohl, B.; Markart, G.; Scharr, K.; Schrott, R.; Simon, A.; and Geitner, C.
Abstract/Description
Historische Wald-Nebennutzungen in Form von Streurechen, Schneitelung und Waldweide waren bis ins 20. Jahrhundert weit verbreitet, Waldweide wird heute noch praktiziert. Mit Hilfe historischer Quellen wurde das Ausmaß dieser Praktiken in den Wäldern von vier Einzugsgebieten in den Tiroler Alpen erfasst. Beregnungsversuche und Bodenfeuchtemessungen ermöglichten die Quantifizierung ihrer hydrologischen Auswirkungen. Eine daraus abgeleitete Erweiterung des Expertensystems nach Markart et al. (2004, 2011) um die Bewertung der Wald-Nebennutzungen diente dazu, historische Landnutzungskarten in Oberflächenabflussbeiwertkarten zu übersetzen, um damit Niederschlags-Abfluss-Simulationen anzutreiben.
Vor allem die Waldweide generiert deutlich höheren Oberflächenabfluss, während das Entfernen der Humusauflage durch das Streurechen zwar Einfluss auf die Bodenfeuchtentwicklung nach Niederschlagsereignissen hat, sich auf den Oberflächenabfluss in unseren Untersuchungen aber nur geringfügig auswirkt. Durch das bessere Verständnis des Einflusses historischer Wald-Nebennutzungen auf die Entstehung von Oberflächenabfluss können klimawandelbedingte Änderungen von Hochwasserregimen besser von Effekten durch Landnutzungsänderungen unterschieden werden.
Im Vergleich zu anderen Störungen (z.B. Windwurf, Schneebruch, Borkenkäfer-Kalamitäten) hatten Waldbrände in den Ost-/Nordalpen historisch eine geringere Bedeutung. Nicht zuletzt vor dem Hintergrund des Klimawandels stellen sie eine zunehmende Störungsgröße der Ökosysteme von Bergwäldern dar. Auswirkungen von Waldbränden auf bodenhydrologische Charakteristika und Prozesse der Abflussbildung sind in den Ost-/Nordalpen noch wenig untersucht. Anhand der Brandfläche im Lesachtal (Kärnten, Österreich) werden vorläufige Ergebnisse und konzeptuelle Überlegungen zu den hydrologischen Auswirkungen von Waldbränden vorgestellt.
Der Waldbrand brach am Abend des 23. April 2026 auf einem steilen, südexponierten Hang aus. Die Fläche von 1,1 km² war in den Jahren zuvor bereits von Störungen (Windwurf, Schneebruch, Borkenkäfer) betroffen. Infolge von Trockenheit und Wind breitete sich das Feuer rasch aus, konnte in den Folgetagen aber eingedämmt werden. Das offizielle Brand-Aus erfolgte am 17. Mai 2026, da Glimmbrände und Glutnester im Boden aufwändig gelöscht werden mussten.
Bei der Begehung am 1. Juni 2026 zeigte sich ein Mosaik aus unterschiedlich stark betroffenen Flächeneinheiten. Flächen, auf denen Kronenfeuer zu starker Hitzeentwicklung führte, wiesen auch die stärksten Auswirkungen auf die bodenhydrologischen Eigenschaften des Waldbodens auf. Die verbrannte Streuauflage bildete eine verkrustete Schicht, auf der eine Ascheschicht mit räumlich variabler Mächtigkeit auflag. Flächen mit teilverbrannten Kronen wiesen zusätzlich eine Schicht aus unverbrannter, trockener Nadelstreu auf. Sowohl die Brandkruste als auch die Ascheschicht können hydrophob wirken. Verdampftes organisches Material (z.B. Wachs, Harz), welches sich im Mineralboden als wachsartiger Film anlagern kann, wirkt ebenso infiltrationshemmend. In Relation zu den ursprünglichen bodenhydrologischen Bedingungen und im Zusammenspiel mit einer reduzierten Oberflächenrauigkeit ist verstärkter Oberflächenabfluss bei Starkregen zu erwarten. Damit erhöht sich das Erosionspotenzial, wodurch es insbesondere auf Kalkstandorten zu Bodenverlusten kommen kann.
In einem nächsten Schritt wird die Hydrophobizität von geworbenen Bodenproben auf der Brandfläche und einer nicht betroffenen Vergleichsfläche Fläche mit Hilfe des Water Drop Penetration Time (WDPT) Tests analysiert. Um Veränderungen von abflussbildenden Prozessen auf Brandflächen quantifizieren zu können, sind Beregnungsversuche geplant.
Rheinblick2027: Ein Multimodell‑Ansatz zur Entwicklung hydrologischer Szenarien für das Rheineinzugsgebiet
Nüesch, L.
Collignan, J.; Schirmer, M.; Sperna Weiland, F.; Buitink, J.; Nilson, E.; Regenauer, J.; Beersma, J.; Zappa, M.; Andreassian, V.; Clerc-Schwarzenbach, F.; and Wechsler, T.
Abstract/Description
Das Projekt Rheinblick2027 untersucht die Auswirkungen des Klimawandels auf den Abfluss des Rheins und seiner wichtigsten Zuflüsse. Ziel ist es, Unterschiede zwischen hydrologischen Modellen systematisch zu analysieren und erstmals hydrologische Szenarien bis zum Jahr 2150 zu entwickeln. Darüber hinaus fördert das Projekt die transdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Interessensgruppen und Modellierungsgruppen, um eine fundierte Grundlage für zukünftige Entscheidungen im Wasserressourcenmanagement zu schaffen.
Als Input-Daten dienen die Klimaszenarien KNMI’23 und EURO-CORDEX, die beide auf CMIP6-Datensätzen basieren. Diese werden mithilfe der folgenden hydrologischen Modelle in Abflussszenarien überführt: wflow_sbm (Deltares, NL), Larsim-ME (BfG, DE), PREVAH (WSL, CH) und GRSD (INRAE, FR). Die Simulationen bestätigen die aus früheren Studien bekannten Trends: eine Zunahme der Winterabflüsse sowie eine Abnahme der Sommerabflüsse – also in jener Jahreszeit, in der der Wasserbedarf am höchsten ist. Neben der Entwicklung der hydrologischen Szenarien werden auch die Auswirkungen des Klimawandels auf sechs zentrale hydrologische Themenfelder untersucht, darunter die Grundwasserneubildung und Extremwertstatistiken.
Das Projekt wurde von der Internationalen Kommission für die Hydrologie des Rheingebiets (KHR) initiiert und wird von internationalen Forschungsteams in enger Zusammenarbeit mit relevanten Interessensgruppen umgesetzt.
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