Project

Discipline

Risk assessment ; Tropical Andes; Governance; Glacier retreat ; Adaptation strategies; Climate change; Agriculture; Peru; Hydropower; Scenario Modeling; Integrated Water Resources Management; Tropical Andes; Water security; Water balance; Cross-Impact Balance analysis

Lead
Wasser-Ressourcen spielen eine fundamentale Rolle für Gesellschaft und Ökosysteme. Das Hochgebirge mit Gletschern, Schnee, Permafrost und Seen reagiert besonders sensibel auf klimatische Veränderungen, welche starke Auswirkungen auf den Wasserabfluss und -kreislauf haben können. Eine beträchtliche Anzahl von Studien hat sich bereits mit Auswirkungen des Klimawandels auf Gletscher, Schnee und Abfluss auseinandergesetzt. Andererseits wurden auch einzelne Vorschläge für Anpassungsstrategien für sich ändernde und abnehmende Wasserressourcen erarbeitet. Die systematische Analyse von Risiken im Zusammenhang mit verschiedenen Einflüssen auf Wasserangebot und -nachfrage ist jedoch komplex und bisher wenig behandelt worden. Eine besondere Herausforderung sind Gebirgsregionen und Entwicklungsländer, die zwar stark betroffen sind, aber kaum über ausreichende Datengrundlagen und Infrastruktur verfügen.
Lay summary
Dieses Forschungsprojekt geht diese Herausforderung an, indem verschiedene interdisziplinäre Forschungsgruppen in der Schweiz, Deutschland und Peru zusammen arbeiten und Daten zu Wasserangebot und –nachfrage in einem integrierten Wasserbilanzmodell kombinieren, analysieren und für die nächsten Jahrzehnte projizieren. Die Arbeiten konzentrieren sich auf verschiedene vergletscherte Einzugsgebiete in den peruanischen Anden. Entwickelt und angewandt werden Methoden zur räumlich-zeitlichen Interpolation und Skalierung von hydro-klimatischen Daten aus verschiedenen boden- und satellitengestützten Quellen. Parallel dazu werden sozio-ökonomische Szenarien mit lokalen Akteuren erarbeitet, und schliesslich Risiken und mögliche Anpassungsstrategien systematisch durchgerechnet. Risiken für verschiedene ökonomische Sektoren und soziale Gruppen werden explizit analysiert und dabei Grenzen der Anpassungsfähigkeit von natürlichen und menschlichen Systemen berücksichtigt. Das Forschungsprojekt nimmt sich gezielt wissenschaftlichen Lücken im Bereich von aktuellen und zukünftigen Wasserrisiken in entlegenen Gebirgsregionen mit beschränkten Daten an. Entsprechende Methoden werden zwar für die peruanischen Anden entwickelt und getestet, können aber auch in anderen Regionen der Welt angewandt werden. Diese Arbeiten leisten einen wichtigen Beitrag zu Lösungsansätzen zur Anpassung an den Klimawandel und damit verbundenen Risiken in Bezug auf Wasserressourcen. Der Einbezug von lokalen Akteuren und Institutionen ermöglicht einerseits eine bessere Berücksichtigung des gesellschaftlichen und politischen Kontexts und erhöht andererseits die gesellschaftliche Relevanz und Potenzial der Weiterverwendung der Forschungsresultate.

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Last update: 18.10.2016

Active participation

Self-organised

Communication	Title	Media	Place	Year

Number	Title	Start	Funding scheme

Water resources in high mountains play a fundamental role for societies and ecosystems. A growing number of studies assesses recent and future impacts in snow and ice related river runoff due to climate change and socioeconomic shifts in major mountain ranges and adjacent downstream areas. In parallel, scholars, engineers and decision-makers have come up with adaptation strategies to reduce existing and projected water supply-demand deficits. The recently published 5th Assessment Report of the IPCC has emphasized the fundamental importance of the risk-adaptation nexus for the development of adaptation strategies to reduce and manage future climate risks. However, comprehensive analyses of risks related to water resources considering climate change within multi-dimensional drivers across different scales are complex and often missing in climate sensitive mountain regions where data scarcity represents important limitations.This collaborative project will address this challenge by combining internationally leading expertise from geographical (GIUZ, University of Zurich), hydrological (IWS, University of Stuttgart) and social sciences (ZIRIUS, University of Stuttgart). This research, conducted in strong collaboration with local partners, focuses on the highly glaciated Santa and Vilcanota river basins in Peru, extending from the Andes to dry coastal downstream areas where water risks are of highest relevance. It proposes the coupling of hydro-climatic (water supply) and socioeconomic (water demand) data in an integrated water balance modelling framework, as a basis to develop scenarios for the future with local stakeholders, and iteratively analyse water risks and adaptation strategies based on the IPCC and IRGC risk governance frameworks. The project will be organized in five Work Packages (WP). WP1, led by IWS, aims at developing spatially and temporally consistent series of high-resolution hydro-climatic data (observed and projected), using innovative interpolation, gap-filling and climate downscaling methods. WP2 (led by GIUZ) undertakes a comprehensive analysis and quantification of water demand and related drivers as observed in the case study regions. Based on the inputs from WP1 and WP2, WP3 (led by ZIRIUS) develops consistent scenarios by combining hydro-climatic and socioeconomic drivers within a stakeholder process, and using a Cross-Impact Balance Analysis (CIB) approach. Afterwards, WP4 (led by GIUZ) builds an integrative water balance modelling framework for current basin state (WP1, WP2) and future scenario simulations (WP3) that will identify water resources variability and availability. Finally, WP5 (led by GIUZ) will assess the related water risks for different economic sectors and social groups, considering resilience and limits to adaptation. Risk evaluation, and development and evaluation of adaptation strategies will be undertaken using a participatory approach involving local stakeholders. The project addresses several key scientific gaps related to the analysis of current and future water risks in data-scarce mountain regions. The innovation of the approach lies in the combination of climate spatio-temporal interpolation and downscaling methods, participatory scenario development, new applications of integrated hydrological modeling, and stakeholder borne analysis and evaluation of risks and adaptation options. Methodologies and conceptual approaches can be transferred to other regions with similar water risks and sparse data. The project will be conducted in close collaboration between GIUZ, IWS and ZIRIUS, offering a productive research environment. Collaboration with academic and governmental water research and management institutions in Peru with the involvement of local stakeholders ensures salient research results and a strong broader impact.