Water balance, water cycle
Just as one balances the household budget with income, savings and expenditures, the hydrological budget is a balance of gains and losses: precipitation minus evaporation minus changes in storage (snow, glaciers, lakes, groundwater) = discharge.
The water flowing in the rivers and streams of Switzerland is a renewable, available resource essential for human life and well being. Because so many of the rivers that flow through other European countries originate in Switzerland, Switzerland has a great responsibility as the “water tower of Europe”. Thanks to extensive measurements of precipitation and runoff, as well as of the stored snow and ice masses, the water balance of Switzerland is well documented. We know, for example, that 40% of Swiss discharge comes from snowmelt, and barely 2% from the melting of glaciers.
Evaporation as an important factor
In contrast to runoff, evaporation of water is usually not measured directly but is derived from the water balance (evaporation=precipitation minus runoff minus reservoir changes; Spreafico & Weingartner 2005). Evaporation takes place at different locations: from water surfaces, from soil and from plant pores (transpiration). The total evaporation is called “evapotranspiration”. Evapotranspiration depends on the air temperature and the amount of water present in the soil. Higher air temperatures result in an increase in the maximum possible (potential) evaporation. This means that for an increase of actual (real) evaporation, there must first be enough water present in the soil.
Evapotranspiration is not the same throughout Switzerland: because evaporation through plant pores contributes significantly to the total evapotranspiration, vegetation density is important. As one moves from the agricultural fields and forests of the Central Plateau up through the meadows and forests of the pre-Alps to the talus material and glaciers of the Alps, vegetation density decreases with elevation. This is due to both decreasing temperature and decreasing land use intensity. Thus, the potential evaporation from plants also decreases with elevation.
Especially in summer, evaporation in the Alps leads to a “recycling” of precipitation. Up to two thirds of the evaporated water forms new thunderstorm clouds during its ascent, which then rains down again regionally (van der Ent et al. 2010).
Events, News, Publications
This publication describes how the main emission components of aviation affect the climate. It also discusses how these components are quantified and which comparative values should be used.
Image: ProClimAls international vernetztes Land ist die Schweiz auch indirekt von den Folgen des Klimawandels im Ausland betroffen. Diese tangieren sowohl ökonomische Bereiche wie die Wirtschaftsleistung, Nahrungsmittelversorgung, Energieversorgung, Finanzdienstleistungen als auch politisch-gesellschaftliche Beziehungen, wie die Sicherheit, Migration und Entwicklungszusammenarbeit. Diese Publikation zeigt auf, wie sich die weltweiten Klimaänderungen hierzulande auswirken.
This book covers all 40 known amphipod species ever recorded in Switzerland, including 27 native and 13 nonnative species. It provides detailed accounts of the faunistics, ecology, and distribution for all amphipod species in Switzerland.
Image: Roman Alther
As of this week, “LéXPLORE”, a 100 metre research platform, is afloat on Lake Geneva. On board are countless radiosondes and sensors which should enable researchers at Eawag, EPFL and the Universities of Lausanne and Geneva to gain a better understanding of the ecological processes at work in Lake Geneva as well as the interactions between the water and the atmosphere.
Image: Natacha Pasche, EPFLGesunde Fischbestände und ihre nachhaltige Nutzung basieren auf intakten Lebensräumen. Die Publikation führt aus, wie der Besatz mit Fischen gemäss der Bundesgesetzgebung über die Fischerei umgesetzt werden kann, falls er bei der Überbrückung von Defiziten helfen kann. Auch wenn auf die Forelle fokussiert wird, gelten die vorgeschlagenen Prinzipien für alle Fischarten, die bewirtschaftet werden. Die Grundprinzipien sind durch verschiedene konkrete Fälle illustriert, die von einigen Kantonen schon umgesetzt werden.
Image: BAFU
Switzerland has chosen the revitalisation of the River Aire as its entry for the Landscape Award of the Council of Europe. It is the first time the country has taken part in the competition. As a result of the project, the Aire is now not only a valuable habitat for plants and animals and a popular recreational space but also – thanks to the preservation of the old man-made channel – a place of cultural history and a successful example of collaboration within a multidisciplinary team.
Das vorliegende Modul der Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer» zeigt ein zweckmässiges Vorgehen auf, wie die Anforderungen der Gewässerschutzgesetzgebung bezüglich der Planung von Revitalisierungen erfüllt werden können.
Ein umfassendes Buch über den Thunersee bildet die 14. Mitteilungen der Naturwissenschaftlichen Gesellschaft Thun.
Obwohl in der Schweiz verschiedene Werkzeuge für die Beurteilung und für den Umgang mit der Naturgefahr Oberflächenabfluss existieren, fehlt bisher eine Übersicht, die Lösungswege für diverse Fragestellungen aufzeigt. Dieser Beitrag zur Hydrologie der Schweiz soll Fachpersonen bei der Auswahl der geeigneten Werkzeuge im konkreten Fall unterstützen.
Die ausgeprägte Niedrigwassersituation in den Schweizer Gewässern hält auch im September noch an. Einzelne Regentage haben die Flüsse und Seen kurzfristig ansteigen lassen, die Situation aber nicht grundsätzlich entschärft. Während einige Gewässer im Osten des Landes wieder etwas mehr Wasser führen, ist nun auch die Westschweiz zunehmend von tiefen Wasserständen betroffen, wie das Beispiel vom Lac des Brenets zeigt.
Fische wandern in ihrem Leben über 10'000 km weit. Oftmals endet die Reise abrupt – so etwa durch die Fischerei, durch Fressfeinde oder mit dem Tod in der Turbine eines Kraftwerks. Bis 2030 soll die freie Fischwanderung – die so genannte Fischgängigkeit – bei den Wasserkraftanlagen in der Schweiz wiederhergestellt sein. Wie sieht heute die Realität aus? Ein Aal zeigt seine Reise.
Wegen der anhaltenden Wärme und Trockenheit ist die Waldbrandgefahr in der Schweiz gestiegen. Die Niveaus der Gewässer sind tiefer als normal in dieser Jahreszeit, die Wassertemperaturen höher. Das BAFU informiert in ihrem neuen Webdossier über die Auswirkungen der fehlenden Niederschläge auf Flüsse, Seen, Grundwasser, Wälder und Gletscher.
Seit kurzem erfasst ein Unterwassermikroskop der Eawag im Zürcher Greifensee Kleinstlebewesen. Die Bilder dazu – zum Beispiel von Parasiten befallenen Ruderfusskrebsen – gibt es nahezu zeitgleich online zu sehen.
Regnet es lange oder heftig, kann der Boden das Wasser nicht mehr aufnehmen. Es fliesst ab und flutet zum Beispiel Gärten, Keller oder Garagen. Dieser Oberflächenabfluss ist verantwortlich für Schäden in Millionenhöhe. Der Bund hat darum zusammen mit Versicherungspartnern die neue nationale Gefährdungskarte erarbeitet. Sie zeigt, welche Flächen in der Schweiz vom Oberflächenabfluss betroffen sind. Damit können Gefahren frühzeitig erkannt, Schutzmassnahmen ergriffen und Schäden verhindert werden.
Diese Publikation beschreibt ein Verfahren zur Untersuchung und Beurteilung des Überwachungs- und Sanierungsbedarfs von belasteten Standorten in Karstgebieten hinsichtlich des Schutzguts Grundwasser. Das Verfahren stützt sich auf die Altlasten-Verordnung (AltlV) und auf das Schadstoffpotential, das Emissionsverhalten am Standort sowie die Untersuchung der Karstquellen im Abstrombereich des Standorts.
Das Oeschger-Zentrum für Klimaforschung (OCCR) entwickelt Entscheidungshilfen für das Management von Hochwasserrisiken, verstärkt seine Aktivitäten in der Klimafolgenforschung und organisiert eine Konferenz zur Bedeutung von frühen meteorologischen Messserien.
The FOEN has posted a video on watercourse development in Switzerland.
What is climate change? How are mountain regions affected by the evolution of water resources and their uses? What kind of risks need to be considered? A new online course on “Climate Change and Water in Mountain Regions: A Global Concern”, initiated by the University of Geneva, will provide answers on this topic.
Wie gut funktionieren Amphibientunnel und -leitsysteme?
Wasser ist immer da, ob flüssig, als Eis oder gasförmig. Wasser wird also auf der Erde nicht mehr oder weniger, sondern nimmt verschiedene Zustände an. Es bahnt sich seinen Weg von der Erdoberfläche in den Himmel und wieder zurück. Wie dieser Wasserkreislauf genau funktioniert, erklärt Raphi von der SRF-Sendung «Clip und klar» in einem Webvideo.
Gefährlicher Einheitsmix bei Blaualgen in Seen
1917 erschien das erste «Hydrographische Jahrbuch der Schweiz». Damit begann eine lange Publikationsreihe, die Perioden verschiedener Gestaltungsformen und -farben durchlaufen hat und mit dem im Sommer 2017 erschienenen «Hydrologischen Jahrbuch der Schweiz 2016» ihr 100-Jahr-Jubiläum feiert. Das Hydrologische Jahrbuch im Wandel der Zeit.
CrowdWater ist ein Projekt der Universität Zürich, mit dem Ziel das Potential von «crowdsourcing», also Beobachtungen freiwilliger Teilnehmer_innen zu untersuchen. Wie der Name bereits verrät, geht es in diesem Projekt um den Bereich der Hydrologie, konkret um Wasserstand, Abfluss und Bodenfeuchte. Im Projekt werden sowohl die Möglichkeiten der Datenerhebung, als auch der potentielle Wert dieser gesammelten Daten für hydrologische Vorhersagen untersucht.
This policy booklet syntesizes research knowledge on the impacts of and adaptation to high-end climate change from three major EU-funded projects — IMPRESSIONS, HELIX and RISES-AM — combining the forces of over 150 researchers from leading scientific institutions across Europe. It examines impacts and adaptation in the policy context of food, freshwater, forestry, coastal protection, nature conservation, urban areas and infrastructure, human health and foreign policy.
Die globale Erwärmung der Atmosphäre beeinflusst den Wasserkreislauf entscheidend: Der Wassergehalt in der Atmosphäre erhöht sich und der Wasserkreislauf beschleunigt sich, was sich in einer Zunahme der globalen Niederschläge und der globalen Verdunstung zeigt. Die Veränderungen erfolgen in speziellen geographischen und saisonalen Mustern, die sich mit fortschreitender Erwärmung immer deutlicher zeigen. Bis Ende des Jahrhunderts werden die Niederschläge in Europa im Norden zunehmen und im Süden abnehmen.
Nach intensiven Schneefällen im Mai und Juni sah es lange gut aus für die Schweizer Gletscher. Die Schneedecke blieb so lange liegen wie schon lange nicht mehr. Der zu warme Spätsommer führte dann aber doch zu starker Gletscherschmelze. Für alle Gletscher der Schweiz wird zwischen Oktober 2015 und September 2016 ein Eisvolumen-Verlust von 900 Millionen Kubikmetern Eis geschätzt.
A new study assembles the longest record of rainfall patterns in the Northern Hemisphere, finding that recent climate change may not have caused a sharp spike in rains and droughts.
Dieses Buch stellt in einem interdisziplinären Ansatz die Bedeutung von Wasserfällen mit ihren ökologischen und soziokulturellen Qualitäten vor. Es zeigt, welche Pflanzen- und Tierarten im Spritzbereich von Wasserfällen vorkommen. Touristische und kunsthistorische Bedeutungen von Wasserfällen werden beschrieben und quantifiziert sowie Aspekte, welche die Gesundheit der Menschen fördern, skizziert. Zudem wird eine neue Methode zur Erfassung der landschaftsästhetischen Qualitäten vorgestellt. Abschließend werden Empfehlungen zur Beurteilung der Erhaltungswürdigkeit von Wasserfällen aufgeführt. Das Buch präsentiert wertvolle Grundlagen zur Diskussion über die Zukunft der Wasserfälle in der Schweiz.
Mit diesem Herbstflyer 2015 laden wir Sie höflich zur Generalversammlung unserer Gesellschaft ein, die am Samstag, den 21. November in Basel stattfindet. Das Jahr 2015 war von der erfolgreichen Durchführung des 9. „Symposium for European Freshwater Sciences“ (SEFS9) geprägt. Ein weiterer wichtiger Anlass des Jahres war die Doktorandentagung im Val Piora, an der rund zehn Studierenden die Karrieremöglichkeiten nach ihrem Studium aufgezeigt wurden. Wie jedes Jahr organisieren wir im November 2015 eine Session im Swiss Geosciences Meeting.
Newsletter of the WCRP Research Program GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment). GEWX is an integrated program of research, observations, and science activities ultimately leading to the prediction of global and regional climate change. The Newsletter reports about new findings and activities within the program.
Der Beginn des Sommers 2015 wird unter dem Zeichen eines für unsere Gesellschaft besonders wichtigen Ereignisses stehen: der Abhaltung des 9. „Symposium for European Freshwater Sciences“ in Genf. Die Gebäude von UniMail werden vom 5. bis 10. Juli 700 Akteure aus den Wasserwissenschaften willkommen heissen. Mit nahezu 600 wissenschaftlichen Beiträgen werden sie es ermöglichen, einen Überblick über den Fortschritt der Forschung in sehr vielfältigen Bereichen zu gewinnen, wie die Erhaltung der Biodiversität, die Auswirkungen der klimatischen Veränderungen, das Monitoring und die Wiederherstellung der Gewässer. Die SGHL freut sich, zur Organisation dieser Fachtagung beitragen zu können, und es erwartet Sie ein Stand unserer Gesellschaft vor Ort.
The evaluation of medieval and modern fish remains can provide evidence on freshwater fish stocks, the ecological condition of their habitats and anthropogenic influences on aquatic ecosystems (organic and inorganic pollution). Therefore, we measured carbon (C) and nitrogen (N) isotope ratios of 140 fish bones.
In einer Mahlzeit steckt oft mehr Wasser als in einem Vollbad – wenn man das virtuelle Wasser mitrechnet. Wo Sparen effizient ist, will daher wohlüberlegt sein.
This report describes how the natural cycle of water availability is continuously coming under threat from a variety of different pressures like droughts and water scarcity, pollution, and flood risks which all increase the vulnerability of the freshwater ecosystems and societies. Land use, water abstraction and climate change are human-induced changes that alter the natural flow regimes that exist in water bodies.
The role of mountains in providing indispensible water resources for municipal and industrial water supply, irrigation, hydropower production, and other environmental services is well-known and unquestioned. It is evident that an increase in air temperature coupled with an increase in evapotranspiration and less precipitation in the form of snow, regionally combined with reduced precipitation, will have an important impact on the water balance in the Alps. The project "Alp-Water-Scarce" aims at providing possible solutions to prevent periods of water scarcity and to develop and promote an integrated and sustainable approach to water management.
Aufgrund der Klimaänderung wird das natürliche Wasserdargebot den künftigen Bedarf nicht mehr zu allen Zeiten und überall decken können. Es wird vermehrt zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Wassernutzungen kommen. Mit einer verbesserten Wasserbewirtschaftung wird die Wasserversorgung jedoch auch zukünftig kaum gefährdet sein.
Mit der globalen Erwärmung verändert sich der Wasserkreislauf. Zu den bereits beobachteten Veränderungen gehören der zunehmende Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre, Veränderungen beim Niederschlag in Bezug auf Niederschlagsmuster, Intensität und Extreme, reduzierte Schneebedeckung und das verbreitete Abschmelzen von Gletschern. Der Temperaturanstieg führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels und die zunehmende CO2-Konzentration in der Atmosphäre zu einer verstärkten Versauerung der Ozeane.
Die Klimaänderung betrifft die Landwirtschaft erheblich. Nebst der Temperaturänderung sind es vor allem die Auswirkungen auf den Wasserkreislauf sowie die mögliche Zunahme von Extremereignissen, welche die Landwirtschaft beschäftigen müssen. Rund 80% des landwirtschaftlichen Ertrags hängen direkt vom Wetter ab. Je nach Prognose und Modell kann die Landwirtschaft, zumindest in den nächsten Jahrzehnten, aber eventuell auch von einer Klimaänderung profitieren.
Das Magazin UMWELT zum Thema «Wege des Wassers» nimmt sehr unterschiedliche Aspekte des Wassers unter die Lupe, darunter Gewässerschutz, Wasserreserven, Abwasserreinigung, Pestizide, Konflikte zwischen Nutzung und Schutz und Folgen der Klimaänderung. Ebenfalls thematisiert werden die Wassermessstationen in der Schweiz.
Diese Broschüre wurde erstellt von der Internationalen Kommission für die Hydrologie des Rheingebiets (KHR). Die KHR hat zur Aufgabe, das Wissen über die Hydrologie des Einzugsgebiets des Rheins zu fördern und zur Lösung der grenzüberschreitenden hydrologischen Probleme beizutragen. Die Information in dieser Broschüre basiert auf dem KHR-Workshop «Klimaänderungen und deren Effekte auf den Wasserhaushalt und die Wasserwirtschaft im Einzugsgebiet des Rheins«.
In diesem Themenpapier wird zuerst auf die Wassersituation weltweit (Wasserkreislauf, Wasserquellen der Landwirtschaft, Wasserknappheit, virtuelle Wasserflüsse) und den Handlungsbedarf angesichts der steigenden Wassernachfrage und des Klimawandels eingegangen. Anschliessend wird auch für die Schweiz eine Lageanalyse vorgenommen und der Handlungsbedarf aufgezeigt.
Beobachtungsdatenreihen und Klimaprojektionen liefern eine Fülle von Beweisen, dass Süßwasserressourcen anfällig sind und dass Klimaänderungen erhebliche Auswirkungen - mit weitreichenden Folgen für menschliche Gesellschaften und Ökosysteme - auf sie haben können.
Mittlere Abflussregimes von schweizerischen Einzugsgebieten mit unterschiedlicher Höhenlage. Das Spektrum reicht vom Regime, das hauptsächlich vom Regen abhängig ist (pluvial erhöht, mittlere Höhe 800 m ü.M.) bis zum Regime, das hauptsächlich von den Gletschern geprägt ist (glazial, 2700 m ü.M.). Der Höhenunterschied zwischen den einzelnen Regimes beträgt ungefähr 300 m. Der Pardé Koeffizient ist das Verhältnis des mittleren monatlichen Abflusses zum mittleren jährlichen Abfluss. (glazial: von Gletschern geprägt; nival: von Schnee geprägt; pluvial: von Niederschlägen geprägt)
Der erwartete Temperaturanstieg von 1,4 bis 5,8 °C in den nächsten 100 Jahren wird Auswirkungen auf den Wasserkreislauf haben, was Veränderungen bei Verdunstung, Wolkenbildung, Niederschlägen und Wasserführung in den Gewässern zur Folge haben kann. Mit dem Kooperationsvorhaben KLIWA haben sich Baden-Württemberg und Bayern zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst das Ziel gesetzt, mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt süddeutscher Flussgebiete herauszuarbeiten, Konsequenzen aufzuzeigen und Handlungsempfehlungen abzuleiten.
Anfälligkeit, Anpassungsfähigkeit und Verwundbarkeit natürlicher und sozioökonomischer Systeme bezüglich der Klimaänderung sind regional sehr unterschiedlich. In diesem Kapitel werden die Auswirkungen der Klimaänderung auf den Wasserkreislauf, die Ökosysteme, die Gesundheit, das Versicherungswesen und den Finanzsektor sowie Siedlungsgebiete, Energieverbrauch und Tourismus in der Schweiz behandelt.
Due to its large water resources and an abundance of precipitation in the Alps, Switzerland is considered less vulnerable to droughts than other European countries. An increase in the number and intensity of droughts due to climate change is considered as a minor problem. Nevertheless, a workshop on 'Droughts in Switzerland' was held in spring 2000, and a report was publi
As a consequence of global climate change the hydrological cycle is expected to intensify. Climate models predict a further increase in precipitation in Switzerland during winter, which is likely to increase the flood risk, especially if the snow line rises simultaneously due to global warming.
Beitrag Nr. 36
Hydrologische Grundlagenarbeiten in den Flusstälern der Roth, Langeten und Oenz