BI-DE/18-19-008: Stohastični padavinski modeli za oceno erozivnosti padavin

Osnovni podatki:

Opis:

Erozija tal je eno izmed pomembnejših tveganj, ki lahko ogrozijo tla in imajo posledično vpliv na človeške aktivnosti ter okolje (npr. kmetijstvo). Na erozijo tal vplivajo različni dejavniki, dejavnik z največjo spremenljivostjo ter pogosto največjim vplivom na vrednosti erozije tal pa je erozivnost padavin. Ta dejavnik je določen s kinetično energijo padavin in ga lahko ocenimo z uporabo podatkov o padavinah s kratkim časovnim korakom (npr. 5-minutni časovni korak). Tako je povprečna vrednost erozivnosti padavin v Evropi približno 720 (MJ mm) / (ha h leto), maksimalne letne vrednosti erozivnosti pa presegajo 8000 (MJ mm) / (ha h leto), pri tem pa je Slovenija ena izmed držav v Evropi z največjimi vrednostmi erozivnosti padavin. Vendar so padavinski podatki s kratkim časovnim zajemom pogosto redki in niso na voljo za vse klimatske regije. Pa tudi v primeru, da takšni podatki obstajajo, so serije pogosto kratke in ne presegajo 10 oziroma 15 let meritev. To pomeni, da so lahko stohastični padavinski modeli, ki omogočajo simulacijo daljših serij padavinskih podatkov z uporabo  matematičnih izrazov, perspektivna metoda za podaljšanje časovnih serij padavin ter posledično zmanjšanje negotovosti ocen erozivnosti padavin.

Poleg tega je obravnavana tematika pomembna tudi z vidika podnebnih sprememb, saj naj bi se erozivnost padavin v prihodnosti spremenila (npr. za EU je do leta 2050 napovedano 18% povečanje erozivnosti). Tako lahko z uporabo stohastičnih padavinskih modelov simuliramo tudi podatke z drugačnimi značilnostmi kot jih lahko trenutno izmerimo na padavinskih postajah in smo jih lahko opazovali v preteklosti.

Za opisano uporabo pa je najprej potrebno določiti najustreznejši padavinski model (npr. ARP, desegragacijski model, ne-parametrični model), s katerim lahko nato simuliramo podatke za oceno  erozivnosti padavin.

V projektu bomo združili znanje Univerze v Hannovru, ki je usmerjeno predvsem na področje stohastičnih padavinskih modelov in znanje Univerze v Ljubljani, ki je osredotočeno predvsem na erozivnost padavin ter erozijo tal v splošnem pomenu besede. Tako bomo združili dve področji, ki v večini študij nista obravnavani kot del enega projekta.

Ključni cilji:

Glavni cilj bilateralnega projekta je izboljšanje znanja o erozivnosti padavin ter posledično eroziji tal z uporabo stohastičnih padavinskih modelov in preteklih merjenih padavinskih podatkov. Sodelovanje med raziskovalci bo vodilo v izmenjavo znanja in izkušenj ter posledično boljše mednarodno sodelovanje med raziskovalci in obema univerzama.

Delovni skopi projekta:

DS1: Določitev porečij in pridobivanje podatkov

DS2: Analiza in izbira primernega stohastičnega padavinskega modela

DS3: Umerjanje modelov glede na padavinske podatke, validacija

DS4: Nadgradnja in prilagoditev modelov glede na rezultate validacije

DS5: Vključevanje nestacionarnosti v najboljši model

DS6: Aplikacija modela z upoštevanjem podnebnih sprememb