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Kurz vor dem Weltwassertag gibt das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) bekannt, dass es das neue Projekt „MountAInWater“ leiten wird, ein ehrgeiziges Vorhaben, das von Schmidt Sciences mit Mitteln in Höhe von 9,5 Millionen US-Dollar finanziert wird. Wissenschafter:innen werden damit die weltweit erste globale Reanalyse der Wasserressourcen in Bergregionen mit hochauflösenden Modellen durchführen, die Auswirkungen des Klimawandels auf diese kritischen Wasservorkommen bewerten und potenzielle Kipppunkte in Bergregionen identifizieren.
Um das zu erreichen, wird das Team aus sechs Ländern eine einzigartige Kombination aus Feldarbeit, physikalisch basierter Modellierung und KI nutzen – und zudem mit den betroffenen Regionen und Gemeinschaften zusammenarbeiten. Ihre Ergebnisse werden eine entscheidende Ressource für die Bewältigung künftiger Herausforderungen im Bereich der Wasserversorgungssicherheit darstellen.
Schmidt Sciences, gegründet vom ehemaligen Google-CEO Eric Schmidt und der Philanthropin Wendy Schmidt, ist eine Stiftung, die transformative Umweltprojekte unterstützt. Ihr Programm „Virtual Institute for Earth’s Water“ (VIEW) fördert innovative Forschung zu Wassersystemen und finanziert Projekte, die das Verständnis von Wasser weltweit erheblich voranbringen können.
Kurz vor dem Weltwassertag der Vereinten Nationen am 22. März 2026 gibt Schmidt Sciences nun bekannt, dass sie vier Projekte mit einem Gesamtbetrag von 33 Millionen US-Dollar finanzieren werden. Eines der erfolgreichen Projekte in diesem hochkompetitiven Förderprogramm wird vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) geleitet, und zusammen mit Partnern aus Kanada, Deutschland, den Niederlanden, Norwegen und der Schweiz umgesetzt. Ihr Projekt „MountAInWater“, eines von nur vier – aus 150 Anträgen – ausgewählten Projekten, wurde mit 9,5 Millionen US-Dollar ausgestattet, was sein bedeutendes Potenzial für die globale Süßwasserforschung unterstreicht.
MountAInWater: Von lokal zu global – und zurück zur regionalen Ebene
Das MountAInWater-Projekt bringt mehrere innovative und neuartige Elemente in die Erforschung der Wasserressourcen in Bergregionen ein. „Wir verfolgen einen mehr-skaligen Modellierungsansatz, ausgehend von ‚Supersites‘ in den kanadischen Rocky Mountains, den Anden, dem Pamir und dem Himalaya“, erklärt die das Gesamtprojekt leitende ISTA-Professorin Francesca Pellicciotti, und weist darauf hin, dass diese hochgelegenen Gebiete als wichtige Knotenpunkte für detaillierte Feldforschung und Modellierungsaktivitäten dienen. „Hier gehen wir wirklich vor Ort, richten vier außergewöhnliche, hochgelegene Beobachtungsstationen für Gebirgsprozesse ein und sammeln einzigartige Daten. Dabei bauen wir auf unseren Erfahrungen aus früheren Exkursionen in diese Regionen auf“, erklärt die Gletscherforscherin.
Die an diesen lokalen Supersites gesammelten Daten werden dann genutzt, um physikalische Modelle weiterzuentwickeln, mit denen sich Kipppunkte in der Kryosphäre – d. h. bei Gletschern, Schnee und Permafrost – sowie Wasserflüsse aus Gebirgssystemen simulieren lassen. Diese Simulationen an den Supersites dienen dem Training von Machine Learning Modellen, wodurch die Studie auf die globale Ebene ausgeweitet werden kann. „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“, fügt Adrià Fontrodona-Bach hinzu, 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 überwunden, indem von rein numerischen „klassischen“ Modellen auf eine Kombination mit KI-gesteuerten Modellen umgestellt wird.
Über alle Skalen hinweg befasst sich das Projekt mit Nichtlinearitäten und „Kipppunkten“ in der Kryosphäre – die bisher kaum berücksichtigt wurden. Durch die Einbeziehung dieser kritischen Übergänge in die Simulationen zielt das Projekt darauf ab, neuartige Vorhersagen zu Veränderungen der Wasserverfügbarkeit auf dem ganzen Planeten zu liefern.
Sobald die globale Reanalyse abgeschlossen ist, wird sich das Projekt wiederum auf das konzentrieren, was die Forschenden als regionale Hotspots der Auswirkungen bezeichnen. „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 Pellicciotti.
Die Forschenden werden die gesellschaftlichen und ökologischen Auswirkungen dieser Veränderungen untersuchen und mit lokalen Akteuren zusammenarbeiten, um wirksame und nachhaltige Wassermanagementstrategien zu entwickeln. Dazu werden sie auch einen „Mountain Digital Twin“ nutzen, eine interaktive Plattform, die Communities dabei hilft, die Auswirkungen des Klimawandels zu visualisieren und gemeinsam Anpassungsoptionen zu erörtern. Dies ermöglicht es lokalen Akteuren, fundierte Entscheidungen auf der Grundlage realistischer Szenariosimulationen zu treffen.
„Die Interaktion mit den betroffenen Communities und die Weitergabe von Wissen an diese war in meiner Arbeit schon immer äußerst wichtig. Ich bin daher sehr froh, dass unser neu gefördertes Projekt diesen Aspekt ebenfalls so stark in den Vordergrund stellt“, fügt Pellicciotti hinzu.
Der interdisziplinäre, vielschichtige Projektansatz verbindet modernste wissenschaftliche Modelle mit der kooperativen Einbindung von Akteuren und macht MountAInWater zu einem wegweisenden Projekt im Bereich der Wasser- und Gletscherforschung, das völlig neue Datensätze für die Klimawissenschaft schafft, die einen systemischen Wandel unterstützen.
Drei ISTA-Forschungsgruppen bringen Fachwissen in den Bereichen KI, Wasser- und Gletscherforschung ein
Pellicciottis Forschungsgruppe am ISTA leitet das Konsortium des MountAInWater-Projekts. Ihr Team konzentriert sich auf Feldforschung an Gletschern sowie auf die Entwicklung und den Betrieb des hochauflösenden Landoberflächenmodells, mit Veränderungen bei Schnee, Gletschern, Permafrost und den Wasserressourcen in den Bergen simuliert werden. Ihr Team arbeitet an der Rekonstruktion von Wasserströmen aus Bergregionen weltweit mit einer Auflösung von einem Kilometer oder weniger – ein Ziel, das bestehende großräumige hydrologische Modelle nur schwer erreichen können.
Die Gruppe wird sich mit Nichtlinearitäten und Kipppunkten in der Kryosphäre befassen – wie dem Übergang von Sublimation zu Schmelze, Veränderungen in der Niederschlagsphase, den nichtlinearen Rückkopplungen im Zusammenhang mit Gletscherwinden sowie Veränderungen der Verdunstungsflüsse über Gebirgslandoberflächen –, um eine völlig neue Einschätzung darüber zu liefern, wie diese Systeme auf den Klimawandel reagieren. „Diese Arbeit ist entscheidend für das Verständnis der Veränderungen und der künftigen Verfügbarkeit von Wasserressourcen aus Bergregionen, die für flussabwärts gelegene Ökosysteme und menschliche Gemeinschaften lebenswichtig sind,“ betont Postdoc Catriona Fyffe, eine der sieben involvierten Forschenden aus der Pellicciotti Gruppe.
Die Gruppe von Professor Francesco Locatello am ISTA wiederum treibt den Einsatz künstlicher Intelligenz voran, um die Datenanalyse und Modellsimulationen zu verbessern, und bildet damit ein entscheidendes technisches Rückgrat für das MountAInWater-Projekt. Zusätzlich wird sich Professor Simone Fatichi, der im Herbst dieses Jahres zum Institut in Klosterneuburg stoßen wird, auf die Wechselwirkungen zwischen Klima und Bergökosystemen konzentrieren,
Internationale Zusammenarbeit in sechs Ländern
Neben dem ISTA sind renommierte globale Partner an dem Projekt beteiligt, die jeweils Fachwissen aus interdisziplinären, miteinander verbundenen Bereichen einbringen.
Der wissenschaftliche Projektkoordinator Fontrodona-Bach hebt den kooperativen Geist von MountAInWater hervor: „Durch die Zusammenführung von Expert:innen aus aller Welt sind wir in einer einzigartigen Position, um die Komplexität der Wasserknappheit anzugehen und Strategien zu entwickeln, die den vielfältigen ökologischen und gesellschaftlichen Bedürfnissen gerecht werden.“
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.
Gemeinsam wird dieses Konsortium Verwundbarkeiten kartieren und umsetzbare Strategien entwickeln, um die zu erwartenden Auswirkungen von Wasserstress auf Gesellschaften zu bewältigen – von der Pflanzenproduktion über die Wasserkraft bis hin zu Ökosystemen.
„Bei MountAInWater geht es darum, völlig neue Erkenntnisse über die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der in den Bergen entstehenden Wasserressourcen zu gewinnen, um umsetzbare wissenschaftliche Erkenntnisse im Dienste der Gesellschaft zu liefern“, sagt Pellicciotti. „Wir haben hier innovative Spitzenforschung als Ziel. So können wir die wissenschaftlichen Grundlagen für einen systemischen Wandel bei der Bewältigung künftiger Herausforderungen der Wassersicherheit liefern.“
https://ista.ac.at/de/forschung/pellicciotti-gruppe/ Forschungsgruppe "Kryosphäre und Gebirgshydrosphäre" am ISTA
https://ista.ac.at/de/forschung/locatello-gruppe/ Forschungsgruppe "Kausales Lernen und Künstliche Intelligenz" am ISTA
https://ista.ac.at/de/forschung/fatichi-gruppe/ Forschungsgruppe "Umweltbiophysik und Ökohydrologie" am ISTA
https://www.schmidtsciences.org/view/ Geförderte Projekte von VIEW (Schmidt Sciences)
Die Pamir-Gebirge sind eine der ‚Supersites‘ des MountAInWater Projektes - neben den kanadischen Roc ...
Copyright: © Jason Klimatsas | ISTA
Rund ein Drittel der Weltbevölkerung ist abhängig von Wasser aus den Bergen. Ein Wasserlauf im Einzu ...
Copyright: © Jason Klimatsas | ISTA
Criteria of this press release:
Journalists
Environment / ecology, Geosciences, Oceanology / climate
transregional, national
Research projects
German
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