Physische Geographie und Nexusforschung

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Wir untersuchen die räumlichen und zeitlichen Wechselwirkungen zwischen Land, Wasser und Atmosphäre im Hinblick auf globalen Umweltwandel. Unser Ziel ist es zu verstehen und abzuschätzen, wie sich veränderte Klimabedingungen und Landnutzungsänderungen auf natürliche Ökosysteme, Vegetationsdynamik, Wasserverfügbarkeit und Nahrungsmittelproduktion auswirken.

Wir kombinieren prozessbasierte Erdsystemmodellierung mit Fernerkundung und maschinellem Lernen – von punktuellen Feldmessungen bis hin zur globalen Landoberflächenmodellierung. Durch die Verknüpfung von modellierten Prozessen und realen Beobachtungen entwickeln wir skalierbare Algorithmen, die helfen, Reaktionen von Ökosystemen und Landwirtschaft auf globale Veränderungsprozesse zu quantifizieren.

• Quantifizierung der Reaktionen von Ökosystemen, Landwirtschaft und Landschaften auf Umwelt- und sozioökonomische Veränderungen, einschließlich Klimaeinflüssen, hydrometeorologischen Extremen wie Schneedürren und Landnutzungsänderungen sowie deren Folgen für Produktivität, Wasser und menschliches Wohlergehen.
• Analyse der Dynamik von Wasserressourcen unter dem Einfluss von Klimawandel und menschlicher Nutzung, mit besonderem Fokus auf Zielkonflikte zwischen Landwirtschaft, Wasserkraft und Ökosystemen.
• Weiterentwicklung und Regionalisierung prozessbasierter Modelle (z. B. LPJmL): Modellentwicklung, Downscaling, Assimilation von Beobachtungsdaten sowie hybride Ansätze zur Verbesserung von Robustheit, Genauigkeit und Skalierbarkeit.
• Integration von in-situ Daten und multi-skaliger Fernerkundung, von hyperspektralen Satelliten (z. B. EnMAP, PRISMA) bis hin zu Feldmessungen in Kombination mit Laboranalysen.
• Entwicklung KI-gestützter Anwendungen für Landwirtschaft und Ertragsprognosen.

Gemeinsam bringen wir Geographie, Physik und Data Science in Dialog, um Umweltprozesse datenbasiert besser zu verstehen und eine nachhaltige Entwicklung zu unterstützen.