Der Mittelmeerraum (MR) umfasst das größte halb umschlossene Meer der Erde und ist ein Gebiet von außerordentlichem Wert für die biologische Vielfalt sowie für intensive menschliche Aktivitäten. Der Mittelmeerraum hat einen besonderen Charakter, da er sich in einer Übergangszone zwischen den gemäßigten, kalten und milden Breiten und den Tropen befindet und mehrere großräumige atmosphärische Oszillationen/Telekonnektionsmuster aufweist. Dies führt zu einer hohen zeitlichen Variabilität des Klimas, die Perioden mit Wasserüberschuss und weit verbreiteten Überschwemmungen verursacht, gefolgt von Dürreperioden und Hitzewellen, was die Region sehr anfällig für hydrologische Extreme macht. Daher ist die Lösung des Wasserkreislaufs in der MR für den Schutz der Menschen und die Gewährleistung der Wasser- und Ernährungssicherheit von entscheidender Bedeutung.

Bisherige Versuche, den Wasserkreislauf in der MR zu erforschen, beruhen auf Modelldaten, Reanalysen und In-situ-Daten. In diesem Zusammenhang hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) mit den Projekten Watchful, Irrigation+ und WACMOS-Med erhebliche wissenschaftliche Anstrengungen unternommen, um die Art und Weise, wie wir den Wasserkreislauf im Mittelmeerraum von Satelliten aus beobachten und charakterisieren können, zu verbessern. Einschränkungen bei der räumlichen und zeitlichen Auflösung, der Genauigkeit, der Definition von Unsicherheiten und der Konsistenz zwischen den Produkten behindern jedoch die Nutzung der Produkte für operationelle Anwendungen in verschiedenen Bereichen (z. B. Landwirtschaft, Wasserressourcenmanagement, hydroklimatische Extreme und Georisiken) im Mittelmeerraum.

Das neue ESA-Projekt "4DMED-Hydrology" zielt darauf ab, eine hochauflösende und konsistente Rekonstruktion des terrestrischen Wasserkreislaufs im Mittelmeerraum zu entwickeln, indem es die neuesten Entwicklungen von Erdbeobachtungsdaten (EO) nutzt, wie sie von den ESA-Copernicus-Missionen stammen. Durch die Nutzung früherer ESA-Initiativen will 4DMED-Hydrology 1) zeigen, wie diese EO-Kapazität dazu beitragen kann, die Wechselwirkungen zwischen komplexen hydrologischen Prozessen und anthropogenem Druck zu beschreiben; 2) Synergien zwischen EO-Daten zu nutzen, um verschiedene Komponenten des Wasserkreislaufs (z. B. Niederschlag, Bodenfeuchtigkeit, Verdunstung, Abfluss, Flussabfluss) zu ermitteln, um unsere Umwelt genau darzustellen und fortschrittliche Entscheidungshilfesysteme in einem sich verändernden Klima für eine widerstandsfähigere Gesellschaft zu speisen.

Das Projekt gliedert sich in vier aufeinander aufbauende Schritte: 1) Entwicklung hochauflösender (1 km, täglich, 2015-2021) EO-basierter Datensätze der verschiedenen Komponenten des Wasserkreislaufs unter Nutzung der Sentinel-Missionen und früherer ESA-Projekte; 2) Zusammenführung dieser Datensätze, um den Wasserhaushalt des Landes zu schließen und einen konsistenten, qualitativ hochwertigen Datensatz zu erstellen; 3) Behebung der größten Wissenslücken in der Wissenschaft des Wasserkreislaufs durch Verbesserung unseres Verständnisses der komplexen Prozesse, die die Rolle der MR im Erd- und Klimasystem mit dem Wasserkreislauf bestimmen; 4) Umsetzung neuer wissenschaftlicher Ergebnisse in Lösungen für die Gesellschaft durch vier nutzerorientierte Fallstudien, die sich auf Hochwasser- und Erdrutschgefahren, Dürre und die Bewirtschaftung von Wasserressourcen konzentrieren, unter Einbeziehung von operativen Behörden, öffentlichen Einrichtungen und Wirtschaftsakteuren in der MR. 4DMED-Hydrology wird sich auf vier Testgebiete konzentrieren, darunter das Einzugsgebiet des Po in Italien, das Einzugsgebiet des Ebro in Spanien, das Einzugsgebiet des Hérault in Frankreich und das Einzugsgebiet des Medjerda in Tunesien, die das Klima, die topografische Komplexität, die Landnutzung, die menschlichen Aktivitäten und die hydrometeorologischen Gefahren der MR repräsentieren. Die entwickelten Produkte sollen auf die gesamte Region ausgeweitet werden. Die daraus resultierenden EO-basierten Produkte werden über einen Open-Science-Katalog zugänglich sein, der von der ESA gehostet und betrieben wird.