Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10419/341340 
Year of Publication: 
2025
Publisher: 
Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin
Abstract: 
Mountains are vital "water towers" for semi-arid and arid regions, with snowpack accumulated during the cold season being the primary source of river streamflow during the warm season. Observational and knowledge gaps on local snowpack dynamics complicate the prediction of river discharge, particularly in Central Asia, where high interannual climate variability causes significant fluctuations in river discharge. This thesis aims to improve the understanding of hydroclimatic variability in the Central Asian mountains to advance seasonal streamflow prediction. Using data-driven and ensemble methods, it explores empirical relationships between climate, topography, and snowmass, as well as the climate teleconnections of seasonal precipitation and streamflow in the mountainous basins. The thesis also assesses the suitability of global reanalyses and satellite data for hydrological forecasting. I present a novel, parsimonious snow model with robust generalizability and transferability performance for accurate snow mass estimation in data-limited regions. On seasonal to annual scales, hydroclimatic variability in Central Asia is driven by multiple global ocean-atmospheric oscillations, primarily the El Niño–Southern Oscillation, the Pacific Decadal Oscillation, and the North Atlantic Oscillation. Most teleconnections have longer temporal legacies with varying spatial effects on seasonal precipitation, making them valuable long-lead predictors. Finally, I present a seasonal streamflow forecasting framework for Central Asia that integrates catchment snowpack as initial hydrological conditions and climate oscillation indices as precursors of future climate variability. The findings and methods contribute to hydrological modelling and operational forecasting in data-scarce, snowmelt dominated catchments, enhancing understanding of climate teleconnections and emphasizing the value of large-scale oscillation indices for snow-based streamflow forecasts.
Abstract (Translated): 
Gebirge sind entscheidende "Wassertürme" für semiaride und aride Regionen; die Schneedecke der kalten Jahreszeit ist ihre Hauptquelle für den Flussabfluss im Sommer. Beobachtungs- und Wissenslücken zur lokalen Schneedeckendynamik erschweren die Flussabflussvorhersage, besonders in Zentralasien, wo hohe interannuelle Klimavariabilität zu erheblichen Abflussschwankungen führt. Diese Arbeit zielt darauf ab, das Verständnis der hydroklimatischen Variabilität in den zentralasiatischen Bergen zu verbessern und so die saisonale Abflussvorhersage voranzutreiben. Mittels datengetriebener und Ensemble-Methoden untersuche ich empirische Beziehungen zwischen Klima, Topografie, Schneemasse sowie klimatische Telekonnektionen von saisonalem Niederschlag und Abfluss in den Gebirgsbecken. Ich präsentiere ein neuartiges, sparsames Schneemodell mit robuster Generalisierbarkeit und Übertragbarkeit für genaue Schneemassenabschätzungen in datenlimitierten Regionen. Auf saisonalen bis jährlichen Skalen wird die hydroklimatische Variabilität in Zentralasien durch globale ozeanisch-atmosphärische Oszillationen bestimmt, primär die ENSO, die Pazifische Dekaden-Oszillation und die Nordatlantische Oszillation. Die meisten Telekonnektionen zeigen längere zeitliche Nachwirkungen mit variierenden räumlichen Effekten auf saisonale Niederschläge, was sie zu wertvollen Langzeitprädiktoren macht. Schließlich stelle ich ein saisonales Abflussvorhersagesystem für Zentralasien vor, das die Schneedecke im Einzugsgebiet als initiale hydrologische Bedingung und Klimaoszillationsindizes als Vorläufer zukünftiger Klimavariabilität integriert. Die Ergebnisse und Methoden tragen maßgeblich zur hydrologischen Modellierung und operativen Vorhersage in datenarmen, schneeschmelzdominierten Einzugsgebieten bei. Sie verbessern das Verständnis von Klimatelekonnektionen und betonen den Wert großräumiger Oszillationsindizes für schneebasierte Abflussvorhersagen.
Subjects: 
streamflow
mountain
snow
teleconnection
forecasting
Abfluss
Berg
Schnee
Telekonnektion
Vorhersage
Persistent Identifier of the first edition: 
URL of the first edition: 
Creative Commons License: 
cc-by Logo
Document Type: 
Doctoral Thesis

Files in This Item:
File
Size





Items in EconStor are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.