Dr. Christian Klassert

Knapp eine Milliarde Menschen leben bereits in Städten mit unzuverlässiger öffentlicher Wasserversorgung. Folgen davon sind Ungleichheit beim Zugang zu Leitungswasser und die Abhängigkeit von oft kostspieligen alternativen Wasserquellen, wie z.B. informellen Märkten, die Haushalte über Tanklaster mit Trinkwasser aus dem Umland versorgen. Im Rahmen von Klimawandel und Urbanisierung werden diese Herausforderungen den Alltag von immer mehr Menschen in Städten weltweit prägen. Welche Effekte ungleicher und unsicherer Zugang zu Leitungswasser und die Abhängigkeit von alternativen Versorgungsquellen auf die urbane Wassersicherheit haben, ist bisher ist jedoch unzureichend erforscht.

Ziel meines Forschungsaufenthalts im Earth System Science Department der Universität Stanford war die Kombination von Coupled Human-Natural Systems (CHANS)-Modellen mit zuvor erhobenen empirischen Daten zur Untersuchung der eingangs genannten Fragestellungen. CHANS-Modelle wurden in der Vergangenheit zur Aufdeckung verdeckter Wasserknappheit in Flusseinzugsgebieten verwendet. (1) Die Water Resources and Hydrogeology Group meines Gastgebers, Professor Gorelick, verfügt über zwei CHANS-Modelle für Jordanien und das indische Upper Bhima Basin, zu deren Entwicklung ich in früheren Projekten beigetragen hatte. Im Rahmen des Forschungsaufenthalts konnte ich diese Modelle in direkter Kooperation mit Professor Gorelicks Team für die Analyse urbaner Wassersicherheit unter ungleichem und unsicherem Leitungswasserzugang anpassen und anwenden. Die Untersuchung hatte besondere Aktualität durch eine Reihe urbaner Wasserkrisen in den vergangenen Jahren (z.B. Cape Town, Chennai, Amman) und durch die Durchführung der ersten großen Konferenz der Vereinten Nationen zum Thema Wasser seit fast einem halben Jahrhundert in 2023. (2)

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Blick auf den Campus der Universität Stanford vom Balkon des Jerry Yang & Akiko Yamazaki Environment & Energy (Y2E2)-Gebäude.

Durch den Forschungsaufenthalt hatte ich die Gelegenheit eng mit Professor Gorelick und seinem Team zusammenzuarbeiten und meine Forschung in weiteren hydrologischen und ökonomischen Arbeitsgruppen an der Universität Stanford vorzustellen. Die Ergebnisse meiner Analysen haben zudem Eingang in zwei Konferenzvorträge und einen bereits veröffentlichten Artikel in der international renommierten Fachzeitschrift Nature Sustainability gefunden. Weitere Publikationen folgen.

Generell verfolgt meine wissenschaftliche Arbeit das Ziel, besser zu verstehen, inwieweit in künftigen Dürre- und Knappheitssituationen unsere Wassernachfrage das -dargebot übersteigen und bisherige Verteilungsmechanismen an ihre Grenzen bringen kann. Dabei untersuche ich die städtische und landwirtschaftliche Wassernachfrage unter anderem in Fallstudien in Deutschland, Indien und Jordanien mithilfe von hydro-ökonomischen Modellen. Die Arbeiten des Forschungsaufenthalts haben mir geholfen meine Analysemethoden weiter zu verbessern und zu ergänzen, insbesondere im Hinblick auf die Rolle von Ungleichheit für die Wassersicherheit in Städten. Die mit Unterstützung des KSB Stiftung Stipendiums der DAAD-Stiftung gewonnenen Einsichten und Erfahrungen erweisen sich für die Ausgestaltung anschließend anlaufender Modellierungsprojekte als sehr nützlich, z.B. bei einer Kooperation des UFZ mit dem Land Thüringen zu Wasserknappheit. Die erarbeiteten Ergebnisse und Publikationen bilden einen wichtigen Baustein in meinem wissenschaftlichen Profil und haben mir neue Möglichkeiten für im Nachgang gestellte Projektanträge eröffnet.

Vorbereitung auf den Aufenthalt

Die Vorbereitung auf meinen Aufenthalt begann bereits mehrere Monate im Voraus mit einem relativ aufwändigen Visa-Verfahren und der Wohnungssuche. Dank der Familienförderung des Stipendiums der KSB-Stiftung, ohne dass der Aufenthalt nicht möglich gewesen wäre, konnten meine Frau und Kinder mich auf der Reise begleiten. Dadurch stand ebenfalls die Suche nach einem Platz in einer Kindertagesstätte an. Stanford und der angrenzende Ort Palo Alto liegen inmitten des zahlungskräftigen „Silicon Valley“, wodurch besonders die Wohnungssuche eine Herausforderung darstellte.

Glücklicherweise konnte ich dabei auf die Unterstützung von Professor Gorelick und einem ehemaligen Projektkollegen zurückgreifen. Letzterer konnte aus eigener Erfahrung den Stadtteil Potrero Hill von San Francisco als Wohnort empfehlen, von dem aus Palo Alto mit dem Zug innerhalb von 40 Minuten erreichbar ist. Über eine von Professor Gorelick empfohlene Wohnungssuchplattform für akademische Aufenthalte konnten wir dort die Wohnung einer Stanford-Dozentin zwischenmieten. Da sie selbst Kinder hat, konnte sie uns hilfreiche Tipps für die Suche nach einer Kindertagesstätte geben. Zwei Monate vor der Abreise waren die wichtigsten organisatorischen Vorbereitungen getroffen und dem Aufenthalt stand nichts mehr im Weg.

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Morgendliche Fahrt mit dem Caltrain nach Palo Alto.

Ablauf des Aufenthalts

Unmittelbar nach meiner Ankunft an der Universität Stanford hat mich Professor Gorelick freundlicherweise mit einer Führung über den Campus willkommen geheißen, die an meinem Arbeitsplatz im Postdoc- und Doktoranden-Raum der Water Resources and Hydrogeology Group endete. In dem großen Raum mit über zwanzig einzeln abgetrennten Büroplätzen traf ich drei mir bereits aus einem gemeinsamen Projekt (3) bekannte Teammitglieder wieder, aber auch neue Kolleginnen und Kollegen. Die Tatsache, dass die fünf Mitglieder von Steves Team und die weiteren Bürokolleginnen und -kollegen aus ganz unterschiedlichen Ländern kamen (u.a.: China, Frankreich, Italien, Iran, Kolumbien, Südkorea) sorgte für eine spannende Mischung an Perspektiven auf viele Wissenschafts- und Alltagsthemen. Durch einen sehr freundlichen Empfang fühlte ich mich an meinem neuen Arbeitsplatz sofort zuhause. Nach dem ersten Arbeitstag haben wir mit einem gemeinsamen Abendessen den Geburtstag eines Kollegen gefeiert. In den Folgetagen wurde ich zu verschiedenen Vorträgen und Veranstaltungen auf dem Campus eingeladen und habe so nach und nach verschiedene relevante Arbeitsgruppen kennengelernt.

Für die Analysen meines Forschungsaufenthalts konnte ich auf die Zusammenarbeit mit einer Doktorandin zurückgreifen, die ebenfalls an CHANS-Modellanalysen zum Upper Bhima Basin arbeitet, sowie auf den Austausch mit Professor Gorelick und mehreren Postdocs mit verwandten Forschungsthemen. Für die Untersuchung der Wassersicherheit in der Stadt Pune im Upper Bhima Basin waren zunächst eine detailliertere Modellierung der Versorgungssituation der Wassernutzeragenten im CHANS-Modell anhand von zuvor erhobenen Daten aus einer quantitativen Befragung von 1900 Haushalten in Pune und anhand von Messdaten zum Wasserdruck im Leitungsnetz der Stadt erforderlich sowie Projektionen der räumlichen Bevölkerungsentwicklung anhand eines Stadtwachstumsmodells. (4)

Auswertungen der CHANS-Modelle für das Upper Bhima Basin und Jordanien zeigten in Übereinstimmung mit Befragungsdaten, dass schon jetzt ein beträchtlicher Anteil der Stadtbevölkerung in wasserknappen Monaten Wasserstress erlebt, definiert als eine Verfügbarkeit von unter 50 Litern pro Kopf und Tag (l/c/d). Für Pune konnte gezeigt werden, dass Ungleichheit bei der Wasserversorgung dazu führt, dass bisher übliche aggregierte Betrachtungen die Herausforderungen für die Wassersicherheit der Stadt stark unterschätzen. In Dürrejahren könnten bis 2050 ein Drittel der Stadtbevölkerung in Wasserstress geraten, während Durchschnittshaushalte noch über 100 Liter pro Kopf und Tag verfügen. Solcher Wasserstress führt laut unseren Befragungsdaten zu einer verstärkten Nutzung von Alternativquellen wie Brunnen und Tanklasterlieferungen, was die zukünftige Wasserversorgung zudem deutlich kost-spieliger und energieintensiver machen wird. Für Jordanien konnten zudem vertiefende Analysen der Märkte für Wasserlieferungen aus dem Umland in die Städte durchgeführt werden.

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Mein Arbeitsplatz im Postdoc- und Doktoranden-Raum der Water Resources and Hydrogeology Group im Braun Corner Gebäude.

Die Ergebnisse dieser Analysen konnten in drei Arbeitsgruppen in Stanford und auf internationalen Konferenzen in Chicago und Wien vorgestellt werden. Zunächst wurde ich von Professor Sarah Fletcher eingeladen, erste Ergebnisse in ihrem „Lab“ an der Stanford University vorzustellen. Dies war eine spannende Gelegenheit, da ihr Team verwandte Fragestellungen in einer kalifornischen Fallstudie untersucht. Anschließend besuchte ich regelmäßig Treffen der Gruppe, bei denen unter anderem Pläne für eine gemeinsame Publikation zum Vergleich der Auswirkungen ungleichen Wasserzugangs über verschiedene Fallstudien hinweg entwickelt wurden. Über Professor Gorelick wurde ich zudem zur regelmäßigen Teilnahme am SEEPAC Research Lunch der renommierten Umweltökonomen Larry Goulder und Charles Kolstad eingeladen, bei dem ich meine Analysen zu den jordanischen Wassermärkten vorstellen konnte. Schließlich hatte ich noch Gelegenheit, diese Analysen als Gastredner bei Profes-sor Gorelicks Winter Hydro Seminar Series einem breiten Publikum von Hochschulangehörigen verschiedener Fakultäten zu präsentieren. Die Interaktion mit den unterschiedlichen Arbeitsgruppen hat mir sehr geholfen, besser herauszuarbeiten, was meine Forschung aus verschiedenen Perspektiven (Hydrologie, Umweltökonomik, Hydro-Ökonomik) jeweils besonders relevant macht, und meine Fragestellungen, Analysemethoden, und Ergebnisdarstellung durch einen stärkeren Fokus auf Themen wie Verteilungsgerechtigkeit, Versorgungssicherheit und Erschwinglichkeit von Wasser zu ergänzen und zu verfeinern.

Ende Oktober 2022 wurde ich von einer Redakteurin des BBC World Service für ein Radiointerview zur Wassersicherheit in Jordanien im Rahmen der Sendung Newshour anfragt, die in den Vereinigten Staaten vom landesweiten Rundfunksyndikat National Public Radio (NPR) übertragen wird. (5) Im Dezember reiste ich mit den meisten Mitgliedern von Professor Gorelicks Arbeitsgruppe zum Fall Meeting der American Geophysical Union (AGU) in Chicago. Dort konnte ich die ersten urbanen Wassersicherheitsanalysen für das Upper Bhima Basin öffentlich vorstellen. Im Frühjahr habe ich dann per Video-Call weitere Analyseergebnisse auf der General Assembly der European Geosciences Union (EGU) in Wien vorgestellt.

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Vortrag beim Fall Meeting der American Geophysical Union (AGU) in Chicago am 14. Dezember 2022.

Im Januar 2023 erfuhren Professor Gorelick und ich, dass ein zuvor von mir bei der hochrangigen Fachzeitschrift Nature Sustainability eingereichtes gemeinsames Manuskript zu den jordanischen Wassermärkten Chancen auf eine Veröffentlichung hatte (Klassert et al., 2023; s. Publikationsliste unten). Im engen Austausch mit Professor Gorelick führte ich daher von den Gutachtern des Manuskripts angeregte Analysen zur künftigen Rolle dieser größtenteils informellen Märkte in der städtischen Wasserversorgung und zu den Auswirkungen verschie-dener Politikinterventionen durch. Die Untersuchungen im Manuskript zeigen, dass die auf diesen Märkten verkauften Wassermengen knapp elf Mal so groß sind, wie bisher angenommen. Durch die Politikanalysen haben wir insbesondere herausgefunden, dass selbst die größten bisher in Erwägung gezogenen Meerwasserentsalzungsprojekte die Nachfrage nach Wasserlieferungen kaum schmälern werden, solange die öffentliche Wasserversorgung weiterhin so unzuverlässig und ungleich erfolgt wie bisher.

Durch die längerfristige direkte Zusammenarbeit mit Professor Gorelicks Team konnte ich meine Modellier- und Analysefertigkeiten weiter ausbauen und hatte immer sehr kenntnisreiche Gesprächspartner für komplexe Programmierungs- und Optimierungsprobleme. Der Austausch mit den weiteren exzellenten Arbeitsgruppen an der Universität Stanford hat mir geholfen, eine umfassendere Perspektive auf meine Arbeit zu gewinnen und Bezüge zu weiteren Forschungssträngen zu erkennen. Aus den verschiedenen Interaktionen sind Pläne für gemeinsame Publikationen und mögliche Projektanträge entstanden.

Persönliche Eindrücke aus dem Forschungs- und Familienalltag

Während früherer Projekttreffen hatte ich bereits Gelegenheit, Stanford und die „Bay Area“ kennenzulernen, aber die viel umfassendere Erfahrung des Forschungs- und Familienalltags während des Aufenthalts war ungleich prägender. Viele berufliche und persönliche Erfahrungen haben mich sehr beeindruckt, und ich hoffe, einige in mein Leben in Deutschland mitzunehmen. Während meines Aufenthalts habe ich insbesondere den ausgesprochen respektvollen und empathischen Kommunikationsstil, den ich an der Universität aber auch oft im privaten Alltag erlebt habe, sehr zu schätzen gelernt. Während ich mich in einer direkteren Form des Austauschs sicherlich stärker „zuhause“ fühle, habe ich im Lauf der Zeit gemerkt, wie angenehm es sein kann, wenn die Arbeitskommunikation fast völlig konfliktfrei verläuft. Zudem habe ich als sehr positiv wahrgenommen, wie ein so ausgeprägtes Maß an Höflichkeit im Umgang miteinander helfen kann, sich besser in sein Gegenüber hineinzuversetzen.

Im Hinblick auf den Arbeitsstil hat mich das hohe Maß an Zielorientierung und Selbstständigkeit beeindruckt, das schon Doktoranden an den Tag legen. Fast jeder Vortrag, den ich während meines Aufenthalts gehört habe, vermittelte eindringlich, warum die zugrundeliegende Arbeit dringlich und wichtig ist, was natürlich sehr inspirierend war und zu spannenden Diskussionen geführt hat. Gleichzeitig habe ich im Vergleich zu der sehr eigenständigen Forschung in Stanford aber auch schätzen gelernt, wie in meinem Wissenschaftsalltag am UFZ sehr kollaborativ an gemeinsamen Themen gearbeitet wird.

Der wunderschöne Campus von Stanford und das größtenteils gute Wetter haben für ein äußerst angenehmes Arbeitsumfeld gesorgt. Durch die stark internationale wissenschaftliche Belegschaft der Universität gab es zudem weniger kulturelle Hürden, als ich vielleicht erwartet hätte. Schön war die Erfahrung, auch mit den mir bisher weniger bekannten Mitgliedern von Prof. Gorelicks Arbeitsgruppe sehr schnell eine gemeinsame persönliche Ebene zu finden, und schon in den ersten Tagen Spieleabende und Ausflüge zu planen. So konnte auch meine Familie meine Kolleginnen und Kollegen gut kennenlernen.

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Meine Kinder erkunden das Stadtviertel Potrero Hill in San Francisco.

Für meine Frau und Kinder war der Aufenthalt ebenfalls eine sehr positive und prägende Erfahrung. Natürlich bedeutete der Aufenthalt auch für sie zunächst, sich an eine völlig neue Lebenssituation anzupassen. Meine Frau konnte für die Dauer des Aufenthalts ihre Stelle als Projektmanagerin im Bildungsbereich auf Teilzeit reduzieren. Trotzdem ging der Aufenthalt für sie mit vielen Videokonferenzen einher, die aufgrund der Zeitverschiebung zum Teil sehr früh stattfanden. Unsere Kinder hatten in den sechs Monaten vor dem Aufenthalt mit einem vorbereitenden Englischkurs in ihrer Leipziger Kindertagestätte begonnen, um eine gewisse Vorbereitung auf die Sprache zu haben. Trotzdem waren meine Frau und ich gespannt, wie die Kinder den Alltag in einer nicht deutschsprachigen Kindertagesstätte meistern würden. Vor Ort wurde uns aber schnell klar, dass die beiden zusammen gut zurechtkamen und die Erziehenden problemlos in der Lage waren, ihre Bedürfnisse auch ohne gemeinsame Sprachebene zu deuten. Die Kindertagesstätte, die die Kinder besuchten, befindet sich im multikulturellen Stadtteil „The Mission“ und ist bilingual, so dass die Kinder nicht nur mit Englisch, sondern auch mit Spanisch konfrontiert wurden. Die Einrichtung ist als Elterninitiative entstanden, zu deren Idee die Einbindung der Eltern in das Erziehungskonzept gehört. Meine Frau und ich besuchten einmal im Monat ein Abendseminar zu verschiedenen pädagogischen Themen. Zudem unterstützte meine Frau die Erziehenden einen Tag in der Woche bei der Betreuung der Kinder. Die Wertschätzung von Diversität und Multilingualität war für die Kinder, meine Frau und mich eine wertvolle Erfahrung. Zudem waren wir vom aufmerksamen, kreativen und liebevollen Erziehungsstil beeindruckt und haben viel für unseren eigenen Umgang mit den Kindern gelernt.

Die „Bay Area“, die Stadt San Francisco, und das Umland haben uns ebenfalls begeistert. Unser gut angebundenes Stadtviertel Potrero Hill war vergleichsweise stark mit Pendlern ins „Silcon Valley“ bevölkert. Trotzdem hatte das Viertel eine wirklich angenehme Nachbar-schaftsatmosphäre, die sich zum Beispiel an Halloween in beindruckenden Hausdekorationen äußerte. Die Stadtteile San Franciscos sind unglaublich vielseitig, so dass es für die Kinder und uns viel zu entdecken gab. Am Wochenende bot das Umland viele Möglichkeiten für tolle Ausflüge in die nahegelegenen Mammutbaumwälder, an die Küste, und in den Yosemite National Park.

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Familienausflug zum Dolores Park im Mission District von San Francisco.

Fazit

Der gesamte Forschungsaufenthalt war eine extrem bereichernde Erfahrung, die meine Per-spektive geweitet und mich wissenschaftlich stark weitergebracht hat. Ich danke der KSB Stiftung sehr für die Möglichkeit, in einem halben Jahr so viele prägende Erfahrungen machen und mir neue Fertigkeiten aneignen zu können. Ebenfalls danke ich Professor Steve Gorelick und seinem Team herzlich für die freundliche Aufnahme. Besonders dankbar bin ich für die im Stipendium enthaltene Familienförderung. Ohne die Möglichkeit, den Aufenthalt gemeinsam mit meiner Familie anzutreten, hätte ich diese wunderbare Gelegenheit nicht wahrnehmen können. Meiner Frau und meinen Kindern bin ich dafür dankbar, dass sie sich auf die Anpas-sungen eingelassen haben, die der Aufenthalt neben allen angenehmen Seiten auch erforderte. Im Rahmen des Aufenthalts konnte ich Forschungsarbeiten durchführen und Artikel publi-zieren, die sich jetzt schon als sehr wertvoll für meine weitere wissenschaftliche Arbeit erweisen. Ich hoffe, dass die Forschungsstränge, die ich angestoßen, und die Kontakte und Freundschaften, die ich geknüpft habe, mich noch lange begleiten werden.

Quellenangaben:

(1) Jaeger et al. (2017), PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1706847114.

(2) UNESCO (2023), UN Water Development Report, Vorwort, S. vii, https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000384655.

(3) “Food water energy for Urban Sustainable Environments” (FUSE), siehe: https://fuse.stanford.edu/.

(4) Karutz, Klassert und Kabisch (2023), https://doi.org/10.3390/land12051051.

(5) Sendung vom 22.10.2022, siehe: https://www.bbc.co.uk/programmes/w172yfc6sc6msxm.

Anhang: Veröffentlichungen und Vorträge aus dem Forschungsvorhaben

Klassert, C., Yoon, J., Sigel, K., Klauer, B., Talozi, S., Lachaut, T., Selby, P., Knox, S., Avisse, N., Tilmant, A., Harou, J., Mustafa, D., Meddelin-Azuara, J., Bataineh, B., Zhang, H., Gawel, E., Gorelick, S.M. (2023). Unexpected growth of an illegal water market. Nature Sustainability. https://doi.org/10.1038/s41893-023-01177-7

Klassert, C., Wang, A., Jain Figueroa, A., Zhu, Y., Karutz, R., Zozmann, H., Klauer, B. Gawel, E. & Gorelick S.M. (2023). Assessing urban water insecurity under access inequality-coupled human-natural systems analyses in the Upper Bhima Basin, India. Vortrag bei der European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2023, 24.-28. April 2023, Vienna, Austria (hybride Veranstaltung). Abstract online (20. Mai 2023): https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-14555

Klassert, C., Figueroa, A.J.F., Zhu, Y., Karutz, R., Zozmann, H., Klauer, B., Gawel, E., & Gorelick S.M. (2022). Hidden water scarcity due to access inequality–coupled human-natural systems analyses in the Upper Bhima Basin, India. Vortrag beim American Geophysical Union Fall Meeting 2022, 12.-16. December 2022, Chicago, IL, USA. Abstract online (20. Mai 2023): https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022AGUFM.H35F..05K/abstract