Im Rahmen des Klimawandels werden Veränderungen im Abflussverhalten von Fließgewässern erwartet, die zu einer Zunahme von sommertrockenen Bächen führen können. Für diese im Sommer austrocknenden Bäche gibt es aktuell kein biologisches Bewertungsverfahren, um den ökologischen Zustand mittels Tieren der Gewässersohle (Makrozoobenthos, Abk.: MZB) zu erfassen. Es wurde eine Bewertungsmethode für das Management dieser Fließgewässer entwickelt, welche die Anforderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) für das MZB erfüllt. Das entwickelte Verfahren orientiert sich an der aktuell vorhandenen offiziellen Bewertungsmethode (PERLODES) für ständig wasserführende Fließgewässer in Deutschland. Im Emscher-Lippe Raum wurden 33 Probestellen aus sommertrockenen Bächen auf ihre Besiedlung durch das MZB untersucht. An den Probestellen wurden zusätzlich chemisch-physikalische Parameter und Strukturgüteparameter aufgenommen. Durch die Auswertung dieser Datengrundlage wurden biologische Messgrößen abgeleitet, die signifikant und vorhersagbar auf strukturelle Verschlechterungen reagieren. Aus den biologischen Messgrößen wurde dann ein Index entwickelt, der die Einteilung von sommertrockenen Bächen des Tiefland in ein fünf Klassensystem zur Beurteilung des ökologischen Zustands nach WRRL ermöglicht.
In den letzten Jahren hat sich das Wissen um mögliche Folgen des Klimawandels durch zahlreiche Untersuchungen ständig verbessert. Dabei stehen für Deutschland und Niedersachsen vor allem wachsende Hitzebelastungen, Zunahme von Extremwetterereignissen und der Anstieg des Meeresspiegels im Fokus. Im Forschungsverbund KLIFF „Klimafolgenforschung in Niedersachsen“ wurde für Niedersachsen zum Ende des Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000 eine Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um ca. 2,5 Grad projiziert, wobei der Anstieg im Winter mit etwa 3 Grad am höchsten ausfällt. Mit der höheren Temperatur kann auch die Länge der Vegetationsperiode zunehmen: bis um circa 60 Tage bis zum Ende des Jahrhunderts; entsprechend kann sich die Anzahl der Frosttage um circa zwei Drittel verringern. Die Klimaforscher erwarten, dass die Niederschläge zum Ende des Jahrhunderts im Winter, Frühling und Herbst zunehmen können, für den Sommer wird eine Abnahme um rund 10 Prozent in Niedersachsen projiziert. Die Anzahl der Starkniederschlagstage kann sich nach den Berechnungen deutlich erhöhen, insbesondere im Herbst. Die mittlere Dauer von Wärmeperioden könnte im Sommer um 50 Prozent zunehmen.
Die vorliegende Roadmap gibt Empfehlungen und zeigt Handlungsoptionen auf, die zu einer klimaangepassten und resilienten Entwicklung im Tourismus und bei der Naherholung beitragen.
Im Forschungs- und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht die Emschergenossenschaft u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts in den urbanen Siedlungsgebieten. Dazu sollen mit Hilfe der vorliegenden numerischen Grundwassermodelle unter Berücksichtigung der Realisationsergebnisse des regionalen Klimamodells COSMOCLM realistische Auswirkungsszenarien und Anpassungsstrategien für die Siedlungsentwässerung abgeleitet werden. Zur Abbildung der innerjährlichen Verschiebungen der Niederschläge ist es erforderlich, die Grundwasserneubildung als ausschlaggebende Wasserhaushaltsgröße für die Modellierung instationär und flächendifferenziert zu berechnen. Da bislang keine verifizierten instationären Wasserhaushaltsmodellansätze verfügbar sind, wurde in Anlehnung an die bisher bekannten Verfahren ein geeignetes Werkzeug entwickelt, dass bei der instationären Erweiterung der stationär kalibrierten Grundwassermodelle die Massenbilanz erhält. Die damit durchgeführten stationären und instationären Nachkalibrierungen der Grundwassermodelle weisen eine gute Anpassung auf. Aus der klimatischen Bodenwasserbilanz wurden Trends bis zu den Jahren 2050 und 2100 im Emschergebiet berechnet. Im Ergebnis ist zu erwarten, dass die Grundwasserstände größeren innerjährlichen Schwankungen unterliegen werden als heute.
Im Forschungs- und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht die Emschergenossenschaft u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts in den urbanen Siedlungsgebieten. Dazu sollen mit Hilfe der vorliegenden numerischen Grundwassermodelle unter Berücksichtigung der Realisationsergebnisse des regionalen Klimamodells COSMOCLM realistische Auswirkungsszenarien und Anpassungsstrategien für die Siedlungsentwässerung abgeleitet werden. Zur Abbildung der innerjährlichen Verschiebungen der Niederschläge ist es erforderlich, die Grundwasserneubildung als ausschlaggebende Wasserhaushaltsgröße für die Modellierung instationär und flächendifferenziert zu berechnen. Da bislang keine verifizierten instationären Wasserhaushaltsmodellansätze verfügbar sind, wurde in Anlehnung an die bisher bekannten Verfahren ein geeignetes Werkzeug entwickelt, dass bei der instationären Erweiterung der stationär kalibrierten Grundwassermodelle die Massenbilanz erhält. Die flächendifferenzierte Grundwasserneubildung für das Einzugsgebiet der Emscher für die Zeitschnitte 1961-1990, 2021-2050 und 2071-2100 wurde berechnet und die Ergebnisse auf Teileinzugsgebietsebene analysiert. Aus der klimatischen Bodenwasserbilanz wurden Trends bis zu den Jahren 2050 und 2100 im Emschergebiet berechnet.
Um auch im Klimawandel ausreichend Wasser für die in Nordost-Niedersachsen unverzichtbare Feldberegnung bereitstellen und gleichzeitig die Ansprüche von Naturschutz und anderen Landnutzern wahren zu können, sind neue Formen der Kooperation und Kommunikation notwendig.
In KLIMZUG-NORD wurde ein planerisches Konzept zur Schaffung zukunftsfähiger Kulturlandschaften entwickelt, das eine klimaangepasste und konsensfähige Landnutzung für alle Bereiche ermöglicht.
Unternehmen und Branchen sind hinsichtlich der Folgen des Klimawandels neuen Risiken und Chancen ausgesetzt. Die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf die Wirtschaft sind vielseitig und anspruchsvoll zugleich. Zukünftig sind neue Risikodimensionen in zahlreichen Unternehmensbereichen zu berücksichtigen. Ebenso facettenreich gestalten sich die Möglichkeiten der Branchen und Unternehmen um den Anforderungen des Klimawandels auf der Chancenseite durch Innovationen zu begegnen. Um ein tiefgreifendes Verständnis für die positive und negative Betroffenheit von Unternehmen zu erlangen, bedarf es von daher einer branchen- und
regionenspezifischen Bewertung der Betroffenheit durch die Auswirkungen des Klimawandels. Die Betroffenheitsanalyse des Vulnerability-Assessment vereinigt beide Seiten der unternehmerischen Herausforderung und betrachtet die Betroffenheit sowohl als Risikofaktor, als auch als Chance den Klimawandel als Wirtschaftsfaktor zu nutzen. Die analytische Betrachtung der Chancen und Risiken ermöglicht es somit Schlussfolgerungen über den Status-Quo der Betroffenheitsdimension der bedeutendsten Branchen der dynaklim-Region zu treffen und die zukünftigen Herausforderungen besser einschätzen zu können.
Der Bericht "Erstellung eines Erosionsschutzkonzeptes" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.3.1b. Er widmet sich dem Thema Erosion, welche in der landwirtschaftlichen Produktion einen Problembereich darstellt, da hierbei wertvoller Ackerboden und mit ihm auch z.B. Nährstoffe, PSM und Humus abgetragen werden, somit die Ertragsfähigkeit des Standortes beeinflussen und auf der anderen Seite zu einer Belastung z.B. von Gewässern durch diese Stoffe führen kann. Es wurde ein Erosionskonzept für die ausgeprägten Hanglagen der Stadt Dresden sowie des relevanten Umlandes im Osterzgebirge und im nördlichen Umland Dresdens erstellt.
Der Bericht "Unter künftigen ‚Normalbedingungen‘ zu erwartende chemische, größenfraktionierte Aerosol- und Feinstaub-Charakteristik einschließlich Herkunft, Transport, Deposition" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 2.2c. Auf der Grundlage von Feldmessungen wurde die heutige Situation analysiert sowie verschiedene Änderungsszeanarien betrachtet. Die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Meteorologie und Atmosphärenchemie stellen eine wichtige Voraussetzung für die Abschätzung der im Rahmen des Klimawandels sich ändernden Luftbelastung dar (unabhängig von Emissionsszenarien). In Zusammenarbeit mit TP 2.2b (TROPOS, Leipzig) wurden im Zeitraum von vier Jahren im urba-nen und regionalen Hintergrund der Stadt Dresden größenaufgelöste repräsentative Stichproben von PM10 während häufig auftretender Wettersituationen gewonnen (Produktbericht TP 2.2b). Zudem wurden an einem Standort des regionalen Hintergrunds im Osterzgebirge weitere kontinuierliche und ereignisbezogene Messkampagnen von Gasen und Aerosolen zur Charakterisierung des Messstandorts vorgenommen. Besonderes Augenmerk lag bei der Auswertung auf den gesundheitsrelevanten Metallen und dem sogenannten Krustenanteil (aufgewirbelte Bodenstäube). Insbesondere werden mögliche Quellen und die Deposition von Nähr- und Schadstoffen betrachtet. Die Auswertung einer 10jährigen Zeitreihe in Abhängigkeit von großräumigen Zirkulationssystemen wird zusätzlich herangezogen.
Am Beispiel des Wassergewinnungsgebiets Üfter Mark werden die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt in der Projektregion „Emscher-Lippe“ untersucht. Langfristige Trends in der Quantität und Qualität von Wasserressourcen werden modellbasiert erfasst und hinsichtlich ihres Gefährdungspotenzials bewertet. Hierbei zeigt sich v.a. ein in der Zukunft steigender Beregnungsbedarf landwirtschaftlicher Nutzflächen als wesentlicher Schlüsselfaktor. Das für die Beregnung genutzte Grundwasser stellt neben der Düngung und der atmosphärischen Deposition eine zusätzliche Eintragsquelle u.a. für Nitrat, Sulfat und Chlorid dar. Insbesondere die Nutzung oberflächennaher Grundwässer für die Beregnung führt somit zu einem schrittweisen Anstieg der Stoffbelastung im Grund- und Rohwasser. So kann für landwirtschaftlich relevante Parameter wie Nitrat diese zusätzliche Belastungsquelle reduziert werden, wenn die mit dem Beregnungswasser ausgebrachten N-Frachten bei der N-Düngung berücksichtigt werden. Anhand von Prognoseszenarien wird für die Förderbrunnen differenziert untersucht, welchen Effekt ein infolge des Klimawandels veränderter Stofffluss auf die Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit hat. So zeigt sich v.a. in den westlich gelegenen Förderbrunnen eine hohe Sensibilität gegenüber Veränderungen im Stoffaustrag aus der Bodenzone. Eine Beeinflussung der Rohwasserqualität in den östlichen Förderbrunnen ist dahingegen stark zeitlich verzögert.