Das in ‚nordwest2050‘ entwickelte „Informationssystem Vulnerabilität“ stellt seinen Nutzern eine anwenderspezifische und nutzerfreundliche Visualisierung der potenziellen Auswirkungen, der gesellschaftlichen Anpassungskapazität und der daraus resultierenden Vulnerabilität in Form von Karten zur Verfügung. Zusätzlichen werden den Nutzern Aussagen über die Robustheit der Klimasignale und der Belastbarkeit der kriteriengestützten Aussagen über die Höhe der Vulnerabilität bereitgestellt.
Im vorliegenden Papier werden aus unterschiedlichen Forschungs- und Praxisperspektiven mögliche Konfliktfelder, die sich beim Anpassungsprozess in der Emscher-Lippe-Region abzeichnen, zusammengetragen und analysiert. Neben überblicksartigen Darstellungen möglicher Konfliktkonstellationen aus verschiedenen dynaklim-Teilbereichen werden vier potenzielle Konflikte als vorrangig behandlungsbedürftig detailliert erörtert: Die potenziellen Konflikte „Beregnung“ und „Kühlwasser“ als Konfliktkonstellationen bei Niedrigwasser sowie die potenziellen Konflikte „Regenwasser“ und „Soziale Betroffenheit und Verletzlichkeit“ als Konfliktkonstellationen bei Hochwasser bzw. Hitzeperioden. Zentraler methodischer Ansatz, um die in dynaklim beteiligten Forschungs- und Praxis-Perspektiven und -Expertisen analytisch aufeinander zu beziehen, ist das interdisziplinäre Brückenkonzept Konstellationsanalyse.
Als erster Teil einer Anpassungsstrategie für die öffentlichen Lübecker Häfen an den Klimawandel gibt der Bericht einen Ausblick auf mögliche Entwicklungen der Güter- und Passagierströme und legt potenzielle Klimarisiken für die Lübecker Häfen dar.
Als zweiter Teil einer Anpassungsstrategie für die öffentlichen Lübecker Häfen an den Klimawandel greift der Bericht die Auswirkungen einzelner Klimaparameter für die Hafenwirtschaft erneut auf, um Schlussfolgerungen über eine Anpassungsnotwendigkeit der Infra- und Suprastruktur der Lübecker Häfen darstellen zu können.
Anpassungen baulicher Art, notwendig aufgrund der skizzierten klimatischen Veränderungen, ziehen erhebliche monetäre Investitionen nach sich, die für die Akteure im Extremfall die Wirtschaftlichkeit der betroffenen Unternehmen infrage stellen können. Besonders durch die Vielzahl von möglichen Klimaszenarien, kann eine konkrete Anpassungsnotwendigkeit zum jetzigen Zeitpunkt nur schwer vorherbestimmt werden. Die Herausforderung besteht darin, aus der breiten Spanne der möglichen Klimaentwicklungen allgemeine Tendenzen zu entwickeln, die eine entsprechende Anpassung rechtfertigen.
Dieser Bericht soll den öffentlichen Lübecker Häfen als Leitfaden für einen möglichen Anpassungsbedarf dienen und ihnen ferner eine erst Indikation bezüglich zu erwartender monetärer Auswirkungen liefern.
Dieses Rechtsgutachten umfasst 6 Kapitel aus dem Bereich Raum- und Bauplanung mit Bezug zur Anpassung an den Klimawandel und seinen Folgen:
A) Bauleitplanung
B) Bauordnungsrecht
C) Raumordnungsrecht
D) Naturschutzrecht
E) Wasserrecht
F) Anpassung in den Umweltprüfungen
Das Factsheet fasst die Ergebnisse einer Fallstudienuntersuchung von 18 Flussgebietseinheiten unter der Fragestellung zusammen, inwieweit die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels in die ökonomischen Analysen gemäß Wasserrahmenrichtlinie integriert werden können.
Abstract
Water management and environmental protection is vulnerable to extreme low flows during streamflow droughts. During the last decades, in most rivers of Central Europe summer runoff and low flows have decreased. Discharge projections agree that future decrease in runoff is likely for catchments in Brandenburg, Germany. Depending on the first-order controls on low flows, different adaption measures are expected to be appropriate. Small catchments were analyzed because they are expected to be more vulnerable to a changing climate than larger rivers. They are mainly headwater catchments with smaller ground water storage. Local characteristics are more important at this scale and can increase vulnerability.
This thesis mutually evaluates potential adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg, Germany, and similarities of these catchments regarding low flows. The following guiding questions are addressed: (i) Which first-order controls on low flows and related time scales exist? (ii) Which are the differences between small catchments regarding low flow vulnerability? (iii) Which adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg are appropriate considering regional low flow patterns?
Potential adaption measures to sustain minimum runoff during periods of low flows can be classified into three categories: (i) increase of groundwater recharge and subsequent baseflow by land use change, land management and artificial ground water recharge, (ii) increase of water storage with regulated outflow by reservoirs, lakes and wetland water management and (iii) regional low flow patterns have to be considered during planning of measures with multiple purposes (urban water management, waste water recycling and inter-basin water transfer). The question remained whether water management of areas with shallow groundwater tables can efficiently sustain minimum runoff. Exemplary, water management scenarios of a ditch irrigated area were evaluated using the model Hydrus-2D. Increasing antecedent water levels and stopping ditch irrigation during periods of low flows increased fluxes from the pasture to the stream, but storage was depleted faster during the summer months due to higher evapotranspiration. Fluxes from this approx. 1 km long pasture with an area of approx. 13 ha ranged from 0.3 to 0.7 ls-1 depending on scenario. This demonstrates that numerous of such small decentralized measures are necessary to sustain minimum runoff in meso-scale catchments.
Differences in the low flow risk of catchments and meteorological low flow predictors were analyzed. A principal component analysis was applied on daily discharge of 37 catchments between 1991 and 2006. Flows decreased more in Southeast Brandenburg according to meteorological forcing. Low flow risk was highest in a region east of Berlin because of intersection of a more continental climate and the specific geohydrology. In these catchments, flows decreased faster during summer and the low flow period was prolonged. A non-linear support vector machine regression was applied to iteratively select meteorological predictors for annual 30-day minimum runoff in 16 catchments between 1965 and 2006. The potential evapotranspiration sum of the previous 48 months was the most important predictor (r2 = 0.28). The potential evapotranspiration of the previous 3 months and the precipitation of the previous 3 months and last year increased model performance (r2 = 0.49, including all four predictors). Model performance was higher for catchments with low yield and more damped runoff. In catchments with high low flow risk, explanatory power of long term potential evapotranspiration was high.
Catchments with a high low flow risk as well as catchments with a considerable decrease in flows in southeast Brandenburg have the highest demand for adaption. Measures increasing groundwater recharge are to be preferred. Catchments with high low flow risk showed relatively deep and decreasing groundwater heads allowing increased groundwater recharge at recharge areas with higher altitude away from the streams. Low flows are expected to stay low or decrease even further because long term potential evapotranspiration was the most important low flow predictor and is projected to increase during climate change. Differences in low flow risk and runoff dynamics between catchments have to be considered for management and planning of measures which do not only have the task to sustain minimum runoff.
Der nordwest2050-Bericht Nr. 2 führt die von 'nordwest2050' durchgeführten Verwundbarkeitsanalysen für eine Vielzahl gesellschaftlicher Sektoren, die Wirtschaftsbereiche Tourismus, Ernährung, Energie sowie Hafen und Logistik sowie für die regionale Governance in der Metropolregion Bremen-Oldenburg in einem Bericht zur regionalen Verwundbarkeit zusammen.
Schwerpunkte dieses so genannten Syntheseberichts sind eine vergleichende Darstellung der Höhe der jeweiligen Verwundbarkeiten durch den Klimawandel und mögliche Wechselwirkungen zwischen den Sektoren und Wirtschaftsbereichen, die z.B. Flächennutzungs- oder Zielkonflikte in der Region verstärken können. Weitere Aspekte sind: An welcher Stelle könnten aufgrund von Klimaanpassungsmaßnahmen zukünftig Konflikte und Konkurrenzen um Fläche auftreten? Welche Aussagen machen die regionalen Klimaszenarien über das zukünftige Auftreten von Extremereignissen und wie wirken sich diese auf die Verwundbarkeit im Nordwesten aus? Wie wirken die globalen Folgen des Klimawandels auf die Wertschöpfungsketten der Wirtschaftsbereiche in der Region?
Die Ergebnisse der Synthese der Verwundbarkeitsanalyse erlauben einen Überblick über die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels und des resultierenden Anpassungsbedarfs in der Region in einer mittelfristigen (bis 2050) und einer langfristigen Perspektiven (bis 2100). Aus ihnen lassen sich auch Hinweise auf sinnvolle Handlungsstrategien ableiten, die in einer regionalen Klimaanpassungsstrategie berücksichtigt werden sollten.
Der nordwest2050-Werkstattbericht Nr. 2 fasst die Hintergründe von Klimamodellen und -projektionen und ihre Unsicherheiten zusammen und stellt heutige Beobachtungen des Klimawandels dar. Aufbauend auf der globalen Klimamodellierung und den daraus resultierenden globalen Klimaprojektionen werden die aktuellen regionalen Klimamodelle mit den entsprechenden regionalen Klimaprojektionen dargestellt.
Aus den aktuellen Ergebnissen der regionalen Klimamodellierung wurden für die Metropolregion Bremen-Oldenburg zwei Szenarien erstellt: die nordwest2050-Klimaszenarien für die aus einer 30-jährigen Periode gemittelten Jahre 2050 und 2085. Sie stellen die für diese Zeiträume möglichen mittleren klimatischen Randbedingungen inklusive ihrer Spannweiten dar.