Für die Bereitstellung von Niederschlagszeitreihen des Regionalen Klimamodells CLM für die meisten wasserwirtschaftlichen Modellanwendungen ist eine realitätsnahe Abbildung des Parameters Niederschlag hinsichtlich wesentlicher Kenngrößen, wie Jahresniederschlagssummen, Starkregen und Trockenzeiten erforderlich. Zudem benötigen Modelle, die schnelle und kleinräumige Niederschlag- Abfluss-Prozesse beschreiben, zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Niederschlagseingangsdaten. Beide Voraussetzungen, die realitätsnahe sowie die hoch aufgelöste Abbildung des Parameters Niederschlag, sind zunächst in den CLM-Modelldaten nicht ohne weiteres erfüllt. Es wurden zwei Methoden entwickelt, die zum einen eine sinnvolle Korrektur der Tagesniederschlagssummen (Bias-Korrektur) und zum anderen eine feinere zeitliche und räumliche Auflösung (Downscaling) der CLM-Modelldaten ermöglichen.
Die vorliegende Diplomarbeit wurde im Rahmen des Netzwerk- und Forschungsprojekts dynaklim verfasst. Klimaprognosen zeigen für Deutschland neben einer fortschreitenden Erwärmung auch mögliche Veränderungen im Niederschlagsregime. Dies betrifft den mittleren Zustand, die saisonale Verteilung und das Extremverhalten. Diese Entwicklungen werden die Eigenschaften und die Beschaffenheit von Gewässern direkt und indirekt beeinflussen. Die Auswirkungen des Klimawandels auf Fließgewässer müssen bei der Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL), dem zentralen Instrument zum Schutz und zur Verbesserung der Gewässerökosysteme in Europa, berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Maßnahmen nach WRRL im Hinblick auf den Klimawandel untersucht. Es wurde eine Bewertungsmatrix erstellt, anhand derer Aussagen über die Bedeutung einzelner WRRL-Maßnahmen für die Anpassung von Fließgewässern an den Klimawandel möglich sind und die eine Abschätzung über die Einfluss des Klimawandels auf die Wirksamkeit der Maßnahme erlaubt. Bei der Bewertung wurden alle Maßnahmen betrachtet, die auf Basis des standardisierten Maßnahmenkatalogs nach Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) an Oberflächengewässern in Nordrhein-Westfalen umgesetzt werden. Die entwickelte Matrix wurde anschließend auf das Maßnahmenprogramm des Emscher-Einzugsgebietes angewendet. Die Bewertungsmatrix zeigt, dass ein Großteil der bewerteten Maßnahmen einen Beitrag zur Anpassung an direkte und indirekte Auswirkungen des Klimawandels auf Gewässer leisten kann und somit für die Anpassung von Bedeutung ist. Die Untersuchung der Klimasensitivität hat ergeben, dass sich die Maßnahmen in diesem Punkt stark unterscheiden. Teils wird ihre Wirkung durch die Klimaveränderungen (Temperaturzunahme, Niederschlagszunahme inkl. Starkniederschlägen und Niederschlagsabnahme) verstärkt, teils wird sie gemindert. In einigen Fällen ist der Einfluss der Klimaveränderungen auf die Wirkung der Maßnahmen nicht signifikant.
Im Rahmen der Projektarbeit der dr. papadakis GmbH wurden umfangreiche Analysen und Trendberechnungen zu den beiden Parametern Lufttemperatur und Niederschlag in der Emscher‐ Lippe‐Region (ELR) durchgeführt. Die wesentlichen Ergebnisse werden in dieser Publikation zusammengefasst. Dabei werden die beiden Parameter hinsichtlich unterschiedlichster Kennwerte und Bilanzierungszeiträume ausgewertet. In der Vergangenheit wird anhand von Messdaten untersucht, welche Veränderungen bereits festzustellen sind, und anhand von Zeitreihen des Regionalen Klimamodells CLM werden mögliche zukünftige Veränderungen abgeschätzt. Für ausgewählte Kenngrößen werden die Entwicklungen in den CLM‐Daten der Bandbreite an Entwicklungen eines begrenzten Ensembles aus sieben Modellrechnungen gegenübergestellt. Darüber hinaus werden anhand einzelner Kenngrößen die Entwicklungen in der ELR gegenüber den überregional festzustellenden Entwicklungen eingeordnet.
Es wurde untersucht, welchen Einfluss die Temperatur auf die Zusammensetzung wirbelloser Lebensgemeinschaften (Makrozoobenthos, MZB) in den großen Flüssen Lippe, Ems und Ruhr hat und ob sich eine Temperaturerhöhung durch den Klimawandel auf die Bewertung solcher Gewässertypen nach EU-Wasserrahmenrichtlinie auswirken kann. Da die mittleren Jahreswassertemperaturen an einer Probestelle einen signifikanten Erklärungsanteil an der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft haben, wurde eine neue biologische Messgröße (Metrik) abgeleitet, deren Größe von der Temperatur abhängt: Die Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen-Arten des Makrozoobenthos steigen signifikant mit der Temperaturzunahme an einer Probestelle. In den thermisch veränderten Probestellen der Lippe sind die Häufigkeiten deutlich höher als in der Ems und in der Ruhr. Es wurden Grenzwerte abgeleitet, um die thermische Veränderung einer Probestelle durch den Metrik „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ näher zu beschreiben. Die aktuell in Deutschland zur Bewertung des Fließgewässertyps 15g (Großer sand- und lehmgeprägter Fluss des Tieflands) verwendeten Metriks und der Saprobienindex des PERLODES Verfahrens, die vorrangig morphologische Degradation und organische Belastung anzeigen sollen, reagieren signifikant auf erhöhte Wassertemperaturen. Die Bewertung von hydromorphologischer Degradation und der organischen Belastung ist bei gleichzeitig bestehender thermischer Veränderung also nicht gesichert. Durch Anwendung des Metriks „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ können thermisch veränderte Probestellen identifiziert werden und die Ergebnisse nach PERLODES und nach dem Saprobiensystem als nicht gesichert bewertet werden.
Systematische Erfassung zu den bisherigen und den erwarteten Auswirkungen des Klimawandels auf die deutschen Ostseehäfen. Mit Hilfe dieser Befragung wurde erstmals eine Übersicht über die gegenwärtige Verwundbarkeit der deutschen Ostseehäfen gegenüber Extremwetterereignissen, wie Sturmhochwasser, Starkregen, Hitze- und Kältewellen sowie über umgesetzte und geplante Anpassungsmaßnahmen erstellt.
Die „Auricher Erklärung“ enthält die Ergebnisse und die Dokumentation einer Tagung von 'nordwest2050', die im Februar 2013 stattgefunden hat und auf der über die vielfältigen Flächenansprüche im Nordwesten diskutiert wurde. Mehr als 100 Vertreterinnen und Vertreter aus Landwirtschaft, Verbänden, Kammern, Naturschutzorganisationen, Verwaltung, Politik und Wissenschaft tauschten sich in sechs Workshops zum Thema Flächenkonkurrenzen aus. Die "Auricher Erklärung" soll als Ausgangspunkt für einen öffentlichen Dialog dienen, der die Endlichkeit der Ressource Fläche anerkennt und den behutsamen Umgang damit in den Mittelpunkt stellt.
Es werden zwei Verfahren vorgestellt, die eine Berücksichtigung des Klimaänderungssignals in den Niederschlagsdaten des regionalen Klimamodells CLM bei den wasserwirtschaftlichen Modellanwendungen ermöglichen. Für die Generierung langer Zeitreihen mit hohen zeitlichen und räumlichen Auflösungen, wie sie bei Langzeitserien- und Kontinuumssimulationen benötigt werden, wurde ein Downscaling-Ansatz auf Basis von Radarniederschlagsdaten und objektiven Wetterlagenklassen entwickelt. Für einfache wasserwirtschaftliche Modellanwendungen, die auf Modellregen zurückgreifen, wurden die relativen Veränderungen aufgrund des Klimaänderungssignals in der Zukunft abgeschätzt, die dann bei Variantenuntersuchungen in der Zukunft den Modellregen der Vergangenheit aufgeprägt werden können.
Der Bericht "Atmosphärische Zirkulationsmuster sowie Trocken- und Nassphasen in regionalen Klimaprojektionen" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 2.1b. Ziel des Teilprojektes 2.1b war es, möglichst robuste Aussagen zu Zirkulationsveränderungen sowie Häufigkeit, Andauer und Intensität zukünftiger Dürreereignisse zu gewinnen. Außerdem wurden Veränderungen atmosphärischer Zirkulation und deren Implikationen für die RMR untersucht.
Der Bericht "Anwendungsorientierte Erkenntnisse zum Einsatz des Hybridverfahrens Flockung / Ultrafiltration bei der Trinkwasseraufbereitung aus Flusswasser" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.2.3c. Dieses beinhaltet die Bereitstellung anwendungsorientierter Erkenntnisse zum Einsatz des Hybridverfahrens Flockung / Ultrafiltration bei der Trinkwasseraufbereitung aus Flusswasser. Dazu gehören die Erfassung und Bewertung der Möglichkeiten für eine Anpassung an eine veränderliche Rohwasserqualität sowie der optimalen Flockungs- und Betriebsbedingungen.
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.