Bei der Erforschung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel spielen Informationen und Daten über die möglichen Veränderungen der verschiedenen Klimaparameter und deren Folgen für den regionalen Wasser- und Energiehaushalt eine wesentliche Rolle. Das Max-Planck-Institut für Meteorologie stellt über die Querschnittsaufgabe Klimawandel für sämtliche Teilprojekte in KLIMZUG-NORD Informationen zu Klimaänderungen für Norddeutschland bereit und berät zum Umgang mit regionalen Klimadaten und ihren Unsicherheiten. Im intensiven Dialog mit den Projektpartnern wird eine sinnvolle und konsistente Verwendung von Klimawissen abgestimmt. Es wird umfassend über die Möglichkeiten und Grenzen der regionalen Klimamodellierung informiert.
Klimawandel in der Lüneburger Heide – welche Veränderungen kommen auf uns zu? Wie können wir uns darauf einstellen? Die durchgeführten Klimaprojektionen für das Modellgebiet der Lüneburger Heide haben zum Ergebnis, dass zur Mitte des 21. Jahrhunderts für alle Jahreszeiten höhere Mitteltemperaturen zu erwarten sind. Im Winter steigen die Temperaturen jeweils am stärksten, im Frühjahr am geringsten. Eis- und Frosttage treten deutlich seltener auf, während im Sommer Tage mit extremen Temperaturen häufiger vorkommen und starke Niederschläge noch an Intensität zunehmen. Dies alles wird Auswirkungen haben auf Ökosysteme und Stoffkreisläufe, auf Flora, Fauna und die Menschen in der Region.
Auf den überwiegend sandigen Böden des Kulturlandschaftsraumes Lüneburger Heide befinden sich ökologisch besonders wertvolle Nieder- und Hochmoore, Heideflächen und zahlreiche grundwassergespeiste Heidebäche. Das Gebiet ist andererseits durch großflächige land- und forstwirtschaftliche Nutzungen geprägt. Im Rahmen von KLIMZUG-NORD wurden im Modellgebiet Lüneburger Heide im Wesentlichen die Auswirkungen des Klimawandels auf die Handlungsfelder Wasserwirtschaft, Land- und Bodennutzung, Naturschutz und Kommunikation beforscht und Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Dabei bleiben eine umweltschonende Landbewirtschaftung und ein leistungsfähiger Naturhaushalt unter Klimawandelaspekten eine gültige Zielvorstellung – gerade auch angesichts der zu erwartenden zunehmenden Konkurrenz um die Ressource Wasser. Mit diesem Beitrag wollen wir unser gängiges Handeln kritisch hinterfragen, über erzielte Ergebnisse aus den Klimaanpassungsprojekten berichten und Handlungsoptionen aufzeigen.
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.
Anpassungsmaßnahmen werden vonnöten sein, um die negativen Auswirkungen der projizierten Klimaänderung und -variabilität zu mindern. Eine Form der Anpassung auf kommunaler Ebene ist die Entwicklung von kommunalen Anpassungsstrategien. In der vorliegenden Arbeit werden neun Anpassungsstrategien aus Küstenkommunen analysiert, die von 2009 bis 2013 veröffentlicht wurden. Dabei zeigt sich, dass eine Reihe von Gemeinsamkeiten innerhalb der Strategien offensichtlich ist, obwohl sie in unterschiedlichen Kontexten entstanden sind. Diese Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden näher untersucht.
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.
Der Bericht "Methodenentwicklung zur Abbildung des Stadteffektes" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.1.2b. Der Wärmeinseleffekt und die urbane Erwärmung allgemein führen zu einer Beeinflussung der mikro- und bioklimatischen Situation in der Stadt. Eine Stadtstrukturanalyse stellt ein sinnvolles Instrument dar, um sensible Bereiche zu identifizieren und dem Klimawandel mit gezielten Maßnahmen entgegenwirken zu können.
Ziel dieses Teilprojektes ist die Methodenentwicklung zur Quantifizierung der urbanen Überwärmung im Stadtgebiet von Dresden. Betrachtet werden der Istzustand und zukünftige Szenarien, die mögliche städtebauliche Veränderungen darstellen sollen. Der Fokus liegt auf den Lupengebieten Altstadt und Friedrichstadt. Anhand verschiedener Daten soll der Stadteffekt abgebildet werden und thermisch belastete Räume identifiziert werden. Modellierungen und Messungen vor Ort unterstützen diese Aufgabe. Die Modellierungen konzentrieren sich auf ausgewählte Stadtbereiche, sogenannte Lupengebiete.
Die Ergebnisse dieses Produktberichtes beziehen sich auf die Stadt Dresden und nicht auf die komplette bei REGKLAM definierte Modellregion.
Aufgrund des Klimawandels kann es zu einer Erwärmung der oberen Bodenzonen und indirekt dadurch auch zu einer Beeinflussung der Trinkwassertemperatur im Verteilernetz kommen. Es ist bekannt, dass dies unter Umständen zu mikrobiologischen Veränderungen in Form einer Aufkeimung (Erhöhung der Koloniezahlen) führen kann. Ob dies jedoch auf ein erhöhtes Risiko der Einistung, des Verbleibs oder sogar der Vermehrung hygenisch relevanter Bakterien zutrifft, wird im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts dynaklim am IWW in Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen untersucht.
Für das Trinkwassergewinnungsgebiet Üfter Mark im nordwestlichen Münsterland wurden mit Hilfe des Modells CANDY der Stoffaustrag sowie der Bodenwasserhaushalt unter landwirtschaftlichen Nutzflächen unter Klimawandelbedingungen modelliert. Am Beispiel einzelner Referenzflächen, für die Messwerte zum Stoffumsatz im Boden vorlagen, wurde das Modell an die standörtlichen Bedingungen angepasst. Die Modellläufe für verschiedene Fruchtfolgen und Standortbedingungen zeigten, dass - bei gleichbleibender Bewirtschaftung - allein durch die projizierten veränderten klimatischen Bedingungen ein erhöhter N-Austrag lediglich in Böden mit erhöhten Humusgehalten zu erwarten ist. Ein deutlicher Einfluss des Klimawandels auf erhöhte Bewässerungsansprüche (ca. 100 - 150 mm/a) in der Fernen Zukunft (2071 - 2100) zeichnete sich hingegen in allen betrachteten Fruchtfolgen und Standorttypen ab. Die tatsächliche Entwicklung der landwirtschaftlichen Flächennutzung für die nächsten Jahrzehnte lässt sich auf Grund der vielfältigen Einflussfaktoren und ihrer komplexen Wechselwirkungen nicht belastbar prognostizieren. Die Untersuchungsergebnisse haben jedoch gezeigt, dass durch den Einsatz eines DV-Systems wie CANDY zur Modellierung des Stoff- und Wasserhaushaltes eines Bodens - nach entsprechender Anpassung der Modellparameter an das Untersuchungsgebiet - bei sich abzeichnenden Änderungen der Bewirtschaftung deren Konsequenzen für den Stoffaustrag bzw. den Bodenwasserhaushalt modelliert werden. Durch Variierung der Bewirtschaftungsmaßnahmen kann der Modelleinsatz in der Folge die Entwicklung grundwasserschonende Flächennutzungsverfahren unterstützen.
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.
Neben der Verbesserung des Wissensstandes über die mögliche
Verbreitung und Infektiosität von Vektoren und der Analyse des
wissenschaftlichen Zusammenhangs zwischen Klimawandel und
dem Aufkommen und der Infektiosität von Arthropoden steht auch
der Präventionsgedanke im Zentrum von MüZe (Projekt „Implementierung eines Programms zum Monitoring von Zecken- und Mückenvektoren in Nordhessen“).