Eine mögliche Anpassung an den Klimawandel erfordert Wissen über potenzielle technische, soziale, ökonomische und ökologische Rahmenbedingungen in der Zukunft. Das Wechselspiel all dieser Bedingungen, deren Evolution und deren Verhältnis zur Gegenwart erschweren es häufig, heute Entscheidungen vorzubereiten oder zu treffen, die zukünftig wünschenswerte Resultate hervorbringen. Dynamische Modellierung ist eine Vorgehensweise, die einzelne Sachverhalte komplexer Systeme miteinander in Beziehung setzt, deren potenzielle Entwicklungen aufzeigt und damit eine Basis für die Analyse von Systeminterventionen bietet. In der Regel werden die Dynamiken einzelner Teilsysteme in mathematischer Form im Rahmen eines Computermodells dargestellt und miteinander in Verbindung gesetzt. In ‚nordwest2050‘ wurde die dynamische Modellierung für die Frage eingesetzt, wie sich der Energiesektor (Strom-, Fern- und Nahwärmeversorgung) und die Nahrungsmittelwirtschaft (Landwirtschaft und Tierzucht) unter alternativen Klimabedingungen entwickeln und wie sich diese Entwicklungen gegenseitig beeinflussen.
Im Forschungs‐und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht das IWW u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts auf die Wassergewinnung. Mit dem Grundwasserströmungsmodell Üfter Mark wurden stationäre Simulationen für die nahe (2021‐2050) und ferne (2071‐2100) Zukunft durchgeführt und mit dem Istzustand (1961‐1990) verglichen. Als Grundlage für die Simulationen wurde die Grundwasserneubildung für die genannten Varianten in Abhängigkeit von den sich ändernden Niederschlägen und potenziellen Verdunstungen berechnet. Ebenso wurde der sich verändernde Beregnungsbedarf mit Hilfe von klimatischen Bodenwasserbilanzen ermittelt und in der Grundwassermodellierung berücksichtigt. Eine Veränderung der Entnahmemengen für die Trinkwasserversorgung wurde dagegen nicht vorgenommen. Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse stellen Prognosen der möglichen zukünftigen Entwicklung, basierend auf den betrachteten Klimaprojektionen, dar. In der nahen Zukunft ist die Grundwasserneubildung höher als im Istzustand. Auch der Beregnungsbedarf ist etwas höher als heute, gleicht aber die erhöhte Grundwasserneubildung nicht aus, so dass das Grundwasserdargebot in der Bilanz geringfügig höher ist als heute. Dadurch verkleinern sich die Einzugsgebiete der Brunnen. In der fernen Zukunft entspricht die Grundwasserneubildung in etwa der heutigen. Da der Beregnungsbedarf auf den Ackerflächen gegenüber dem Istzustand deutlich steigt (trockene Sommer), kommt es zu einem Defizit beim Grundwasserdargebot von ca. 20 %. In der Folge würden die Grundwasserstände signifikant absinken. Dies würde zur Vergrößerung der Einzugsgebiete der Brunnen und zu einem geringeren grundwasserbürtigen Abfluss in den Fließgewässern führen. Die Simulationsergebnisse verdeutlichen, dass durch die konkurrierenden Nutzungen von Grund‐ und Oberflächengewässern, insbesondere im Zeichen des Klimawandels erhebliche Probleme entstehen bzw. bereits bestehende weiter verschärft werden können. Ansteigende Beregnungsmengen können so auch heute schon nicht mehr konfliktfrei durch eine Vergrößerung des Einzugsgebietes ausgeglichen werden, sondern gehen zu Lasten der Fließgewässer (Folge: ökologische Beeinträchtigungen) oder verursachen örtlich und temporär stark sinkende Grundwasserstände (Folge: Landwirtschaftliche Ertragsverluste in nicht beregneten Regionen).
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.
Der nordwest2050-Werkstattbericht Nr. 17 dokumentiert die Ergebnisse eines eintägigen Workshops, der zum Ziel hatte, Rahmenszenarien der Governance in der Nordwest-Region zu bestimmen. Es wurde eine Form der explorativen Szenariotechnik gewählt, deren Ziel es ist, Szenarien für mögliche Entwicklungspfade und denkbare zukünftige Situationen zu erstellen. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage „Was kann passieren?“ Die von den Teilnehmenden des Workshops bestimmten Treiber bzw. Einflussfaktoren der Entwicklung der Nordwest-Region umfassen veränderte Formen von Staatlichkeit, veränderte Formen von Partizipation, Normen und Werte und entsprechende Prozesse des Wertewandels, der Umgang mit Randgruppen und Konflikten, die wirtschaftlichen Verhältnisse im Großen wie im Kleinen, sowie das Verhältnis von Regionen zueinander. Diese Treiber wurden im Rahmen von vier Szenarien situiert, die im Werkstattbericht ausführlich beschrieben werden: autoritärer Staat, starker Bürger-Staat, Gemeinwesen in Bürgerhand und Postdemokratie.
Viele Möglichkeiten zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels sind in der Region bereits vorhanden und langjährig erprobt, wie beispielsweise die Erhöhung von Deichen. Darüber hinaus bestehen in der Metropole Nordwest große Potenziale für die Entwicklung und Anwendung von neuartigen Lösungen zur Klimaanpassung. Solche Innovationen können sowohl neue technische Lösungen, wie beispielsweise sturmsichere Dach- und Fassadensysteme sein, als auch organisationale, geschäftsfeldbezogene, institutionelle oder soziale Problemlösungen. So wäre beispielsweise die erfolgreiche Etablierung einer Klimaanpassungsagentur in der Metropolregion Bremen-Oldenburg als eine neuartige, institutionelle Klimaanpassungslösung zu werten. Klimaanpassungsinnovationen stärken dabei nicht nur die Robustheit der Region gegenüber dem Klimawandel. Vielmehr können sich hieraus neue Märkte und Absatzchancen für Unternehmen ergeben, und zwar sowohl für den Absatz innerhalb der Region, als auch national und im internationalen Export.
Für viele Herausforderungen des Klimawandels, wie z.B. zunehmende Temperaturextreme, existieren bereits leistungsfähige Lösungsansätze und Technologien, wie solares oder geothermisches Kühlen. Andere Ansätze befinden sich noch im Entwicklungsstadium, so dass kurz- und mittelfristig mit deren Anwendung gerechnet werden kann. Ob sich die Neuerungen tatsächlich durchsetzen und ob damit auch die beabsichtigten Ziele erreicht werden, ist nicht immer sicher. Um neuartige Klimaanpassungslösungen systematisch zu identifizieren und zu bewerten, wurde in ‚nordwest2050‘ das Instrument der Innovationspotenzialanalyse entwickelt. Dieses „kurz+bündig“ stellt die Methodik sowie wesentlichen Ergebnisse ihrer praktischen Anwendung vor.
The results of a survey of 4000 companies in the Bremen-Oldenburg metropolitan region in north-western Germany show that climate change is an ever more significant business management factor for companies. In this issue of SHORT AND SHARP, we present an overview of the risks and opportunities which various industries see ahead of them, and of the conclusions which can be drawn for adaptation strategies.
Die Ergebnisse einer Befragung von 4.000 Unternehmen in der Metropolregion Bremen-Oldenburg im Nordwesten zeigen, dass der Klimawandel für Unternehmen bebetriebswirtschaftlich immer bedeutsamer wird. Wie die Risiken und Chancen je nach Branche beurteilt werden und welche Schlussfolgerungen sich daraus für die Region ergeben, wird in dieser Ausgabe von „kurz + bündig“ vorgestellt.
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.
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.