Überschwemmungen durch Flüsse führen bereits heute zu Schäden an Grundstücken, Gebäuden und beweglichem Vermögen. Durch die Folgen des Klimawandels ist in Zukunft mit einer Zunahme von Überschwemmungsereignissen zu rechnen. Diese äußern sich in einer Veränderung der Jährlichkeiten, mit denen unterschiedliche Hochwasserereignisse zu erwarten sind. Basierend auf den Ergebnissen der Hochwasseraktionspläne für Emscher und Lippe kann die klimawandelbedingte Veränderung der Hochwasserrisiken (als Produkt aus Schadenshöhe und Eintrittswahrscheinlichkeit des Schadens) bestimmt werden. Für unterschiedliche Klimaprojektionen wird für die Emscher eine Zunahme dieses Risikos um 110% bis 170% und für die Lippe eine Zunahme von 60% bis 80% erwartet. Sollen diese zusätzlichen Risiken vermieden werden, ist aus ökonomischer Sicht eine Anpassungsmaßnahme dann sinnvoll, wenn sie kostengünstiger ist als die hierdurch vermiedenen Schäden. Die hier dargestellte Kalkulation stellt somit eine Obergrenze der ökonomisch sinnvollen Anpassungsmaßnahmen dar, wenn das Ziel verfolgt werden soll, das bisherige Schutzniveau auch in Zeiten des Klimawandels beizubehalten. Die Berechnungen sind in Zukunft um Klimawandelrisiken aus den Nebenläufen, den Überflutungen aus der Siedlungsentwässerung zu ergänzen und den jeweiligen Kosten für mögliche Anpassungs- und zusätzliche Schutzmaßnahmen gegenüber zu stellen.
Der Bericht "Wasserhaushalt für projizierte Klimaszenarien" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.2.1a. Er umfasst die Ermittlung des Wasserhaushaltes für projizierte Klimaszenarien in einem ausgewählten Talsperreneinzugsgebiet. Dafür wurde im Rahmen dieses Produktberichtes auf die „klassische“ hydrologische Modellierung nach aktuellem Stand der Technik eingegangen. Die sich ergebenden Projektionen des Wasserhaushaltes wurden mit dem rezent beobachteten Wasserhaushalt verglichen und signifikante Änderungssignale von einzelnen Wasserhaushaltsgrößen identifiziert. Zusätzlich wurden Unsicherheiten der hydrologischen Modellierung betrachtet.
- Bis zum Jahr 2018 kann von einer Stationarität des Füllungsregimes gesprochen werden, erst danach sind größere und mit der Zeit wachsende Absenkungen zu verzeichnen.
- Die klimabedingten Vergrößerungen der Absenkungen sind teilweise erheblich: die maximalen Absenkungen steigen im extremen Fall von 0,5 m im Jahr 2018 bis auf 4,2 m im Jahr 2053 an, diejenigen mit 10% ÜWk. von 0,4 m bis auf 2,4 m. Die wasserfreien Seeflächen betragen maximal über 40% der Fläche bei Vollfüllung.
- Diese Klimafolgen sind am größten in den Seen im Südosten Berlins und nehmen zum Nordwesten ab.
- Die Zunahme der Absenkungen ist am stärksten für Seen, welche im Vergleich zum Zufluss ein großes Volumen besitzen.
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.
Die projizierte Klimaänderung für die Metropolregion Hamburg (MRH) führt vermehrt zu sommerlichen Trockenperioden. Besonders im Südosten der Region wird dadurch die Wasserverfügbarkeit als limitierender Produktionsfaktor in der Landwirtschaft weiter begrenzt. Eine Abnahme der Grundwasserneubildung und zugleich zunehmender Wasserbedarf der Pflanzen erfordert eine Anpassung der Bewässerungsmethoden und Landbewirtschaftung. Dazu untersuchen Projekte innerhalb des KLIMZUG-NORD Themenfelds T3 „Zukunftsfähige Kulturlandschaften“ die Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit und Qualität des Wassers und entwickeln entsprechende Anpassungsmaßnahmen der Landwirtschaft bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Ansprüche des Naturschutzes. Es wurden Kooperationen zwischen Akteuren aus Forschung, Planung, Wasser- und Landwirtschaft gebildet und vertieft; im Folgenden sind Ausschnitte der interdisziplinären Zusammenarbeit in den Modellregionen Lüneburger Heide und Biosphärenreservat Niedersächsische Elbtalaue präsentiert.
Die Ergebnisse der Experimente Waldumbau und Beregnung zeigen Rückwirkungen von möglichen Anpassungsmaßnahmen in der Landbewirtschaftung auf das Klima, welche unter bestimmten Bedingungen in Boden und Atmosphäre die durch veränderte Treibhausgasemissionen bewirkte Klimaänderungen bis zu einem bestimmten Maß lokal verstärken oder abschwächen können. Diese Wechselwirkungen zwischen Klima- und Landnutzungsänderungen sind bei der Erarbeitung von Anpassungsstrategien in Land- und Forstwirtschaft zu berücksichtigen und sollten zudem sowohl empirisch als auch in der Theorie mithilfe von Klimamodellen weiter erforscht werden, damit deren Quantifizierung in die Bewertung der Anpassungsmaßnahmen einfließen kann. Bei der Entwicklung von Waldbaustrategien sind weitere Aspekte zu berücksichtigen, wie z. B. die Ausbreitung von Schädlingen und die Anfälligkeit der Baumarten unter zukünftigen Klimabedingungen.
Was für Rückwirkungen haben Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel in der Metropolregion Hamburg, wie z.B. Bewässerung oder eine geänderte Landnutzung? Welche Veränderungen sind in den oberflächennahen Parametern wie der Temperatur und Verdunstung zu sehen? Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit wurden mit dem regionalen Klimamodell REMO Studien zur Bewässerung in die südöstlichen Landkreise der MRH und der aktuellen Landnutzung in der gesamten MRH durchgeführt. Die Auswirkungen, die diese Veränderungen im simulierten regionalen und lokalen Klima haben, wurden analysiert und diskutiert. Dabei steht der europäische Hitzesommer 2003 im Vordergrund der Untersuchungen, da Klimamodelle projizieren, dass gegen Ende des 21. Jahrhunderts etwa jeder zweite Sommer ebenso heiß und trocken werden kann.
Die Ergebnisse der Experimente Feldberegnung und Waldumbau zeigen Rückwirkungen von möglichen Anpassungsmaßnahmen in der Landbewirtschaftung auf das Klima: Beregnung und Waldumbau bewirken in warmen und trockenen Sommern eine leichte Kühlung der Umgebung. Waldumbau kann zudem einer erhöhten Speicherung von Bodenwasser im Frühjahr und damit zu mehr Bodenwasserverfügbarkeit im Sommer an geeigneten Standorten beitragen. Unter bestimmten Bedingungen in Boden und Atmosphäre können die Rückwirkungen durch Anpassungsmaßnahmen die durch veränderte Treibhausgasemissionen bewirkte Klimaänderungen bis zu einem bestimmten Maß lokal verstärken oder abschwächen. Diese Wechselwirkungen zwischen Klima und Landnutzungsänderungen sind bei der Erarbeitung von Anpassungsstrategien in Land- und Forstwirtschaft zu berücksichtigen.
Die Projektionen der Klimaänderung für Europa und Deutschland bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zeigen eine große Bandbreite der simulierten Temperatur- und Niederschlagtrends, verursacht durch 1. Unsicherheiten globaler und regionaler Klimamodellierung, 2. interne Variabilität des Klimas und 3. unterschiedliche Annahmen über die zukünftige Entwicklung von Treibhausgasemissionen. Diese Bandbreite wird im ersten Arbeitspaket von Teilprojekt T3.1 untersucht, um Unsicherheiten von Klimasimulationen auch in der Klimafolgenforschung sowie der Erforschung von Anpassungsmöglichkeiten zu berücksichtigen.
Der Bericht enthält eine Übersicht zu regionalen Klimaprojektionen des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M), des Climate Service Center (CSC) und weiterer Forschungsinstitutionen, die im Rahmen verschiedener internationaler und nationaler Forschungsprojekte und Aktivitäten erstellt wurden. Es werden Arbeiten mit dem Schwerpunkt Deutschland dargestellt. Zur Interpretation der Ergebnisse ist es notwendig, die Methodik zur Erstellung regionaler Klimaprojektionen in die Betrachtung mit einzubeziehen. Diese wird in einem einleitenden Kapitel kurz vorgestellt, mit Verweisen auf weiterführende Informationen und Veröffentlichungen. Dabei werden auch Möglichkeiten und Grenzen regionaler Klimamodellierung aufgezeigt. Es werden die Simulationen und einige Beispielergebnisse der einzelnen Projekte (ENSEMBLES, KLIWAS, KLIFF, KLIMZUG-NORD) vorgestellt. Die Projekte widmen sich verschiedenen geografischen Regionen und Themenschwerpunkten.