In der vorliegenden Studie wird unterschucht, ob und in welchem Maße Starkregen mit Niederschlagshöhen N >= 20 mm/d in der Zukunft zunehmen werden. Dabei wird geprüft, ob es eine jahreszeitlich unterschiedliche Entwicklung bei der Änderung der Häufigkeit von Starkregen mit Niederschlagshöhen N >= 20 mm /d gibt.
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.
Der Großstadtraum zwischen Dortmund, Bochum, Essen und Duisburg ist einer der am dichtesten besiedelten Wirtschafts- und Ballungsräume in Europa. Durch Starkregenereignisse und lokale Überflutungen wie im Juli 2008 in Dortmund oder 2013 in Bochum und durch längere Hitzeperioden wie in den Sommern 2003 und 2006 wird der Klimawandel zunehmend auch von der Öffentlichkeit wahrgenommen. Die Fachwelt erwartet, dass sich der Klimawandel weiter fortsetzen und immer stärker bemerkbar machen wird, mit unterschiedlichen Folgen und Unsicherheiten für die Entwicklung der Umwelt, Gesellschaft, Wirtschaft und der öffentlichen Daseinsvorsorge. Im Projekt dynaklim werden Szenarien entwickelt, um diese Unsicherheiten, die bei Zukunftsprognosen bestehen, bewusst aufzuzeigen und diese planerisch in den verschiedenen Handlungsbereichen (Siedlungsentwässerung, Trinkwasserversorgung, Grundwasserbewirtschaftung, Oberflächengewässerbewirtschaftung, Wirtschaft, Finanzierung, Kosten etc.), die im Projekt bearbeitet werden, einzubinden. Sensitivitäten und Vulnerabilitäten der verschiedenen, teilweise sehr komplexen Bereiche können mit Szenarien umfassender aufgezeigt und verstanden werden. Szenarien bieten eine konkrete Unterstützung der Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel. Insbesondere die Kombination von Szenarien der regionalen Klimaentwicklung und sozioökonomischen Szenarien können hierzu einen Beitrag liefern.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens dynaklim wurden umfangreiche Analysen zu Veränderungen der beiden Parameter Lufttemperatur und Niederschlag in der Emscher Lippe Region durchgeführt. Dabei wurden die beiden Parameter hinsichtlich verschiedenster Kenngrößen und Untersuchungszeiträume untersucht. Die Untersuchungen umfassen sowohl Messdaten aus der Vergangenheit im Zeitraum 1951 – 2010 (Niederschlag) bzw. 1961 – 2010 (Lufttemperatur) als auch Klimamodelldaten aus zwei Modellläufen des Regionalen Klimamodells CLM im Zeitraum 1961 – 2100. Die vorliegende dynaklim Kompakt Ausgabe stellt die wesentlichen Ergebnisse kurz dar.
Im Rahmen von dynaklim werden die wesentlichen Mess- und Modelldaten in der Emscher-Lippe-Region zusammengetragen, aufbereitet und an die Projektpartner weitergegeben. Bei den Modelldaten des in dynaklim primär verwendeten Regionalen Klimamodells CLM zeigte sich, dass insbesondere beim Parameter Niederschlag systematische Unterschiede (Bias) zu den Messdaten in der Region vorliegen. Für
die Nutzung der CLM-Niederschlagsdaten in den meisten wasserwirtschaftlichen Modellen war daher eine Korrektur des Bias erforderlich. In der vorliegenden Publikation werden zunächst die festgestellten Unterschiede in unterschiedlichen Bilanzierungszeiträumen und hinsichtlich verschiedener Kenngrößen dargestellt. Anschließend wird die entwickelte Methodik (modifiziertes Quantile Mapping) beschrieben und die Ergebnisse bewertet. Es wird gezeigt, dass durch die entwickelte Methodik eine sinnvolle Korrektur der CLM-Niederschlagsdaten möglich ist, sodass für die Emscher-Lippe-Region nun flächendeckend korrigierte Tagesniederschlagssummen zur Verfügung stehen.
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.
Der Bericht stellt die Ergebnisse der ersten repräsentativen Bevölkerungsbefragungswelle, die von der Sozialforschungsstelle Dortmund (sfs) im Sommer 2010 durchgeführt wurde, dar. Die Ergebnisse basieren auf einem für die Emscher- Lippe-Region repräsentativen Befragungssample von 3.000 Personen mit einer Rücklaufquote von 11%. Fokussiert werden in dem Ergebnisbericht Klimawandelbetroffenheiten und Akzeptanzgrenzen für klimawandelbedingte Adaptationskosten (Entgeltanpassungen in der Wasserver- und Abwasserentsorgung) sowie unterschiedliche Bereitschaften der Bürgerinnen und Bürger in der Emscher-Lippe-Region zur Übernahme adaptationsbedingter Kosten.
Im Rahmen einer Literatur und Internetrecherche wurden die Herausforderungen des Klimawandels an die Trinkwasserversorgung auf der Grundlage von Erfahrungsberichten, Expertenmeinungen und Prognosen herausgearbeitet. Weiterhin wurden Trenduntersuchungen am Beispiel der Ruhr durchgeführt und die Abhängigkeit der Wasserqualität von den wetterabhängigen Parametern Wasserführung und Wassertemperatur untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass der Klimawandel in NRW im Vergleich zu anderen Regionen der Welt zwar moderater verläuft, aber dass es trotzdem bereits Erfahrungen mit den Auswirkungen gibt, die einen Anpassungsbedarf im Bereich der Wasserversorgung deutlich machen. So werden die Grundwasserneubildung und die Wasserführung in Oberflächengewässern saisonal stärkeren Schwankungen unterliegen, was sich lokal und temporär sowohl auf die Gewinnungsanlagen als auch auf die Wasserqualität negativ auswirken kann. Eine Temperaturerhöhung lässt Veränderungen von chemischen und biologischen Prozessen in Gewässern und Böden erwarten und kann zu niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen führen. Außerdem ist eine Gefährdung der Trinkwasserhygiene im Verteilungsnetz nicht auszuschließen. Es muss damit gerechnet werden, dass einzelne Aufbereitungsprozesse im Hinblicke auf eine veränderte Rohwasserbeschaffenheit, stärkere Qualitätsschwankungen und eine Temperaturerhöhung optimiert oder erweitert werden müssen. Die kurzfristigen Anpassungsmöglichkeiten im laufenden Betrieb der einzelnen Anlagen an stärkere Qualitätsschwankungen sollten deshalb kritisch überprüft und ggf. verbessert werden. Wesentliche Anpassungsstrategien in der Wasserversorgung sind Trinkwasserverbundsysteme, die Stärkung des Multibarrierensystems und die Flexibilisierung von Aufbereitungsstufen.
Das für die Feldberegnung in Nordost-Niedersachsen verfügbare Wasser ist begrenzt, im Klimawandel wird der Wasserbedarf steigen. Daher sind Konzepte zur Schließung regionaler Wasserkreisläufe und zur Erhöhung der verfügbaren Grundwassermenge wichtig, um die Beregnung auch künftig zu sichern und Nutzungskonflikten mit anderen Wassernutzern vorzubeugen. Zur Erhöhung der regional verfügbaren Wassermenge wurden im Rahmen von KLIMZUG-NORD zwei Pilotprojekte umgesetzt.
Der Bericht befasst sich mit internationalen Fallbeispielen der Klimaanpassung. Entlang den sechs RADOST-Fokusthemen Küstenschutz, Tourismus und Strandmanagement, Gewässermanagement und Landwirtschaft, Häfen und Maritime Wirtschaft, Naturschutz und Nutzungen und Erneuerbare Energien, ergänzt um die Themen Planung und Partizipation, werden jeweils drei Anpassungsbeispiele aufbereitet. Insgesamt werden 24 Beispiele aus Ländern wie Dänemark, Schweden, Großbritannien, USA oder Japan vorgestellt. Mit dem in dieser Broschüre beschriebenen Spektrum von Anpassungsmöglichkeiten soll als Anregung für Akteure an der Ostsee aufgezeigt werden, wie in anderen Regionen mit Klimawandel, Klimaanpassung und verwandten Themen umgegangen wird.
Das Projekt “Regionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste“ (RADOST) wird im Rahmen der Maßnahme „Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten“ (KLIMZUG) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Analyse der Häufigkeit von Starkregen mit N>= 20 mm/d in der Emscher-Lippe-Region
(2011)
