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Das Forschungsprogramm KLIWAS des Bundesverkehrsministeriums untersucht die Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt in Deutschland in 30 wissenschaftlichen Projekten. Neben der Erforschung der Auswirkungen werden Vorschläge für ökologisch und ökonomisch geeignete Anpassungsmaßnahmen erarbeitet. Das Programm hat eine Laufzeit von 2009 bis 2013 und ist mit einem Gesamtbudget von ca. 20 Millionen Euro ausgestattet.

Im KLIWAS-Programm hat das Bundesverkehrsministerium seine Ressortforschungseinrichtungen, den Deutschen Wetterdienst (DWD), die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) und die Bundesanstalt für Wasserbau (BfG) zu einem Verbund zusammengeschlossen. Koordiniert wird der Forschungsverbund von der Bundesanstalt für Gewässerkunde. Der Verbund arbeitet mit anerkannten wissenschaftlichen Einrichtungen zusammen und nutzt Synergien mit nationalen und internationalen Forschungsvorhaben. Zudem wird das Forschungsprogramm von einem europäisch zusammengesetzten wissenschaftlichen Beirat begleitet.

Im KLIWAS-Forschungsprogramm haben die Ressortforschungseinrichtungen ihre Wirkmodelle zu Abfluss, Ozeanografie, Feststoff- und Schadstofftransport, Gewässergüte und Vegetation weiter entwickelt und sie in einer Modellkette an anerkannte Klimamodelle (Ensembles) gekoppelt. So können zukünftige Gewässerzustände mit räumlicher und zeitlicher Auflösung von neuer Qualität simuliert werden und die gesamte Bandbreite möglicher Veränderungen mit den darin enthaltenen Unsicherheiten dargestellt werden.

Zwischenergebnisse:

1.  Der Rhein

Die Wassermenge des Rheins wird künftig stärker durch Regen und weniger durch Schneeschmelze beeinflusst werden.

Die fehlende Speicherwirkung des Schnees wird die winterliche Wassermenge deutlich steigern. Für die sommerliche Wassermenge  zeichnet sich für die nahe Zukunft (bis 2050) kein klarer Trend ab, die unterschiedlichen Modellberechnungen reichen von moderaten Zunahmen bis zu moderaten Abnahmen (+/- 10 Prozent) der Wassermenge.

Für die ferne Zukunft (bis 2100) ist im Sommer bei Niedrigwasser mit einer geringeren Wassermenge zwischen 10 und 30 Prozent zu rechnen.

Die sich verändernde Wassermenge wird in den nächsten Jahrzehnten voraussichtlich noch zu keinen deutlichen Veränderungen im Flussbett führen, bis zum Ende des Jahrhunderts muss jedoch mit einer geänderten Dynamik der Flusssohle gerechnet werden.

2.  Die Elbe

Für das Elbeinzugsgebiet wird für die nähere Zukunft (bis 2050) eine Zunahme der Winterniederschläge vorhergesehen. Eine deutliche Abnahme der Sommerniederschläge, wie von früheren Studien veröffentlicht, geht aus den bisher ausgewerteten Daten nicht hervor.

Wenn sich die ersten Einschätzungen zu Teileinzugsgebieten für die ferne Zukunft (nach 2050) auch auf den Hauptstrom auswirken, werden die Wassertemperaturen entsprechend zu den Lufttemperaturen ansteigen. Hierdurch wird sich auch die Algenentwicklung verändern. Sobald die noch in Arbeit befindlichen Projektionen zum Abfluss und zur Morphologie vorliegen, werden erste Einschätzungen zur Vegetationsentwicklung von Flussauen für die nahe und ferne Zukunft möglich sein.

3.  Der Küstenbereich an der Nord- und Ostsee

Hier bestehen noch bedeutende Kenntnislücken zum Meeresspiegelanstieg in der Nord- und Ostsee. Dazu gehört die Modellierung des Verhaltens der großen Eisschilde in der Antarktis und auf Grönland, ebenso die Verbesserung der regionalen Klimaprojektionen durch Ozean-Atmosphären-Kopplung. Im Forschungsprogramm KLIWAS werden daher zurzeit globale und regionale Ozean- und Atmosphären-Modelle gekoppelt, um den zukünftigen Einfluss der Atmosphäre und des Nordatlantiks auf die Dynamik und den Wasserstand in Nord- und Ostsee besser abschätzen zu können.

Für den beobachteten Meeresspiegelanstieg an der deutschen Küste (1 – 3 mm pro Jahr) kann anhand der Datenlage bislang keine Beschleunigung nachgewiesen werden. Aktuellste Simulationen mit den neuen Modellwerkzeugen geben einen ersten Hinweis darauf, dass zukünftig jedoch eine Beschleunigung möglich ist.

Weiterhin wurden Modellberechnungen zu Sturmflutwasserständen unter heutigen und zukünftig möglichen Randbedingungen  und Untersuchungen zur Ufervegetation, Uferbefestigung und zum Vorlandschutz durchgeführt. Damit können möglicherweise entstehende Probleme an den Flussmündungen von Elbe, Jade-Weser und Ems identifiziert werden. So können in einem zweiten Schritt geeignete Anpassungsmaßnahmen für die Wasserstraßen und deren Infrastruktur entwickelt werden, die auch dem Küstenschutz dienen.

Für die Beurteilung Klima bedingter Veränderungen der Morphologie, Sauerstoffverhältnisse, Gewässergüte und Ökologie (Vegetation) sind die Modelle in Vorbereitung. Außerdem wurden Datengrundlagen für die Flussmündungen an der Nordseeküste geschaffen. Sie werden helfen, den Klima bedingten Einfluss auf das Ökosystem besser aufzuzeigen und wichtige Werkzeuge für die Bewirtschaftung der Gewässer sein.

4.  Temperatur- und Niederschlagsentwicklung in Deutschland:

Im Kontext von KLIWAS wurden vom Deutschen Wetterdienst neueste Erkenntnisse zu den künftigen Temperatur- und Niederschlagsentwicklungen für Deutschland erarbeitet. Für die Änderung des Jahresmittels der Lufttemperatur für den Zeitraum 2021 bis 2050 ist für Deutschland eine Zunahme von mindestens 0,5 °C wahrscheinlich. Dabei ist eine Temperaturzunahme um mehr als 2 °C (Norddeutschland) bzw. 2.5 °C (Süddeutschland) jedoch eher unwahrscheinlich.

Für den Zeitraum 2071 bis 2100 kann eine Erhöhung der mittleren Lufttemperatur von mindestens 1.5 °C und maximal 3.5 °C in Norddeutschland bzw. 4 °C in Süddeutschland als wahrscheinlich angesehen werden.

Sowohl für den Zeitraum 2021-2050 wie auch von 2071-2100 ist es wahrscheinlich, dass die Anzahl "Heißer Tage" (> 30 Grad C)  zunehmen wird. Dieser Temperaturanstieg wirkt sich auch auf die deutschen Binnen- und Küstengewässer aus.

Beim Niederschlag zeigt sich allgemein eine Tendenz zur Niederschlagsabnahme in den Sommermonaten, während in den Wintermonaten eine Niederschlagszunahme wahrscheinlich ist.