Der Einfluss des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme in Deutschland. Eine Analyse ausgesuchter Studien der Jahre 2009 bis 2013
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Der Report befasst sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf Süßwassersysteme in Deutschland. Dazu werden Ergebnisse von 29 Studien hinzugezogen und mithilfe von historischen Aufzeichnungen und Beobachtungen werden Trends projiziert. Dabei ist die Beantwortung folgender Fragen Schwerpunkt des Reports:
• Welche Klimainformationen werden benötigt, um die Folgen des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme bewerten zu können und sind diese Informationen aktuell verfügbar?
• Welche hydraulischen oder hydrochemischen Veränderungen müssen berücksichtigt werden? Welcher Prozess ist hierbei der wichtigste?
• Wo gibt es Verständnislücken in Bezug auf die Folgen des Klimawandels für terrestrische Wassersysteme?
• Welche Anwenderbedarfe treiben Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen an?
• Aus Sicht der Praxisakteure: welche offenen Fragen müssen noch beantwortet werden?
• Warum müssen die Ergebnisse von Modellensembles betrachtet werden, obwohl das Arbeiten mit einer Klimaprojektion viel „einfacher“ wäre?
Temperatur, Niederschlagsverhalten, Gesamtabfluss, Evaporation und Evapotranspiration, Grundwasserneubildung
Unterschiedliche Zeiträume, da Ergebnisse von verschiedenen Studien verwendet wurden
„Obwohl alle Ökosysteme durch den Klimawandel bedroht werden, sind Süßwasser-Ökosysteme besonders anfällig, da sie die höchste Zahl bedrohter Arten aufweisen (Le Quesne et al. 2010, Vörösmarty et al. 2010, Ludwig & Moench 2009). Süßwasser-Ökosysteme stehen schon heute unter Stress, der auf Landnutzungsänderungen, Bevölkerungswachstum und Umweltverschmutzung zurückgeführt werden kann.“ (S.39)
„Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Klimawandel nicht nur zu einer Massenmigration von Arten führen wird, sondern dass sich ebenfalls neue Ökosysteme ausbilden werden, die wir bis heute noch nicht kennen (Fox 2007).“ (S.39)
„In Deutschland werden jährlich mehr als 32 Milliarden Kubikmeter Wasser von öffentlichen und nicht-öffentlichen Wassernutzern entnommen. Auf die privaten Haushalte entfallen dabei 11%. Der Hauptteil (82%) wird von der Industrie verbraucht, wobei der größte Teil davon (72%) auf die Kühlwassernutzung von Energieversorgern entfällt (alle Daten: Statistisches Bundesamt (Destatis), Stand Juni 2011). Das verwendete Süßwasser stammt überwiegend (90%) aus Flüssen, Seen oder Stauseen.“ (S.38)
„Der projizierte Anstieg des Meeresspiegels wird die Salzwasser-Süßwasser-Grenze bei Küstenaquiferen weiter ins Inland verschieben (Quevauviller 2010). Starkregenereignisse und Überschwemmungen werden einen vermehrten Sediment- und Nährstoffeintrag in Flüsse, Seen und Stauseen verursachen. Durch den Sedimenteintrag gelangen zusätzlich Schadstoffe ins Wasser, die die Wasserqualität beeinträchtigen (Petry 2009), wobei erhöhte Stickstoff- und Phosphor-Konzentrationen neben der Wärmebelastung einen zusätzlichen Stress für die Ökosysteme bedeuten.“ (S.45)
„Die Ergebnisse von Klimaprojektionen für Deutschland deuten auf eine Verschiebung der Niederschlagsmengen vom Sommer in den Winter und auf einen deutlichen Anstieg der Jahresmitteltemperatur hin. Die Änderung des jährlichen Niederschlagsmusters hat bereits kurzfristige Konsequenzen für die Landwirtschaft, die Wasserversorgung sowie für 39 Ökosysteme. Ein besonderes Konfliktpotenzial bei der Wassernutzung entsteht besonders nach mehreren trockenen Jahren, in denen der Grundwasserspeicher aufgebraucht wird. Die Folge sind niedrige Grundwasserstände und ein Wasserdargebot, das zu gering ist, um alle Bedarfe decken zu können.“ (S.39)
„Ein weiterer wichtiger Schlüsselfaktor ist die Wasserzusammensetzung. Grundsätzlich ist es schwierig, Änderungen der Wasserqualität zu bewerten, da es zahlreiche Steuerungsfaktoren gibt, die die Qualität beeinflussen. Lokal gesehen genügt schon eine mäßige Zunahme der Lufttemperatur, um Änderungen in der Wasserchemie zu verursachen. Es reichen aber auch schon geringfügige Änderungen bei den gelösten Wasserinhaltsstoffen aus, um große Veränderungen bei der Vielfalt und Zusammensetzung der Artengemeinschaft hervorzurufen. […] Eine Zunahme von Flusshochwasser, Sturzfluten und Bodenerosion würde den Eintrag von gefährlichen und unerwünschten Stoffen in den Wasserkreislauf verstärken.“ (S.40)
„Die öffentliche Trinkwasserversorgung verwendet derzeit etwa 3% der regenerativen Wassermengen Deutschlands (ATT et al. 2008). Obwohl deutschlandweit auch in Zukunft ausreichend Wasser vorhanden sein wird, kann es trotzdem lokal zu zeitlich begrenzten Engpässen als Folge von Trockenperioden und konkurrierenden Entnahmen kommen (Petry 2009). In Deutschland deckte eine langfristige Dürre von Februar bis September 2003 die Anfälligkeit lokaler Trinkwasserversorgungen auf und dies trotz der Tatsache, dass der vorangegangene Winter hohe Niederschläge brachte und die Wasserspeicher zu Beginn des Jahres 2003 gut gefüllt waren.“ (S.43)
„Der 5. IPCC-Sachstandsbericht kommt zu dem Ergebnis, dass der Klimawandel nach 2050 die Binnenschifffahrt in den Sommermonaten zum Beispiel am Rhein beeinflussen wird (Kovats et al. 2014). Niedrige Wasserstände infolge einer Trockenperiode bedeuten Einschränkungen hinsichtlich Größe und Kapazität (d.h. Tiefgang) der Schiffe, die die Wasserwege in diesen Zeiträumen befahren (Feyen & Dankers 2009). Wegen der hochgradigen Verzahnung führt ein Transportengpass auf einer Wasserstraße zu Engpässen in vielen anderen Sektoren (WVGW 2011).“ (S.36)
„Die Analyse fasst die Ergebnisse von 29 Studien zusammen und wird in den Bereichen „Klimainformationen“ und „Anpassung an die Folgen des Klimawandels“ durch Forschungsergebnisse ergänzt. Dabei gilt es zu berücksichtigen, dass direkte Vergleiche nicht immer leicht durchführbar sind, da es keine standardisierten Arbeitsmethoden gibt. So werden unterschiedliche Bezugszeiträume, individuelle Modelle und Modellensembles verschiedener Emissionsszenarien und/oder unterschiedliche Bearbeitungsmaßstäbe verwendet. Der Bericht betrachtet historische Aufzeichnungen und Beobachtungen, präsentiert projizierte Trends bezogen auf Wasserverfügbarkeit und Wasserqualität und diskutiert deren Aussagegrenzen sowie Folgen für ausgewählte Akteure. Dies schließt auch den Umstand mit ein, dass ältere und aktuelle Studien zu widersprüchlichen Aussagen über zukünftige Entwicklungen kommen, da unterschiedliche Modellansätze gewählt wurden (Hattermann et al. 2010). Es darf ebenfalls nicht übersehen werden, dass die Forschung zum Klimawandel und den Folgen des Klimawandels eine rasch wachsende und sich schnell veränderte Wissenschaft ist. Das bedeutet aber auch, dass sich der „Stand der Technik“ kontinuierlich verändern und verbessern wird. Deshalb stellen die hier vorgestellten Ergebnisse lediglich eine Momentaufnahme dar. […] Trotz der zum Teil erheblichen Ergebnisvarianz von Klima- und Wirkmodellen müssen auf deren Basis jedoch Entscheidungen über Anpassungsmaßnahmen an die Folgen des Klimawandels getroffen werden (Dessai et al. 2009). Die in diesem Bericht erarbeiteten Empfehlungen stellen somit eine Hilfestellung für Entscheidungsträger und Akteure dar, die sich mit den Folgen des Klimawandels für terrestrische Wassersysteme in Deutschland beschäftigen. Generell gilt, wie bei allen maßstabsübergreifenden Betrachtungen, dass die meisten Modellergebnisse skalenabhängig sind. Deshalb dürfen diese keinesfalls einfach von einem Maßstab in einen anderen transferiert werden; es würden sich beim Vergleich von Ergebnissen aus unterschiedlichen Skalen unter Umständen widersprüchliche Aussagen ergeben.“ (S. 8ff.)
Climate Service Center Germany (GERICS)
Bender, S., Butts, M., Hagemann, S., Smith, M., Vereecken, H. & Wendland, F. (2017): Der Einfluss des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme in Deutschland. Eine Analyse ausgesuchter Studien der Jahre 2009 bis 2013; Climate Service Center Germany (Hg.): Hamburg, Report 29: 83 Seiten.