KLIWA - Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft

Hintergrund und Ziele

Das Intergovernmental Panel on Climate Change (⁠IPCC⁠) der Vereinten Nationen geht davon aus, dass sich infolge des ⁠anthropogen⁠ verursachten Treibhauseffektes die mittlere globale Temperatur in den nächsten Jahrzehnten deutlich erhöhen wird. Damit einhergehen wird eine signifikante Änderung des globalen Klimas. Diese ⁠Klimaänderung⁠ wird Auswirkungen auf den regionalen Wasserhaushalt haben. Verlässliche Aussagen über die Folgen des Klimawandels auf Länderebene waren bisher jedoch nicht möglich. Es mangelte an Daten und Fakten, wie die künftige Entwicklung des Wasserhaushaltes und seiner Komponenten abzuschätzen und zu bewerten ist. Das Projekt analysiert deshalb die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt und wie sich die Veränderungen des Wasserhaushalts auf die verschiedenen Bereiche der Wasserwirtschaft auswirken.

Ziele:

Mit dem Kooperationsvorhaben haben sich die Länder Baden-Württemberg und Bayern zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst das Ziel gesetzt, mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt süddeutscher Flussgebiete herauszuarbeiten, Konsequenzen aufzuzeigen und Handlungsempfehlungen abzuleiten. Zunächst lieferte die Analyse und Bewertung von meteorologischen und hydrologischen Daten des 20. Jahrhunderts die Grundlage für die Abschätzung bereits eingetretener Klimaänderungen. Die Entwicklung neuartiger regionaler Klimaszenarien erlaubte erstmals in Deutschland Aussagen über regionale ⁠Klimafolgen⁠. Die Übertragung dieser Ergebnisse auf die in den Ländern vorhandenen Wasserhaushaltsmodelle machen so insbesondere Aussagen über die Entwicklung des Hochwassergeschehens in den nächsten 50 Jahren möglich. Ziel ist also die Bewertung der künftigen Entwicklungen des Wasserhaushaltes, die Erkennung der möglichen Gefahren und Risiken, die Festlegung zukunftsorientierter und nachhaltiger wasserwirtschaftlicher Handlungsstrategien und -konzepte sowie die längerfristige gebiets- und fachübergreifende Zusammenarbeit.

Laufzeit

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
Bundesland
  • Baden-Württemberg
  • Bayern
  • Rheinland-Pfalz
Naturräumliche Zuordnung
  • Alb und nordbayerisches Hügelland
  • Alpen
  • Alpenvorland
  • Erzgebirge, Thüringer und Bayrischer Wald
  • Oberrheingraben
  • Westdeutsche Tieflandsbucht

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Regionale Klimamodellierung durch statistische Methoden, statistisch dynamische Verfahren und regionale dynamische Klimamodelle, abgeleitet aus globalem ⁠Klimamodell⁠ ECHAM4 und den Emissionsszenarien A1 und B2 (⁠IPCC⁠) in Zusammenarbeit mit dem Projekt KLARA.

Ergebnisse:
Temperaturerhöhung im Jahresmittel um 1,7°C, veränderte Häufigkeit von Temperaturkenntagen, Veränderungen der Niederschlagsmenge und der Niederschlagsverteilung (auch für Schnee), Veränderungen in den Großwetterlagen.

Parameter (Klimasignale)
  • Flusshochwasser
  • Veränderte Niederschlagsmuster
  • Höhere mittlere Temperaturen
  • Niedrigwasser
  • Trockenheit
Weitere Zeitangaben 

Simulation des Zeitraums 2021-2050

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Es werden die ⁠Klimafolgen⁠ für den Wasserhaushalt untersucht, die durch Veränderungen im ⁠Abfluss⁠, in der Versickerung und in den Verdunstungsraten entstehen können. Weiterhin werden Veränderungen von ⁠Bodenfeuchte⁠ und ⁠Grundwasserneubildung⁠ sowie von extremen Hochwasserabflüsse betrachtet.

Weiterhin wird ein Klimamonitoring mit dem Ziel durchgeführt, das Langzeitverhalten ausgewählter hydrologischer und hydrometeorologischer Kenngrößen, die Anhaltspunkte zur Veränderung des Klimas in Süddeutschland geben können, in regelmäßigen Zeitabständen zeitnah zu dokumentieren. Die 2008 festgestellten Veränderungen der meteorologischen Größen Temperatur und Niederschlag sind gemeinsam mit den Veränderungen der Hochwasserabflüsse als deutliche Auswirkungen des seit einigen Jahrzehnten erkennbaren Klimawandels zu deuten. Bisherige Simulationsrechnungen mit regionalen Klimaszenarien lassen für die Zukunft regional ebenfalls eine weitere Hochwasserverschärfung erwarten.

Die Ergebnisse aus dem Klimamonitoring zeigen deutlich, dass sich die Auswirkungen des globalen Klimawandels auch in Süddeutschland bereits seit längerem bemerkbar machen und in den letzten Jahren teilweise deutlich verstärkt haben. Dies ist zunächst die starke Temperaturerhöhung, aber auch die Veränderung im Niederschlagsregime. Beides wirkt sich erheblich auf den regionalen Wasserkreislauf aus und führt nach derzeitigem Erkenntnisstand zu einer Zunahme der Hochwassergefährdung, aber auch zu einer temporären Verringerung der Wasserverfügbarkeit in Zusammenhang mit längeren, heißen Trockenperioden.

Schritt 2b: Vulnerabilität, Risiken und Chancen

Ansatz und Risiken / Chancen 

Es wird eine Checkliste zur Bestimmung der ⁠Vulnerabilität⁠ erstellt, in der aber ausschließlich die Schadensanfälligkeit betrachtet wird (nicht die ⁠Anpassungskapazität⁠). Vulnerabilität wird im Projekt also im Sinne von Verletzbarkeit durch Hochwasser verwendet. Dabei bilden die physischen Wirkungen, wie sie sich aus den hydraulischen Gegebenheiten ableiten lassen, die Grundlage für die Betrachtungen der sozio-ökonomischen, ökologischen und sozio-kulturellen Betroffenheit.

Dringlichkeit und Priorisierung von Anpassungsbedarf 

Die Länder Baden-Württemberg und Bayern haben bundesweit als erste den Klimaänderungsfaktor bei der Bemessung von Neubauten der technischen Hochwasserschutzeinrichtungen eingeführt. So kann bereits heute bei der Planung die prognostizierte Erhöhung von Hochwasserabflüssen berücksichtigt werden.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Es werden im Rahmen des Klimawandels Anpassungsstrategien für den Hochwasserschutz entwickelt. Ziel ist die Entwicklung von Handlungsstrategien und -konzepten für die Wasserwirtschaft, in denen ein Klimaänderungsfaktor bei der Bemessung von technischen Hochwasserschutzeinrichtungen Berücksichtigung findet.

Zeithorizont
  • 2021–2050 (nahe Zukunft)

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Baden-Württemberg, Bayern, Deutscher Wetterdienst

Projektleitung 

Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz, Baden-Württemberg (LUBW): Referat 43, Hydrologie und Hochwasservorhersage sowie Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU): Referat 81, ⁠Klimawandel⁠, ⁠Klimafolgen⁠ und Wasserhaushalt

Beteiligte/Partner 

Kooperationsvorhaben der Länder Baden-Württemberg (Umweltministerium Baden-Württemberg, Abteilung Wasser und Boden) und Bayern (Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz, Abteilung Wasserwirtschaft) sowie des Deutschen Wetterdienst (⁠DWD⁠, Abteilung Hydrometeorologie); seit Anfang 2007 ist auch das Bundesland Rheinland-Pfalz beteiligt

Ansprechpartner

Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz, Baden-Württemberg (LUBW)
Postfach 100163
D-76231 Karlsruhe

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Handlungsfelder:
 Raumordnung, Regional- und Bauleitplanung  Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft