KLIWAS – Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt - Entwicklung von Handlungsoptionen

Hintergrund und Ziele

Auch in Deutschland mehren sich die Anzeichen, dass der durch die Treibhausgasemissionen angestoßene Klimawandel bereits begonnen hat (z.B. 4. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change von 2007). Im Sinne einer vorausschauenden Planung ist es daher erforderlich, die Wirkungen des möglichen Wandels auf Mensch, Umwelt und Wirtschaft abzuschätzen und Anpassungsstrategien zu entwerfen - unabhängig davon, ob der Mensch durch eine Reduktion seiner Treibhausgasemissionen zu einer Verminderung des globalen Klimawandels beitragen kann.

Der Klimawandel mit seinen möglichen Auswirkungen auf den Wasserspiegel der Meere, auf den Wasserhaushalt in den Flussgebieten, auf die Gewässerbeschaffenheit und auf die ökologischen Zusammenhänge kann die Leistungsfähigkeit und das Management des Verkehrsträgers "Wasserstraße" beeinflussen. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) hat seine Fachbehörden Deutscher Wetterdienst (DWD), Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) beauftragt, die wissenschaftlichen Grundlagen der Klimafolgenforschung in Bezug auf Wasserstraßen und Schifffahrt zu bearbeiten und Anpassungsstrategien zu entwickeln, um die Leistungsfähigkeit dieses Verkehrsträger auch in Zukunft sicherzustellen. Im Rahmen dieser Initiative haben die Fachbehörden des BMVBS eine Bestandsaufnahme hinsichtlich der möglichen Auswirkungen auf Wasserstraßen und See-/Binnenschifffahrt erstellt.

Aufbauend auf den Ergebnissen der 1. Phase läuft seit Anfang 2009 das Forschungsprogramm "KLIWAS – Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt - Entwicklung von Anpassungsoptionen" in wesentlich erweitertem Rahmen. Der Verbund der Ressortforschungsinstitutionen des BMVBS wird dabei mit dem nationalen und internationalen Netzwerk der Wissenschaft eng zusammenarbeiten. Er wird die Bundesregierung hinsichtlich des Sektors Schifffahrt/Wasserstraße beraten, z.B. im Kontext der Anforderungen der Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel. Die Ergebnisse von KLIWAS werden für die Gewässerkunde übersektorale Bedeutung haben. Neben der Koordination des gesamten Forschungsverbundes mit 31 Projekten obliegt es der BfG, die Projekte im Bereich Abflussmodellierung, Sedimenttransport, Wassergüte und Ökologie durchzuführen.

Ziel des Projekts
ist die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserstraßen. Kernfragen der 1. Phase sind: Wie wird sich das Klima in Mitteleuropa bis zum Jahr 2100 verändern? Wie wirkt sich dies auf Abfluss und Wasserstände in unterschiedlichen Abschnitten schiffbarer Flüsse (z.B. Rhein) aus? Welche Konsequenzen sind durch diese Änderungen für den Rhein als wichtigste Binnenwasserstraße Europas zu erwarten?

In der 2. Phase werden Handlungsoptionen für Wirtschaft und Binnenschifffahrt formuliert: Welches sind die besten Anpassungsstrategien für die von der Zuverlässigkeit der Wasserstraßen abhängigen Unternehmen? Welche Managementmaßnahmen seitens der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) sichern und verbessern den Transportweg Rhein nachhaltig?

Die Untersuchungen konzentrieren sich zunächst auf den Rhein. Die zu entwickelnden Methoden werden jedoch im Hinblick auf eine anvisierte Übertragbarkeit auf alle andere Bundeswasserstraßen angelegt.

Laufzeit

bis

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Betrachtete Emissionsszenarien: A1B, B1 und A2 (IPCC);

Modelle: Kopplungen aus Global- und Regionalmodellen (Ensemble-Ansatz), wie z.B. ECHAM5, MPI-OM und REMO des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (Zusammenarbeit mit Projekt ENSEMBLES).

Parameter (Klimasignale)
  • Flusshochwasser
  • Veränderte Niederschlagsmuster
  • Höhere mittlere Temperaturen
  • Meeresspiegelanstieg und Sturmfluten
  • Niedrigwasser
Weitere Parameter 

Veränderung der Niederschlagsmuster, Zunahme extremer Wetterphänomene und Witterungsperioden, Extremwerte von Niederschlag und Temperatur

Zeithorizont
  • mittelfristig = bis 2050
  • langfristig = bis 2100 und darüber hinaus

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

Analyseansatz 

Neben einer Erwärmung der bodennahen Luftschicht wird auch die Veränderung der Niederschlagsmuster als ein Teil des Klimawandels diskutiert. Dieses führt zu Auswirkungen auf Abflussregime und Wasserführung der großen deutschen Ströme. Es müssen somit die Auswirkungen des Klimawandels auf Abfluss, Wasserstände, Flusssohlenmorphologie, nautische Eigenschaften der Wasserstraßen, Binnenschifffahrt und verladende Unternehmen betrachtet werden. Dazu erfolgt eine Analyse des Wasserdargebots im Binnenbereich, eine Analyse der ozeanografischen, hydrografischen und hydrologischen Veränderungen an der Küste sowie eine Analyse des Sediment- und Feststoffhaushalts, der Gewässergüte und der ökologischen Systeme.

Schritt 2b: Vulnerabilität, Risiken und Chancen

Ansatz und Risiken / Chancen 

Vulnerabilität wird als Kombination von Klima- und Abflussszenarien, Sensitivität sowie Anpassungskapazität und -optionen verstanden.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Anpassungsmaßnahmen bzw. -strategien sind in der 2. Projektphase entwickelt und inventarisiert worden. Ausgehend von den Klimaprojektionen sind die regionalen Klimafolgen für die einzelnen Wasserstraßen abgeschätzt und geeignete Handlungsoptionen entworften wurden. Der Fokus der KLIWAS-Wissenschaftler richtet sich auf ökonomisch sinnvolle Maßnahmen, die zudem den Anforderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) (Europäische Gemeinschaft 2000) dienen.

Zeithorizont
  • 2036–2065
  • 2071–2100 (ferne Zukunft)

Schritt 4: Maßnahmen planen und umsetzen

Kosten 

Kostenstrukturen sowie betriebs- und volkswirtschaftliche Nutzen-Kosten-Analysen werden betrachtet

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

Projektleitung 

Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz

Beteiligte/Partner 

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) mit seinen Fachbehörden Deutscher Wetterdienst (DWD), Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und Bundesanstalt für Wasserbau (BAW).

Projektpartner:

Max-Planck Institut für Meteorologie, Hamburg;

European Institute for Energy Research - EIfER, Universität Karlsruhe;

DST - Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme, Duisburg;

Institut für Geographie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Ansprechpartner

Bundesanstalt für Gewässerkunde
Referat M2
Am Mainzer Tor 1
D-56068 Koblenz

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Handlungsfelder:
 Industrie und Gewerbe  Verkehr, Verkehrsinfrastruktur  Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft