Auswirkungen des Klimawandels auf die Gewässer in Brandenburg

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1 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, Dr. Manfred Stock Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Auswirkungen des Klimawandels auf die Gewässer in Brandenburg 1. Aktueller Stand der Erkenntnisse zum Klimawandel 2. Regionale Klimaveränderungen in Brandenburg 3. Auswirkungen hängen auch von der Landnutzung ab 4. Klimawandel: eher Management- denn Prognoseproblem H.d.Natur 1 / 35

2 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 1. UN-Klimabericht UN-Klimabericht UN-Klimabericht UN-Klimabericht Feb. Paris: I. Aktueller Stand der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse zum Klimawandel 06.Apr. Brüssel: II. Risiken und Anpassungsstrategien 04.Mai Bangkok: III. Optionen zur Verminderung von Treibhausgasemissionen und Globaler Erwärmung 17.Nov. Valencia. IV. Synthese H.d.Natur 2 / 35

3 GLOBALE ERWÄRMUNG: Ursachen mit/ohne anthropogene Treibhausgase mit ohne mit ohne H.d.Natur 3 / 35

4 Die Treibhausgas-Konzentration steigt! CO 2 CO 2 CH H.d.Natur 4 / 35

5 Anteile der Emissionen an der Globalen Erwärmung H.d.Natur 5 / 35

6 Klimawandel : Temperatur, Physik, Biologie 4. UN-Klimabericht 2007: H.d.Natur 6 / 35

7 Niederschlag: Beobachtungen: Beobachtungen: Ungleichverteilung Ungleichverteilung verstärkt verstärkt sich sich Weniger Weniger Dauer-, Dauer-, mehr mehr Starkregen Starkregen Weniger Weniger im im Sommer, Sommer, mehr mehr im im Winter Winter Jahressumme Trend Mittel [mm] Trend [mm] Datenbasis: 1693 DWD-Stationen; Modellierung und Rechnung: Gerstengarbe & Werner H.d.Natur 7 / 35

8 Hitzewelle und Dürre, Europa 2003 Maisfeld in Ostdeutschland Sommer 2003 AP Der Rhein, bei Düsseldorf H.d.Natur 8 / 35

9 Statistik Sommertemperaturen: Messung - Modell Sommer Schweiz Schär et al. Nature H.d.Natur 9 / 35

10 Anstieg der Globalen Oberfflächentemperatur H.d.Natur 10 / 35

11 IPCC AR4: Temperatur-Projektionen H.d.Natur 11 / 35

12 Trockenperioden im A1B-Szenario Ensemble-Projektionen für IPCC, H.d.Natur 12 / 35

13 Weltweite Veränderungen des Niederschlags Winter Sommer H.d.Natur 13 / 35

14 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, Dr. Manfred Stock Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Auswirkungen des Klimawandels auf die Gewässer in Brandenburg 1. Aktueller Stand der Erkenntnisse zum Klimawandel 2. Regionale Klimaveränderungen in Brandenburg 3. Auswirkungen hängen auch von der Landnutzung ab 4. Klimawandel: eher Management- denn Prognoseproblem H.d.Natur 14 / 35

15 Klimawandel Niederschlag Wasserbilanz IPCC Report 2001 Globales Szenario Niederschlag T ~250 km GCM Klimamodell global? lokal Regionalisierung Niederschlag 2050 > < ~18 km Regionale Regionale Klimamodelle: Klimamodelle: STAR STAR (PIK) (PIK) WETTREG WETTREG (CEC) (CEC) REMO REMO (MPIM) (MPIM) Klimadaten Hydrologie Landnutzung Die Die Modelle Modelle für s für s Klima Klima werden werden mit anderen Modellen für mit anderen Modellen für Abflüsse, Wasserhaushalt und Abflüsse, Wasserhaushalt und Landnutzung Landnutzung gekoppelt. gekoppelt. Böden/ Geologie Infrastruktur H.d.Natur 15 / 35

16 Jahresmitteltemperaturen [ C] Klimawandel - Brandenburg Regionale Klimaszenarien für Brandenburg und das Elbeeinzugsgebiet, Brandenburgstudie 2003 (PIK-Report 83) Modell STAR am PIK (Gerstengarbe, Werner) statistisches downscaling von Temperaturtrends globaler Klimamodelle (ECHAM4-Modell MPI Hamburg) Klimatrend bis K Beobachteter Zeitraum Gemessene Temperatur Temperaturtrend Szenario-Zeitraum Szenario-Varianten mm C Niederschlag Temperatur Basisszenario Erwärmungsszenario H.d.Natur 16 / 35

17 Klimaänderung in Brandenburg bis 2050 Jahresmitteltemperatur 2046/ /2003 Jährlichen Niederschlagssumme 2046/ /2003 Differenz [K] Differenz [mm] Modell STAR, PIK H.d.Natur 17 / 35

18 Änderung der Niederschlagssumme Winter/Sommer Sommerhalbjahr 2046/ /2003 Winterhalbjahr 2046/ /2003 Differenz [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK H.d.Natur 18 / 35

19 Jährliche Wasserbilanz Basisszenarium 1951/2003 Änderung 2046/2055 Mittelwert [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK H.d.Natur 19 / 35

20 Sommerliche Wasserbilanz Basisszenarium 1951/2003 Änderung 2046/2055 Mittelwert [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK H.d.Natur 20 / 35

21 Winterliche Wasserbilanz Basisszenarium 1951/2003 Änderung 2046/2055 Mittelwert [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK H.d.Natur 21 / 35

22 Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung - 40 % Temperatur (+) & Strahlung (+) Niederschlag (-) & Abflüsse (+) Verdunstung (+ +) Sickerwasserbildung (- -) Grundwasserneubildung (- - -) H.d.Natur 22 / 35

23 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, Dr. Manfred Stock Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Auswirkungen des Klimawandels auf die Gewässer in Brandenburg 1. Aktueller Stand der Erkenntnisse zum Klimawandel 2. Regionale Klimaveränderungen in Brandenburg 3. Auswirkungen hängen auch von der Landnutzung ab 4. Klimawandel: eher Management- denn Prognoseproblem H.d.Natur 23 / 35

24 Melioration: Tausende km Entwässerungsgräben in Brandenburg König Friedrich II im Oderbruch H.d.Natur 24 / 35

25 Klimawandel: Wasser- und Stickstofffluss unter Wald Versickerung Stickstoffaustrag Prozentuale Änderung Klima- zu Basisszenario an den ÖWK-Flächen, (Mittel der Wuchsbezirke) H.d.Natur 25 / 35

26 Brandenburg Grundwasserneubildung - Wald Bewirtschaftung Basisszenario ohne schwach mittel stark Langjährige Mittelwerte der aktuellen Evapo-transpiration und der Grundwasserneubildung über 50 Jahre für die ÖWK-Standorte in Brandenburg Erwärmungsszenario ohne schwach mittel stark Aktuelle Evapotranspiration Grundwasserneubildung (mm) H.d.Natur 26 / 35

27 Szenarienwirkungen: Wasserverfügbarkeit in Spree-Havel LMBV, Flutung Geiseltalsee H.d.Natur 27 / 35

28 Szenarienwirkungen: Wasserverfügbarkeit in Spree-Havel WBALMO 400 Wassernutzer 14 Speicher 170 lokale Bilanzen H.d.Natur 28 / 35

29 GLOWA-Elbe: Forschungsschwerpunkt nachhaltige Wasserwirtschaft (Pegel Große Tränke, Berlin-Zufluss der Spree, Juli-Werte) D urchfluss [m 3/s] Ziel: 8m 3 /s Ohne weitere Maßnahmen kann unter Szenarienbedingungen das Ziel von 8m 3 /s nicht gehalten werden Tagebauwassereinleitung minus Infiltrationsverluste Durch eine angepasste Steuerung kann auch unter Szenarienbedingungen das Ziel von 8m 3 /s gehalten werden Basis_stabil Basis_wandel OderBln_wandel Bedarf Überleitungsmenge Jahres-Perioden ( ) Talsperre Spremberg Perioden Talsperren Bautzen/ Quitzdorf Speicher Lohsa II/ Bärwalde Cottbuser See H.d.Natur 29 / 35 (Kaltofen et al. 2004)

30 GLOWA-Elbe: Forschungsschwerpunkt Wasserqualität (Einfluss der Vegetation in Feucht- und Auengebieten) Nitratkonzentration im Vorfluter (Pegel Babelsberg) [mg/l] Differenz [mg/l] /1/93 7/1/93 1/1/94 7/1/94 1/1/95 7/1/95 1/1/96 7/1/96 1/1/97 7/1/97 1/1/ Mit Aufnahme in Feuchtgebieten with uptake in riparian zones without Ohne Aufnahme uptake in riparian in Feuchtgebieten zones uptake Zusätzliche by plants Pflanzenaufnahme Differenz Hattermann (2005): Integrated Modelling of Global Change Impacts in the German Elbe River Basin, Doktorarbeit, Universität Potsdam H.d.Natur 30 / 35

31 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, Dr. Manfred Stock Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Auswirkungen des Klimawandels auf die Gewässer in Brandenburg 1.Aktueller Stand der Erkenntnisse zum Klimawandel 2.Regionale Klimaveränderungen in Brandenburg 3.Auswirkungen hängen auch von der Landnutzung ab 4.Klimawandel: eher Management- denn Prognoseproblem H.d.Natur 31 / 35

32 Verwundbarkeit und Anpassungspotenziale Sozialer Wandel Globaler Wandel Klimawandel Treibhausgasemissionen Sensitivität hoher Wasserbedarf Erosionsanfälligkeit Belastungen Niederschlagsrückgang Erhöhte Starkniederschläge Anpassungspotenzial Landnutzungsmanagement Risikomanagement potenzielle Auswirkungen Wachsende Dürreschäden Erhöhte Flut- & Erosionsschäden Der Klimawandel ist eher ein Management- denn ein Prognoseproblem Gesellschaft Interaktion Umwelt Verwundbarkeit Wahrnehmung H.d.Natur 32 / 35

33 Berlin-Brandenburg: Innovationslabor für Vermeidung & Anpassung H.d.Natur 33 / 35

34 Resümee und Bewertung Regionale Austrocknung wird sich wahrscheinlich fortsetzen Wasserknappheit nach 2030 während der Sommermonate. Prioritäre Flutung der Tagebaurestlöcher, Frühere Einführung wassersparender Technologien, Zeitliche Ausdehnung des Braunkohlen-Tagebaus (?), Lundnutzungsmanagement - Wasserspeicherfähigkeit. Stickstoffeintrag in die Elbe und schließlich in die Nordsee reagiert kaum auf Klimawandel. Management Strategien, die den Stickstoffüberschuß auf landwirtschaftlichen Flächen reduzieren sind notwendig. Schlüsselakteure für eine nachhaltige Entwicklung der Region im globalem Wandel: Vattenfall Europe (Wasserverfügbarkeit) Land- und Forstwirtschaft (Wasserqualität) Wasserwirtschaft / Wasser- und Bodenverbände (beides) H.d.Natur 34 / 35

35 Buchempfehlung Erforderlich ist eine Doppelstrategie: 1. Anpassung an den Klimawandel, um das Unvermeidbare zu beherrschen und 2. Verminderung der Emissionen, um das Unbeherrschbare zu vermeiden. Hans Joachim Schellnhuber DER KLIMAWANDEL Diagnose, Prognose, Therapie Beck Verlag, ,90 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! H.d.Natur 35 / 35