ZEF. Änderungen im globalen Wasserkreislauf und die lokalen Auswirkungen für die Bevölkerung. Prof. Dr. Paul L.G. Vlek

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1 Änderungen im globalen Wasserkreislauf und die lokalen Auswirkungen für die Bevölkerung Prof. Dr. Paul L.G. Vlek

2 INHALT Globale Wasserverfügbarkeit Anthropogen verursachte Veränderungen des globalen Wasserkreislaufes Globaler Wasserbedarf Der digitale Wasser-Atlas Lokale Fallstudien: Tropenwaldbholzung Zentral-Sulawesi, Indonesien Das GLOWA Volta Projekt

3 Zone des Lebens in unserem Sonnensystem Aggregatzustände des Wassers (Quelle:NASA) (nach Baumgartner & Liebscher, 1996)

4 Die globale Wasserbilanz 97 % des verfügbaren Wassers der Erde befindet sich in den Ozeanen (Salzwasser). 2 % des verfügbaren Wassers der Erde ist als Eis in den Gletschern gespeichert (Süßwasser). 1 % des verfügbaren Wassers der Erde ist als Süßwasser im Grund und Oberflächenwasser, in der Atmosphäre und in der Biosphäre gespeichert.

5 Quelle: UNESCO 2006.

6 Der globale Wasserkreislauf Verweilzeiten der Komponenten des Wasserkreislaufes Quelle: UNEP

7 Quelle:

8

9 Anthropogen bedingte Änderungen des globalen Wasserkreislaufs globaler Klimawandel Landnutzungsänderungen Wasserbauliche Maßnahmen

10 Quelle: Falkenmark, M. and Rockström, J.(2003): Balancing water for Humans and Nature; Earthscan, London. globaler Klimawandel Landnutzungsänderung Wasserbauliche Maßnahmen

11 SOURCE: Falkenmark, M. and Rockström, J.(2003): Balancing water for Humans and Nature; Earthscan, London.

12 Was ist Wasserknappheit? Wasserbedarf: Demographie Ökonomie Technologie Kultureller Wandel Wasserverbrauch: Haushalte Landwirtschaft Industrie Ökosysteme benötigter Wasserbedarf Diskrepanz zur Verfügung stehende Wassermenge Globaler Wasserkreislauf Oberflächenwasser und Grundwasserressourcen Speicherung und Wassergewinnung Investitionen

13 Globaler Wasserbedarf Global freshwater consumption rose sixfold between 1900 and more than twice the rate of population growth. About one third of the world's population already lives in countries considered to be 'water stressed' - that is, where consumption exceeds 10% of total supply. If present trends continue, two out of every three people on Earth will live in that condition by Kofi Annan, in We The Peoples, 2000

14 Demographische Entwicklung

15 Die gesamte Oberflächen- und Grundwassermenge wird gegenwärtig zu 70% durch die Landwirtschaft, zu 20% durch die Industrie und zu 10% durch den privaten Verbrauch in Haushalten genutzt. Quelle:

16 Globaler Industriewasserverbrauch Quelle:

17 Globaler Haushaltswasserverbrauch Quelle:

18 Quelle:

19 Quelle:

20 Der Digitale Wasser-Atlas Global Water System Project (GWSP), Bonn Beschreibung zentraler Elemente des globalen Wasserkreislaufes, deren Verbindungen untereinander sowie Änderungen der Zustände des Systems. Entwicklung und Bereitstellung eines konsistenten Satzes von Karten inklusive Beschreibungen/Interpretationen. Verweise zu weiteren Informationen/Karten, (Meta-)Daten. Der digitale Wasser-Atlas ist online verfügbar:

21 Weblink:

22 Quelle:

23 Durch Abholzung bedingte globale Abflußanomalien Source:

24 Tropenwaldabholzung in Zentral-Sulawesi, Indonesien (Dr. Constanze Leemhuis, IMPENSO Projekt, Universität Göttingen) Central-Sulawesi, Indonesien (1 20`S, 21 01`E) Palu River Einzugsgebiet Einzugsgebietsgröße: 2694 km² Topographie: m.a.s.l. Böden: Cambisole, Leptosole Niederschlag: 600 mm/a mm/a Forest>1200m.a.s.l. Forest<1200 m.a.s.l. open forest Heath forest Cloud forest Reed scrubland Grassland Cropland: coconut Cropland: annual crop Cropland: cacao & coffe Cropland: paddy Mosaic Cropland Lake source: Landsat/ETM P114/R61 Km Map Date: 24 August 2001 Map projection: UTM Zone 51 South WGS 84 Bearbeiter: Christian Knieper

25 Der Dongi-Dongi Fall Im Jahre 2001/2002 wurden im Dongi-Dongi Tal 4,3 ha natürlicher Bergregenwald (Lore Lindu Nationalpark) durch Brandrodung zunächst in anuelle Maiskulturen verwandelt um schließlich Kakaoplantagen als gewinnbringende Dauerkultur anpflanzen zu können.

26 Source: Leemhuis ed. al., 2007

27 Simulierte Änderungen im Abflussregime monatlicher Mittelwasserabfluss (MQ) Zusätzlich zum realen Abholzungsereignis 2001/2002 wurden mit dem prozess- basierten hydrologischen Modell WaSiM-ETH für das Gumbasa River Teileinzugsgebiet zwei Landnutzungsszenarien simuliert: Mq (mm d -1) land cover 2002 land cover 2001 annual crop scenario perennial crop scenario 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC < 1200 m.a.s.l. Brandrodungsfeldbau (Mais) monatlicher Hochwasserabfluss (MHQ) 20 < 1200 m.a.s.l. Dauerkulturen (Kakao) MHq (mm d -1) land cover 2002 land cover 2001 annual crop scenario perennial crop scenario 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC Source: Leemhuis ed. al., 2007

28 Landnutzungsänderungen (Brandrodungsfeldbau) erhöhen den Mittelwasserabfluss und führen bei Starkniederschlagsereignissen zu einem Anstieg der Hochwasserintensität. Erhöhte Hochwasserintensitäten bedingen gerade in gebirgigen Regionen wie Zentral-Sulawesi Erdrutsche, Unterspülungen von Strassen, Zerstörung von Brücken und landwirtschaftlichen Flächen. Photos: Lorenz, 2004 Leemhuis, C., Erasmi, S., Twele, A., Kreilein, A., Oltchev, A., and G. Gerold Rainforest conversion in Central Sulawesi, Indonesia: recent development and consequences for river discharge and water resources. ERDKUNDE, Volume 61, number 3:

29 Durchschnittlicher Jahresniederschlag Source:

30 Das GLOWA - Volta Projekt Analyse der physischen und sozioökonomischen Bedingungen des Wasserkreislaufes im Voltabecken und die diesbezüglichen Auswirkungen globalen Wandels.

31 Globaler Klimawandel Beginn der Regenzeit Anstieg der mittleren Tagestemperatur ( C ) Größere Variabilität Niederschlag Abfluss höhere Frequenz von Extrema regionale Überflutungen und Dürren Verlängerung der Trockenzeit Beginn der Regenzeit unsicher, heute 30 Tage später als vor 40 Jahren Anstieg und eine höhere Intensität der Niederschlagsereignisse am Ende der Regenzeit Niederschlagsanomalien [%] PC4 PC1 PC5 Quelle: Jung, 2005 Quelle: Laux, 2008

32 15 Beginn der Regenzeit Volta Einzugsgebiet ( ) Standardabweichung Volta Einzugsgebiet ( ) Quelle: Laux, 2008

33 Regional Definition ORS Nowcasting - Planting Date Forecasting - Planting Date Climate Change - Rainfall Variability Decision for Planting LDA ORS Probability MOFRBC Future Planting Date LRA Statistics of future ORS Dates STOCHASTIC SIM. Integration into an overall Decision Support System for the Volta Basin Quelle: Laux, 2008

34 Wissentransfer der Methodik zur Bestimmung des Beginns der Regenzeit: Stakeholderworkshops in Accra (Ghana) und Ougadougou (Burkina Faso) im Januar 2008

35 Oberflächenabflussanomalie [%] Oberflächenwasser im Voltabecken leichter Anstieg der jährlichen Abflusssummen Verschiebung der innerjährlichen Abflussmuster (spätere Abflussbildung) verstärktes Auftreten von Extremereignissen (Überflutungen und Dürren) Quelle: Jung, 2005

36 Der globale Klimawandel führt im Volta Becken in Westafrika zu einem erhöhten Auftreten von Extrema wie Hochwasserereignissen und Dürren. Für die Bauern der Voltaregion wird die Bestimmung des Beginns der Regenzeit immer unsicherer, was wiederum immer öfter Missernten auf Grund einer zu frühen Aussaat bedingt. Die Entwicklung lokaler Anpassungsstrategien um die Auswirkungen der anthropogen bedingten Änderungen des globalen Wasserkreislaufes abzufedern bedürfen einer intensiven Beobachtung der lokalen Einzugsgebietscharakteristika. Informationen zum GLOWA Volta Projekt:

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!!

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