Auswirkungen des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt

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1 Auswirkungen des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt Herbert Röhm Referat Hydrogeologie unter Mitarbeit von Nina Aldag (Uni Oldenburg) Foto: H. Röhm

2 Auswirkungen des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt Übersicht Klimawandel: Grundwasser (GW): Veränderung vieljähriger Durchschnittswerte von Temperatur, Niederschlag etc. GW-Dargebot, GW-Stand, GW-Bewegung GW-Neubildung

3 Grundwasserneubildung Wasserkreislauf Abbildung verändert nach Matthess & Ubell (2003)

4 Grundwasserneubildung Definition Grundwasserneubildung (GWN)= Niederschlag (N) Verdunstung (ET) oberird. Abfluss (A o )

5 Grundwasserneubildung messbare klimatische Einflussfaktoren Niederschlag: Art/Dauer, Relief, Luv/Lee-Lage, Verdunstung: Temperatur, Sonnenscheindauer, Bewuchs, Wind, Exposition Abfluss (oberirdisch): Boden/Gestein, Bewuchs, Hangneigung, Versiegelung

6 Grundwasserneubildung messbare klimatische Einflussfaktoren berechenbare klimatische Einflussfaktoren Niederschlag: Art/Dauer, Relief, Luv/Lee-Lage, Verdunstung: Temperatur, Sonnenscheindauer, Bewuchs, Wind, Exposition Abfluss (oberirdisch): Boden/Gestein, Bewuchs, Hangneigung, Versiegelung

7 Grundwasserneubildung messbare klimatische Einflussfaktoren berechenbare klimatische Einflussfaktoren klimaabhängige Einflussfaktoren Niederschlag: Art/Dauer, Relief, Luv/Lee-Lage, Verdunstung: Temperatur, Sonnenscheindauer, Bewuchs, Wind, Exposition Abfluss (oberirdisch): Boden/Gestein, Bewuchs, Hangneigung, Versiegelung

8 Grundwasserneubildung messbare klimatische Einflussfaktoren berechenbare klimatische Einflussfaktoren klimaabhängige Einflussfaktoren weitere Einflussfaktoren Niederschlag: Art/Dauer, Relief, Luv/Lee-Lage, Verdunstung: Temperatur, Sonnenscheindauer, Bewuchs, Wind, Exposition Abfluss (oberirdisch): Boden/Gestein, Bewuchs, Hangneigung, Versiegelung

9 Veränderung des Niederschlags WETTREG2006 Szenario A1B Veränderung der Temperatur

10 Klimawandel im Rückblick ( ) Abbildung aus Linke (2008)

11 Regionale Klimamodelle - Niederschlag 1961/1990 zu 2071/ Winter Sommer WETTREG2010 Differenz [mm] - Abbildung aus Krause (2010)

12 Veränderung des Niederschlags Station Hannover WETTREG

13 Veränderung der Temperatur Station Hannover WETTREG

14 Veränderung der Sonnenscheindauer Station Hannover WETTREG

15 Veränderung der Verdunstung Station Hannover WETTREG

16 WETTREG2010 mittlerer Jahresniederschlag Station Hannover 1976/2005 zu 2071/ / /2100

17 WETTREG2010 mittlerer Jahresniederschlag Station Hannover

18 WETTREG2010 Jahresniederschlag Station Hannover alle Rechenläufe

19 Vergleich des mittleren Jahres-Niederschlags DWD WETTREG2010 (1961/1990) Differenz [%]

20 Mittlerer Jahres-Niederschlag 1961/1990 WETTREG2010 [mm]

21 Mittlerer Jahres-Niederschlag 2071/2100 WETTREG2010 [mm]

22 Veränderung des Jahres-Niederschlags 1961/1990 zu 2071/2100 WETTREG2010 Differenz [%]

23 Entwicklung Grundwasserhaushaltsmodell mgrowa durch FZ Jülich (siehe Vortrag von F. Hermann) flächendeckende Anwendung für ganz Niedersachsen auf Basis vorhandener Daten hohe räumliche Auflösung hohe zeitliche Auflösung anwendbar für verschiedene Zeitreihen auch für Klimaszenariodaten Veränderungen im innerjährlichen Verlauf abbildbar berücksichtigt Bodenwasserhaushalt

24 Simulation der Grundwasserneubildung mit mgrowa Zeitraum: bis 2100 Änderung der Parameter Niederschlag Verdunstung (FAO-Gras-Referenzverdunstung) Temperatur Sonnenscheindauer/Globalstrahlung Windgeschwindigkeit Rel. Luftfeuchtigkeit Vergleichszeitraum Nicht veränderte Parameter Landnutzung Bewuchs Versiegelungsgrad Niederschlagsereignisse Art (Schnee/Regen) Dauer (Starkregen)

25 Mittlere Grundwasserneubildungsrate 1971/2000 DWD [mm]

26 Mittlere Grundwasserneubildungsrate 2011/2040 WETTREG2010 [mm]

27 Mittlere Grundwasserneubildungsrate 2041/2070 WETTREG2010 [mm]

28 Mittlere Grundwasserneubildungsrate 2071/2100 WETTREG2010 [mm]

29 Vergleich der mittleren Grundwasserneubildungsrate 1971/2000 zu 2011/2040 DWD / WETTREG2010 Differenz [mm]

30 Veränderung der mittleren Grundwasserneubildungsrate 1971/2000 zu 2041/2070 DWD / WETTREG2010 Differenz [mm]

31 Veränderung der mittleren Grundwasserneubildungsrate 1971/2000 zu 2071/2100 DWD / WETTREG2010 Differenz [mm]

32 Mittleres Grundwasserdargebot 1971/2000 DWD [m³/km²]

33 Mittleres Grundwasserdargebot 2011/2040 WETTREG2010 [m³/km²]

34 Mittleres Grundwasserdargebot 2041/2070 WETTREG2010 [m³/km²]

35 Mittleres Grundwasserdargebot 2071/2100 WETTREG2010 [m³/km²]

36 Veränderung des mittleren Grundwasserdargebotes 1971/2000 zu 2011/2040 DWD / WETTREG2010 Differenz [%]

37 Veränderung des mittleren Grundwasserdargebotes 1971/2000 zu 2041/2070 DWD / WETTREG2010 Differenz [%]

38 Veränderung des mittleren Grundwasserdargebotes 1971/2000 zu 2071/2100 DWD / WETTREG2010 Differenz [%]

39 Einfluss des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt Fazit Klimamodell WETTREG2010 : abnehmende Niederschläge und steigende Temperaturen bis zum Ende des Jahrhunderts Innerjährliche Verschiebung der Niederschlagsverteilung vom Sommer in den Winter Zunahme der Evapotranspiration Spätere Auffüllung des Bodenwasservorrats Dadurch ist mit abnehmender Grundwasserneubildungsrate und verringertem Grundwasserdargebot zu rechnen In einzelnen Grundwasserkörpern kann die Bilanz negativ werden

40 Einfluss des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt Schlussbemerkungen Berechnung zum Einfluss des Klimawandels auf das Grundwasser sind notwendig und sinnvoll Einsatz verschiedener Klimamodelle ist notwendig, um mögliche Ausprägungen und Modellunterschiede zu untersuchen Unsicherheiten regionaler Klimamodelle sind zu betrachten Statistisch belastbare Anzahl von Rechenläufen pro Modell und Szenario notwendig Zur Zeit sind keine belastbaren Aussagen möglich Trendaussagen und Extremwertabschätzungen hingegen schon

41 Weitere Informationen des LBEG: Kartenserver des LBEG Thema Klima : Homepage des LBEG Boden & Grundwasser Klimawandel: e_id=89975&_psmand=4 Geoberichte 20: Klimawandel und Bodenwasserhaushalt (2012) Geoberichte 18: Klimafolgenmanagement in der Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen (2011) Geoberichte 16: Einfluss des Klimas und der Landnutzung auf die Grundwasserneubildung im nördlichen Deistervorland ( ) Geoberichte 13: Auswirkungen des Klimawandels auf die potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Nordost-Niedersachsens Geoberichte 12: Mögliche Auswirkungen einer Klimaänderung auf die Grundwasserneubildung in Niedersachsen Klimafolgenmanagement für die Region Hannover-Braunschweig-Göttingen- Wolfsburg:

42 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Foto: H. Röhm

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