Auswirkungen des Klimawandels auf die
Werbung
Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, 21.06.2007 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 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 1 / 35 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) http://www.ipcc.ch/ 1. UN-Klimabericht 1990 2. UN-Klimabericht 1995 3. UN-Klimabericht 2001 4. UN-Klimabericht 2007 • 02.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 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 2 / 35 GLOBALE ERWÄRMUNG: Ursachen mit/ohne anthropogene Treibhausgase mit ohne mit ohne 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 3 / 35 Die Treibhausgas-Konzentration steigt! CO2 CO2 CH4 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 4 / 35 Anteile der Emissionen an der Globalen Erwärmung 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 5 / 35 Klimawandel 1970-2004: Temperatur, Physik, Biologie 4. UN-Klimabericht 2007: http://www.ipcc.ch/SPM6avr07.pdf 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 6 / 35 Niederschlag: Jahressumme 1951-2003 Beobachtungen: Beobachtungen: •Ungleichverteilung •Ungleichverteilung verstärkt verstärktsich sich •Weniger Dauer-, •Weniger Dauer-, mehr mehrStarkregen Starkregen •Weniger •Wenigerim imSommer, Sommer, mehr im Winter mehr im Winter Mittel [mm] Trend 1951-2003 Trend [mm] Datenbasis: 1693 DWD-Stationen; Modellierung und Rechnung: Gerstengarbe & Werner 2005 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 7 / 35 Hitzewelle und Dürre, Europa 2003 Maisfeld in Ostdeutschland Sommer 2003 Der Rhein, bei Düsseldorf © AP 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 8 / 35 Statistik Sommertemperaturen: Messung - Modell Sommer Schweiz 1864-2003 Schär et al. Nature 2004 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 9 / 35 Anstieg der Globalen Oberfflächentemperatur 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 10 / 35 IPCC AR4: Temperatur-Projektionen 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 11 / 35 Trockenperioden im A1B-Szenario Ensemble-Projektionen für 2080-2099 IPCC, 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 12 / 35 Weltweite Veränderungen des Niederschlags Winter 21.06.2007 – H.d.Natur Sommer www.pik-potsdam.de/~stock 13 / 35 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, 21.06.2007 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 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 14 / 35 Klimawandel ⇒ Niederschlag ⇒ Wasserbilanz IPCC Report 2001 Globales Szenario Niederschlag Regionalisierung global ? lokal Niederschlag 2050 T ~250 km >| |< GCM Klimamodell ~18 km Regionale Regionale Klimamodelle: Klimamodelle: STAR STAR(PIK) (PIK) WETTREG WETTREG(CEC) (CEC) REMO (MPIM) REMO (MPIM) Klimadaten Hydrologie Landnutzung Die DieModelle Modellefür‘s für‘sKlima Klimawerden werden mit anderen Modellen für mit anderen Modellen für Abflüsse, Abflüsse,Wasserhaushalt Wasserhaushaltund und Landnutzung gekoppelt. Landnutzung gekoppelt. 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock Böden/ Geologie Infrastruktur 15 / 35 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 2055 +1.4 K Jahresmitteltemperaturen [°C] mm 13 Beobachteter Zeitraum Szenario-Zeitraum 12 11 10 9 8 7 Gemessene Szenario-Varianten 6 Temperatur Temperaturtrend 5 4 1950 1970 1990 2010 2030 2050 21.06.2007 – H.d.Natur °C 600 12 500 10 400 8 300 555 508 8.7 10 6 200 4 100 2 0 0 www.pik-potsdam.de/~stock Niederschlag Temperatur Basisszenario Erwärmungsszenario 16 / 35 Klimaänderung in Brandenburg bis 2050 Jahresmitteltemperatur 2046/2055 – 1951/2003 Jährlichen Niederschlagssumme 2046/2055 – 1951/2003 Differenz [mm] Differenz [K] Modell STAR, PIK 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 17 / 35 Änderung der Niederschlagssumme Winter/Sommer Sommerhalbjahr 2046/2055 – 1951/2003 Winterhalbjahr 2046/2055 – 1951/2003 Differenz [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 18 / 35 Jährliche Wasserbilanz Basisszenarium 1951/2003 Änderung 2046/2055 Differenz [mm] Mittelwert [mm] Modell STAR, PIK 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 19 / 35 Sommerliche Wasserbilanz Basisszenarium 1951/2003 Änderung 2046/2055 Mittelwert [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 20 / 35 Winterliche Wasserbilanz Änderung 2046/2055 Basisszenarium 1951/2003 Mittelwert [mm] Differenz [mm] Modell STAR, PIK 2007 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 21 / 35 Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung - 40 % 21.06.2007 – H.d.Natur •Temperatur (+) & Strahlung (+) •Niederschlag (-) & Abflüsse (+) ⇒ Verdunstung (+ +) ⇒ Sickerwasserbildung (- -) ⇒ Grundwasserneubildung (- - -) www.pik-potsdam.de/~stock 22 / 35 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, 21.06.2007 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 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 23 / 35 Melioration: Tausende km Entwässerungsgräben in Brandenburg König Friedrich II im Oderbruch 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 24 / 35 Klimawandel: Wasser- und Stickstofffluss unter Wald Versickerung Stickstoffaustrag Prozentuale Änderung Klima- zu Basisszenario an den ÖWK-Flächen, (Mittel der Wuchsbezirke) 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 25 / 35 Brandenburg – Grundwasserneubildung - Wald Basisszenario Bewirtschaftung 442 ohne 116 442 schwach 115 441 mittel 117 433 stark Erwärmungsszenario Langjährige Mittelwerte der aktuellen Evapo-transpiration und der Grundwasserneubildung über 50 Jahre für die ÖWK-Standorte in Brandenburg 124 447 ohne 65 446 schwach 66 446 mittel 66 439 stark 71 0 100 Aktuelle Evapotranspiration 21.06.2007 – H.d.Natur 200 300 400 Grundwasserneubildung 500 (mm) www.pik-potsdam.de/~stock 26 / 35 Szenarienwirkungen: Wasserverfügbarkeit in Spree-Havel LMBV, Flutung Geiseltalsee 2003 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 27 / 35 Szenarienwirkungen: Wasserverfügbarkeit in Spree-Havel WBALMO 400 Wassernutzer 14 Speicher 170 lokale Bilanzen 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 28 / 35 GLOWA-Elbe: Forschungsschwerpunkt nachhaltige Wasserwirtschaft (Pegel Große Tränke, Berlin-Zufluss der Spree, Juli-Werte) Durch eine angepasste Steuerung kann auch unter Szenarienbedingungen das Ziel von 8m3/s gehalten werden 9.0 8.0 D urchfluss [m 3 /s] Ziel: 8m37.0 /s 6.0 5.0 Ohne weitere 4.0 Maßnahmen kann unter Szenarienbedingungen das Ziel von 8m3/s nicht gehalten werden 3.0 2.0 1.0 0.0 03-07 08-12 13-17 18-22 23-27 28-32 33-37 38-42 43-47 48-52 5-Jahres-Perioden (2003 -33-37 2052) 38-42 43-47 48-52 03-07 08-12 13-17 18-22 23-27 28-32 Talsperre Spremberg Perioden (Kaltofen et al. 2004) Tagebauwassereinleitung minus Infiltrationsverluste Basis_stabil Basis_wandel OderBln_wandel Bedarf Überleitungsmenge Talsperren Bautzen/ Quitzdorf Speicher Lohsa II/ Bärwalde Cottbuser See 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 29 / 35 GLOWA-Elbe: Forschungsschwerpunkt Wasserqualität (Einfluss der Vegetation in Feucht- und Auengebieten) Nitratkonzentration im Vorfluter (Pegel Babelsberg) 2.5 0 0.5 1.5 1 1 1.5 0.5 2 0 1/1/93 Differenz [mg/l] [mg/l] 2 2.5 7/1/93 1/1/94 7/1/94 1/1/95 7/1/95 Mit Aufnahme in Feuchtgebieten with uptake in riparian zones Ohne Aufnahme in Feuchtgebieten without uptake in riparian zones uptake by plants Zusätzliche Pflanzenaufnahme 1/1/96 7/1/96 1/1/97 7/1/97 1/1/98 Hattermann (2005): Integrated Modelling of Global Change Impacts in the German Elbe River Basin, Doktorarbeit, Universität Potsdam. Differenz 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 30 / 35 Konferenz Klimawandel und Gewässerschutz in Brandenburg Potsdam, Haus der Natur, 21.06.2007 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 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 31 / 35 Verwundbarkeit und Anpassungspotenziale Globaler Wandel Sozialer Wandel Klimawandel Treibhausgasemissionen Sensitivität Belastungen Anpassungspotenzial •Niederschlagsrückgang •Erhöhte Starkniederschläge •Landnutzungsmanagement •Risikomanagement •hoher Wasserbedarf •Erosionsanfälligkeit potenzielle Auswirkungen •Wachsende Dürreschäden •Erhöhte Flut- & Erosionsschäden Der Klimawandel ist eher ein Management- denn ein Prognoseproblem Gesellschaft Interaktion Verwundbarkeit Wahrnehmung Umwelt 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 32 / 35 Berlin-Brandenburg: Innovationslabor für Vermeidung & Anpassung 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 33 / 35 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) 21.06.2007 – H.d.Natur www.pik-potsdam.de/~stock 34 / 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, 2006 € 7,90 21.06.2007 – H.d.Natur Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! www.pik-potsdam.de/~stock 35 / 35
