Klimaänderungsszenarien und Vulnerabilität

Klimaänderungsszenarien
und Vulnerabilität
Aktivitätsfelder Gesundheit, Natürliche Ökosysteme und
Biodiversität, Verkehrsinfrastruktur, Energie, Bauen und Wohnen
KLIMAÄNDERUNGSSZENARIEN UND
VULNERABILITÄT
Aktivitätsfelder Gesundheit, Natürliche
Ökosysteme und Biodiversität,
Verkehrsinfrastruktur, Energie, Bauen und Wohnen
Maria Balas
Franz Essl
Astrid Felderer
Herbert Formayer
Andrea Prutsch
Maria Uhl
Wien, Dezember 2010
Projektleitung
Maria Balas, Umweltbundesamt
AutorInnen
Maria Balas, Umweltbundesamt
Maria Uhl, Umweltbundesamt
Franz Essl, Umweltbundesamt
Astrid Felderer, Umweltbundesamt,
Andrea Prutsch, Umweltbundesamt
Herbert Formayer, Universität für Bodenkultur, Institut für Meteorologie (Ergebnisse regionaler Klimaszenarien für Österreich)
Übersetzung
Sabine McCallum, Umweltbundesamt
Lektorat
Maria Deweis, Umweltbundesamt
Satz/Layout
Ute Kutschera, Umweltbundesamt
Umschlagbild
© fotofürst
Diese Studie wurde im Auftrag des Klima- und Energiefonds erstellt.
Weitere Informationen zu Umweltbundesamt-Publikationen unter: http://www.umweltbundesamt.at/
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Inhalt
INHALT
ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................5
SUMMARY ............................................................................................9
1
EINLEITUNG ......................................................................................13
2
ALLGEMEINES ZUR
VULNERABILITÄTSABSCHÄTZUNG...........................................14
2.1
Einleitung .............................................................................................14
2.2
Der Begriff Vulnerabilität und seine Komponenten ........................15
2.3
Methodik...............................................................................................16
3
ERGEBNISSE ....................................................................................17
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
Aktivitätsfeld Gesundheit ...................................................................17
Einleitung...............................................................................................17
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Gesundheit ...................18
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Gesundheit................19
3.2
3.2.1
3.2.2
Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität ................46
Einleitung...............................................................................................46
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Natürliche
Ökosysteme und Biodiversität...............................................................48
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Natürliche
Ökosysteme und Biodiversität...............................................................49
3.2.3
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur ..................................................61
Einleitung...............................................................................................61
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld
Verkehrsinfrastruktur .............................................................................63
Vulnerabilitätsabschätzung des Sektors Verkehrsinfrastruktur ............64
Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen .....................................................73
Einleitung...............................................................................................73
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Bauen und
Wohnen .................................................................................................75
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Bauen und
Wohnen .................................................................................................75
3.5
3.5.1
3.5.2
Aktivitätsfeld Energie .........................................................................83
Einleitung...............................................................................................83
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Energie ......................86
4
LITERATURVERZEICHNIS .............................................................93
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
3
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Zusammenfassung
ZUSAMMENFASSUNG
Der Klimawandel stellt global die wohl größte umweltpolitische Herausforderung
des 21. Jahrhunderts dar. Wissenschaftlicher Konsens besteht darüber, dass
die Klimaänderung nicht mehr verhindert, sondern nur in ihren Auswirkungen
gemildert werden kann. In den kommenden Jahrzehnten werden – trotz aller
Anstrengungen und Erfolge im Klimaschutz – zahlreiche Anpassungsmaßnahmen notwendig werden, was Gesellschaft und Wirtschaft vor neue Herausforderungen stellt.
Anpassung an den
Klimawandel ist
notwendig
Die Notwendigkeit sich an die Klimaänderungen anzupassen wurde bereits erkannt – sowohl international als auch in Österreich. Daher wurde 2007 mit den
Arbeiten zu einer nationalen Anpassungsstrategie an den Klimawandel begonnen. Diese wird unter Einbindung aller Stakeholder erstellt und ist auch im aktuellen Regierungsprogramm vorgesehen (REPUBLIK ÖSTERREICH 2008). Ihre
Aufgabe ist es, nachteilige Auswirkungen des Klimawandels auf Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft zu vermeiden und Chancen zu nutzen.
nationale
Anpassungsstrategie
Zur Bewältigung der Folgen des Klimawandels ist es notwendig, die Verletzlichkeit einzelner Aktivitätsfelder zu erkennen. Aussagen zur Vulnerabilität liefern
eine wesentliche Grundlage für Bedarf, Art, Umfang und Dringlichkeit von Anpassungsmaßnahmen.
Vulnerabilität ist
wichtige
Planungsgrundlage
Der vorliegende Bericht fasst das bestehende Wissen zur Vulnerabilität für die
Aktivitätsfelder Gesundheit, Natürliche Ökosysteme und Biodiversität, Verkehrsinfrastruktur, Bauen und Wohnen sowie Energie zusammen.
Aktivitätsfeld Gesundheit
Mögliche negative Auswirkungen des Klimawandels auf das Aktivitätsfeld Gesundheit umfassen sowohl direkte als auch indirekte Effekte. Bei den direkten
Wirkungen handelt es sich um unmittelbare Folgen auf den menschlichen Organismus, z. B. durch Hitzewellen oder extreme Wetterereignisse. Indirekte
Auswirkungen und Risiken treten durch veränderte Umweltbedingungen auf.
Dazu zählen verbesserte Lebensbedingungen für Überträger von Krankheitserregern, die mögliche Ausbreitung allergener Pflanzen und Tiere sowie die Beeinträchtigung von Lebensmitteln und Trinkwasser.
direkte und indirekte
Effekte auf die
Gesundheit
Als wichtigste direkte Belastung des menschlichen Organismus sind Hitzewellen, insbesondere in urbanen Gebieten, anzusehen. Hiervon sind vor allem ältere Menschen und Personen mit geschwächtem Immunsystem sowie Kinder betroffen. Für diese Risikogruppen wird eine hohe Vulnerabilität angenommen.
Für alle weiteren Personen wird bei Inangriffnahme entsprechender Maßnahmen von einer mäßigen Vulnerabilität ausgegangen.
Gefahr durch
Hitzewellen
Die Wechselwirkung von Luftschadstoffen und Klimawandel ist vielfältig. Sommerliche Hochdruckwetterlagen können die Bildung von bodennahem Ozon begünstigen und Schleimhautreizungen sowie Erkrankungen der Atemwege verursachen. Es wird ohne entsprechende Schutzmaßnahmen von einer mäßigen
Vulnerabilität ausgegangen, für Risikogruppen wird eine hohe Vulnerabiltität
vermutet.
Luftschadstoffe
gefährden die
Gesundheit
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Zusammenfassung
Vektoren, allergene
Pflanzen und Tiere
breiten sich aus
Durch ansteigende Temperaturen verändern sich die Lebensbedingungen für
Krankheitsüberträger, sodass mit einer Zunahme von Infektionskrankheiten gerechnet werden muss. Im Bereich der vektorübertragenen Krankheiten bestehen noch große Wissensdefizite hinsichtlich der Zusammenhänge mit dem Klimawandel, eine hohe Vulnerabilität kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.
Die Kenntnisse über die potenzielle Ausbreitung allergener Pflanzen und Tiere
sind ebenfalls gering, daher ist die Vulnerabilität derzeit nicht verlässlich einschätzbar.
Lebensmittelsicherheit und
Trinkwasserqualität
Der Klimawandel kann auch die Lebensmittelsicherheit beeinflussen – z. B.
durch das Wachstum von Mikroorganismen in Nahrungsmitteln. Auswirkungen
auf die mikrobiologische und chemische Qualität des Trinkwassers sowie die
Verfügbarkeit von Trinkwasserressourcen können ebenso auftreten. Für Österreich wird aufgrund der hohen Standards sowohl in der Lebensmittelverarbeitung als auch in der Wasserqualität und -versorgung derzeit von einer geringen
Vulnerabilität ausgegangen.
Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität
Verschiebung von
Arealgrenzen
Dieses Aktivitätsfeld wird seit Langem von zahlreichen Faktoren wie Flächenverbrauch, intensive Nutzung land- und forstwirtschaftlichen Flächen, Veränderungen des Wasserhaushalts usw. gefährdet. Der Klimawandel stellt einen zusätzlichen Faktor dar, der das Anpassungspotenzial vieler biologischer Systeme
und Arten übersteigen kann. Auswirkungen des Klimawandels sind die bereits
heute erkennbaren und weiter zu erwartenden Verschiebungen von Arealgrenzen nach Norden und in höhere Lagen sowie Veränderungen in der Phänologie
von Pflanzen und im Verhalten von Tieren.
Rote Liste-Arten
sind hoch
vulnerabel
Arten mit eingeschränkter Migrationsfähigkeit sowie solche, die durch geografische Hindernisse oder fehlende Biotopvernetzung eingeschränkt sind, sind
langfristig vom Aussterben bedroht. Als hoch vulnerabel gelten insbesondere
Rote-Liste-Arten, Arten mit geringer Standorttoleranz sowie kälte- und feuchtigkeitsliebende Arten.
Lebensgemeinschaften verändern sich
Die Verschiebung der Arealgrenzen wird die Anzahl der Arten und die Artenzusammensetzung in Lebensgemeinschaften und Biotopen verändern. Insbesondere Feuchtgebiete, aber auch montane Stauden-, Fels- und Steinfluren sind
als hoch vulnerabel einzuschätzen. Auch der Alpenraum ist durch die Vielzahl
an endemischen Pflanzen und Tieren sowie klimatische Sonderstandorte besonders betroffen.
Generalisten werden vom Klimawandel profitieren, während heimische Arten
durch die Zuwanderung wärmeliebender Arten einer neuen Konkurrenzsituation
ausgesetzt sind.
Aktivitätsfeld ist
hoch vulnerabel
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Grundsätzlich wird davon ausgegangen, das Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität eine hohe Vulnerabilität aufweist, die auch durch die Inangriffnahme geeigneter Maßnahmen für eine erhebliche Anzahl von Arten und
Ökosystemen nur in geringem bis mittleren Ausmaß reduziert werden kann.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Zusammenfassung
Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur
Die Verkehrsinfrastruktur ist für die Gesellschaft und Wirtschaft eines Landes von
grundlegender Bedeutung. Insbesondere extreme Wetterereignisse wie Starkregen, Hochwasser, Stürme, Eis, Hitzewellen etc. können Schäden an der verkehrsrelevanten Infrastruktur verursachen, die von Beschädigungen bis hin zur
vollständigen Zerstörung führen können: Hitzebedingte Materialschäden, das
erhöhte Ausfallrisiko von elektronischen Anlagen, aber auch eine verminderte
Konzentrationsfähigkeit der VerkehrsteilnehmerInnen können die Verkehrssicherheit beeinträchtigen. Eine Zunahme von Starkregenereignissen kann Straßen
und Bahntrassen unterspülen und Hangrutschungen verursachen. Das Risiko
von Überschwemmungen erhöht sich, eine Überlastung von Drainagesystemen
kann auftreten. Durch Stürme können elektrische Anlagen zerstört werden bzw.
Behinderungen durch umgestürzte Bäume auftreten. In welchem Ausmaß sich
Extremereignisse häufen, ist derzeit noch mit Unsicherheiten behaftet.
Ein vorübergehender Ausfall von Verkehrsverbindungen kann enorme Auswirkungen auf die regionale Wirtschaft, aber auch auf die Gesundheitsversorgung
mit sich bringen. Insbesondere für einzelne Alpentäler und Regionen wird eine
hohe Vulnerabilität angenommen. Da die Fragestellungen erst seit kurzem sowohl in der Forschung als auch in der Praxis thematisiert werden, bestehen
noch enorme Wissensdefizite. Generell wird die Vulnerabilität von Teilen der
Verkehrsinfrastruktur als hoch eingestuft, bei einem angepassten Neubau können negative Auswirkungen überwiegend vermieden werden.
viele
Gefahrenquellen
bedrohen Verkehrsinfrastruktur
Wirtschaft und
Gesundheitsversorgung sind betroffen
Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen
Dieses Aktivitätsfeld wird durch den Klimawandel mit veränderten Ansprüchen
an Planung, Errichtung, Bewirtschaftung und Nutzung von Gebäuden konfrontiert. Eine Zunahme von sommerlicher Hitzebelastung führt zu ungünstigerem
Raum- und Wohnklima und damit zu gesundheitlichen Belastungen. Insbesondere in urbanen Gebieten wird der Kühlbedarf zur Reduktion der Raumtemperatur enorm steigen.
Aussagen bezüglich einer Zunahme kleinräumiger Überflutungen und großräumiger Hochwässer sind derzeit nicht gesichert möglich. Aufgrund der starken
Verbauung in Überflutungszonen, aber auch aufgrund der nicht angepassten
Bautechnik und der Nutzungen sind Siedlungsgebiete in diesen Bereichen als
hoch vulnerabel einzuschätzen. Die Dimensionierung von gebäude- und siedlungsbezogenen Regenentwässerungs- sowie Abwasserentsorgungssystemen
kann sich als nicht ausreichend erweisen.
Hitzebelastung
beeinträchtigt
Wohnklima
Siedlungsgebiete in
Überflutungszonen
hoch vulnerabel
Speziell in alpinen Regionen können extreme Wetterereignisse sowie das Auftauen von Permafrostböden vermehrt zu Massenbewegungen führen und Gebäude beschädigen bzw. zerstören.
Je nach Lage, Gebäudetyp, Gebäudeausstattung und Nutzung ist die Vulnerabilität unterschiedlich, eine einheitliche Einstufung ist meist nicht möglich. Beim
Neubau sind Anpassungsmaßnahmen relativ einfach durchzuführen, hier ist
von einer geringen Vulnerabilität auszugehen. Der Gebäudebestand ist überwiegend als hoch vulnerabel einzustufen, da Maßnahmen nur mit erheblichem
baulichem und finanziellem Aufwand verbunden sind.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Neubau ist gering,
Gebäudebestand
hoch vulnerabel
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Zusammenfassung
Abstimmung mit der
Raumordnung ist
nötig
Für das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen ist eine enge Abstimmung mit der
Raumordnung nötig. Die Vulnerabilität kann durch entsprechende Vorgaben in
der Flächenwidmung und in den Bebauungsplänen mit objektbezogenen
Sicherheitsvorschriften verringert werden.
Aktivitätsfeld Energie
Für das Aktivitätsfeld Energie werden vor allem Auswirkungen auf die Stromproduktion und -versorgung, die Energienachfrage für Heizen und Kühlen und
die Biomasse-Bereitstellung erwartet.
Heizenergiebedarf
sinkt,
Kühlenergiebedarf
steigt
Es wird angenommen, dass sich bis zur Mitte des Jahrhunderts der Heizenergiebedarf aufgrund höherer Durchschnittstemperaturen im Winter und durch effizientere Bauweisen und thermische Sanierungsmaßnahmen reduzieren wird.
Demgegenüber wird der Kühlenergiebedarf deutlich zunehmen und zu neuen
Lastspitzen im Sommer insbesondere bei Hitzewellen führen.
Während Hitzeperioden kann die Produktionskapazität von thermischen Kraftwerken durch ein vermindertes Kühlwasserangebot und einen verringerten Wirkungsgrad negativ beeinflusst werden.
Einfluss auf die
Leistung von
Kaftwerken
Das Produktionspotenzial von Wasserkraftwerken kann durch lang anhaltende
Niederwasserstände v. a. während sommerlicher Trockenperioden gefährdet
sein. Die Leistung der Laufkraftwerke dürfte im Winter zunehmen, im Sommer
wird sich die Produktion voraussichtlich verringern. Die Vulnerabilität wird nach
derzeitigem Wissen als nicht zuverlässig einschätzbar gewertet.
Speicherkraftwerke werden insbesondere in Zeiten der Spitzenstromnachfrage
kurzfristig an Bedeutung gewinnen. Sie gelten derzeit als wenig bis nicht vulnerabel. Alpine, durch Gletscher gespeiste Speicherkraftwerke müssen aufgrund
schrumpfender Eiskörper und dadurch rückläufiger Abflüsse spätestens ab
2050 mit sinkendem Wasserangebot rechnen.
Biomasseproduktion ist hoch
vulnerabel
Erneuerbare Energieträger gewinnen zunehmend an Bedeutung. Deren Effizienz wird vor allem vom Wetter und Klima bestimmt und durch die Klimavariabilität und Extremereignisse beeinflusst. Insbesondere die forstliche Biomasseproduktion wird regional als hoch vulnerabel eingestuft.
Aus heutiger Sicht sind keine eindeutigen Aussagen zu treffen, wie sich der zukünftige Energiemix, der Energieverbrauch, die Produktion etc. verändern werden. Dies erschwert es zum jetzigen Zeitpunkt, eindeutige Aussagen zur Vulnerabilität zu machen. Es ist notwendig die Veränderungen hinsichtlich der Klimasensitivität laufend zu überprüfen.
beträchtliche
Wissensdefizite und
Forschungsbedarf
8
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Folgen des Klimawandels außerordentlich komplex sind und eine Vielzahl von Bereichen betreffen. Die vorliegende
Einschätzung macht ebenfalls deutlich, dass zahlreiche Wechselwirkungen auftreten können, die je nach Aktivitätsfeld und Region sehr differenziert wirken
können. Es sind noch beträchtliche Wissensdefizite und Forschungsbedarf zur
Vulnerabilität insbesondere auf regionaler Ebene vorhanden.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Summary
SUMMARY
Climate change likely poses the greatest global environmental challenge of the
21st century. There is scientific consensus that climate change cannot be prevented any more, but only alleviated in its effects. In the coming decades – despite all efforts and achievements in climate change mitigation – many adaptation measures will be necessary to take confronting society and economy with
new challenges.
The need to adapt to climate change has been recognized - both internationally
and in Austria. Hence, work started in 2007 to elaborate a national adaptation
strategy to climate change (NAS) with the involvement of all relevant stakeholders. The preparation of a NAS is also provided in the current government program (REPUBLIK ÖSTERREICH 2008). The strategy´s core objective is to avoid
adverse effects of climate change on environment, society and economy and to
exploit opportunities.
National Adaptation
Strategy
In order to cope with the consequences of climate change it is imperative to
recognize the vulnerabilities of individual activity areas. Information about the
current vulnerability provides an important basis for the need, nature, extent and
urgency of adaptation measures.
vulnerability as
important planning
basis
This report summarizes existing knowledge on vulnerability for the activity areas
of health, natural ecosystems and biodiversity, transport infrastructure, housing
and construction and energy.
Activity area health
Potential adverse effects of climate change on human health include both direct
and indirect effects. Direct effects concern impacts on the human organism, for
example in consequence of heat waves or extreme weather events. Indirect effects and risks are caused by environmental changes. These include improved
living conditions for vectors of disease pathogens, the possible geographical extension of allergenic plants and animals and influences on food and drinking water.
direct and indirect
impacts on human
health
Heat waves can be considered to have the most important direct impact on human organisms, especially in urban areas. In particular the elderly and people
with a weakened immune system and children are at risk. For these groups a
high vulnerability is assumed. For all other persons a moderate vulnerability can
be stated when taking appropriate measures.
risk of heat waves
The interactions of air pollutants and climate change are numerous. High pressure weather conditions in the summer can increase ground-level ozone causing mucous membrane irritation and respiratory problems. Without taking any
measures a moderate vulnerability is assumed, for risk groups a high vulnerability can be rated.
air pollutants
threaten human
health
Due to projected rising temperatures the living conditions for disease vectors
are changing, hence an increase of infectious diseases must be expected. In the
field of vector-borne diseases major knowledge gaps with regard to effects of
climate change still exist. Neverthelss, a high vulnerability cannot be ruled out.
vectors, allergenic
plants and animals
dispread
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Summary
Knowledge of potential geographical extension of allergenic plants and animals
is also sparse, thus the current vulnerability cannot be estimated reliably yet.
food safety and
drinking water
Climate change may also affect food security – for example, by growth of microorganisms in food. Impacts on the microbiological and chemical quality of
drinking water and the availability of drinking water resources may occur as
well. Due to high standards both in food processing and in water quality and
supply currently a low vulnerability can be assumed for Austria.
Activity area natural ecosystems and biodiversity
This area of activity has long been compromised by many factors such as land
use, intensive use of agricultural and forest land, changes in water balance.
Climate Change poses an additional stressor that can go beyond the adaptative
capacity of many biological systems and species. Climate change impacts such
as shifts of area boundaries to the north and to higher altitudes and changes in
the phenology of plant and in animal behavior are already visible and will likely
increase.
Red List species are
highly vulnerable
Species with reduced ability to migrate and those that are restricted by geographical barriers or lack of habitat networks are threatened by long-term extinction. In particular red-listed species, species with low site tolerance and species that prefer cold and moist habitats are expected to be highly vulnerable.
life communities are
changing
The shift of site boundaries will change the number of species and species
composition in communities and habitats. Especially wetlands, but also montane perennial, rock and stone corridors are estimated to be highly vulnerable.
Furthermore, the Alpine region will be particularly affected with its large amount
of endemic plants and animals and sites with specific climatic conditions.
Generalists will benefit from climate change, while native species will be exposed to a new competitive situation with the invasion of thermophilic species.
activity area is
highly vulnerable
Basically it is assumed, that the activity area of natural ecosystems and biodiversity bears a high vulnerability, which for a considerable number of species
and ecosystems can only be lowered to small or medium scale through appropriate adaptation measures.
Activity area transport infrastructure
Transport infrastructure is of fundamental importance for the society and economy of a country. In particular, extreme weather events like torrential rain,
floods, storms, ice, heat waves, etc. can impact transport-related infrastructure
ranging from damage to complete destruction: Heat-related material damage,
the increased risk of failure of electronic equipment, but also poor concentration
of road users can affect traffic safety. An increase of heavy rain events can
erode roads and railway lines and cause landslides. The risk of flooding increases and drainage systems can be overburdened. Storms can destroy electrical equipment and fallen trees may cause obstruction of traffic. The extent, to
which extreme events are more prevalent, is still afflicted with uncertainty.
10
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Summary
A temporary loss of transport connections can significantly impact regional
economy, but also health care. In particular, for individual alpine valleys and regions a high vulnerability is assumed. Since related questions are considered
only recently in research and in practice, there are still significant knowledge
gaps. In general, the vulnerability of parts of the transport infrastructure is considered as high; with “climate proofed” new construction problems can be largely avoided though.
economy and health
care are affected
Activity area building and housing
This activity area will be confronted by climate change with changing demands
in the design, construction, management and use of buildings. An increase in
summer heat stress leads to unfavorable indoor climate and living comfort and
thus health risks. Especially in urban areas the demand for cooling to lower
room temperatures is expected to increase significantly.
heat stress affects
indoor climate
An increasing risk of small-and large-scale flooding is currently not precisely to
project. Residential areas located in flood zones, in combination with improper
building technique and land use, are assessed as highly vulnerable. Further, the
dimensions of building and settlement-related rain and sewer drainage systems
may prove inadequate.
settlements in flood
zones are highly
vulnerable
Especially in the Alpine region, extreme weather events as well as the thawing
of permafrost soils may cause an increase in landslides with a high potential to
damage or destroy buildings.
Depending on the location, type of building, building equipment and occupancy
vulnerability is different; a uniform classification is usually not possible. For new
buildings adaptation measures can be taken relatively easy, thus a low vulnerability can be stated. The building stock is predominantly classified as highly vulnerable, as measures are associated with significant structural and financial
burden.
new buildings show
a low, building stock
a high vulnerability
For the activity area building and housing a close coordination with spatial planning is necessary. The overall vulnerability can be reduced by appropriate provisions in the zoning and development plans with project-specific safety regulations.
coordination with
spatial planning is
necessary
Activity area energy
In this area of activity impacts on power production and supply, energy demand
for heating and cooling and biomass supply can be expected.
It can be assumed that by mid-century the energy demand for heating will decrease due to higher average temperatures in winter and through more efficient
building techniques and thermal rehabilitation measures. In contrast, the energy
demand for cooling will increase significantly and lead to load peaks in the
summer especially in periods of heat waves.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
energy demand for
heating decreases,
energy demand for
cooling rises
impact on the
performance of
power plants
11
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Summary
During heat waves, the productive capacity of thermal power plants may be influenced adversely by reduced cooling water supply and power efficiency.
energy demand for
heating decreases,
energy demand for
cooling rises
The production potential of hydropower plants can be at risk through prolonged
low water levels in particular during summer droughts. The performance of runof-river plants should improve in winter, whereas a reduction can be anticipated
in summer. Still, according to current knowledge, a vulnerability estimate must
be valued as unreliable.
Storage power plants will in the short term gain in importance especially during
periods of peak electricity demand. They are currently considered as low or not
vulnerable. Alpine, glacier-fed storage power plants must expect decreases in
water availability by 2050 due to shrinking ice bodies and thus reduced runoff.
biomass production
is highly vulnerable
Renewable energy sources are becoming increasingly important. Their efficiency is determined primarily by weather and climate and influenced by climate variability and extreme events. In particular, regional forest biomass production is
estimated as highly vulnerable.
significant
knowledge gaps and
research needs
From today's perspective, there are no meaningful conclusions to be made how
the energy mix, energy consumption, production, etc. will change in the future.
This impedes at the current stage clear statements about the given vulnerability.
It will be imperative to continually monitor changes with regard to climate sensitivity.
In summary it appears that consequences of climate change are extremely
complex and involve a variety of areas. This assessment also points out that
many interactions can occur, which take different effects depending on the area
of activity and region. There are still significant knowledge gaps and research
needs for vulnerability, particularly at regional level.
12
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Einleitung
1
EINLEITUNG
Im 4. Sachstandsbericht der IPPC wurden erstmals für Europa weitreichende
Auswirkungen durch Veränderung des derzeit herrschenden Klimas dokumentiert (IPPC 2007). Darin werden für nahezu alle Regionen Europas Beeinträchtigungen beschrieben, die für Gesellschaft und Wirtschaft neue Herausforderungen darstellen. Die Notwendigkeit sich an diese Klimaänderungen anzupassen
wurde bereits erkannt – sowohl international als auch in Österreich. Forschungsarbeiten wie z. B. die „Ist-Stand-Erhebung zur Anpassung an den Klimawandel
in Österreich― (GINGRICH et al. 2008) machen deutlich, dass die zu erwartenden
Auswirkungen auf Österreich eine umfassende Anpassungsstrategie erfordern.
Anpassung an den
Klimawandel ist
notwendig
In Österreich wird seit September 2007 unter Federführung des Lebensministeriums an der Erstellung der Nationalen Anpassungsstrategie an den Klimawandel gearbeitet. Diese wird unter Einbindung aller Stakeholder und unter Berücksichtigung internationaler Beispiele erstellt und ist auch im aktuellen Regierungsprogramm 2008–2013 für die XXIV. Gesetzgebungsperiode vorgesehen
(REPUBLIK ÖSTERREICH 2008).
Mit der Ausarbeitung der Nationalen Anpassungsstrategie wird das Ziel verfolgt,
die Anpassungsfähigkeit der österreichischen Gesellschaft und der natürlichen
Lebensräume gegenüber den Folgen des Klimawandels zu erhöhen bzw. negative Auswirkungen zu vermindern. Die Nationale Anpassungsstrategie soll dafür den
nötigen bundesweiten Orientierungsrahmen schaffen. Bereits gesetzte Aktivitäten
sollen integrativ gebündelt werden. Bei der Erarbeitung der notwendigen Anpassungsmaßnahmen wird darauf geachtet, Synergien zu nutzen, vorausschauend
zu denken und zu handeln sowie Anpassungsaktivitäten zu vermeiden, die etwa
den Zielen des Klima- oder Umweltschutzes entgegenstehen. Eine wichtige
Aufgabe der Anpassungsstrategie besteht darin, spontane Fehlanpassung zu
vermeiden. Darunter fallen jene Maßnahmen, die höchstens kurzfristig erfolgversprechend erscheinen, sich jedoch langfristig als kontraproduktiv erweisen.
Ziele der Nationalen
Anpassungsstrategie
Da die Folgen des Klimawandels auf viele Handlungsbereiche wirken, weisen
Anpassungsstrategien eine hohe Komplexität auf unterschiedlichen Ebenen
auf: von Einzelpersonen (z. B. HausbesitzerInnen in hochwassergefährdeten
Gebieten) über Wirtschaftsbetriebe bis hin zu den öffentlichen Verwaltungseinrichtungen mit jeweils unterschiedlichen Verantwortungsbereichen.
Um die erwarteten Auswirkungen des Klimawandels bewältigen zu können, ist
ausreichendes Wissen über die Vulnerabilität eine wesentliche Voraussetzung.
Sie liefert eine wichtige Basis um Bedarf, Art, Umfang und Dringlichkeit von Anpassungsmaßnahmen einschätzen sowie Maßnahmen planen und priorisieren
zu können.
Vulnerabilität als
Planungsgrundlage
Im Rahmen dieses Berichtes wird eine Vulnerabilitätsabschätzung für die Aktivitätsfelder Gesundheit, Natürliche Ökosysteme/Biodiversität, Verkehrsinfrastruktur und Energie vorgenommen. Des Weiteren ist der bereits in der Studie „Identifikation von Handlungsempfehlungen zur Anpassung an den Klimawandel in
Österreich― (HAAS et al. 2008) enthaltene Bereich Bauen und Wohnen in überarbeiteter Form zu finden. Die Abschätzung für das Aktivitätsfeld Energie basiert überwiegend auf der Vulnerabilitätsabschätzung der Elektrizitätswirtschaft
und wurde um weitere Aspekte ergänzt und überarbeitet. Aufbauend auf den
Klimaszenarien für Österreich wurde vom Institut für Meteorologie der Universität für Bodenkultur für jedes Aktivitätsfeld eine Zusammenschau der relevanten
Klimaänderungsprozesse erstellt.
untersuchte
Aktivitätsfelder
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
13
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Allgemeines zur Vulnerabilitätsabschätzung
2
2.1
Kenntnisse zur
Vulnerabilität sind
notwendig
IPCC-Konzept der
Vulnerabilität
ALLGEMEINES ZUR
VULNERABILITÄTSABSCHÄTZUNG
Einleitung
Art, Ausmaß und räumliche Ausprägung von Klimawandelfolgen hängen stark
von der Vulnerabilität, d. h. von der Verletzlichkeit (Verwundbarkeit) einer Region, eines Systems oder eines Aktivitätsfeldes (z. B. Gesundheit, Energie) gegenüber Klimaänderungen, ab. Zur Bewältigung von erwarteten Klimawandelfolgen stellt ausreichendes Wissen über die Vulnerabilität daher eine essenzielle Voraussetzung dar, um Bedarf, Art, Umfang und Dringlichkeit von Anpassungsmaßnahmen einschätzen, Maßnahmen planen sowie die hierfür notwendige Allokation (finanzieller) Ressourcen priorisieren zu können.
Im Hinblick auf die Vermeidung, Abschwächung oder Bewältigung von nachteiligen Klimawandelfolgen rückte in den letzten Jahren das Konzept der Vulnerabilität zunehmend in das Zentrum der Klimafolgen- und Anpassungsforschung.
Das IPCC (2001, 2007) hat in den letzten beiden Sachstandsberichten den Fokus zunehmend von einem klimafolgenorientierten hin zu einem vulnerabilitätsorientierten Bewertungsansatz verlagert.
Das Konzept der Vulnerabilität wird in verschiedenen Disziplinen mit teils unterschiedlicher Bedeutung verwendet (Risikobewertung und -management, z. B.
von Katastrophenereignissen und Naturgefahren). Abhängig von Kontext und
Ziel sowie dem wissenschaftlichen Hintergrund haben sich unterschiedliche Definitionen und methodische Ansätze entwickelt (vgl. z. B. FÜSSEL & KLEIN 2002,
BROOKS 2003, FÜSSEL 2006). Derzeit gibt es im Bereich der Klimawandelfolgenforschung keine allgemein akzeptierte einheitliche Definition, die für alle Anwendungszwecke gleichermaßen geeignet wäre. Im Rahmen der vorliegenden
Studie wurde deshalb auf die am weitesten verbreitete Definition des IPCC
(2007) zurückgegriffen:
was bedeutet
Vulnerabilität?
Die Vulnerabilität (Verwundbarkeit) gibt an, inwieweit ein System für nachteilige Auswirkungen der Klimaänderungen (inklusive Klimaschwankungen und extreme) anfällig ist bzw. nicht fähig ist, diese zu bewältigen. Die Vulnerabilität
eines Systems leitet sich ab aus dem Charakter, der Größenordnung und der
Geschwindigkeit der Klimaänderung und -abweichung (Exposition) sowie aus
der Empfindlichkeit (Sensitivität) des betroffenen Systems und dessen Fähigkeit, sich den veränderten Bedingungen anzupassen (Anpassungskapazität).
Dieses allgemeine Konzept wurde in der internationalen Forschung und in zahlreichen praktischen Anwendungsbeispielen bereits erfolgreich operationalisiert
(ZEBISCH et al. 2005, METZGER & SCHRÖTER 2006). Trotz ähnlicher methodischer Elemente gibt es aber bisher kaum standardisierte Verfahren zur Bewertung der Vulnerabilität, die für den Zweck einer nationalen Anpassungsstrategie
ohne Weiteres übernommen werden könnten.
14
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Allgemeines zur Vulnerabilitätsabschätzung
2.2
Der Begriff Vulnerabilität und seine Komponenten
Die Vulnerabilität einer Region, eines (biophysikalischen oder sozioökonomischen) Systems oder eines Aktivitätsfeldes gegenüber unerwünschten
Auswirkungen von Klimaänderungen ist stark von der jeweiligen regionalen
Ausgangssituation abhängig und wird gemäß der Definition des IPCC überwiegend von den drei Komponenten der Exposition, der Sensitivität und der Anpassungskapazität bestimmt.
Die Exposition gibt an, wie weit das Mensch-Umwelt-System bestimmten Änderungen von Klimaparametern (z. B. Niederschlag, Temperatur etc.) ausgesetzt ist, d. h. sie ist ein Maß für die regionale Ausprägung (Stärke, Geschwindigkeit, Zeitpunkt erwarteter Änderungen etc.) globaler Klimaänderungen.
Komponenten der
Vulnerabilität
Die Sensitivität beschreibt, wie stark ein Mensch-Umwelt-System durch Klimaänderungen beeinflussbar bzw. veränderbar ist. Die Veränderung kann sowohl
positive als auch negative Auswirkungen mit sich bringen. Änderungen des
Systems können eine direkte (z. B. Änderung der Erntemengen durch veränderte klimatische Bedingungen) oder eine indirekte (z. B. Einkommensverluste für
landwirtschaftliche Betriebe durch geringere Ernteerträge) Folge von Klimaänderungen sein.
Die Verknüpfung von Exposition und Sensitivität erlaubt die Abschätzung potenzieller Auswirkungen des Klimawandels auf das betrachtete MenschUmwelt-System.
Die Anpassungskapazität ist ein Maß dafür, ob bzw. wie effektiv eine Region
die erwarteten Klimafolgen durch die Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen bewältigen, abschwächen oder auch zum Vorteil nutzen
kann (METZGER & SCHRÖTER 2006). Grundsätzlich ist die Anpassungskapazität
von vielen Faktoren abhängig. Das IPCC ermittelte 2001 folgende Bereiche, die
einen Einfluss auf die Anpassungskapazität ausüben können: ökonomische
Ressourcen, Technologie, Information und Bildung, Infrastruktur, institutionelle
Kapazitäten und Gleichberechtigung im Sinne einer faireren Verteilung zur Bewältigung von Ressourcendefiziten (MC CARTHY et al. 2001). Daraus ergeben
sich vielfältige Fragestellungen, die für die Abschätzung der Anpassungskapazität geklärt werden müssen, wie etwa der Grad der vorhandenen Ressourcen,
das Know-how im Bereich der Anpassungsmöglichkeiten oder auch der vorhandene Wille zu deren Umsetzung. Daraus lässt sich ableiten, dass die Ermittlung der Anpassungskapazität eine komplexe Teilaufgabe mit entsprechendem
Informations- und Datenbedarf darstellt.
Eine vollständige Vulnerabilitätsbewertung im Sinne der Definition des IPCC
umfasst die getrennte Bewertung der drei Komponenten Exposition, Sensitivität
und Anpassungskapazität sowie deren funktionelle Verknüpfung. Vulnerabilität
ist eine positive Funktion der Exposition und der Sensitivität und eine inverse
Funktion der Anpassungskapazität. So würden beispielsweise eine hohe Exposition und eine hohe Sensitivität starke potenzielle Auswirkungen ergeben, die
aber durch eine hohe Anpassungskapazität reduziert werden können.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
15
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Allgemeines zur Vulnerabilitätsabschätzung
2.3
Fokus liegt auf
Sensitivität und
Exposition
deskriptive
Beschreibung der
Vulnerabilität
Methodik
Die Vulnerabilitätsanalyse steht grundsätzlich im Einklang mit der vorgestellten
Definition des IPCC, fokussiert jedoch insbesondere auf die Abschätzung der
Exposition und der Sensitivität. Die Anpassungskapazität hängt, wie bereits erwähnt, von vielen Faktoren ab, die im Rahmen der vorliegenden Studie aufgrund fehlender Daten und Informationen nur stark eingeschränkt berücksichtigt
werden konnten.Für den Zweck einer österreichweiten, ersten Vulnerabilitätseinschätzung ausgewählter Aktivitätsfelder wurde eine allgemeine, ausschließlich qualitative Herangehensweise gewählt. Quantitative Vulnerabilitätsindikatoren und -indizes wurden v. a. aufgrund von fehlendem Informations- und Datenmaterial nicht verwendet.
Die Beschreibung der Vulnerabilität erfolgt deskriptiv nach den Kategorien
 gering – mäßig – hoch bzw.
 nach derzeitigem Wissensstand und/oder durch eine hohe Unsicherheit nicht
einschätzbar.
Für die Bewertung der zukünftigen Vulnerabilität konnte die mögliche Dynamik
externer Rahmenbedingungen (z. B. Veränderungen der internationalen politischen Situation, demografischer Wandel, Entwicklung der Energiesituation,
Verknappung von Ressourcen etc.) nicht berücksichtigt werden.
Die im Rahmen der Studie vorgenommene Vulnerabilitätsabschätzung basiert
auf der Auswertung einer Literaturerhebung, auf Informationen aus der „IstStand-Erhebung zur Anpassung an den Klimawandel in Österreich― (GINGRICH
et al. 2008), auf Aussagen von FachexpertInnen und auf einer themenorientierten Aufbereitung regionaler Klimaszenarien für Österreich (sog. Aktivitätsfelder).
Die Einschätzung gibt einen Überblick über den derzeitigen Wissensstand hinsichtlich der einzelnen Aktivitätsfelder. Eine gesamthafte Aussage zur Vulnerabilität eines Aktivitätsfeldes ist aufgrund unterschiedlicher Exposition und Sensitivität der jeweiligen Teilbereiche und aufgrund der regionalen Unterschiede in
den meisten Fällen nicht zulässig. Sofern ausreichend Datenmaterial zur Verfügung stand, werden regionpezifische Angaben getätigt. Als Zeithorizont für die
Schätzung der zukünftigen Vulnerabilität wird analog zu den Klimaszenarien der
Zeitraum 2020/2030 mit Ausblick auf 2050 betrachtet.
16
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3
ERGEBNISSE
3.1
Aktivitätsfeld Gesundheit
3.1.1
Einleitung
Die Lebensqualität eines Menschen wird stark durch seinen Gesundheitszustand beeinflusst und ist ein wichtiger Faktor für die wirtschaftliche und soziale
Leistungsfähigkeit.
Nach Definition der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Gesundheit „ein
Zustand vollkommenen körperlichen, geistigen und sozialen Wohlbefindens und
nicht nur die Abwesenheit einer Krankheit oder eines Gebrechens.“ Die Gesundheit wird durch Umweltfaktoren maßgeblich beeinflusst und ist wie diese
auch vom Klima abhängig.
Das Klima beeinflusst das Wasser- und Nahrungsangebot, die regionale Luftqualität, es spielt eine erhebliche Rolle bei dem Vorkommen und der Verbreitung von Erkrankungen weltweit und ist für das Auftreten von extremen Wetterereignissen verantwortlich, die eine Bedrohung für den Menschen darstellen
können (BAFU 2009).
Klima beeinflusst
Natur und Mensch
Eine Störung der physikalischen Bedingungen (z. B. Temperatur, Wetterabläufe, Wasserverfügbarkeit oder Meeresspiegel) und der davon abhängigen Ökosysteme (z. B. Lebensbedingungen von Krankheitsüberträgern oder landwirtschaftliche Ökosysteme) durch eine Klimaänderung bringt erhebliche Risiken
für die menschliche Gesundheit mit sich.
Der menschliche Organismus befindet sich in einer ständigen Auseinandersetzung mit den klimatischen Bedingungen seiner Umwelt. Er reagiert mit körpereigenen Abwehrreaktionen auf diese Reize, kann jedoch in Extremsituationen
auch überfordert werden. Gesundheitliche Auswirkungen werden üblicherweise
nicht von einem einzelnen Faktor bestimmt. Zum Beispiel kann die Kombination
erhöhte Wärmebelastung, hohe UV-Strahlungsintensität und bodennahe Ozonkonzentration bei sommerlichen Hochdruckwetterlagen gravierende gesundheitliche Folgen haben (MÜCKE et al. 2009).
Dem Zusammenhang zwischen Klima und Gesundheit wird eine hohe Priorität
in der internationalen Gesundheitspolitik beigemessen. Die EU sowie die WHOEuropa stimmen darin überein, dass die Klimaänderung erhebliche gesundheitliche Auswirkungen haben kann und Ursache für eine bedeutende Anzahl von
Krankheiten ist (WHO EUROPA 2010). Art und Umfang der Auswirkungen werden
letztlich davon abhängen, welche Maßnahmen zur Anpassung der Gesundheitssysteme ergriffen werden und welche Grundversorgung den verschiedenen Bevölkerungsgruppen zur Verfügung steht. Die Mitgliedstaaten werden
aufgerufen, Instrumente zu entwickeln, um potenzielle Gefährdungen durch den
Klimawandel vorausschauend hintanzuhalten (EK 2007, 2009., WHO EUROPA
2010).
Klimawandel hat
Auswirkungen auf
Gesundheit
In Österreich werden auf Bundes- und Landesebene sowie seit kurzem auch
auf kommunaler Ebene regelmäßig Gesundheitsberichte erstellt. Darüber hinaus gibt es diese auch für einzelne Bevölkerungsgruppen (z. B. Frauen-, Männer- und Kinder-Gesundheitsbericht) oder für bestimmte Sektoren (z. B. zur onkologischen und palliativmedizinischen Versorgung in Tirol).
österreichische
Gesundheitsberichte
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
17
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Gesundheitszustand
der österreichischen
Bevölkerung
Der Gesundheitsbericht Österreich 2009 beschreibt den Beobachtungszeitraum
1998–2007 (BMG 2009). Darin wird festgestellt, dass der Gesundheitszustand
der österreichischen Bevölkerung nach wie vor von sozialen und regionalen Unterschieden gekennzeichnet ist: Die Menschen in den östlichen Regionen Österreichs (Wien, Burgenland und Niederösterreich) sowie aus niedrigeren sozialen Schichten weisen einen vergleichsweise schlechteren Gesundheitszustand
auf. Neben zahlreichen Einflussfaktoren wie z. B. Alter, Geschlecht, genetischer
Veranlagung und Umwelt ist insbesondere das individuelle Verhalten von großer Bedeutung für die Gesundheit (BMG 2009). Herz-Kreislauf-Erkrankungen
sind mit 43 % die häufigste Todesursache, Krankheiten des Atmungssystems
stellen mit 5,5 % eine weitere relativ häufige Todesursache dar (STATISTIK
AUSTRIA 2010).
Risikogruppen und
Kinder sind
besonders betroffen
Der Klimawandel wird alle treffen, jedoch sind nicht alle im gleichen Maß gefährdet. Speziell bereits vorbelastete Personen, Kinder, ältere Menschen sowie
Angehörige niedrigerer sozialer Schichten werden von den Auswirkungen des
Klimawandels, wie z. B. Hitzewellen, besonders betroffen sein (WHO EUROPA
2010).
3.1.2
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Gesundheit
zunehmende
Hitzebelastung …
Der in Österreich zu erwartende Temperaturanstieg wird zu einer starken Zunahme der Hitzebelastung im Flachland und hier speziell in den urbanen Regionen führen, wo eine Verstärkung durch den Stadteffekt erfolgt. Während der
Sommermonate ist zusätzlich mit einer Abnahme der Niederschlagshäufigkeit,
häufigeren Trockenperioden und längerer Sonnenscheindauer zu rechnen..
Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für lang anhaltende Hitzewellen.
Durch das Erreichen neuer Temperaturmaxima von mehr als 40 °C in den
Flachlandbereichen Österreichs und die lange Andauer der Hitzeperioden wird
die thermische Belastung der Menschen in den Gebäuden und den Straßenschluchten überproportional zunehmen. Neben der Überhitzung am Tag ist
auch mit erhöhten Nachttemperaturen zu rechnen: Nächtliche Temperaturminima von 20–25 °C oder mehr werden in den urbanen Zentren Österreichs markant steigen.
… und
Ozonkonzentration
Die geänderten meteorologischen Bedingungen werden auch häufiger hohe
Ozonkonzentrationen zur Folge haben, was die gesundheitlichen Risiken der
Hitzebelastung noch verstärkt.
Auswirkungen auf
Lebensmittel und
Trinkwasser
Die höheren Temperaturen können sich auch auf die Lebensmittelsicherheit
auswirken, da die Vermehrungsrate von Bakterien stark temperaturabhängig ist
(z. B. Salmonellen). Die Ansprüche an die hygienischen Bedingungen bei der
Lebensmittelverarbeitung und an die Kühlkette beim Lebensmitteltransport werden zunehmen. Auch bei der Trinkwasserversorgung muss dies berücksichtigt werden, da der Großteil des österreichischen Trinkwassers aus oberflächennahen Quellen bzw. dem Grundwasser stammt und damit auch von der
Erwärmung betroffen ist.
neue Krankheiten
können sich
ausbreiten
18
Durch die global stattfindende Verschiebung von Klimazonen, ist mit dem Auftreten neuer Krankheiten (z. B. Tropenkrankheiten) zu rechnen. Deren Verbreitungsgebiete hängen meist von den Lebensräumen der Erreger, deren Wirtstieren oder den Vektoren (z. B. Mücken) ab. Für Österreich muss in erster Linie
von einer Einwanderung aus dem südosteuropäischen Raum ausgegangen
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
werden – so ist in nächster Zeit ein Vorkommen der Sandmücke und damit der
Leishmaniose zu befürchten. Die Allergien verursachende invasive Pflanze
Ambrosia artemisiifolia (engl. Ragweed) hat sich bereits im Osten und Süden
Österreichs angesiedelt und breitet sich sukzessive im Bundesgebiet aus.
Generell können die gesundheitlichen Auswirkungen von Neobiota vielfältig
sein. Diese müssen aber nicht unbedingt aus benachbarten Regionen stammen. Durch den internationalen Transport können sie aus allen Teilen der Welt
eingeschleppt werden. Arten aus tropischen bzw. subtropischen Regionen haben in Österreich derzeit nur eine kurze Überlebensdauer. Durch die Erwärmung kann sich diese jedoch verlängern, einzelne Arten könnten zukünftig sogar überwintern und sich damit dauerhaft ansiedeln.
Neobiota werden
vermehrt
einwandern
Derzeit ist eine generelle Aussage zu den Auswirkungen des Klimawandels auf
extreme (Wetter)Ereignisse (Starkniederschläge, Hochwasser, Stürme, Muren, Feuer etc.) in Österreich noch nicht möglich, es ist jedoch von einer räumlichen und zeitlichen Zunahme auszugehen. Daher müssen bei der Erstellung
von Katastrophenplänen die Auswirkungen des Klimawandels auf die Extremereignisse selbst, aber auch die generellen Rahmenbedingungen mitberücksichtigt werden.
Extremereignisse
können verstärkt
auftreten
3.1.3
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Gesundheit
Klimaänderungen können die Auswirkungen von klimasensitiven Erkrankungen
verschärfen, wenn keine zusätzlichen Anpassungsmaßnahmen getroffen werden. Um die Risiken aktueller und zukünftiger Auswirkungen von Klimaänderungen wirksam kontrollieren zu können, muss die Vulnerabilität der Bevölkerung erhoben werden (KOVATS et al. 2004).
Belastung durch
thermischen Stress
Der Klimawandel wird direkt und indirekt die menschliche Gesundheit beeinflussen. Die Auswirkungen auf die Gesundheit hängen dabei von zahlreichen sozioökonomischen, technologischen und infrastrukturellen Rahmenbedingungen ab.
direkte und indirekte
Beeinflussung der
Gesundheit
Bei den direkten Wirkungen handelt es sich um die unmittelbaren Folgen von
Klima- und Wetteränderungen auf den menschlichen Organismus (z. B. Hitzewellen, erhöhte Sonnenexposition) sowie die gesundheitlichen Folgen von witterungsbedingten Extremereignissen (z. B. Starkniederschläge, Hochwasser,
Rutschungen oder Stürme). Die derzeit in unseren Breiten als am bedeutendsten angesehene direkte Auswirkung ist die Belastung des menschlichen Organismus durch Hitzewellen, insbesondere in urbanen Gebieten (DOMBOIS &
BRAUN-FAHRLÄNDER 2004, JENDRITZKY 2009).
Indirekte Auswirkungen umfassen Risiken, die aufgrund klimabedingter Änderungen der Ökosysteme, der Lebensräume oder der Lebensbedingungen entstehen. Veränderte Lebensbedingungen für Überträger oder Wirtstiere von
Krankheitserregern können den Infektionsdruck auf die menschliche Population
erhöhen oder das Verbreitungsgebiet für bestimmte Krankheiten erheblich verändern. Ebenso kann die weitere und raschere Ausbreitung allergener Pflanzen
und Tiere begünstigt werden. Durch höhere Temperaturen können sich in Lebensmitteln vorkommende Toxine oder Erreger (z. B. Salmonellen oder
Campylobacter) besser vermehren, und die dadurch übertragenen Krankheiten
können zunehmen (DOMBOIS & BRAUN-FAHRLÄNDER 2004, UPHOFF & HAURI
2005, JENDRITZKY 2009).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Hitzewellen sind am
gefährlichsten
Neobiota und
Krankheitserreger
breiten sich aus
19
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Abbildung 1: Wirkungspfade von Klimaänderungen auf die Gesundheit des Menschen. (JENDRITZKY 2009).
20
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.1.3.1
Temperaturanstieg und Hitzewellen
Die Verwundbarkeit der Bevölkerung durch klimawandelbedingten thermischen
Stress ergibt sich aus
Belastung durch
thermischen Stress
 der Exposition (einschließlich Charakter, Intensität, Variabilität und Häufigkeit
des thermischen Stresses);
 der Sensitivität (einschließlich relevante Populationscharakteristika wie etwa
demografische Struktur und ökonomische Faktoren);
 der Anpassungskapazität (z. B. Einführung von Hitzewarnsystemen oder kli-
maangepasste Bauweise der Häuser) (KOVATS et al. 2004).
In Mitteleuropa ist vor allem durch den Hitzesommer 2003 dieses potenzielle
Gesundheitsproblem ins Bewusstsein gelangt. Während dieser Hitzeperiode
wurden in 12 europäischen Ländern insgesamt über 70.000 zusätzliche Todesfälle registriert (WHO EUROPA 2010). Die häufigsten Todesursachen waren
Herzinfarkt, Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, der Nieren und Atemwege sowie Stoffwechselstörungen. Die Hitzewelle forderte vor allem bei den
über 75-jährigen viele Todesopfer. Die Auswirkungen in Österreich lagen unter
dem europäischen Durchschnitt, dennoch waren allein in Wien 180 Todesfälle
zu beklagen (MUTHERS et. al. 2010).
Klimaszenarien gehen von einer weiteren Zunahme der Temperatur aus. Bereits in den letzten Jahrzehnten konnten ein Anstieg der mittleren Temperaturen
und auch eine deutliche Zunahme an Hitzetagen beobachtet werden. Hitzetage
sind durch ein Tagesmaximum von mindestens 30 °C definiert. Unter einer Hitzewelle versteht man eine längere Periode mit ungewöhnlich hohen Temperaturen. Es existiert noch keine allgemein gültige Definition für eine Hitzewelle, da
der Begriff in Relation zum üblichen Wetter der jeweiligen Region zu sehen ist.
Was in einer heißen Klimazone als normales Wetter erscheint, wird in einer
kühleren als Hitzewelle erlebt. Neben der Überschreitung von Schwellenwerten
spielen darüber hinaus auch Andauer, Änderungsgeschwindigkeit und Zeitpunkt
innerhalb der Saison (Akklimatisation) eine Rolle. Für Österreich wird in mehreren Studien die Definition von Kysely herangezogen (MOOSHAMMER et al. 2006,
KROMP-KOLB et al. 2007, 2009). Danach werden Hitzewellen als eine Abfolge
von mindestens drei Tagen, an denen die Maximaltemperatur über 30 °C liegt,
definiert: „Die Hitzeperiode hält an solange die Maximaltemperatur über die gesamte Periode über 30 °C bleibt und an keinem Tag eine Maximaltemperatur
von 25 °C unterschritten wird.― (KYSELY et al. 2000, KYSELY 2004).
Für Wien betrug die Anzahl der Hitzetage während der „Klimanormalperiode―
(1961–1990) durchschnittlich acht Tage pro Jahr, während des Betrachtungszeitraums 19976–2005 stieg sie auf 11–13 Tage an. Für die Periode 2010–
2039 wird unter Annahme des moderaten A1B-Szenarios1 eine Zunahme auf
17–20 Tage erwartet. Mitte des Jahrhunderts wird bereits mit 26–29 Hitzetagen
pro Jahr gerechnet, dies bedeutet mehr als eine Verdoppelung der gegenwärtigen Situation. Dabei ist zu beachten, dass in der Innenstadt die Zahl der Hitzetage etwas mehr ansteigt als am Stadtrand (MOOSHAMMER et al. 2006).
1
Auswirkungen der
Hitzewelle 2003
Definition einer
Hitzewelle
Hitzetage nehmen
zu
Emissionsszenarien werden zur Abschätzung der zukünftigen Entwicklung der vom Menschen
verursachten Treibhausgasemissionen herangezogen. Die verschiedenen Szenarien gehen von
unterschiedlichen Annahmen hinsichtlich Bevölkerungsentwicklung oder Wirtschaftswachstum
aus und bilden die Grundlage für die Simulation des zukünftigen Klimas. zuordnen. Das moderate
A1B-Szenario beschreibt eine ausgewogene Nutzung fossiler und nichtfossiler Energiequellen.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
21
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Eine Untersuchung zeigt, dass sich die Erwärmung der letzten drei Jahrzehnte
auch bereits auf die Hitzebelastung in Oberösterreich ausgewirkt hat
(FORMAYER et al. 2007). Für Linz konnte für den Zeitraum von 1976 bis 2005
nahezu eine Verdoppelung der mittleren Anzahl der Hitzetage auf 10 Tage pro
Jahr gegenüber der „Klimanormalperiode― von 1961–1990 beobachtet werden.
Nicht nur der außergewöhnliche Sommer 2003 mit 36 Hitzetagen in Linz
Hörsching hat hierzu beigetragen – es ist eine kontinuierliche Entwicklung zu
beobachten. Für das Jahr 2020 werden in Linz im Mittel rund dreimal so viele
Hitzetage, 2050 viermal so viele Hitzetage wie in der Klimanormalperiode erwartet (FORMAYER et al. 2007, KROMP-KOLB et al. 2009).
Wärmehaushalt des
Menschen
Über seinen Wärmehaushalt ist der Mensch eng mit der atmosphärischen Umwelt verknüpft, denn der Organismus befindet sich in einer dauernden Auseinandersetzung mit den thermischen Bedingungen. Wärmeproduktion (Stoffwechsel in Form von Grund- und Aktivitätsumsatz) und Wärmeabgabe müssen
ins Gleichgewicht gebracht werden, um die Körperkerntemperatur konstant zu
halten. Damit werden optimale Bedingungen für alle physiologischen Funktionen gewährleistet. Insbesondere bei einem gesunden Menschen arbeitet das
Thermoregulationssystem sehr effektiv und passt den Organismus selbst an
extreme Bedingungen der Wärmeabgabe an. Diese physiologische Anpassung
wird darüber hinaus von Verhaltensanpassung (Bekleidung, Ernährung, Behausung, Aktivitäten etc.) unterstützt (KOPPE et al. 2004).
Einflussfaktoren für
die thermophysiologische Belastung
Über einen kürzeren Zeitraum ist der Mensch in der Lage sehr hohe und sehr
tiefe Umgebungstemperaturen zu tolerieren, was auch damit zusammenhängt,
dass die Luft ein schlechter Wärmeleiter ist (MARKTL et al. 2010). Das Empfinden von Wärmebelastung ist ein komplexer Vorgang und hängt nicht allein von
der Lufttemperatur ab. Neben der Temperatur haben auch die Windgeschwindigkeit, die Luftfeuchtigkeit, und die kurz- und langwellige Strahlung einen wesentlichen Einfluss. Dies wird als thermischer Wirkungskomplex bezeichnet,
dessen gesundheitliche Bedeutung durch die enge Vernetzung von Thermound Kreislaufregulation gegeben ist. Die thermophysiologische Belastung kann
an heißen Tagen oder an Tagen mit extremer Hitze die Gesundheit gefährden.
Flüssigkeitsmangel, eine Verschlimmerung verschiedener Krankheiten, Hitzekrämpfe sowie Sonnenstich und Hitzeschlag können die Folge sein (JENDRITZKY
2009, MÜCKE et al. 2009).
erhöhte Mortalitätsrate bei
Hitzeperioden
Am ersten Tag von Hitzeperioden kann eine mit 2,6 % signifikant erhöhte Mortalität (Sterblichkeit) beobachtet werden, die in den folgenden Tagen ansteigt
und am sechsten Tag mit 15,6 % das Maximum erreicht. Danach nimmt die
Mortalität wieder ab (MARKTL et al. 2010).
Risikogruppen sind
besonders gefährdet
Das Risiko ist insbesondere für ältere Menschen, Personen mit entsprechenden
Grunderkrankungen (Atemwegerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen,
Stoffwechselerkrankungen wie z. B. Diabetes, neurologische und mentale Erkrankungen, Hautschädigungen die die Thermoregulation behindern, Infektionen), welche die Belastbarkeit gegenüber diesen Stressfaktoren einschränken,
sowie für Säuglinge und Kinder erhöht. Bei Kleinkindern ergibt sich die spezielle
Empfindlichkeit aufgrund ihrer noch instabilen Thermoregulation. Bei Älteren
sind die komplexe physiologische Regelung des Flüssigkeitshaushaltes verändert sowie die Regulierung der Körpertemperatur gestört bzw. verlangsamt und
damit die Adaptationsfähigkeit eingeschränkt. Diese Risikogruppen gelten als
hoch vulnerabel.
22
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Hitzeperioden wirken sich für die Stadtbevölkerung stärker aus als für BewohnerInnen ländlicher Gebiete. Das Stadtklima wird durch Bebauung, Abwärme
und Schadstoffemissionen beeinflusst. Die konkrete Ausprägung dieser Wechselwirkungen ist stark von Art und Maß der baulichen Nutzung, der Stadtstruktur sowie der Einbindung des Stadtkörpers in die Umgebung abhängig. So können das Wohnumfeld und die Wohnbedingungen in städtischen Wärmegebieten
einen großen Einfluss ausüben. Eine mangelnde Wärmeisolation verschlechtert
die Situation (BLÄTTNER et al. 2009). Durch die hohen Tagestemperaturen und
die eingeschränkte Abkühlung nachts erwärmen sich die Städte im Vergleich
zum Umland deutlich stärker. Dieser städtische Wärmeinseleffekt konnte für
Wien und Innsbruck nachgewiesen werden, wobei insbesondere die mangelnde
nächtliche Abkühlung relevant ist. Beispielsweise kommt eine nächtliche Minimumtemperatur ≥ 19 °C an der Messstation Wien Innere Stadt bereits dreimal
so häufig vor wie an der Station Hohe Warte (24,6-mal zu 7,7-mal pro Jahr)
(GERERSDORFER et al. 2006).
Stadtbevölkerung ist
durch Wärmeinseln
stärker betroffen
Angehörige sozial schwächerer Schichten und/oder Personen mit ungünstigen
Wohnverhältnissen gelten hier ebenfalls als Risikogruppe mit hoher Vulnerabilität.
sozial Schwächere
sind besonders
gefährdet
Hitze kann generell die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden nachteilig
beeinflussen. Die geistige Arbeitsleistung kann um 30–70 % gegenüber Tagen
mit normalen Temperaturen sinken. Auch bei körperlicher Arbeit ist ein hitzebedingter Leistungsabfall von 50 % möglich. Besonders betroffen sind Personen,
die bei hohen Temperaturen in nicht klimatisierten Räumen, im Freien oder an
Hitzearbeitsplätzen wie z. B. in Gießereien oder Stahlwerken arbeiten müssen.
Dadurch kann es auch zu einem gesteigerten Unfallrisiko kommen. Ein Vergleich der Arbeitsproduktivität bei Bürotätigkeiten in verschiedenen Ländern
ergab ein Optimum bei etwa 22 °C, bei Temperaturen von über 24 °C nimmt die
Arbeitsproduktivität stetig ab (SEPPÄNEN et al. 2006).
Eine exakte Einschätzung der Vulnerabilität ist aufgrund zu geringer Daten derzeit nicht möglich. Die Auswirkung von Hitze auf die geistige und körperliche
Arbeitsleistung unter realen Bedingungen gilt als noch unzureichend erforscht
(WYON 1996, BUX 2006, HÜBLER & KLEPPER 2007).
Hitze beeinflusst
Leistungsfähigkeit
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Generell gilt, dass Hitzeperioden größere Auswirkungen auf Mortalität und Morbidität2 haben, wenn Sie früher im Sommer auftreten. Dieser Unterschied geht
wahrscheinlich auf eine während des Sommers stattfindende Wärmeakklimatisation zurück (KOPPE & JENDRITZKY 2005).
Für alle weiteren Personengruppen wird im Hinblick auf die zunehmende thermische Belastung von einer mäßigen Vulnerabilität ausgegangen, sofern die
bereits vorhandenen Maßnahmenkapazitäten umgesetzt werden.
3.1.3.2
mäßige
Vulnerabilität für
Nicht-Risikogruppen
Kälteperioden
Auch bei winterlichen Kälteperioden steigt nachweislich die Zahl der täglichen
Todesfälle. Derzeit ist die Mortalität sowohl in den wärmeren als auch in den
kälteren Klimazonen Europas höher als im Sommer (UPHOFF & HAURI 2005,
MOOSHAMMER et al. 2006).
2
Krankheitshäufigkeit, bezogen auf eine bestimmte Bevölkerungsgruppe
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
23
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Kältestress als
Ursache vieler
Erkrankungen
Prinzipiell ähneln die Risikofaktoren des Kältestresses im Winter jenen der Hitzebelastung im Sommer. Todesursachen sind meist Herz-Kreislauf-Versagen,
unzureichende Durchblutung des Gehirns und Atemwegerkrankungen. Hinzu
kommen, als wintertypische Spezifika, Erkältungserkrankungen und virale Infekte der Atemwege. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Ausbreitung von
Grippeviren durch trockene und kalte Temperaturen begünstigt wird (LOWEN et
al. 2007). Ein erhöhtes Gefährdungspotenzial für ältere Menschen besteht
zwar, ist aber weitaus weniger dokumentiert als für Hitzewellen (HÜBLER &
KLEPPER 2007).
Die Mortalität kann sich auch im Winter besonders in Phasen von Warmwettereinbrüchen erhöhen. (LASCHEWSKI & JENDRITZKY 2002, JENDRITZKY 2009). Die
Klimaszenarien sagen eine stärkere Steigerung der Winter- als der Sommertemperaturen voraus. Schlussfolgerungen über eine verringerte winterliche Mortalität sind nach derzeitigem Wissen nicht zulässig. Studien, die sich mit der
Winter-Mortalität in Europa befassen, zeigen höhere Mortalitäsraten in Regionen mit milderen Wintern (z. B. Großbritannien) als in Regionen mit kalten Wintern (z. B. Schweden) (JENDRITZKY 2009).
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Nach derzeitigem Wissensstand kann keine eindeutige Aussage darüber getroffen
werden, wie sich höhere Wintertemperaturen auf die Erkrankungs- und Todesfälle auswirken werden, die Vulnerabilität ist demnach derzeit nicht einschätzbar.
3.1.3.3
Starkniederschläge – Hochwasser
Für die Umsetzung der EU-Hochwasserrichtlinie finden derzeit Arbeiten zur Beurteilung des Hochwasserrisikos für einzelne Schutzgüter (menschliche Gesundheit, Umwelt, Kulturerbe, wirtschaftliche Tätigkeiten) statt. Das Risiko in einem definierten Gebiet wird von ExpertInnen beurteilt und kann anhand des
Vorhandenseins von Schutzgütern und der Anzahl an betroffenen Personen als
Risikogebiet ausgewiesen werden. (UMWELTBUNDESAMT 2010b).
gesundheitliche
Gefahren durch
Hochwässer
Während das Schutzgut Mensch im Wesentlichen das Menschenleben im Sinne des Bestehens von akuter Lebensgefahr betrifft, sind langfristige Gesundheitsfolgen aufgrund von Schimmel und Kontamination von Chemikalien noch
wenig untersucht. Von besonderer Bedeutung hinsichtlich der menschlichen
Gesundheit in diesem Zusammenhang sind Altlasten und Deponien oder auch
Industriebetriebe und Kläranlagen, da durch Hochwasserschäden eine Kontamination des betroffenen Gebiets erfolgen könnte. Als eindringliches Beispiel
hierfür dient beispielsweise das Elbehochwasser 2002, welches kontaminierte
Sedimente einer Industrieregion weiträumig verfrachtete, was nach einem Ansteigen der Schadstoffgehalte in der Flut schließlich zu einer weiträumigen Verteilung der Schadstoffe und Kontamination des Gebietes führte. Insbesondere
Fische wiesen gesundheitsschädigende Konzentrationen an Schadstoffen auf
(UFZ 2005). Doch auch Weidetiere und Wildtiere sind durch die Belastung über
die ehemals überfluteten Böden gefährdet und können für die menschliche Gesundheit ein Risiko darstellen, falls keine Risikominimierungsmaßnahmen getroffen werden (UFZ 2005).
Vulnerabilität ist für
Risikogebiete nicht
einschätzbar
Bezüglich der Hochwasserrisikogebiete ist die Vulnerabilität in Österreich
derzeit nicht einschätzbar. Die Ergebnisse der Risikoanalyse, welche aufgrund
der EU-Hochwasserrichtlinie zu erarbeiten ist und 2011/2012 vorliegen sollte,
werden hier hilfreich sein und eine erste Einschätzung ermöglichen.
24
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.1.3.4
Weitere extreme (Wetter)Ereignisse
Generelle Aussagen über die Zunahme an extremen Wetterereignissen (Stürme, Hagel, Feuer etc.) sind derzeit nicht verlässlich möglich. Derartige Vorkommnisse stellen jedoch gesundheitliche Risiken dar, beispielsweise durch
Überschwemmungen, Blitzschlag, Brände bei Dürreperioden, sturmbedingte
Unfälle sowie Verletzungen z. B. durch herabstürzende Gegenstände.
Das Auftreten und Ausmaß an extremem Wetterereignissen ist kaum vorhersehbar und die Gefährdung regional unterschiedlich, sodass eine Übertragung
der Risikoabschätzung auf andere Regionen kaum möglich ist (VIDALE et al.
2003). Dennoch muss von einer räumlich/zeitlichen Verlagerung von Extremereignissen ausgegangen werden und die möglichen Folgen sind zu kalkulieren.
Gesundheitliche Folgen umfassen einerseits ein höheres Risiko für Tod und
Verletzung mit evtl. auch lebenslanger Behinderung. Als sekundäre Folgen treten andererseits gesundheitliche Belastungen durch Schimmelpilzbefall nach
Feuchtschäden an Häusern (siehe Unterkapitel Hochwasser) auf. Dies kann in
weiterer Folge zahlreiche indirekte Wirkungen auf die psychische Gesundheit
haben (BERRY et al. 2010). Diese umfassen beispielsweise posttraumatische
Belastungsstörungen (Posttraumatic Stress Disorder, PTSD) aufgrund der
Zerstörung lebensnotwendiger Infrastruktur und des individuellen Eigentums.
Die gesundheitlichen Auswirkungen sind vielfältig und reichen von Konzentrations- und Schlafstörungen über Angstzustände und Depressionen bis hin zum
Suizid. In Polen wurden 50 Selbstmorde den Folgen der Flut 1997 zugeschrieben (KOVATS et al. 1999).
Extremereignisse
sind schwer
prognostizierbar
gesundheitliche
Auswirkungen
Im Zusammenhang mit Unwetterkatastrophen stellt sich unter anderem auch
die Frage, wie angesichts der steigenden Zahl älterer und pflegebedürftiger
Menschen deren ambulante Betreuung zu Hause im Falle von Überschwemmungen, Unwetterstürmen etc. aufrechtzuerhalten ist. Eine Versorgung während Unwetterereignissen kann teils unmöglich, teils mit einer erheblichen Gefährdung des Pflegepersonals einhergehen (BLÄTTNER et al. 2007, HAAS et al.
2010). Erfahrungen aus Nordhessen zeigen, dass z. B. während dem Sturm
„Kyrill“ Handynetze ausfielen bzw. aufgrund von Überlastung unbrauchbar waren.
Nicht alle Fahrzeuge der ambulanten Pflege sind mit Radios ausgestattet, womit die Warnungen des Verkehrsfunks ungehört blieben (BLÄTTNER et al. 2007).
ambulante Pflege
muss gesichert sein
Umfassende Untersuchungen bezüglich der Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf die Gesundheit in Österreich liegen nicht vor. Wenn – was derzeit
weder gesichert ist noch ausgeschlossen werden kann – großräumige oder
kleinräumige Extremereignisse vermehrt auftreten, ist die Vulnerabilität abhängig von der Region als mäßig bis hoch zu bezeichnen. Die Verwundbarkeit
hängt unter anderem auch von den Möglichkeiten zur Eigenvorsorge der in den
gefährdeten Gebieten lebenden Bevölkerung ab.
je nach Region
mäßige bis hohe
Vulnerabilität
3.1.3.5
Luftverunreinigungen
Der Zusammenhang von Luftverschmutzung und Klimawandel ist vielfältig.
Zahlreiche Luftschadstoffe sind einerseits Verursacher des Klimawandels und
andererseits die Ursache gesundheitlicher Probleme (SWEDISH_ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY 2009).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
gravierende
Auswirkungen der
Luftverschmutzung
Als Luftverunreinigungen werden alle Veränderungen der natürlichen Zusammensetzung der Luft, insbesondere durch Rauch, Ruß, Staub, Gase, Aerosole,
Dämpfe oder Geruchstoffe bezeichnet (Immissionsschutzgesetz-Luft i.d.g.F.).
Die Verschmutzung der Luft beinhaltet ein ernst zu nehmendes Risiko für die
menschliche Gesundheit und die Umwelt. Die gesundheitlichen Effekte der
Luftverschmutzung (z. B. durch Ozon, Feinstaub, Stickoxide, Schwefeldioxid,
Kohlenmonoxid, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie alle Arten von
Aerosolen3) sind detailliert belegt und wurden von der Weltgesundheitsorganisation in mehreren Monographien zusammengefasst (WHO 2005a, b, 2006a, b,
2008a). Auch langlebige Schadstoffe wie Schwermetalle und POPs (persistent
organic pollutants), welche über lange Strecken transportiert werden, stellen eine chronische Belastung für die Gesundheit dar (WHO 2003, 2006b, 2008b).
Atemweg- und HerzKreislaufErkrankungen
Beim Menschen können Schadstoffe in der Luft Entzündungen der Atemwege
verursachen und Erkrankungen wie Allergien und Asthma fördern bzw. ungünstig beeinflussen: Stickstoffdioxid kann beim Menschen die Lungenfunktion
beeinträchtigen, Entzündungsreaktionen auslösen und die Anfälligkeit für Infektionen erhöhen. Feinstaub kann die durchschnittliche Lebenserwartung je nach
Belastungssituation des Wohnortes um mehrere Monate verringern, zudem
können sowohl Kurzzeiteffekte als auch Langzeitschädigungen der Atemwege
sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen auftreten. Ozon kann Husten und Atemwegprobleme verursachen und zu frühzeitigen Todesfällen führen (WHO
2008a).
Klimawandel
beeinflusst
Luftschadstoffe
Der Klimawandel kann die Verteilungsmuster und die atmosphärische Mischung
von Schadstoffen beeinflussen. Häufigere sommerliche Hochdruckwetterlagen
(hohe Temperatur und starke Sonneneinstrahlung) können insbesondere in Ballungsgebieten die Bildung verschiedener Luftverunreinigungen begünstigen
oder verstärken. Dies kann zu einer Bildung eines Luftschadstoffgemisches führen, welcher als Sommersmog bezeichnet wird. Dabei nimmt Ozon den quantitativ höchsten Anteil ein. Es gibt Hinweise darauf, dass sich die gesundheitlichen Auswirkungen von Ozon in Kombination mit anderen Luftschadstoffen
(z. B. Feinstaub) verstärken können (UPHOFF & HAURI 2005). Troposphärisches
Ozon ist auch eines der bedeutendsten Treibhausgase, das allerdings nicht im
Kyoto-Protokoll geregelt ist.
Belastung durch bodennahes Ozon
Bildung von
bodennahem Ozon
Im Gegensatz zu vielen anderen Schadstoffen wird das bodennahe Ozon nicht
direkt emittiert, sondern entsteht erst durch komplizierte photochemische Reaktionen. Ozon bildet sich durch Photooxidation bei hohen Temperaturen und
Sonnenstrahlung vor allem aus den Vorläufersubstanzen Stickoxide und flüchtige organische Substanzen (VOC). Darüber hinaus tragen großräumig auch die
Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4) zur Ozonbildung bei. Dem
Verkehr als größtem Stickoxidproduzenten kommt eine besondere Bedeutung
zu, während flüchtige organische Substanzen auch aus anderen anthropogenen Quellen stammen.
3
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Dispersion von flüssigen oder festen Teilchen (= Partikel) in einem Gas, üblicherweise in Luft.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
In den Ballungszentren, vor allem solchen mit hoher Verkehrsdichte, finden sich
zwar die höchsten „Vorläuferwerte―, nicht aber die höchsten Ozonkonzentrationen. Dies ist u. a. darauf zurückzuführen, dass das zunächst hauptsächlich
emittierte Stickstoffmonoxid, aber auch die ungesättigten Kohlenwasserstoffe,
als „Ozonfänger― wirken können. Deshalb sind die mittleren Ozonkonzentrationen in Ballungsgebieten geringer als in sog. Reinluftgebieten und gehen hier in
den Abend- und Nachtstunden auch erheblich rascher zurück (FLUGS 2003).
„Reinluftgebiete“
sind besonders von
Ozon betroffen
Im Tagesverlauf zeigen die Ozonkonzentrationen bei Schönwetterperioden ein
charakteristisches Ansteigen gegen die Mittagszeit. Das Maximum wird im Laufe des späteren Nachmittags erreicht (SUVA 2006).
Tagesverlauf der
Ozonkonzentration
Das österreichische Ozongesetz regelt die Messung der Ozonkonzentration
und die Information der Bevölkerung über die Ozonbelastung Es werden von
den Bundesländern und dem Umweltbundesamt ca. 110 Ozonmessstellen in
acht Ozonüberwachungsgebieten betrieben.
Werden Informations- und Alarmschwelle überschritten, wird die Bevölkerung
über die Medien informiert. Die Informationsschwelle wird bei einer einstündigen Ozonkonzentration von mehr als 180 µg/m³, die Alarmschwelle bei einer
einstündigen Ozonkonzentration von mehr als 240 µg/m³ erreicht.
Zum Schutz der menschlichen Gesundheit legt das Ozongesetz auch einen
Zielwert fest, der ab 2010 einzuhalten ist. Er beträgt 120 µg/m³ und darf an nicht
mehr als 25 Tagen pro Jahr, gemittelt über drei Jahre, überschritten werden.
Derzeit wird dieser Zielwert in einigen Regionen zum Teil erheblich überschritten.
Eine Abhängigkeit der Ozonspitzenbelastung vom Wettergeschehen im Hochsommer ist gegeben (UMWELTBUNDESAMT 2009). Die bislang höchste Belastung
seit 1990 wurde im Jahr 2003 mit 40 Tagen erreicht, an den die Informationsschwelle überschritten wurde. Verursacht wurde dies durch das Auftreten lang
anhaltender Hochdruckgebiete im Hochsommer mit überdurchschnittlicher
Temperatur und geringen Niederschlagsmengen. Auch die Sommer 1990,
1992, 1994, 1998, 2000, 2006 und 2007 zeigten hohe Ozonbelastungen über
mehrere Tage hinweg (UMWELTBUNDESAMT 2009).
Die biologische Wirkung des bodennahen Ozons wird durch seine hohe Reaktionsbereitschaft geprägt. Es entfaltet seine Wirkung nach Inhalation fast ausschließlich am Auftreffort, d. h. am Gewebe des Atemtraktes und an den Augen.
Durch seine geringe Wasserlöslichkeit wird es in viel geringerem Ausmaß als
beispielsweise Schwefeldioxid in den oberen Atemwegen zurückgehalten. Ozon
trifft somit auf Gewebe, das nicht durch eine Schleimschicht geschützt ist und
kann entzündliche Prozesse und Zellmembranschädigungen auslösen. Ozon
übt dosisabhängig Reizwirkungen an Augen, in der Nase sowie im Rachen und
der Lunge aus. Daneben kann es zu Atembeschwerden, Druck auf der Brust,
unspezifischen Wirkungen wie Kopfschmerzen sowie vor allem zu Einschränkungen der Lungenvolumina kommen. Besonders betroffen gegenüber den
Schadwirkungen von Ozon sind Menschen mit Allergien und insbesondere
Asthma. Die Symptome treten häufiger und verstärkt auf, es kommt zu einer
Verschlechterung des Krankheitsbildes. Es konnte gezeigt werden, dass Kinder
in ozonbelasteten Gebieten, welche häufig Sport im Freien betrieben, ein deutlich erhöhtes Risiko für Asthma hatten. Bei Kindern aus Gebieten mit geringer
Ozonbelastung konnte dieser Effekt nicht gefunden werden. Auch für erwachsene Männer ergab sich ein signifikanter Zusammenhang von erhöhter Lang-
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österreichische
Ozonmessstellen
Informations- und
Alarmschwelle
Zielwert wird tlw.
deutlich
überschritten
erhöhte Ozonbelastung bei
Schönwetterperioden
gesundheitliche
Auswirkungen von
Ozon
27
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
zeit-Ozonbelastung mit einem höheren Risiko an Asthma zu erkranken (WHO
2008a). Darüber hinaus kann Ozon die Sensitivität von AsthmapatientInnen gegenüber Allergenen erhöhen.
Langzeitwirkungen
sind noch wenig
bekannt
chronische
Erkrankungen durch
oxidativen Stress
hohe Vulnerabilität
für Risikogruppen
Über Langzeitwirkungen beim Menschen ist noch verhältnismäßig wenig bekannt, da epidemiologische Langzeitstudien fehlen. Belegt ist, dass das Lungenwachstum bei Kindern verzögert ist (FLUGS 2003, UPHOFF & HAURI 2005,
SUVA 2006).
Durch die Reaktivität des Ozons kommt es auch zu einer Reihe von chemischen Prozessen mit Luftschadstoffen, die zur Bildung von reaktiven, gesundheitsschädigenden Substanzen führt. Diese können einen vermehrten
oxidativen Stress im Organismus hervorrufen, welcher als Auslöser für eine
Reihe chronischer Erkrankungen gilt. Unter anderem können chronische Entzündungsprozesse ausgelöst werden, die als eine Ursache für z. B. Diabetes
Typ II, neurodegenerative Erkrankungen (i. e. Demenz, Alzheimer Erkrankung)
und auch bestimmte Krebsarten angesehen werden (GBPSRSEHN 2008).
Der Klimawandel beeinflusst also die Entstehung von Luftschadstoffen maßgeblich und führt dadurch zu einem Anstieg der Herz-Kreislauf-Erkrankungen
sowie der Erkrankungen der Atemwege, insbesondere von Asthma. Es wird daher für Personen mit Atemwegerkrankungen und für Menschen, die überwiegend im Freien tätig sind, aber auch für Kinder, eine hohe Vulnerabilität vermutet. Für alle anderen wird von einer mäßigen Vulnerabilität ausgegangen.
3.1.3.6
Abbau des
stratosphärischen
Ozons
UV-Strahlen haben
hohe Bedeutung für
die Gesundheit
28
UV-Strahlung und stratosphärischer Ozonabbau
Der Klimawandel kann die Verteilung des Ozons in der Erdatmosphäre beeinflussen. Der Konzentrationsanstieg der Treibhausgase erhöht die Temperatur
der Troposphäre und vermindert gleichzeitig die Temperatur der Stratosphäre
(SIMIC et al. 2008). Je kälter die Stratosphäre, desto schneller und stärker wird
darin Ozon abgebaut und damit die Durchlässigkeit für UV-Strahlung erhöht.
Klimamodelle zeigen eine beschleunigte stratosphärische Zirkulation auf, die zu
Änderungen in der räumlichen Verteilung des stratosphärischen Ozons und einem erhöhten Ozontransport von der Stratosphäre zur Troposphäre führen
können. Dadurch könnte sich der schädliche UV-Anteil im Sonnenlicht auf der
Südhalbkugel bis Ende des Jahrhunderts um 20 % erhöhen, während auf der
Nordhalbkugel mit einer geringeren UV-Belastung (Abnahme 9 %) zu rechnen
wäre (HEGGLIN & SHEPHERD 2009). Neben der Verringerung der Ozonschichtdicke in der Stratosphäre bilden die Bewölkung, die Aerosoltrübung und die Albedo (Reflexion am Erdboden) weitere wesentliche Faktoren für eine höhere biologisch aktive UV-Strahlung. Dennoch gelten die daraus resultierenden Auswirkungen auf die zukünftige Entwicklung der stratosphärischen Ozonschicht als
unsicher, da die Interaktion von Chemie, Dynamik und Strahlung noch wenig
verstanden und quantifiziert ist (SIMIC et al. 2008).
Obwohl die UV-Strahlung nur mit etwas weniger als 6 % an der gesamten optischen Strahlung der Sonne beteiligt ist, kommt dem ultravioletten Strahlungsanteil eine hohe Bedeutung hinsichtlich der Wirkungen auf die Gesundheit des
Menschen und die belebte Umwelt zu.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Direkte gesundheitsrelevante biologische Effekte beschränken sich aufgrund
der geringen Eindringtiefe ultravioletter Strahlung beim Menschen auf die Organe Auge und Haut. Es können entweder akute, sofort einsetzende oder chronische, also nach langzeitiger Bestrahlung einsetzende, Schädigungen unterschieden werden. Zu den akuten Effekten zählt vor allem der Sonnenbrand,
chronische Effekte sind frühzeitige Hautalterung und möglicherweise die vermehrte Bildung von Hauttumoren und Hautkrebs. UV-Strahlung verändert darüber hinaus das menschliche Immunsystem. Beispielsweise zeigt sich dies durch
eine Zunahme von Herpes-Virus-Infektionen nach längeren Sonnenexpositionen im Sommer (STEINMETZ 2009). Ob sich der Klimawandel tatsächlich auf die
Zahl der Hautkrebsfälle auswirken wird, ist wissenschaftlich noch nicht eindeutig bewiesen.
akute und
chronische Schäden
durch UV-Strahlung
Abbildung 2: Jährliche Neuerkrankungen an Melanom in Österreich, absolute Zahlen.
(Quelle: SIMIC et al. 2008).
Über die letzten zwei Jahrzehnte zeigte sich eine deutliche Zunahme der Neuerkrankungen am bösartigen Melanom in Österreich. Während bei Frauen seit
1994 nur ein leichter Anstieg zu erkennen ist, ist dieser bei Männern deutlich
höher (siehe Abbildung 2). Geografisch gesehen gibt es ein deutliches WestOst-Gefälle mit höheren Fallzahlen (Neuerkrankungen pro 100.000 EW) in
Kärnten, Tirol und Vorarlberg sowie niedrigeren Werten im Burgenland, in Wien
und in der Steiermark. Der stärkere Anstieg der Krebsrate in den höher gelegenen (und somit stärker dem „natürlichen― UV ausgesetzten Bundesländern) ließe sich als eine (zeitversetzte) Folge erhöhter UV-Einstrahlung aufgrund der
Ausdünnung der Ozonschicht interpretieren. Detaillierter zeigt sich der Zusammenhang bei Betrachtung einzelner Bezirke. Das Melanomrisiko (Neuerkrankungen) ist in höher gelegenen Bezirken (Seehöhe der Bezirkshauptstadt in m)
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Zunahme der
Hautkrebserkrankungen …
… abhängig von der
Seehöhe
29
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
erhöht. Seit 1990 lässt sich eine Zunahme des Risikos beobachten. Inwieweit
sich hierbei auch der Lebensstil und sozio-ökonomische Faktoren auswirken, ist
derzeit nicht ausreichend untersucht (SIMIC et al. 2008)
mäßige Vulnerabilität
durch UV-Strahlung
Nach derzeitigem Wissensstand wird von einer mäßigen Vulnerabilität ausgegangen, weitere Forschungsarbeiten sind jedoch notwendig, um die Aussagen
schärfen zu können.
3.1.3.7
Einfluss
klimatischer
Bedingungen
weitere VektorForschungen sind
notwendig
Ausbreitung von
Vektoren durch
Temperaturanstieg
Vektorübertragene Krankheiten
Eine Reihe von Infektionskrankheiten, insbesondere vektorübertragene Erkrankungen, sind in besonderem Maße durch klimatische Bedingungen beeinflusst.
Die wichtigsten Vektoren (Überträger von Krankheitserregern) sind Insekten
(Stechmücken, Läuse, Flöhe etc.), Spinnentiere (Zecken) und Nagetiere (Ratten und Mäuse) (JENDRITZKY et al 2004). Bereits vorhandene Vektoren können
zusätzlich weitereErkrankungen übertragen, wenn sich deren Erreger aufgrund
höherer Temperaturen im Vektor vermehren können. Auch die Einwanderung
neuer Vektoren ist nicht auszuschließen.
Sowohl die Ökologie der Vektoren als auch der Erreger, Wirte und Zwischenwirte ist sehr komplex und das Risiko einer Erkrankung steht in einem engen Zusammenhang mit weiteren Faktoren (Urbanisierung, Landnutzung, Bevölkerungsdichte, Mobilität etc.). Daher muss eine Zunahme der Vektorpopulation
nicht unbedingt eine Zunahme an Erkrankungen zur Folge haben. Das Wissen
um die Übertragungskompetenzen der Vektoren ist derzeit noch mangelhaft,
hierzu besteht dringender Bedarf an weiteren Forschungsarbeiten (EBERT &
FLEISCHER 2005).
Vektoren, insbesondere Insekten, sind in ihrer Verbreitung und Vermehrung
stark von äußeren Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Wind, Wasser und
topografischen Gegebenheiten abhängig. Es ist daher davon auszugehen, dass
der Klimawandel die Vektoren und deren Pathogene und in weiterer Folge damit das Potenzial zur Übertragung beeinflusst. Höhere Temperaturen und
Feuchtigkeit gehen meist mit einer Verbesserung der Lebensbedingungen für
Krankheitsüberträger einher. Die Übertragung von vektorbedingten Krankheiten
erfolgt meist oberhalb von 14–18 °C bis in Bereiche von 35–40 °C. Am günstigsten sind Temperaturen um 30 °C. Als Folge von höheren Temperaturen ist
daher mit einer zunehmenden Vermehrung von Vektoren durch kürzere Generationsdauer, der Verlängerung der jährlichen Aktivitätsperioden, mit höheren
Überlebensraten im Winter, der zunehmenden Verbreitung einheimischer Vektoren und Pathogene sowie der Etablierung und Verbreitung neuer Vektorarten
und Krankheitserreger zu rechnen (MÜCKE & AUGUSTIN 2009)
Weitere Faktoren, die die Ausbreitung der Vektoren begünstigen, sind der globale Handel und die Reisetätigkeit.
Beispiel: Asiatische Tigermücke
Asiatische Tigermücke ist im
Vormarsch
30
Die Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus) wurde erstmalig 1979 nach Altreifenimporten aus den USA in Albanien nachgewiesen. 1990 wurde das Insekt
über den Hafen von Genua eingeschleppt, was eine massive Ausbreitung in Italien zur Folge hatte. Mittlerweile ist das regelmäßige Vorkommen für Italien,
Südfrankreich, Spanien, die Schweiz (seit 2007) und Deutschland belegt
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
(KLASEN 2009). Der niederländische Pflanzenschutzdienst stellte 2008 im Rahmen eines Einfuhrmonitorings fest, dass die Tigermücke auf importierten Zierpflanzen („Glücksbambus―) gefunden wurde. Der globale Handel, insbesondere
die Verschleppung über Transportmittel aller Art (Pkw, Lkw, Eisenbahn, Flugzeug, Schiffe), wurde als Hauptverbreitungsweg identifiziert. In Österreich wurde bislang noch kein Exemplar gefunden. Verstärkte phytosanitäre Einfuhrkontrollen werden aber auch in Österreich nötig sein, um die Einschleppung dieses
Insektes zu verhindern (AGES 2009).
Die Asiatische Tigermücke kann anhand ihrer auffälligen Zeichnung (schwarzweiß gestreifte Hinterbeine, ein weißer Strich auf dem Rücken und zwischen
den Augen; siehe Abbildung 3) leicht identifiziert werden. Die Bekämpfung der
Tigermücke ist ähnlich schwierig wie die der heimischen Gelsen, da sich die
Larven in fast jeder Pfütze entwickeln können. Soweit bekannt ist, hat diese
Mückenart gute Überwinterungschancen, wenn die mittlere Durchschnittstemperatur im Januar über dem Gefrierpunkt liegt (AGES 2009). Ihre Eier gelten als
äußerst resistent und können auch längere Trockenperioden überdauern
(BASSETTI 2009).
Abbildung 3: Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus). © James Gathany, CDC.
Besondere Bedeutung erlangt die Asiatische Tigermücke dadurch, dass sie
zahlreiche Krankheitserreger auf den Menschen übertragen kann (Dengue-,
Chikungunya-, Gelb-, oder West-Nil-Fieber).
Überträger
zahlreicher
Krankheitserreger
Derzeit sind das Wissen und die Datenlage zu klimatischen und ökologischen
Mindestanforderungen, aber auch zu den Übertragungskompetenzen möglicher
neuer Vektoren noch unzureichend. Da sich das potenzielle Verbreitungsgebiet
durch die klimatischen Veränderungen enorm ausdehnen kann, besteht ein hoher Forschungsbedarf. Die Vulnerabilität ist daher derzeit nicht einschätzbar.
es besteht hoher
Forschungsbedarf
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
FSME und Lyme-Borreliose
Zecken (Ixodes ricinus) sind die Hauptvektoren für die bedeutendsten vektorübertragenen Infektionskrankheiten in Europa: die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) und die Lyme-Borreliose (KOHLHUBER et al. 2006, BASSETTI
2009, STARK et al. 2009).
Zecken vergrößern
ihr
Verbreitungsgebiet
FSME-Erkrankungen
in Österreich
je nach Region
geringe bis mäßige
Vulnerabilität
chronische schwere
Erkrankungen durch
Lyme-Borreliose
Die wesentlichen Risikofaktoren für die Übertragung sind Häufigkeit, Aktivität
und Durchseuchung der Zecken sowie das Verhalten der Menschen. Zecken
können sich bei höheren Temperaturen rascher entwickeln und ihr Entwicklungszyklus verkürzt sich. Höhere Wintertemperaturen begünstigen das Überleben und ermöglichen ein Vordringen in höhere Lagen. Zur Entwicklung ist jedoch ausreichend Feuchtigkeit notwendig. Deshalb können heiße und trockene
Sommer zu einem Rückgang der Zecken-Populationen führen. Einige Studien
haben einen signifikanten Zusammenhang zwischen den steigenden Wintertemperaturen, der Zunahme von Zeckenpopulationen bei milderen Wintern und
dem vermehrten Auftreten von zeckenübertragenen Krankheiten beschrieben
(vgl. z. B. HEMMER et al. 2007).
Durch einen effizienten Impfstoff und eine hohe Durchimpfungsrate in Österreich (im Jahr 2009 waren 86 % der Bevölkerung geimpft) konnte die Anzahl
der FSME-Erkrankungen deutlich verringert werden: Gegenüber der VorimpfÄra mit bis zu 700 FSME-Infektionen jährlich, konnten die Erkrankungen seit
1997 auf unter 100 reduziert werden (79 im Jahr 2009). Dennoch sind weitere
Anstrengungen notwendig, um die Anzahl der FSME-Erkrankungen weiter zu
reduzieren bzw. die hohe Durchimpfungsrate der Bevölkerung aufrecht zu halten (INSTITUT FÜR VIROLOGIE DER MEDIZINISCHEN UNIVERSITÄT WIEN 2010E):
In einem Meldesystem werden als Basis für die Erstellung der FSMEVerbreitungskarte die bereits aufgetretenen, diagnostizierten FSME-Krankheitsfälle eingetragen. Dies dient zur Erfassung der Endemiegebiete in Österreich.
Trotzdem besteht ein potenzielles Übertragungsrisiko auch dort, wo bis heute
kein FSME-Erkrankungsfall bekannt geworden ist. Jährlich kommen neue Infektionsorte durch die laufende Ausbreitung der Vektoren hinzu. Die Vulnerabilität
wird daher derzeit je nach Region als gering bis mäßig eingeschätzt.
Ebenfalls von Zecken übertragen werden Borrelien, die Erreger der LymeBorreliose. Diese Bakterien verursachen eine Multisystemkrankheit, welche in
verschiedenen Organen auftritt. Sie kann zu Muskel- und Gelenkentzündungen
führen sowie Veränderungen am Herzen verursachen. Besondere Bedeutung
hat auch der Befall des zentralen Nervensystems mit verschiedensten, schwer zu
diagnostizierenden Krankheitsbildern. Wird die Borreliose in den Frühstadien
nicht erkannt und behandelt, so können schwere Verläufe mit chronischen Folgeschäden oder sogar Todesfolgen auftreten. Eine generelle Meldepflicht für
Borreliose besteht in Österreich nicht, daher liegen keine Zahlen über die Häufigkeit dieser Erkrankung vor (KOHLHUBER et al. 2006, STARK et al. 2009, RKI 2007).
Ein Zusammenhang zwischen der Erkrankungshäufigkeit und dem Klimawandel
scheint plausibel, da dieser vermutlich zu einem erheblichen Teil direkt mit der
Aktivitätsphase der Zeckenpopulation zusammenhängt (RANDOLPH 2004). Es
könnte zu einem früheren Beginn der Aktivität und einer verlängerten Aktivitätsphase kommen. Trockenere Sommer können jedoch die Populationen eindämmen. Wesentliche Komponenten sind jedoch auch das Verhalten des Menschen und veränderte sozio-ökonomische Faktoren wie z. B. Veränderungen in
der Landwirtschaft und der Waldbewirtschaftung (BASSETTI 2009). Laut WHO
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
wird eine klimawandelbedingte Zunahme und Verbreitung der Zeckenpopulation
in geografischer Breite und Höhe angenommen, welche in den betroffenen Gebieten zu einer Erhöhung der Krankheitshäufigkeit führen wird (WHO 2006c).
Neben der FSME und der Lyme-Borreliose können Zecken als Vektoren verschiedenster Erreger auch andere Krankheiten übertragen wie z. B. die
Babesiose oder das Fleckfieber.
Die Vulnerabilität insbesondere hinsichtlich der Lyme-Borreliose wird daher
derzeit je nach Region als mäßig bis hoch eingeschätzt.
mäßig bis hohe
Vulnerabilität durch
Lyme-Borreliose
Hanta-Viren
Infektionen mit Hanta-Viren führen zu Fieber, Nierenfunktionsstörungen und
grippeähnlichen Symptomen. In seltenen Fällen kann es zu hämorrhagischem
Fieber kommen4. Hanta-Viren werden von Nagetieren, hauptsächlich von Mäusen wie der Rötelmaus, auf den Menschen übertragen. Nager, insbesondere
Mäuse, neigen – abhängig von Klimafaktoren (milde Winter) und dem Nahrungsangebot (z. B. Bucheckern) – zu Massenvermehrungen. Die Viren werden
von infizierten Tieren über Speichel, Urin und Kot ausgeschieden. Der Erreger
kann in der Umwelt über einen längeren Zeitraum hinweg infektiös bleiben. Die
Übertragung auf den Menschen erfolgt zumeist durch Inhalation virushaltiger
Aerosole. Die meisten Erkrankungen erfolgen in den Sommermonaten, da hier
durch häufigere Aufenthalte im Freien das Infektionsrisiko steigt. Als wichtige
Risikofaktoren wurden z. B. Tätigkeiten in der Forstwirtschaft und im Bauwesen
oder freizeitbedingte Nutzung von Waldhütten identifiziert (STARK et al. 2009).
Erkrankungen durch Hanta-Viren gehören in Österreich zu den meldepflichtigen
Infektionskrankheiten. In Österreich wurden die höchsten Infektionsraten 2004
mit 72 und 2007 mit 78 Erkrankungen festgestellt. Eine mögliche Erklärung für
die hohe Infektionsrate im Jahr 2007 könnte im milden Winter 2006/2007 zu finden sein. Seit 1993 sind in Österreich insgesamt 341 Infektionen diagnostiziert
worden. Die Infektionsorte liegen überwiegend in der Steiermark und in Kärnten
(INSTITUT FÜR VIROLOGIE DER MEDIZINISCHEN UNIVERSITÄT WIEN 2010d):
Inwieweit höhere Temperaturen die Ausbreitung der Hanta-Viren und insbesondere der Vektoren begünstigen, ist nach derzeitigem Wissensstand nicht eindeutig geklärt. Die Vulnerabilität wird daher aufgrund des unzureichenden Wissens als nicht einschätzbar angegeben.
Nagetiere als
Überträger von
Hanta-Viren
erhöhen milde
Winter die
Infektionsrate?
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Malaria
Malaria ist eine der am weitesten verbreiteten Infektionskrankheiten des Menschen. Jährlich erkranken weltweit schätzungsweise 500 Millionen Menschen
an Malaria und mehr als eine Million sterben daran (STARK et al. 2009). Malaria
wird durch die Stechmücken der Gattung Anopheles übertragen. Die Erkrankung wird durch Plasmodien (Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax,
Plasmodium ovale und Plasmodium malariae) ausgelöst und führt unbehandelt
zu lebenslangen Infektionen, schweren Krankheitsbildern bis hin zum Tod. Die
Malaria war bis ins 20. Jahrhundert auch in Europa verbreitet (BASSETTI 2009).
4
Hämorrhagische Fieber sind fieberhafte Infektionskrankheiten, die zu einer verstärkten Blutungsneigung führen.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Malaria-Todesfälle in
Österreich
Überträger der
Malaria auch in
Österreich
Fernreisende importieren jährlich etwa 60 bis 90 Malariaerkrankungen nach Österreich, wovon rund die Hälfte Fälle von Malaria tropica sind. Jährlich sterben in
Österreich etwa ein bis zwei Österreicher an Malaria, weil sie die Symptome verkannt oder verharmlost haben (Quelle: http://www.reisemed.at/malaria.html).
In Europa existieren etwa 18 verschiedene Anopheles-Arten, auch in Österreich
kommen mehrere Arten vor (KAMPEN & MAIER 2008). Zu deren Vektorkompetenz ist wenig bekannt und das Risiko, ob sie bei wärmeren Bedingungen Malaria übertragen können, ist schwer einzuschätzen. Für Deutschland werden Mücken mit Vektorkompetenz vermutet, die für zwei dokumentierte Übertragungen
verantwortlich gemacht werden (KRUGER et al. 2001).
Die Überlebensfähigkeit der Plasmodien und der Anopheles-Mücken hängt von
der Temperatur ab. Die Vermehrung der Erreger in den Mücken kommt bei
Temperaturen unter 18 °C (Plasmodium falciparum) bzw. bei 14 °C (Plasmodium vivax) zum Stillstand. Für das Überleben der Stechmücken sind daneben
auch ausreichend hohe Feuchtigkeit und die Niederschlagsmenge entscheidend. Damit sind der Verbreitung der Malaria klimatische Grenzen gesetzt, die
allerdings durch eine Klimaänderung ausgedehnt werden können (JENDRITZKY
2009). Größere Ausbrüche von Malaria oder gar eine längerfristige Etablierung
des Malaria-Erregers gelten angesichts des hohen medizinischen Standards als
äußerst unwahrscheinlich. Eine erhöhte Aufmerksamkeit sollte dennoch gegeben sein.
Vulnerabilität durch
Malaria ist äußerst
gering
Die Vulnerabilität wird derzeit jedoch als äußerst gering eingeschätzt.
Chikungunya-Fieber
Die tropische Infektionskrankheit wird durch Arten der Gattung Aedes, z. B.
auch durch die Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus; s. o.) übertragen. Die
Krankheitssymptome äußern sich in schnellem plötzlichem Fieberanstieg,
Schüttelfrost, schwerem Krankheitsgefühl, Kopfschmerzen sowie Muskel- und
Gelenkbeschwerden.
Epidemie 2007 in
Nordost-Italien
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
34
Im Jahr 2007 kam es zu einer Chikungunya-Epidemie in Nordost-Italien (Provinz Ravenna) mit 2005 Erkrankungsfällen. Dies hat deutlich gezeigt, dass eine
Einschleppung und Ausbreitung nicht nur möglich ist, sondern ein ernst zu
nehmendes Szenario darstellt. In Österreich wurden für die Jahre 2006 bis
2008 22 Fälle dokumentiert.
Die Vulnerabilität wird aufgrund des unzureichenden Wissens als nicht einschätzbar angegeben, zu einer genaueren Beurteilung des Risikos sind Forschungsarbeiten sowie ein konsequentes Monitoring hinsichtlich der Einschleppung der Asiatischen Tigermücke erforderlich.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Dengue-Fieber
Die Dengue-Viren werden ebenfalls durch die Stechmücken der Gattung Aedes
übertragen. Der wichtigste Vektor ist Aedes aegypti, jedoch kann auch Aedes
albopictus, die Asiatische Tigermücke (siehe oben) die Erkrankung übertragen.
Die Krankheitssymptome sind grippeähnlich und umfassen hohes Fieber mit
Schüttelfrost und heftige Kopfschmerzen sowie starke Muskel- und Gliederschmerzen. Die Krankheit kann bei schweren Verläufen insbesondere bei Kindern tödlich verlaufen. In den letzten 40 Jahren konnte weltweit eine starke
Ausbreitung festgestellt werden. Nach Einschätzungen der WHO zählt die Erkrankung zu den größten gesundheitlichen Bedrohungen weltweit. Als Ursachen für die weltweite Zunahme von Dengue-Fieber gelten unter anderem die
fortschreitende Urbanisierung und gute Brutbedingungen für Stechmücken,
z. B. in offenen Wasservorratsbehältern, alten Plastikcontainern, alten Autoreifen etc. sowie günstigere klimatische Bedingungen infolge des Klimawandels.
Die Vermehrung der Dengue-Viren im Vektor ist bei 30 °C am höchsten und
wird selten unter 20 °C aufrechterhalten (EBERT & FLEISCHER 2005, UPHOFF &
HAURI 2005, STARK et al. 2009).
weltweite
Ausbreitung
beobachtet
Dengue-Fieber ist die häufigste nach Reisen diagnostizierte Virusinfektion. In
den Jahren 2002 bis 2009 wurden durchschnittlich 38 Dengue-Infektionen in
Österreich registriert. Im Jahr 2010 wurden bis September bereits 63 Fälle
nachgewiesen (INSTITUT FÜR VIROLOGIE DER MEDIZINISCHEN UNIVERSITÄT WIEN
2010A). Infizierte Personen können eine Quelle für die Etablierung von Infektionen in den Heimatländern sein. Das Risiko, dass Tropenviren endemisch werden, ist in den Mittelmeerländern deutlich gestiegen, wie dies am Beispiel der
Asiatischen Tigermücke zu erkennen ist. Vor kurzem konnten in Europa (Südfrankreich) bereits zwei autochthone Dengue-Fälle beobachtet werden.
bereits autochthone
Fälle in Europa
beobachtet
Eine verlässliche Beurteilung des Gefährdungspotenzials ist derzeit nicht möglich, daher ist die Vulnerabilität derzeit nicht einschätzbar.
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
West-Nil-Virus
Das West-Nil-Virus wird durch Stechmücken der Gattung Culex, aber auch der
Gattungen Aedes oder Anopheles übertragen. Bei ca. 20 % der Infektionen treten grippeähnliche Symptome auf, in seltenen Fällen kommt es zu Meningitis
oder Enzephalitis. Wirtstiere sind in erster Linie Zugvögel, aber auch Säugetiere
(z. B. Pferde) und der Mensch. Die Erkrankung tritt in wärmeren Regionen häufiger auf und wurde insbesondere mit milden Wintern und trockenen warmen
Sommern in Zusammenhang gebracht (EPSTEIN 2001). Im Jahr 2010 wurden
aus Griechenland (148 Infektionen), Russland (206 Infektionen) und Rumänien
(5 gesicherte Infektionen) zunehmend Erkrankungen mit zum Teil schweren
Verläufen und 23 Todesfälle gemeldet. In Österreich gibt es bis dato noch keinen bestätigten Fall (INSTITUT FÜR VIROLOGIE DER MEDIZINISCHEN UNIVERSITÄT
WIEN 2010B). Im Zuge der Klimaerwärmung und vermehrter Überwinterung von
Zugvögeln in Österreich nimmt die Gefahr einer Etablierung zu. Das Risiko einer Einschleppung über Zugvögel besteht schon seit langer Zeit, möglicherweise wurde bis jetzt die Etablierung aufgrund einer unzureichend großen Mückenpopulation verhindert. Ob und wie sich die Voraussetzungen bei sich verändernden klimatischen Bedingungen entwickeln werden, ist ebenfalls unklar.
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Infektionen in
Europa nehmen zu
35
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Die Vulnerabilität ist daher nach derzeitigem Wissen nicht einschätzbar.
Toskana-Virus
Zunahme schwerer
Krankheitsverläufe
im Mittelmeerraum
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Das Toskana-Virus verursacht fieberhafte Erkrankungen (Sandmückenfieber)
und ist im gesamten Mittelmeerraum verbreitet. Das Virus wird durch Sandmücken-Arten der Gattung Phlebotomus übertragen. Infolge der Infektion kommt
es zu hohem Fieber bis 41 °C, ausgeprägten frontalen Kopfschmerzen, Muskelund Gelenkschmerzen und gastrointestinalen Beschwerden mit Übelkeit, Erbrechen und Diarrhoen, bei schweren Verläufen treten neurologische Komplikationen mit Meningitis, Enzephalitis und Meningoenzephalitis auf. In den letzten
Jahren wurde eine Zunahme der Erkrankungszahlen sowie ein Ansteigen von
schweren Verläufen im Mittelmeerraum beobachtet. Infektionen durch das Toscana-Virus wurden in Italien, Spanien, Portugal, Frankreich, Griechenland, den
Nachfolgestaaten des ehemaligen Jugoslawiens, Ägypten, Israel, Jordanien,
Marokko, Tunesien, Zypern und in der Türkei beobachtet. Auch Touristenzentren wie z. B. Mallorca gelten als Endemiegebiet (INSTITUT FÜR VIROLOGIE DER
MEDIZINISCHEN UNIVERSITÄT WIEN 2010C). Eine Risikoabschätzung bezüglich einer Einschleppung und Etablierung der Sandmücken ist aufgrund der unzureichenden Datenlage derzeit äußerst schwierig, eine Gefährdung ist jedoch nicht
auszuschließen. Schon eine Erwärmung um weniger als 1 °C kann das Vorkommen von Sandmücken in Österreich in zahlreichen Regionen begünstigen.
Die Vulnerabilität ist nach derzeitigem Wissen nicht einschätzbar.
Leishmaniosen
Leishmaniosen werden durch, parasitische, eukaryotische Einzeller, die Leishmanien, übertragen. Weltweit sind etwa 12 Millionen Menschen mit Leishmanien infiziert, etwa 60.000 Menschen sterben jedes Jahr an einer Leishmaniose.
Unbehandelt können schwere Komplikationen auftreten und zum Tod führen.
Etablierung von
Sandmücken in
Mitteleuropa steigt
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
36
Das Vorkommen der Leishmaniosen ist an Sandmücken der Gattung
Phlebotomus gebunden, welche den Erreger bei der Blutmahlzeit aufnehmen
und bei der nächsten Blutmahlzeit auf einen neuen Wirt übertragen. Zusätzlich
sind für die Verbreitung auch verschiedene Säugetiere (vor allem Hunde) als
Reservoir relevant. In Deutschland werden die Erreger überwiegend durch erkrankte Menschen und Hunde eingeschleppt (STARK et al. 2009). In jüngerer
Zeit wurden vermehrt auch in verschiedenen Teilen Mitteleuropas, auch in
Deutschland, Sandmücken-Vorkommen nachgewiesen, was möglicherweise
zum Teil mit Klima-veränderungen zusammenhängt. Für Österreich wird angenommen, dass eine Erwärmung um weniger als 1 °C das Vorkommen von
Sandmücken in zahlreichen Regionen begünstigen wird. Vor allem im Rheintal,
im Donautal, im östlichen Burgenland und in der Grenzregion zu Slowenien
muss unter wärmeren klimatischen Bedingungen mit einem Auftreten von
Sandmücken gerechnet werden (ASPÖCK et al. 2007). Für die Etablierung bzw.
Ausbreitung sind neben den Vektoren noch infizierte Reservoirwirte notwendig,
um autochthone Infektionen beim Menschen zu verursachen.
Die Vulnerabilität gilt nach derzeitigem Wissen als nicht einschätzbar.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Fazit – vektorübertragene Krankheiten
Insgesamt ist festzuhalten, dass der Wissensstand und die Datenlage zu vektorübertragenen Krankheiten mangelhaft sind. Für die Erforschung der möglichen Risiken bezüglich der Einschleppung und Etablierung neuer Vektoren ist
insbesondere eine Förderung der systematisch-zoologischen Kompetenz zu
empfehlen. Das potenziell hohe Risiko und die unzureichende Datenlage könnten
zu einer hohen Vulnerabilität führen. Daher ist es notwendig, rechtzeitig vertiefende Forschungsarbeiten und insbesondere konsequente Monitoring-Programme zu installieren, um eine Grundlage für geeignete Gegenmaßnahmen
zu erhalten.
3.1.3.8
intensive
Forschungsarbeit ist
notwendig
Allergene
In den letzten Jahrzehnten konnte in vielen Ländern Europas ein Anstieg von
Allergien und Asthma beobachtet werden. Die Entstehung von Allergien ist äußerst komplex, wobei auch genetische Faktoren eine bedeutende Komponente
darstellen.
In Österreich sind etwa 20–25 % der Bevölkerung AllergikerInnen, rund 900.000
ÖsterreicherInnen leiden an Pollenallergien; die Tendenz ist steigend (DORNER
et al. 2006, KÄRNTNER LANDESREGIERUNG 2007).
fast ¼ der österr.
Bevölkerung ist
allergisch
Eine Allergie ist eine erworbene Überempfindlichkeit auf bestimmte Substanzen
aus der Umwelt (v. a. Pollen, Tierhaare, Hausstaubmilben, Schimmelpilze, Nahrungsmittel, Chemikalien etc.). Die chronisch verlaufenden Erkrankungen können in jedem Lebensalter auftreten und oft mit deutlichen Einbußen an Lebensqualität einhergehen.
Es wurden bereits zahlreiche Stoffe identifiziert, die bei der Auslösung von Allergien eine Rolle spielen. Diese können sowohl mit der Nahrung aufgenommen
werden als auch über Hautkontakt oder Inhalation und entfalten durch Kontakt
mit der Schleimhaut und dem Epithel der Atemwege ihre allergische Wirkung.
Kreuzallergien und Interaktionen der verschiedenen Allergene sind ebenfalls
möglich (KIM et al. 2005, RAMSEY et al. 2005).
Die Symptome einer Allergie können mild bis schwerwiegend und in einigen
Fällen sogar akut lebensbedrohlich sein. Sie können nur saisonal auftreten, etwa
zur Zeit des entsprechenden Pollenfluges, oder aber auch ganzjährig wie z. B. bei
Allergie gegen Hausstaubmilbenkot. Das klinische Erscheinungsbild einer Allergie ist ausgesprochen vielfältig. Es gibt mehrere verschiedene Krankheitsformen,
bei denen die Symptome an verschiedenen Organen des Körpers auftreten. Allergien und Hypersensitivität können sich an den Schleimhäuten (allergische
Rhinitis, Mundschleimhautschwellungen, Konjunktivitis), an den Atemwegen
(Asthma bronchiale), an der Haut (atopische Dermatitis, z. B. Neurodermitis,
Kontaktekzem, Urtikaria) oder im Gastrointestinaltrakt (Erbrechen, Durchfälle,
besonders bei Säuglingen und Kleinkindern) zeigen. Der anaphylaktische
Schock als akut lebensbedrohliche Situation ist die schwerwiegendste Form der
Allergie (DORNER et al. 2006, KÄRNTNER LANDESREGIERUNG 2007).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
zahlreiche
Krankheitsbilder
37
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Klimawandel
beeinflusst
Ausbreitung von
Allergenen
Allergene durch Pollen
Pollenflugsaison
verlängert sich
Verschiedene Studien belegen bereits, dass die Pollenflugsaison in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts früher begonnen hat und teilweise länger
andauert. Es zeigt sich ein deutlicher temperaturgesteuerter Trend in Richtung
einer Verlängerung der Vegetationszeit um bis zu zwei Wochen Eine Auswertung von Pollenflugdaten ergab, dass Frühblüher wie Erle und Haselnuss in
milden Wintern ihre Pollen bereits im Jänner freisetzen (BORTENSCHLAGER &
BORTENSCHLAGER 2003, BEGGS 2004, EITZINGER et al. 2009, SPERK & STRAFF
2009, KAMINSKI & GLOD 2010).
Luftschadstoffe
erhöhen Aggressivität der Pollen
Darüber hinaus ist eine erhöhte Aggressivität der Pollen feststellbar, die mit der
erhöhten Schadstoffbelastung der Luft in Zusammenhang gebracht wird. Eine
erhöhte Ozonkonzentration scheint zusätzlich die Pollenreifung zu beschleunigen und das Allergiepotenzial durch die Zunahme der Allergenproduktion in den
Pollen von bestimmten Gräserarten zu steigern (ECKL-DORNA et al. 2010). Auch
das Vorkommen erhöhter Stickstoffoxidkonzentrationen in der Luft dürfte zu einer Erhöhung des Allergie erzeugenden Potenzials von natürlichen Allergenen
beitragen (FRANZE et al. 2005). Insbesondere in Ballungsgebieten bewirken
Luftschadstoffe, dass Pollen ihre Allergene bereits in der Atmosphäre freisetzen
und sich z. B. an Feinstaubpartikel binden, was zu einer weiteren kumulativen
Belastung führt. Zahlreiche Wirkungen und Wechselwirkungen zwischen Luftschadstoffen, Allergenen und durch den Klimawandel bedingte veränderte Bedingungen sind derzeit noch unverstanden und erfordern weitere Forschungsarbeiten (REIDL & GAMBLE 2009).
Die Auswirkungen einer Klimaveränderung auf die Zunahme von Allergien sind
insbesondere in der veränderten Ausbreitung von Allergenen über den Transport in der Luft zu erwarten.
Allergene durch Neobiota
Eine besondere Bedeutung wird auch der Verbreitung eingeschleppter Arten
mit hohem Allergiepotenzial beigemessen.
Allergene Pflanzen: Beifuß-Ambrosie
rasante Verbreitung
von Ragweed
Ambrosia artemisiifolia (Beifuß-Ambrosie, Ragweed) breitet sich, ausgehend
von Ungarn, zunehmend über Europa aus. Seit 1991 ist vor allem in OstÖsterreich eine starke Ausdehnung der Ambrosiabestände, verbunden mit einem Anstieg der Pollenzahlen, zu beobachten. Seit 2008 liegen Meldungen
auch für das Auftreten in Salzburg vor (LK SALZBURG 2010). In der Steiermark
wurde 2009 ein flächendeckendes Vorkommen registriert, mit einer deutlichen
Konzentration auf die Süd- und Oststeiermark (Quelle: Land Steiermark5). Eine
Untersuchung aus Niederösterreich bestätigt eine Zunahme der Allergien im
Osten Österreichs in den letzten 10 Jahren (HEMMER et al. 2009). Die bevorzugten Lebensräume der wärmeliebenden Ambrosie sind Standorte mit nicht geschlossener Straßendecke wie Straßenbankette, Wegränder, Bahndämme,
Ruderalflächen (Erd- und Schutthalden, Baugebiete, Mülldeponien), Schottergruben, Industriegelände, öffentliche (Grün)flächen, Hausgärten, Vogelfutterplätze und Äcker.
5
38
http://www.agrar.steiermark.at/cms/ziel/43575249/DE/
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Abbildung 4: Blühende Ambrosie im Weinviertel, September 2006. (© F. Essl).
Die Pollen der Ambrosie sind hoch allergen, bereits geringe Konzentrationen in
der Luft können allergische Reaktionen der Atemwege verursachen. Darüber
hinaus können Kontaktallergien ausgelöst werden. Die Allergenität von Ambrosia-Pollen ist drei- bis fünfmal stärker als jene von Gräserpollen. Schon geringe
Pollenkonzentrationen von fünf bis zehn Pollen pro Kubikmeter Luft reichen, um
eine allergische Reaktion auszulösen. In Österreich werden bereits jährlich ca.
90 Millionen Euro für die Behandlung von Allergie- und Asthmabeschwerden
ausgegeben, die durch Ambrosie ausgelöst werden (AGES 2010). Durch die
späte Blütezeit der Pflanze von August bis weit in den Oktober hinein, wird dadurch die Pollensaison für Allergiker um zwei Monate in den Herbst verlängert
(SPERK & STRAFF 2009).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
39
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Abbildung 5: Zukünftige Verbreitung potenzieller Habitate der Ambrosie –
regionalisiertes Klimawandelszenario. (Quelle: KLEINBAUER et al. 2006).
Pollenproduktion
korreliert mit CO2Konzentration
Vorsichtige Schätzungen gehen von einer Versechsfachung des heutigen Ausbreitungsgebietes bis Mitte des Jahrhunderts aus. Des Weiteren konnte auch
belegt werden, dass höhere CO2-Gehalte die Pollenproduktion der Ambrosie
deutlich steigern. So ist zukünftig, auch bei gleichbleibenden Bestandesgrößen
mit einer zunehmenden Pollenproduktion zu rechnen (KLEINBAUER et al. 2006).
Vulnerabilität durch
Ambrosie ist hoch
Aufgrund der hohen Allergenität der Ambrosie, der raschen Ausbreitung und
der schwierigen Bekämpfung wird eine hohe Vulnerabilität angenommen.
Allergene Tiere: Eichenprozessionsspinner
klimatisch bedingtes
Massenauftreten
40
Allergische Reaktionen können auch durch verstärkt auftretende bzw. wärmeliebende Schadinsekten ausgelöst werden. So verursachen in Deutschland und
Österreich seit einigen Jahren vermehrt die Raupen des Eichenprozessionsspinners (Thaumatopea processionea) gesundheitliche Probleme. Die
Raupen des Nachtfalters weisen Brennhaare auf, die ein Eiweißgift
(Thaumetopoein) enthalten. Die Haare sind äußerst fein und extrem leicht mit
der Luft transportierbar. Der Kontakt mit den Brennhaaren führt zu mechanischen Reizerscheinungen auf der Haut und an Schleimhäuten der Atemwege
und Augen und kann toxische und/oder allergische Reaktionen hervorrufen. Da
die mikroskopisch kleinen Gifthaare bis zu hundert Meter weit mit dem Wind
vertragen werden können, stellen sie eine wichtige, bis jetzt allerdings wenig
beachtete Ursache einer luftübertragenen gesundheitlichen Beinträchtigung
dar. Besonders hervorzuheben ist, dass die Gifthaare mehrere Jahre in der
Umwelt intakt bleiben und daher bei Wald-, Forst und Gartenarbeit aufgewirbelt
werden können. Trockene heiße Perioden sowie milde Winter begünstigen eine
Massenvermehrung und Ausbreitung der Tiere. (MÜCKE & AUGUSTIN 2009,
SPERK & STRAFF 2009). Für Wien konnte insbesondere für den Hitzesommer
2003 ein verstärktes Auftreten nachgewiesen werden. Neue Befallsgebiete
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
wurden seit 2003 in der Südsteiermark festgestellt, auch in Niederösterreich
und dem Burgenland wurden Arealausweitungen sowie eine Zunahme der
Befallsintensität beobachtet.6
Als wärmeliebende Art kann der Eichenprozessionsspinner von der Erhöhung
der Durchschnittstemperatur in Mitteleuropa profitieren und sein Areal ausweiten, was auch zu vermehrt gesundheitlichen Problemen führen kann.
Abbildung 6: Eichenprozessionsspinner. © R. Altenkamp, Berlin GNU-Lizenz für freie
Dokumentation.
Der Klimawandel kann die Etablierung weiterer pflanzlicher und tierischer Organismen ermöglichen, welche in weiterer Folge sowohl für die Gesundheit
aber auch für weitere Sektoren wie die Land- und Forstwirtschaft oder die
Biodiversität von Bedeutung sein können. Die Ambrosie und der Eichenprozessionsspinner sind unter anderem deshalb von besonderem Interesse, weil sie
bevorzugt im Lebensraum des Menschen siedeln. Hier ist auch eine Schnittstelle zur Stadtplanung zu sehen, um die Ausbreitung humanpathogener Schädlinge nicht zusätzlich zu begünstigen.
Einwanderung
weiterer Neobiota ist
wahrscheinlich
Der vorliegende Wissensstand wird derzeit als nicht ausreichend bewertet, um
eine robuste Einschätzung der Vulnerabilität abgeben zu können. Die Vulnerabilität gilt derzeit als nicht einschätzbar.
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
6
Quellen: http://www.agrar.steiermark.at/cms/beitrag/10435343/12110572/
http://www.wien.gv.at/umwelt/parks/pflanzenschutz/eichenprozessionsspinner.html
http://www.med4you.at/derma/allerg_intol/eichenprozessionsspinner.htm
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
41
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.1.3.9
Lebensmittelsicherheit und Trinkwasserversorgung
Lebensmittelqualität
mögliche
Problembereiche
Eine Übersichtsarbeit zum Thema Klimawandel und Lebensmittelsicherheit in
Europa identifizierte im Wesentlichen folgende Problemfelder:
 Zunahme von Mykotoxinen in Lebensmitteln,
 höhere Pestizidrückstände durch vermehrten Einsatz aufgrund des sich än-
dernden Auftretens von Schadorganismen,
 veränderte Gehalte von Spurenelementen und Metallen in Lebensmitteln
durch veränderte Bodenbedingungen und Pflanzenverfügbarkeit,
 Kontamination mit polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen infolge
Langstreckentransport in der Luft,
 Vorkommen pathogener Organismen aufgrund der Kontamination bedingt
durch Extremwetterereignisse sowie
 Kontamination von Meerestieren mit biogenen Giften aufgrund überdurch-
schnittlichen Algenwachstums (für Österreich weniger relevant) (MIRAGLIA et
al. 2009).
Mykotoxine
Schimmelpilzgifte
nehmen zu
Vulnerabilität ist
nicht einschätzbar
bzw. hoch
Bedingt durch den Klimawandel nimmt die Bedeutung der durch Schimmelpilze
produzierten Mykotoxine in Europa zu (MILLER 2008). Einige Mykotoxinarten
zeichnen sich durch hohe Giftigkeit aus. So liegt die tägliche Aufnahmemenge
mancher Toxine von Fusariumarten sowie von Deoxynivalenol insbesondere für
Risikogruppen wie Säuglinge und Kleinkinder sehr nahe den TDI-(tolerably daily
intake)Werten, bzw. auch manchmal darüber (SCOOP 2003). Mehr als 400
Mykotoxine verschiedener Pilzgattungen sind bekannt, von besonderer Bedeutung hinsichtlich Verbreitung und Toxizität sind vor allem Trichothecene,
Zearalenon und Fumonisine. So wirken die Toxine der Trichothecene vor allem
zell- und immunschädigend, Fumonisin B1 ist laut Internationaler Krebsforschungsagentur (IARC - International Agency for Research on Cancer) als
möglicherweise kanzerogen (IARC: 2B) eingestuft und Ochratoxin A ist leberund nierenschädigend. Bezüglich möglicher Langzeiteffekte besteht vielfach,
beispielsweise bei den Toxinen T2 und HT2 (Trichothecene), Forschungsbedarf
(FOBIG 2010).
Die Mykotoxinproblematik ist bisher nur einem beschränkten Personenkreis vertraut. Hier besteht Aufklärungsbedarf und hinsichtlich der Verbreitungs- und
möglicher Präventivmaßnahmen sowie auch der Langzeitwirkungen Forschungsbedarf. Aufgrund der bestehenden Unsicherheit gilt die Vulnerabilität
als derzeit nicht einschätzbar aber insbesondere für Risikogruppen (Säuglinge,
Kleinkinder) von möglicherweise hohem Potenzial.
Pathogene Mikroorganismen
Ein potenzieller Einfluss von Klimaänderungen auf lebensmittelbedingte Erkrankungen wird in einigen Studien beschrieben (UPHOFF & HAURI 2005,
KOHLHUBER et al. 2006, STARK et al. 2009, UMWELTBUNDESAMT 2009).
42
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Wetterbedingungen können das Risiko lebensmittelbedingter Erkrankungen auf
verschiedene Art und Weise beeinflussen: So können höhere Temperaturen die
Vermehrung von Mikroorganismen in Lebensmitteln begünstigen, andererseits
kann sich bei hohen Temperaturen das Ernährungsverhalten ändern. In der
Regel führen Wärmeperioden zu häufigerem Verzehr von Risikoprodukten (zum
Beispiel Grillfleisch, Speiseeis, Frischeiprodukte).
Lebensmittelbedingte Infektionen durch Salmonellen, Campylobacter, Noroviren
und andere enterale Erreger zählen zu den häufigsten Krankheitsbildern. Für
Erkrankungen durch Salmonellen und Campylobacter ist nachgewiesen, dass
sich hohe Außentemperaturen auf die Erkrankungshäufigkeit auswirken: sie
weisen einen ausgeprägten saisonalen Trend auf mit deutlich erhöhtem Auftreten in den Sommermonaten. Dies gilt ebenfalls – wenn auch weniger ausgeprägt – für Infektionen mit enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) und
anderen E. coli-Arten. Salmonellen vermehren sich bei hohen Temperaturen in
Lebensmitteln und Futtermitteln wesentlich besser. Das Wachstum findet oberhalb von 7 °C statt und erreicht ein Maximum bei 37 °C. Insbesondere bei
Kleinkindern, älteren oder sensibilisierten Personen kann es zu schweren Erkrankungen oder sogar Todesfällen kommen. Klimaveränderungen haben das
Potenzial, die Produktion und die Verfügbarkeit zu beeinflussen, aber auch die
Kontamination der Lebensmittel mit Mikroorganismen und Toxinen zu erhöhen
(PATZ et al. 2000).
pathogene Keime
weisen saisonalen
Trend auf
Schätzungen gehen davon aus, dass ein durchschnittlicher Temperaturanstieg
um 1 °C zu einer Erhöhung des Auftretens lebensmittelbedingter Gastroenteritiden um 4–5 % führt (HEALTH PROTECTION AGENCY 2008).
Bei der Thematik Klimaveränderung und Lebensmittelhygiene müssen jedoch
nicht nur die Produktionsstätten sondern zusätzlich auch der Weg zum Verbraucher/zur Verbraucherin (Transport, Lagerung im Einzelhandel) und der
Umgang der KonsumentInnen mit den Lebensmitteln beachtet werden. Das
Verbraucherverhalten beeinflusst in erheblichem Umfang die möglichen Auswirkungen. Angesichts der hohen Standards im Bereich der Lebensmittelhygiene wird derzeit von einer geringen Vulnerabilität ausgegangen, sofern Lagerung, Transport und Verbraucherverhalten entsprechend sorgsam sind.
Vulnerabilität ist
derzeit gering
Trinkwasserqualität
Zahlreichen aktuellen Studien zufolge dürfte es auch durch den Klimawandel
bedingt zu einer Zunahme von Phosphor- und Nitrat-Konzentrationen in Gewässern kommen und in weiterer Folge zu einem verstärkten Wachstum von
Phytoplankton, darunter Cyanobakterien („Blaualgen―). Diese in Süßwasser lebenden Bakterien produzieren Gifte, welche als hochtoxisch gelten (ARHEIMER
et al. 2005, HUDNELL & DORTSCH 2008, ORME-ZAVALETA & MUNNS 2008,
JEPPESEN et al. 2009). Die Auswirkungen auf die Gesundheit sind groß, für Österreich jedoch bisher eher gering. Es ist momentan schwer einschätzbar ob die
Bedeutung der Thematik auch für Österreich zunehmen wird (pers. Auskunft, DI
Markus Mattl, Umweltbundesamt).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Bakterien wachsen
durch
Eutrophierung
43
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Auch die Zunahme von Nitratkonzentrationen im Gewässer ist problematisch,
da unerwünschte Wirkungen auf Ökosysteme und Gesundheit bekannt sind7
(UMWELTBUNDESAMT 2010b). Eine erhöhte Nitrataufnahme, z. B. durch das
Trinkwasser, kann im menschlichen Körper zu verstärkter Bildung von krebserregenden Nitrosaminen führen (KÖHL & EISENBRAND 2004). Laut UMWELTBUNDESAMT (2010c) wurde für vier Grundwasserkörper eine Verfehlung des guten
chemischen Zustands durch Nitrat ausgewiesen, diese sind voraussichtliche
Maßnahmengebiete gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinie. Von bundesweit 2.030
Messstellen sind 249 (ca. 12 %) als nitratgefährdet eingestuft, das heißt, der
Grundwasser-Schwellenwert von 45 mg/l wird bei etwa jeder achten Messstelle
überschritten.
Neben der Nitratbelastung ist der Eintrag von Pflanzenschutzmitteln insbesondere durch intensive landwirtschaftliche Bodennutzungen auf Standorten mit
seichten Böden ein bedeutendes Problem für die Grundwasserqualität
(UMWELTBUNDESAMT 2010b).
weitere Gefahrenquellen sind noch
wenig bekannt
Gletscherschmelze
setzt organische
Schadstoffe frei
Hinsichtlich einer potenziellen Grundwassererwärmung, einer Verringerung der
Grundwasserreserven oder des Chemismus verschiedener Schadstoffe und
Metaboliten besteht weiterer Forschungsbedarf.
Untersuchungen des Rasaßsees in Südtirol zeigten, dass in den Jahren 1985–
2003 eine Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit um das Achtzehnfache erfolgte, die Magnesiumkonzentration stieg um das Achtundsechzigfache. Die Nickelkonzentration im See, welcher ehemals Trinkwasserqualität aufwies, betrug
243 µg/l – das Zwölffache des gegenwärtigen Grenzwertes für Trinkwasser.
Dieses Phänomen wurde durch Messungen anderer Seen der Umgebung bestätigt und konnte auf das Abschmelzen von Gletscherwasser und das Auftauen von Permafrostböden zurückgeführt werden (THIES et al. 2007). Auch organische, insbesondere langlebige Schadstoffe (POPs oder PBT-Stoffe: persistent, bioakkumulierend, toxisch) reichern sich in alpinen Regionen an und können insbesondere in Hintergrundregionen in vergleichsweise hohen Konzentrationen gefunden werden (ULV 2003, MONARPOP 2008). Auch diese giftigen, bioakkumulierenden Stoffe können durch Abschmelzen der Gletscher vermehrt in
die Umwelt und in Nahrungsketten gelangen. Hier besteht ebenfalls Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich „neuer POPs― – jener Stoffe, die erst
seit 2009 in die internationale Stockholmkonvention8 aufgenommen wurden beziehungsweise auch jener Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften, über deren Aufnahme derzeit diskutiert wird.
7
http://www.lfu.bayern.de/themenuebergreifend/fachinformationen/umweltmonitoring_versau
erung_ueberduengung/index.htm
8
44
Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutant http://chm.pops.int/
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Österreich hat ein Süßwasserdargebot von ca. 120 Mrd. m³/Jahr, wobei nach
Abzug der Verdunstungsmenge theoretisch eine Menge von rund 84 Mrd. m³
für die Deckung des Wasserbedarfs zur Verfügung steht (BMLFUW 2007). Der
gesamte Wasserverbrauch liegt derzeit bei 2,6 Mrd. m3/Jahr. Das österreichische Trink- und Nutzwasser wird zurzeit zu 99 % aus Grundwasser (inklusive
Quellen) gewonnen. Ca. 90 % der ÖsterreicherInnen werden bereits über ein
zentrales Wassernetz versorgt. Der Wasserbedarf kommt fast zur Gänze aus
geschützten Grundwasservorkommen und weist durchwegs eine hohe Qualität
auf. In Österreich werden 60 % des Wasserdargebots für die Industrie, 35 % für
die Trinkwasserversorgung und 5 % für die Landwirtschaft verwendet.9
Österreichs
Trinkwasser hat
beste Qualität
Ein möglicherweise vermehrtes Auftreten von extremen Wetterereignissen wie
Starkniederschläge, Überschwemmungen oder längere Trockenheit können regional unterschiedliche Auswirkungen auf die mikrobiologische und chemische
Qualität und/oder Verfügbarkeit von Trinkwasserressourcen, aber auch auf die
Qualität von Badegewässern haben.
Bakteriologische Beeinträchtigung durch Temperaturanstieg
Beeinträchtigungen der Trinkwasserqualität, insbesondere in Form von bakteriologischen Belastungen können durch die Erwärmung der Wassertemperaturen (höhere Quellwassertemperaturen) nicht ausgeschlossen werden. In den
Sommermonaten schwächt sich die Bodenbarriere zum Grundwasser durch
Austrocknung und Rissbildung ab. Dadurch können z. B. Fäkalkeime in tiefere
Bodenschichten vordringen. Es ist damit zu rechnen, dass Hitzeperioden die
Bodenfilter kontinuierlich schwächen und Verunreinigungen häufiger ins
Grundwasser gelangen, vor allem wenn im gleichen Zeitraum vermehrt Starkniederschläge auftreten.
Temperaturanstieg
gefährdet die
Wasserqualität
Eine weitere noch kaum beachtete Komponente betrifft das Erwärmungsrisiko
von Wasserleitungen. Zu diesem Thema ist weiterer Forschungsbedarf notwendig, da hierzu bis jetzt kaum aussagekräftige Untersuchungen bekannt sind.
Kontaminationsgefahr durch Starkniederschläge
Bei Starkniederschlägen hängen die Art und das Ausmaß der auftretenden
Schäden von der Intensität des Niederschlags und von der Energie der Hochwasserwelle ab. So kann Starkregen, vor allem in alpinen Einzugsgebieten, zu
einer Zerstörung der wasserbezogenen Infrastruktur (z. B. Leitungsabrisse) führen,
hingegen induziert ein Landregen in breiteren Flusstälern z. B. die Überstauung
des Gewinnungsgebietes. Diese Ereignisse können sich wiederum auch negativ auf die Wasserqualität (z. B. durch bakteriologische Verschmutzung) auswirken. So kam es beim Hochwasser 2002 zu einer Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität durch ausgetretene Mineralölprodukte (STEININGER et al. 2006).
Für Österreich wird aufgrund des hohen Standards in der Wasserqualität und
der -versorgung von einer geringen Vulnerabilität ausgegangen.
9
Vulnerabilität ist
gering
http://www.wassernet.at/article/articleview/60323/1/1459 (Stand August 2008).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
45
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.1.3.10
Vulnerabilität ist
mäßig bis hoch
Fazit – Aktivitätsfeld Gesundheit
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass im Gesundheitsbereich ohne Berücksichtigung der möglichen Auswirkungen und der Etablierung von Maßnahmenplänen, Aufklärungskampagnen etc. die Vulnerabilität als mäßig bis hoch einzuschätzen ist.
3.2
3.2.1
Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität
Einleitung
Natürliche Ökosysteme und die Vielfalt an Organismen, die sie beherbergen,
sind mit all ihren Leistungen von grundlegender Bedeutung für uns Menschen,
unsere Gesellschaft und Wirtschaft (siehe auch EK 2007). Sie sind mit dem
Klima auf vielschichtige Weise verbunden. In einem sich ändernden Klima verändern sich auch die Biodiversität und die Lebensräume.
Bei der Biodiversität – der Vielfalt des Lebens in all seinen Formen – werden
drei Ebenen unterschieden:
 die Artenvielfalt,
 die Vielfalt der Ökosysteme sowie
 die genetische Vielfalt.
Klimawandel erhöht
den
Konkurrenzdruck
Ökosysteme und
Klima beeinflussen
sich gegenseitig
Jeder Organismus hat bestimmte Ansprüche an das Klima. Dies spiegelt sich in
der globalen Verteilung der Arten, aber auch in der Artenvielfalt bestimmter Regionen wider. Steigende Temperaturen und sich ändernde Niederschlagsverhältnisse sowie das möglicherweise vermehrte Auftreten von Extremereignissen
bringen mit sich, dass sich Organismen, die in einem konkurrierenden Umfeld
leben, entweder rasch anpassen oder neue Lebensräume erschließen müssen
(GITAY et al. 2002).
Ökosysteme bestehen aus einer Gemeinschaft von Organismen, ihrer Umwelt und
den Wechselwirkungen zwischen ihnen. Sie reichen von Lebensgemeinschaften
wie beispielsweise einem abgestorbenen Baumstamm bis zu komplexen Ökosystemgefügen wie Wäldern, Flüssen etc. Natürliche Ökosysteme stellen unsere
Lebengrundlage dar, indem sie u. a. klimatische Verhältnisse schaffen, die für
Leben wie wir es kennen, Voraussetzung sind (BMLFUW 2004A). Die Biodiversität
bildet die Grundlage für die vielfältigen Leistungen von Ökosystemen. Das
Millenium Ecosystem Assessment10 unterscheidet vier fundamentale Funktionen:
 Die Versorgungsfunktion (Nahrung, frisches Wasser, Brennstoffe, Holz und
Faserrohstoff).
 Selbstregulierende Funktion (Klima, Wasserreinhaltung, Luftreinigung,
Wasserrückhaltevermögen von Boden und Vegetation, Hochwasserschutz,
Schädlingsbefall, Krankheiten).
10
Das Millenium Ecosystem Assessment hatte zum Ziel, die Auswirkungen von ÖkosystemVeränderungen auf die Menschheit abzuschätzen und Reaktionsmöglichkeiten auf wissenschaftlicher Basis zu erarbeiten. Die Maßnahmen sollen den Schutz und die Nachhaltigkeit der Nutzung
dieser Ökosysteme und ihrer Leistungen für das Wohl der Menschheit unterstützen.
46
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
 Unterstützende Basisleistungen (Bodenbildung, Photosynthese, Nah-
rungskreislauf).
 Kulturelle Funktionen (Erholung/Ökotourismus, Bildung, Ästhetik, Spirituali-
tät und Religiosität).
Auch Ökosystemdienstleistungen wie z. B. Nahrungsmittelproduktion, Hochwasserschutz, Bodenbildung und Schutz vor Bodenerosion usw. werden unmittelbar vom Klimawandel beeinflusst. Voll funktionsfähige und gesunde Ökosysteme sind daher eine wesentliche Voraussetzung um die Folgen des Klimawandels zu bewältigen (EK 2009).
Ökosysteme und Biodiversität werden bereits seit langem von zahlreichen Faktoren gefährdet. Dazu zählen z. B. die Zerstörung von Lebensräumen durch
Flächenverbrauch für Siedlungs- und Verkehrsinfrastrukturen, die intensive
Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Flächen, Änderungen des Wasserhaushalts durch Entwässerungen, Nährstoffeintrag aus der Luft und die Einschleppung von Pflanzen- und Tierarten durch die Intensivierung des globalen Handels und Verkehrs (KÖRNER et al. 2008, PAMPUS 2005). Der Klimawandel stellt
eine zusätzliche Bedrohung für die Lebensbedingungen von Tier- und Pflanzenarten dar und kann bestehende Einflussgrößen überlagern und verstärken.
Der Klimawandel in Kombination mit anderen Faktoren wird jedoch innerhalb
kurzer Zeit umfassende Auswirkungen nach sich bringen, die das Anpassungspotenzial zahlreicher Arten und Ökosysteme übersteigen werden.
viele Faktoren
gefährden
Ökosysteme
Intakte Ökosysteme sind gegenüber dem Klimawandel unempfindlicher und daher besser in der Lage, die Funktionen aufrechtzuerhalten, von denen unser
Wohlstand und Wohlergehen abhängen. Die Bewahrung der natürlichen Lebensgrundlagen unter dem Klimawandel ist daher von zentraler Bedeutung jeder Anpassungspolitik und eine unverzichtbare Voraussetzung für den Erfolg
von Anpassungsmaßnahmen in anderen Aktivitätsfeldern.
intakte Ökosysteme
sichern unsere
Lebensgrundlagen
Die Bewahrung und nachhaltige Nutzung der Biodiversität ist ein internationales
politisches Ziel. Österreich hat das Übereinkommen über die biologische Vielfalt
der Vereinten Nationen im Jahr 1994 mit der Biodiversitäts-Konvention ratifiziert und sich somit zum Schutz und zur nachhaltigen Nutzung der verschiedenen Komponenten verpflichtet. Mehrere weitere nationale und internationale
Abkommen dienen dem Schutz, dem Erhalt und der Förderung der Biodiversität
und der Ökosysteme wie z. B. die Vogelschutzrichtlinie, die Fauna-FloraHabitat-Richtlinie, die Ramsar-Konvention, die Alpenkonvention mit ihren für die
Biodiversitätserhaltung wichtigen Protokollen usw.
(inter)nationale
Abkommen zum
Biodiversitätsschutz
Für Natur- und Landschaftsschutz sind in Österreich die Bundesländer verantwortlich. In den Naturschutz- und Nationalparkgesetzen sowie in den Höhlengesetzen sind die Erhaltung und die Entwicklung einer vielfältigen Natur und
Landschaft als Lebengrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen als Ziele
festgelegt.
Naturschutz ist
Ländersache
Die Ausweisung und naturschutzgemäße Nutzung von Schutzgebieten stellt
ein wichtiges Instrument für die Erhaltung der biologischen Vielfalt dar. In Österreich sind rund 27 % des Bundesgebietes naturschutzrechtlich geschützt: 16 %
davon sind als Natura 2000-Gebiet, Nationalpark oder Naturschutzgebiet streng
geschützt. Hinzu kommen noch fast 11 % weniger streng geschützte Gebiete,
wie z. B. Landschaftsschutzgebiete und Geschützte Landschaftsteile (UMWELTBUNDESAMT 2010).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
mehr als ¼
Österreichs sind
Schutzgebiete
47
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Biodiversität ist in
Österreich stark
gefährdet
Die Gefährdung von Arten und Lebensräumen wird in Roten Listen bewertet.
Laut den Roten Listen sind in Österreich 40 % der heimischen Farn- und Blütenpflanzen gefährdet, ausgestorben oder vom Aussterben bedroht (BMUJF
1999). Auffallend hoch ist der Anteil gefährdeter Pflanzenarten von Trockenrasen, Mager- und Feuchtwiesen sowie Mooren (SCHRATT-EHRENDORFER et al.
2005). Aktuelle Rote Listen über gefährdete Tiere Österreichs liegen für 19
Tiergruppen vor (BMLFUW 2005a, 2007, 2009); die Ergebnisse bestätigen die
hohe Gefährdungssituation der Artenvielfalt in Österreich.
viele Biotoptypen
sind bedroht
Von den 488 Biotoptypen in Österreich – die größte Anzahl entfällt auf Wälder,
Gewässer und Grünland – gelten 246 als gefährdet bis stark gefährdet. Darunter befinden sich viele Gewässer-, Grünland- und Waldbiotoptypen (ESSL &
EGGER 2010). Fünf Biotoptypen sind vollständig vernichtet, 33 von vollständiger
Vernichtung bedroht, vor allem Gewässerlebensräume tiefer Lagen.
österreichische
Kostbarkeiten:
Endemiten
Österreich besitzt im mitteleuropäischen Raum die größte Anzahl an
Endemiten – Arten die nirgendwo sonst auf der Welt vorkommen. In Österreich
sind 581 Tier- und 167 Pflanzenarten endemisch, das entspricht rund 1,3 % der
Fauna und rund 5 % der Gefäßpflanzen Österreichs (RABITSCH & ESSL 2009).
Die Verbreitungsschwerpunkte der endemischen Arten liegen vor allem in den
nordöstlichen Kalkalpen zwischen Schneeberg und dem Toten Gebirge sowie in
den östlichen Zentralalpen und in den Südalpen, überwiegend in größerer Meereshöhe. 28 % der endemischen Pflanzenarten und rund 33 % der endemischen Tierarten Österreichs gelten als gefährdet, vier endemische Quellschneckenarten als ausgestorben.
3.2.2
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Natürliche
Ökosysteme und Biodiversität
Vegetationsperiode
verlängert sich
Der in Österreich zu erwartende Temperaturanstieg führt direkt zu einer Verlängerung der Vegetationsperiode und damit zu einem früheren Einsetzen und einem späteren Ende der Transpiration der Pflanzen. Diese Effekte werden besonders im Bergland, wo auch ein stärkerer Temperaturanstieg möglich sein
könnte, relevant.
Frostperioden
ändern sich
Der Temperaturanstieg führt ebenfalls zu einem geringeren Schneeanteil in tiefen und mittleren Lagen. Durch die Erwärmung erfolgt eine Verschiebung des
letzten Spätfrostes. Da sich aber auch der Beginn der Vegetationsphase verschiebt, wird sich das Frostrisiko pflanzenspezifisch unterschiedlich entwickeln.
Starkregenereignisse und Trockenperioden nehmen zu
48
Die Jahresniederschlagssumme bleibt in etwa konstant, wobei nördlich des
Alpenhauptkamms im Westen mit einer leichten Zunahme und südlich des Alpenhauptkamms und im Osten mit einer leichten Abnahme zu rechnen ist. Das
ganze Jahr hindurch ist von einer Zunahme der Niederschlagsintensität auszugehen. Während der Sommermonate muss von einer Verlagerung der Niederschläge ins Winterhalbjahr ausgegangen werden, die Wahrscheinlichkeit
von extremen sommerlichen Trockenperioden wird zunehmen. In Kombination
mit neuen Temperaturmaxima von mehr als 40 °C im Flachland könnten direkte
Hitzeschäden bei Pflanzen auslöst werden. Es gibt auch einige Anzeichen dafür, dass die Niederschlagsvariabilität von Jahr zu Jahr im Sommer zunehmen
wird. Also generell eher deutlich trockenere Sommer, aber dazwischen immer
wieder „verregnete― Sommer.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Aufgrund der Zunahme der Niederschlagsintensität und des Rückgangs der
Schneedecke ist mit einen Abnahme der Infiltration des Niederschlags in den
Boden zu rechnen. Gleichzeitig erfolgt durch den Temperaturanstieg und durch
die Verlängerung der Vegetationsperiode eine Zunahme der Transpiration. Gemeinsam mit der generellen Niederschlagsabnahme im Sommer muss daher
zeitweilig mit einer starken Abnahme des Bodenwassergehaltes und damit erhöhtem Trockenstress gerechnet werden.
Wassergehalt des
Bodens nimmt ab
Neben den meteorologischen Faktoren muss der direkte (Dünge-)Effekt des
CO2-Anstiegs – ein höherer CO2-Gehalt führt zu Änderungen in der Nettoprimärproduktion – bei der Beurteilung der Auswirkungen des Klimawandels auf
die Biodiversität mitberücksichtigt werden.
Die klimatischen Veränderungen werden zu räumlichen und jahreszeitlichen
Änderungen in der Biosphäre führen. Sowohl die Migrationsgeschwindigkeit als
auch die Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel und die Nutzung des CO2Düngeeffekts hängt von der jeweiligen Pflanzenart ab. Daher muss davon ausgegangen werden, dass sich die bestehenden Ökosysteme durch das artspezifische Verhalten verändern werden. Neben dem Einwandern invasiver Neobiota
muss auch mit dem Auftreten neuer Tierkrankheiten und Pflanzenschädlinge
gerechnet werden.
3.2.3
Ökosysteme werden
sich verändern
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Natürliche
Ökosysteme und Biodiversität
Das Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität ist primär durch
steigende Temperaturen, Änderung des Niederschlagregimes und Zunahme
extremer Wetterereignisse betroffen.
Dies führt
 zur Verschiebung von Verbreitungsgebieten,
 zum Verlust von Lebensräumen,
 zu phänologischen Veränderungen,
 zur Einwanderung von Neobiota,
 zu vermehrtem Schädlingsbefall.
Die Natur kennt keinen statischen Zustand, sie unterliegt einem stetigen Wandel. Der Klimawandel wird jedoch einen zeitlich sehr viel kürzeren Anpassungsdruck bzw. eine Veränderung der Ökosysteme mit sich bringen, die aller Wahrscheinlichkeit nach das Anpassungspotenzial vieler biologischer Systeme übersteigen werden. Damit wird die Vielfalt von Arten, Lebensgemeinschaften und
Ökosystemen generell gefährdet. Das Ausmaß der zukünftigen Effekte wird einerseits von Amplitude und Veränderungsgeschwindigkeit wichtiger Klimaparameter, andererseits wesentlich von der Vulnerabilität und der Anpassungsfähigkeit der betroffenen Arten und Lebensräume abhängen.
Neben den geänderten klimatischen Faktoren können bereits bestehende
anthropogene Belastungen (z. B. erhöhter Nährstoffeintrag, Schadstoffbelastung,
Fragmentierung der Landwirtschaft, Entwässerungsmaßnahmen, Einschleppung
neuer Tier- und Pflanzenarten durch den globalen Handel und Verkehr) den
Anpassungsdruck noch verstärken.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Anpassungspotenzial wird überfordert
Stressfaktoren sind
vielfältig
49
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.2.3.1
Abbauprozesse
werden verändert
Gefahr durch
Krankheitserreger/
Parasiten steigt
geändertes Reproduktionsverhalten
kann tödlich sein
komplexe
Zusammenhänge
sind wenig bekannt
schon geringe
Temperaturzunahme
wirkt letal
Temperaturanstieg
Selbst wenn nur ein Umweltparameter betrachtet wird, sind die denkbaren
Auswirkungen einer Klimaänderung äußerst komplex. So wirkt eine erhöhte
Temperatur einerseits auf die Pflanzen direkt, andererseits aber auch auf die
Qualität des Bodens und die Aktivität der Mikroorganismen im Boden. Dies
zieht zum Beispiel Veränderungen beim Abbau des Laubstreus durch die Bodenorganismen nach sich, was in weiterer Folge die Nährstoffsituation im Boden und damit die Standortbedingungen beeinflusst.
Ein verändertes Temperaturregime kann auch die Empfindlichkeit bzw. Belastung durch Krankheitserreger und Parasiten erhöhen. Einerseits können neue
Arten und Krankheiten auftreten, andererseits können Massenvermehrungen
insbesondere von Schädlingen auftreten. Das vermehrte Auftreten von Schädlingen beeinflusst wiederum weitere Tierarten, die in ökologischer Beziehung zu
diesen stehen, wie z. B. Vögel, die sich von (Schädlings-)Raupen ernähren.
Dadurch ausgelöste Veränderungen in der Population einer Vogelart können
weit reichende Folgen für das Konkurrenzgefüge und das Artenspektrum mit
sich bringen (z. B. hinsichtlich der Fressfeinde der Vögel).
Zusätzlich zu diesen direkten und indirekten Effekten kommen Auswirkungen
der verschobenen Phänologie11 dazu. Die Lebensabläufe von Pflanzen und
Tieren sind artspezifisch an ihre Umweltbedingungen angepasst. Änderungen
des Klimas können in komplexer und wahrscheinlich regional sehr unterschiedlicher Weise in Nahrungsketten und das Reproduktionsverhalten von Tieren
eingreifen (PAMPUS 2005). So kann z. B. ein zeitiges Schlüpfen von Tagfalterarten im Vorfrühling einen früheren Entwicklungsbeginn bewirken. Sind die entsprechenden Futterpflanzen jedoch noch nicht vorhanden, kann ein zu frühes
Schlüpfen zu Nahrungsmangel führen und letztendlich sogar das lokale Aussterben von Arten bedeuten (KROMP-KOLB & GERERSDORFER 2003).
Die Komplexität der Wirkungen und Wechselwirkungen zahlreicher Faktoren
auf allen Ebenen von Ökosystemen erschweren Prognosen zum Verhalten von
Arten und Lebensräumen unter dem Klimawandel. Allerdings lassen sich schon
heute viele wahrscheinliche Reaktionsmuster abschätzen. Wissensdefizite
herrschen besonders bei der Untersuchung komplexer Phänomene, die den
Einfluss mehrerer Faktoren und Wechselwirkungen zwischen verschiedenen
Arten oder Organismengruppen bearbeiten. Hier wird ein dringender Forschungsbedarf festgestellt.
Ab einer Temperaturzunahme von ca. 2 °C wird ein massiver Umbau von vielen
Lebensgemeinschaften erwartet (UNFCCC, 2010) Bei einer globalen Erwärmung
von 2 bis 3 °C über dem vorindustriellen Niveau weisen weltweit im Durchschnitt zwischen 20 und 30 % der höheren Pflanzen- und Tierarten ein erhöhtes
Aussterberisiko auf – je nach Region sind es zwischen 1 % und 80 %
(FISCHLIN et al. 2007).
11
Unter Phänologie werden periodisch wiederkehrende Wachstums- und Entwicklungserscheinungen von Pflanzen und Tieren verstanden.
50
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.2.3.2
Verschiebung von Arealgrenzen
Die Arealgrenzen von Arten sind nicht festgelegt sondern dynamischen Veränderungen unterworfen. Verschiebungen sind nur innerhalb der ökologischen
Leistungsfähigkeit einer Art möglich. Ein entscheidender Faktor für das Vorkommen einer Tier- oder Pflanzenart an einem bestimmten Standort ist das
Makroklima. Dieses beeinflusst direkt die Überlebensfähigkeit von Arten und
indirekt – über die Steuerung biologischer Phänomene – die Fitness von Arten.
Eine Änderung des Klimas bedeutet auch eine Änderung der möglichen Verbreitung für die Organismen. Eine Population kann sich bei einer Veränderung
der Umweltbedingungen entweder anpassen oder dem sich ändernden Klima
folgen, ansonsten wird sie – wenngleich oft mit einer gewissen Verzögerung –
aussterben. Können Organismen durch Abwanderung auf veränderte Lebensbedingungen reagieren, bestehen gute Aussichten für ein Überleben, solange
ausreichend geeignete Standorte in der Umgebung vorhanden sind. Die zunehmende Fragmentierung der Landschaft und die Zerstörung geeigneter Habitate stellen hier jedoch einen erschwerenden, zusätzlichen Faktor dar (KROMPKOLB & GERERSDORFER 2003). Eine hohe Temperaturtoleranz begünstigt die
Anpassung an den Klimawandel, für kalt-stenotherme12 und warmstenotherme13 Arten wird sie jedoch erschwert. Besonders diese Arten sind von
einer Klimaänderung betroffen.
Eine Verschiebung von Verbreitungsgebieten in kühlere Regionen, aber auch
entlang von Höhen- und Feuchtegradienten wurde in Mitteleuropa in den letzten
Jahren durch zahlreiche Studien dokumentiert (z. B. GRABHERR et al. 2010,
PAULI et al. 2007, MELCHER 2010, PAMPUS 2005). Bei einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1 °C wird im Durchschnitt eine Verschiebung der Vegetationszonen um etwa 100 bis 150 km polarwärts bzw. um 100 bis 150 Höhenmeter angenommen. Die Verbreitungsgrenzen fast aller Arten hängen mehr
oder weniger stark von der Temperatur ab. Ausschlaggebend sind jedoch nicht
nur die Durchschnittstemperaturen, sondern Extremtemperaturen wie Kaltlufteinbrüche im Winter spielen ebenfalls eine wesentliche Rolle. Nimmt z. B. die
Wahrscheinlichkeit für Kaltlufteinbrüche ab, so kann dies wesentlich die Erschließung neuer Areale begünstigen (KÖRNER 2007).
Temperaturspezialisten sind
besonders gefährdet
Arealgrenzen
verschieben sich
bereits ab 1 °C
Entscheidend für das Potenzial zum Ausweichen in bislang unbesiedelte Gebiete sind die Durchlässigkeit von Landschaften und die Ausbreitungskapazität einer Spezies. Arten mit einer eingeschränkten Fähigkeit zu Wandern bzw. die
durch geografische Hindernisse (Gebirge, Gewässer) oder fehlende Vernetzung
von Biotopen in ihrer Migration beschränkt sind, sind stärker durch den Klimawandel bedroht. Grundsätzlich gelten auch alle Ökosysteme, die für ihre Entwicklung eine lange Zeitdauer benötigen, als gefährdet (HOFFMANN 1995).
die Profiteure des
Klimawandels
Eine Schlüsselrolle beim Überlebenskampf spielt die Ausbreitungsgeschwindigkeit. Studien zeigen, dass es manchen Arten nicht gelingt, rechtzeitig potenziell besiedelbare Standorte zu erreichen. Zudem zeigen neuere Arbeiten
(z. B. MCLACHLAN et al. 2005, PEARSON 2006, SVENNING & SKOV 2007), dass die
„Migrationsraten― bisher eher überschätzt wurden. Ferner wird die Ausbreitung
Geschwindigkeit der
Migration ist
entscheidend
12
kalt-stenotherm: Bezeichnung für Arten, die nur in einem engen Bereich niedriger Temperaturen
existieren können
13
warm-stenotherm: Bezeichnung für Arten, die nur ein einem engen Bereich warmer Temperaturen existieren können.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
51
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
häufig durch die Fragmentierung der Landschaft behindert. Beispielsweise stößt
die Migration von Hochgebirgspflanzen in vertikaler Richtung in alpinen Gebieten an ihre Grenzen. Durch die Aufwärtsverschiebung der Zonen werden früher
oder später die höchsten Berggipfel erreicht (DIRNBÖCK et al. 2010). Durch unterschiedliche Wandergeschwindigkeiten wird es zu veränderten Artenzusammensetzungen und damit zu neuen Konkurrenzsituationen kommen.
Vom Klimawandel profitieren vor allem wärmeliebende Generalisten, anpassungsfähige und anspruchslose Arten, die neue Lebensräume schnell erschließen können. Dazu zählen insbesondere einjährige und durch den Menschen
verbreitete Pflanzen (z. B. Neobiota). Viele Pflanzenarten mit langsamen Migrationsraten und von isolierten Standorten werden der Verschiebung der Standortbedingungen nicht folgen können (WITTING & NAWARTH 2000).
hohe Vulnerabilität
für sensible Arten
und Feuchtgebiete
Von einer hohen Vulnerabilität ist für seltene Arten (Rote Liste-Arten), Arten mit
einem engen ökologischen Toleranzbereich sowie kälte- und feuchtigkeitsliebende Arten auszugehen. Die Verschiebung der Artenareale wird einen tiefgreifenden Einfluss auf die Artenanzahl und die Artenzusammensetzung in Lebensgemeinschaften und Biotopen haben. Langfristig wird es durch unterschiedliche Wandergeschwindigkeiten zu veränderten Artenzusammensetzungen in Lebensräumen kommen und damit zu veränderten Konkurrenzbedingungen. Neue, derzeit noch nicht vorhersehbare Lebensgemeinschaften können sich bilden. Unter den Biotopen sind azonale Biotope auf Sonderstandorten
besonders betroffen. Dies betrifft insbesondere Feuchtgebiete.
Auswirkungen auf Pflanzen
Rückzug alpiner
Pflanzenarten hat
bereits begonnen
Für den Alpenraum konnte bereits belegt werden, dass in den letzten Jahrzehnten die Areale für extreme Hochlagenarten abgenommen haben, während
sich die Areale für Arten aus unteren Höhenlagen vergrößert haben. Dies führt
vorerst bei einer nur geringen Erwärmung zu einer vorübergehenden Zunahme
der Diversität durch das Höhersteigen der neu hinzukommenden Arten. Der Lebensraum nivaler Arten wird sich bei einer weiteren Erwärmung zusätzlich einengen und extreme Hochlagenarten könnten aufgrund fehlender Ausweichmöglichkeiten früher oder später aussterben. Für den Gletscher-Hahnenfuß (Ranunculus glacialis) und das Alpen-Mannsschild (Androsace alpina) ist dieser
Rückzug bereits dokumentiert (GRABHERR et al. 2010, PAULI et al. 2007).
Auswirkungen auf Tiere
Neozoa breiten sich
weiter aus
Auch im Bereich der Fauna ist mit der Verschiebung von Verbreitungsarealen
und der Ausbreitung wärmeliebender Arten sowie von nicht-heimischen Tieren
(Neozoen) zu rechnen.
Mobile Tierarten, die auch größere Barrieren überwinden können, können prinzipiell auf Veränderungen ihrer Lebensräume schneller reagieren als wenig mobile
Arten wie Amphibien und Reptilien. Insbesondere für Vögel, Schmetterlinge, Libellen und Heuschrecken, die als besonders mobil gelten, liegen bereits Untersuchungen hinsichtlich ihrer Arealverschiebungen vor (DOYLE & RISTOW 2006).
52
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Vögel sind in der Lage, sich rasch an ändernde Umweltbedingungen durch Zuoder Abwanderung anzupassen. Natürliche klimatische Schwankungen haben
deshalb schon immer zu Änderungen in der Artenzusammensetzung geführt
(ZBINDEN et al. 2007). Der Klimawandel stellt einen zusätzlichen Faktor dar, der
die bereits bestehenden Einflussfaktoren wie z. B. die Landnutzung und damit
einhergehende Habitatveränderungen verstärkt. Bereits heute reagieren verschiedene Vogelarten auf den Klimawandel mit einer Verschiebung ihrer Verbreitungsgebiete und/oder mit einer Anpassung der Phänologie ihrer Lebenszyklen (WORMWORTH 2006). Der Teil der in Mitteleuropa brütenden wärmeliebenden Vogelarten dehnt derzeit sein Verbreitungsgebiet Richtung Norden,
Nordwesten und Westen aus (BURTON 1995).
Vogelarten des Hochgebirges werden von steigenden Temperaturen besonders
negativ betroffen sein. Insbesondere alpine Arten wie der Schneefink
(Montifringilla nivalis), die Alpenbraunelle (Prunella collaris) oder der Bergpieper
(Anthus spinoletta) gelten bei einem weiteren Temperaturanstieg und einer längeren Vegetationsperiode als hoch vulnerabel. Da diese Arten ihre Brutgebiete
auf Bergwiesen oder Schuttfluren meist in Höhenstufen ab 1.600–1.800 m Seehöhe haben, könnte ein Ansteigen der Waldgrenze durch Erwärmung oder eine
Veränderung der Almwirtschaft zu einem Zurückdrängen dieser Arten in höhere
Bergstufen und dadurch zu einer Schrumpfung ihrer Areale führen (KROMPKOLB & GERERSDORFER 2003).
Bis Ende des 21. Jahrhunderts werden bei Vögeln potenzielle Arealverschiebungen von bis zu 550 km prognostiziert, die mit einem durchschnittlichen Arealverlust von 20 % einhergehen (EEA 2008). Etwa 25 % aller Vogelarten in Europa sind laut einer Modellstudie vom Aussterben durch den Klimawandel bedroht (THOMAS et al. 2004). Weltweit gelten ca. 20 % aller Vogelarten durch den
Wandel der Lebensräume als gefährdet (JETZ et al. 2007)
Vögel ändern ihr
Verbreitungsgebiet
alpine Vogelarten
sind besonders
gefährdet
europaweit ist ¼
aller Vogelarten
bedroht
Durch die Erwärmung sind bei wirbellosen Tieren Arealausweitungen bzw.
Arealverschiebungen nach Norden und in höhere Lagen zu erwarten. Insbesondere flugfähige Insektenarten mit rascher Generationsfolge können bei höheren Durchschnittstemperaturen in neue Höhenstufen vordringen. Als limitierender Faktor bei der Ausbreitung nach Norden und in höhere Lagen sind kalte
Winter zu nennen, da Insekten frostempfindlich sind.
Insekten erobern
neue Höhenstufen
Das Weinhähnchen (Oecanthus pellucens), die Gottesanbeterin (Mantis
religiosa) und die Wespenspinne (Argiope bruennichi) sind wärmeliebende Arten, die derzeit in Mitteleuropa eine deutliche Arealausweitung zeigen.
Profiteure der
Klimaänderung
In Österreich ist das Weinhähnchen vor allem aus den pannonisch und illyrisch
beeinflussten Gebieten in den östlichen und südlichen Bundesländern Niederösterreich, Wien, Burgenland und Steiermark bekannt. Das Weinhähnchen ist
eine thermophile, an stark durchsonnte Lebensräume gebundene Grillenart, die
sich vor allem in krautiger Vegetation sowie höher wüchsigen Stauden und Gebüschen aufhält (SACKL & ZECHNER 1999). 2004 wurden auch erste Funde aus
Kärnten gemeldet (DERBUCH & FRIEß 2004).
Seit den 1970-er Jahren ist eine Ausbreitung der Gottesanbeterin zu beobachten. Für dieses Insekt konnte in den letzten Jahren in der Steiermark eine deutliche Steigerung der Individuenzahl, eine Ausdehnung des Verbreitungsgebietes nach Nordwesten und eine markante höhenmäßige Ausdehnung festgestellt
werden. Derzeit ist die Verbreitung der Gottesanbeterin für Niederösterreich,
Wien, Burgenland, Steiermark, Vorarlberg, Oberösterreich und Kärnten dokumentiert.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
53
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
hohe Vulnerabilität
durch Schädlinge &
Krankheitserreger
der Maiszünsler ist
im Vormarsch
Borkenkäfer treten
in Massen auf
Fischregionen
verschieben sich
54
Grundsätzlich ist zu erwarten, dass Insekten, die ein relativ hohes Reproduktionspotenzial und eine hohe Mobilität aufweisen, durch die Ausweitung bzw.
Verlagerung ihres Ausbreitungsgebietes rasch auf klimatische Veränderungen
reagieren können. Daher ist der Ausbreitungsdynamik von Insekten im Zusammenhang mit Klimaänderungen eine erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen. Insekten können als Überträger von Krankheitserregern fungieren sowie in der
Land- und Forstwirtschaft große Schäden mit hohen wirtschaftlichen Ertragseinbußen verursachen. Die Ausbreitung und die Erschließung neuer Areale
durch Insekten kann daher für die Aktivitätsfelder Gesundheit sowie Land- und
Forstwirtschaft eine hohe Vulnerabilität mit sich bringen. (Siehe auch Vulnerabilitätsabschätzung Gesundheit sowie Vulnerabilitätsabschätzung für die Landwirtschaft und Forstwirtschaft in HAAS et al. 2008)
Eine Ausbreitung klimatisch limitierter Schädlinge wie des Maiszünslers
(Ostrinia nubilalis) oder von Borkenkäfer-Arten konnte in den letzten Jahren beobachtet werden. Der Maiszünsler ist ein bedeutender Schädling im Feld- bzw.
Feldgemüsebau, insbesondere an Mais, der hohe Ernteverluste verursachen
kann. In Mitteleuropa entwickelt der Schmetterling derzeit zumeist nur eine Generation pro Jahr. In warmen Jahren läuft die Entwicklung jedoch rascher ab,
sodass noch im Sommer die Falter einer zweiten Generation schlüpfen. Vor allem
in trockenwarmen Jahren kann es zum Massenauftreten durch Maiszünsler
kommen. Hohe Temperaturen und vor allem eine hohe relative Luftfeuchtigkeit
erweisen sich für Falter und Eier als besonders günstig, während kühle und
feuchte Witterung besonders für die Jungraupen ungünstig ist (KROMP et al.
2006).
Die Familie der Borkenkäfer umfasst mehrere der gefährlichsten Schädlinge in
der Forstwirtschaft. Es gibt unterschiedliche Borkenkäferarten, die auf verschiedene Baumarten spezialisiert sind. Die gefährlichsten Borkenkäfer sind der
Buchdrucker (Ips typographus) und der Kupferstecher (Pityogenes
chalcographus), die beide die Fichte befallen. Massenvermehrungen von Borkenkäfern traten in den vergangenen Jahrzehnten gehäuft auf. Auslöser waren
jeweils Sturmereignisse oder ausgeprägte Trockenperioden. Im Jahr 2005 verursachten Borkenkäfer den bis dato größten Schaden: Mit ca. 2,5 Mio. Festmeter Schadholzmengen wurde ein Wert erreicht, der in Österreich seit dem Beginn der Erfassung der Borkenkäfer-Schäden (ab 1945) noch nie verzeichnet
worden war (Quelle: www.waldwissen.net).
Höhere Wassertemperaturen als Folge des Klimawandels werden zu einer
längszonalen Verschiebung der Fischregionen in Fließgewässern führen. Die
Wassertemperatur prägt Fische in allen Lebensstadien. Als wechselwarme Lebewesen nutzen Fische unterschiedliche, für die Art und das Entwicklungsstadium passende Temperaturbereiche und Habitate, die für die Entwicklung der
Populationen essenziell sind (SCHEURER et al. 2009, MELCHER & SCHMUTZ
2010). Eine Fischregion charakterisiert sich über ein bestimmtes Artenspektrum, das sich unter natürlichen Bedingungen entsprechend einer bestimmten
Längszonierung einstellt. Der Oberlauf eines Gewässers stellt die Forellenregion dar, die sich in einen oberen und unteren Teil (Epi- & Metarhithral) gliedert.
Daran schließt die Äschenregion (Hyporhithral, unterer Teil des Oberlaufes) an.
Der Mittel- und Unterlauf gliedert sich in Barbenregion (Epipotamal) und
Brachsenregion (Metapotamal).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Studien belegen eine Zunahme der Wassertemperatur innerhalb der letzten 30
Jahre (MATULLA et al. 2007, DOKULIL 2009). Neben klimatischen Faktoren trägt
auch die Einleitung von Kühlwässern aus Kraftwerksanlagen zum Temperaturanstieg bei, was die Situation weiter verschärft.
steigende
Wassertemperatur
beeinflusst
Gewässer
Klimaänderungen führen auch zur Beeinflussung weiterer, die Fischfauna prägender Faktoren wie z. B. das Abflussgeschehen, Änderungen des Feststoffhaushalts sowie die hydromorphologische Dynamik der Gewässer. Bei einer
anhaltenden Erwärmung ist davon auszugehen, dass sich kälteliebende Fischarten wie die Bachforelle (Salmo trutta fario) und die Äsche (Thymallus
thymallus) in die Oberläufe zurückziehen werden (MATULLA et al. 2007, SCHEURER
et al. 2009). Dem flussaufwärtigen Ausweichen sind jedoch durch weitere Ansprüche der Arten – etwa an die Größe der Gewässer wie z. B. bei der Äsche –
oder durch Verbauungen oder natürliche Barrieren Grenzen gesetzt.
Eine Verschiebung der Arten ist bereits zu beobachten. So konnte z. B. für die
Traun gezeigt werden, dass in den letzten 30 Jahren das Vorkommen der
Äsche stark zurückging. Demgegenüber haben Populationen des wärmeliebenden Aitels (Squalis cephalus) stark zugenommen (MELCHER et al 2009). Eine
weitere Studie konnte für die Mur und die Ybbs einen statistisch signifikanten
Anstieg der Wassertemperaturen zwischen 1976 und 2001 nachweisen. Auch
zukünftig wird trotz starker jahreszeitlicher Schwankungen mit einer Fortsetzung
des Trends gerechnet (SCHMUTZ et al. 2004).
Veränderung der
Fischzönosen hat
bereits begonnen
Die Änderung der Artenzusammensetzung kann temporär zu einer größeren Artenvielfalt führen, weil es zu einer Koexistenz der „alten― und „neuen― Arten
kommt. Allerdings ist längerfristig mit einem Verschwinden jener Arten zu rechnen, für die die klimatischen Bedingungen immer ungeeigneter werden. So
kann ein Extremereignis wie z. B. eine Hitzewelle in Zusammenhang mit einer
fehlenden Ausweichmöglichkeit zu einem plötzlichen Verschwinden solcher Arten führen. Veränderungen in Mittel- und Unterläufen der Gewässer werden geringer ausfallen, da in diesen Bereichen bereits temperaturtolerantere Arten beheimatet sind. Begünstigt werden generell karpfenartige Fische sowie kleinwüchsige Fischarten. Barbe (Barbus barbus) und Aitel (Leuciscus squalis)
kommen mit höheren Wassertemperaturen wesentlich besser zurecht als kälteliebende Fische (z. B. Forellen). Mit zunehmender Wassertemperatur finden sie
mehr geeignete Habitate vor (MELCHER et al. 2009). Die langfristige Entwicklung
der Artenzusammensetzung deutet auf eine Homogenisierung der Zönosen in
Gewässern hin. Das bedeutet, dass sich die Fischpopulationen in den unterschiedlichen Gewässerabschnitten in ihrer Artenzusammensetzung zukünftig
stärker ähneln werden (MELCHER 2010).
In Summe bedeuten die Effekte für die einzelnen Gewässerabschnitte eine Abnahme kälteliebender (v. a. Salmoniden) und eine Zunahme wärmeliebender
Arten (v. a. Cypriniden). Für die Fischerei stellen jedoch insbesondere die Gewässer kälteliebender Arten die attraktivsten und ökonomisch bedeutenden
Gewässer dar, deren Rückgang wird daher auch einen deutlichen ökonomischen Verlust nach sich ziehen. Insbesondere für die Forellen- und die
Äschenregion wird eine hohe Vulnerabilität angenommen.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
hohe Vulnerabilität
für Forellen- und
Äschenregion
55
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.2.3.3
alpine und
aquatische Biotope
sind besonders
betroffen
Amphibien sind
durch Trockenstress
massiv bedroht
Verlust von Lebensräumen und Arten
Prinzipiell ist davon auszugehen, dass alle Ökosysteme Veränderungen erfahren werden. Besonders der alpine Raum, aber auch Gewässer und Feuchtgebiete werden von den Auswirkungen besonders betroffen sein. Diese bieten einer Vielzahl spezialisierter Tier- und Pflanzenarten Lebensraum. Viele von ihnen sind bereits heute stark gefährdet. Dieser Rückgang kann sich durch höhere Temperaturen und dadurch verursachte zunehmende Trockenheit oder häufiger werdende extreme Dürre beschleunigen. Moore können austrocknen, kleine Seen und Fließgewässer periodisch trocken fallen. Damit verbunden sind
mögliche Lebensraumverluste für spezialisierte Arten.
Amphibien nehmen einen wichtigen Platz im natürlichen Nahrungskreislauf
ein. Sie ernähren sich von wirbellosen Tieren und dienen ihrerseits vielen Tierarten als Nahrung. Als wechselwarme Organismen sind sie auf geeignete klimatische Verhältnisse besonders angewiesen. Amphibien benötigen aufgrund
ihrer wasserdurchlässigen Haut, die keine nennenswerte Barriere für Verdunstung oder Sonneneinstrahlung darstellt, generell feuchte Habitate, Feuchtgebiete oder Gewässer. Zunehmende Trockenheit, ein Rückgang von Feuchtgebieten oder periodisches Trockenfallen von sonst permanent wasserführenden
Gewässern kann alle Amphibienarten beeinflussen und zu lokalem Aussterben
von Arten führen (PAMPUS 2005). Ein Zusammenhang zwischen Dürren und
dem Rückgang von Amphibien konnte bereits gezeigt werden (KAGARISE &
MORTON 1993).
Amphibien sind
hoch vulnerabel
Ihr Bestand ist bereits durch Biotopverluste und die Zerschneidung der Landschaft stark zurückgegangen, der Klimawandel stellt einen zusätzlichen Gefährdungsfaktor dar, daher gelten Amphibien als hoch vulnerabel.
Vulnerabilität der
Reptilien ist nicht
einschätzbar
Die meisten Reptilienarten Mitteleuropas sind wärmeliebend, womit der Klimawandel sich für diese Gruppe auch günstig auswirken könnte. Um Aussagen
über das jeweilige Gefährdungspotenzial tätigen zu können, sind die spezifischen Habitatansprüche der Reptilienarten zu berücksichtigen (PAMPUS 2005).
Eine Einschätzung der Vulnerabilität ist aufgrund unzureichenden Wissens derzeit nicht möglich.
Gefährdungskriterien für alpine
Wildtiere
Manche große Wirbeltierarten wie Vögel – z. B. Schneehühner (Gattung
Lagopus) und Birkhuhn (Lyrurus tetrix) – oder Säugetiere wie das Gams- und
Steinwild sind an das Leben in den Hochlagen angepasst. Bei einem allgemeinen Anstieg der Waldgrenze aufgrund der Klimaerwärmung und einem regionalen Rückgang der Almbewirtschaftung verringert sich der Lebensraum dieser
Wildtierarten massiv. Durch das Entstehen suboptimaler Habitate kommt es bei
diesen Wildtieren zum Verschwinden einzelner Populationen, zur Verarmung
genetischer Ressourcen, zur Schwächung der Abwehrkräfte und damit auch
vermehrt zu einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionskrankheiten und
Parasitosen (z. B. Endoparasitosen, Räude, Gamsblindheit).
Als weitere Folge kommt es zu einer Abnahme der Stückzahlen in einzelnen
Populationen sowie zur Ausbildung kleinerer Rudel in bewaldeten Gebieten mit
dem Nebeneffekt einer verlängerten Brunft und damit einer zusätzlichen
Schwächung vor allem der Böcke. Durch das mögliche Absinken mancher Populationen unter die sog. „kritische Bestandsgröße― resultiert eine kurz- bis mittelfristige Auflösung von Beständen sowie möglicherweise eine Inzuchtdepression infolge der „Verinselung― von Populationen.
56
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Beispielhaft für einen u. a. mit Klimafaktoren zusammenhängenden Krankheitsausbruch kann ein Seuchenzug von Gamsblindheit (vorwiegend durch Fliegen
übertragene infektiöse Keratokonjunktivitis) in den Niederen Tauern angeführt
werden: Im Jahr 2006 wurden in den Bezirken Murau, Judenburg und Liezen
über 80 Erkrankungsfälle gemeldet;bis Ende November/Anfang Dezember
konnten Insekten selbst in höheren Regionen beobachtet werden. Dies zeigt,
dass die infektionsgefährdete Zeit klimatisch bedingt deutlich verlängert war
(PAULSEN 2008). Für alpine Arten wird bei einer weiteren Erwärmung eine hohe
Vulnerabilität angenommen.
hohe Vulnerabilität
alpiner Arten
Arten oder Populationen mit kleinem oder inselartigem Verbreitungsgebiet sind
ebenso als besonders empfindlich einzustufen. Ein klimawandelbedingtes Aussterben einzelner Populationen kann zu einem erheblichen Verlust der genetischen Vielfalt führen. Eine Verarmung des Genpools stellt eine zusätzliche Belastung dar und kann die Anpassungsfähigkeit einer Art zusätzlich schwächen
(HILL et al. 2006).
genetische Vielfalt
geht verloren
Europäische Prognosen gehen insgesamt von einem Artenverlust in Höhe von
30–50 % bis 2080 aus. (THUILLER et al. 2005). Bei den als besonders empfindlich eingestuften Gebirgspflanzenarten gelten in Europa bereits jetzt 60 % als
bedroht (EEA 2008). Weltweit schwanken die Gefährdungsanalysen für die vom
Klimawandel bedrohten Arten je nach Szenario zwischen 15–37 % (THOMAS et
al. 2004). Für österreichische Endemiten der Hochlagen ist der Lebensraumverlust selbst bei moderatem Klimawandel extrem (DIRNBÖCK et al. 2010).
prognostizierte
Artenverluste sind
alarmierend
3.2.3.4
Veränderte Lebensbedingungen
Der Klimawandel wird nicht nur zum Verlust und zur Verschiebung von Verbreitungsgebieten führen, sondern auch grundlegend die Lebensbedingungen, aber
auch die Interaktionen zwischen den Arten verändern. Die Anpassung an veränderte Klimabedingungen passiert auf Artebene und nicht auf der Ebene ganzer Lebensgemeinschaften. Man nimmt an, dass künftige Lebensgemeinschaften sich deutlich von den heutigen unterscheiden werden. Teilweise dürften
neuartige Ökosysteme entstehen, die erhebliche Änderungen in der Artenzusammensetzung aufweisen werden. Dies kann in weiterer Folge zu Änderungen
der Interaktionen zwischen den Arten führen (Konkurrenten, Fressfeinde etc.).
Das Wissen hierzu ist derzeit noch dürftig (FISCHLIN et al. 2007).
neue Ökosysteme
entstehen
Flora und Fauna werden durch höhere Temperaturen, Änderungen im Niederschlagsgeschehen sowie durch eine erhöhte Konzentration von CO2 in der Atmosphäre in unterschiedlicher Art und Weise beeinflusst. Durch Klimaänderungen induzierte Veränderungen in der Physiologie, Phänologie oder in der Verbreitung einzelner Arten beeinflussen auch die Wechselbeziehungen mit anderen Arten (HUGHES 2000).
Auswirkungen auf die Vermehrung
In Gewässern führen ein verändertes Abflussgeschehen und höhere Lufttemperaturen zu erhöhten Wassertemperaturen. Diese haben maßgeblichen Einfluss auf die Reproduktion vieler aquatischer Arten. Meist weist vor allem das
Eistadium einen engeren Temperaturtoleranzbereich auf. Überleben die Eier,
so führen wärmere Wassertemperaturen zu einem verfrühten Schlüpfen von
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
57
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Larven. Ob und wie sich das Futterangebot für Larven ändert ist nicht bekannt.
Kommt es zu vermehrten Hochwässern im Winter und im Frühjahr betrifft dies
besonders die ersten Entwicklungsstadien. Hochwässer können die Laichgruben
von Fischen zerstören und zum Absterben der Eier führen (SCHEURER et al.
2009). Ein höherer Abfluss im Frühjahr setzt die besonders empfindlichen Lebensstadien einer größeren Schwebstofffracht aus. Dies kann zu Verletzungen
und Verstopfungen an Kiemen führen. Eine intensive Landwirtschaft in der Nähe des Gewässers kann die Einschwemmung von Feinsedimenten zusätzlich
begünstigen. Ferner können erhöhte Wassertemperaturen auch das Auftreten
von Krankheiten fördern (MELCHER 2010).
hohe Vulnerabilität
für Fische
Für Fische ist insbesondere im Oberlauf durch veränderte Umweltbedingungen
von einer hohen Vulnerabilität auszugehen.
Insekten vermehren
sich rascher
Steigende Temperaturen werden auch die Entwicklungsgeschwindigkeit von
Insekten erhöhen, damit verbunden kann es auch zu Veränderungen im Stoffwechsel und im Energiehaushalt kommen. In überdurchschnittlich warmen Vegetationsperioden können sich mehr Generationen ausbilden, was zu einem
starken Populationswachstum führen kann.
Vulnerabilität von
Säugern ist derzeit
nicht einschätzbar
Auch bei Säugetieren sind die Reproduktionsphase und die Zeit der Jungenaufzucht besonders kritische Phasen für das Überleben und die Entwicklung.
Während dieser Zeit muss geeignete Nahrung in ausreichender Qualität und
Menge vorhanden sein. Klimatische Veränderungen können hier zu Synchronisationsproblemen zwischen den Tieren, deren Verhalten und ihrer Umwelt
(Phänologie der Vegetation) führen (KROMP-KOLB & GERERSDORFER 2003).
Spezielle Untersuchungen für Österreich liegen hierzu nicht vor. Die Vulnerabilität ist daher aufgrund unzureichenden Wissens derzeit nicht eindeutig einschätzbar.
Auswirkungen auf Zugvögel
Der Vogelzug hat sich vor allem im Zusammenhang mit den im Jahresverlauf
wechselnden Bedingungen und der damit verbundenen Verfügbarkeit von Nahrung entwickelt. Viele Vogelarten aus den gemäßigten oder arktischen Breiten
ziehen daher zum Überwintern in besser geeignete Gebiete.
Im Zusammenhang mit dem Klimawandel sind für eine Reihe von Zugvögeln
unter anderem die Verfrühung der Durchzugszeiten, der Ankunft im Brutgebiet
und des Brutbeginns, Veränderungen anderer Brutparameter oder auch Veränderungen des Brutareals nachgewiesen worden. Diese jahresperiodischen Veränderungen können weltweit beobachtet werden und betreffen Vogelarten mit
unterschiedlich langen Zugstrecken sowie Männchen und Weibchen trotz geschlechtsspezifischer Zugzeiten gleichermaßen (HÜPOPP et al. 2008).
die Zugzeiten
werden kürzer
58
Nordamerikanische Kurzstreckenzieher, die im Süden der USA überwintern,
kommen heute im Schnitt um 13 Tage früher an als noch in der ersten Hälfte
des 20. Jahrhunderts (BUTLER 2003). Ähnliche Resultate ergeben sich auch anhand von Langzeituntersuchungen in Europa. Bei vielen Zugvögeln verändern
sich bereits die Zugzeiten – insbesondere bei Kurz- und Mittelstreckenziehern –
durch einen späteren Wegzug im Herbst und einer zeitigeren Rückkehr im Frühjahr (JENNI & KERY 2003). So kehren beispielsweise Mehlschwalben heute etwa
zehn Tage früher aus Nordafrika in ihre mitteleuropäischen Brutgebiete zurück.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Manche Zugvogelarten überwintern sogar immer öfter hierzulande und verzichten auf den Zug in wärmere Gefilde. Dieses Verhalten zeigen u. a. Star (Sturnus
vulgaris), Stieglitz (Carduelis carduelis), Zilpzalp (Phylloscopus collybita) und
Kiebitz (Vanellus vanellus). Bei einigen Arten nimmt die Zugdistanz ab, so dass
sie zunehmend näher an ihrem Brutgebiet überwintern. Eine deutliche Verkürzung der Zugstrecken konnte bei Graugans (Anser anser) und Kormoran
(Phalcocorax phalcocorax) beobachtet werden. Ein Beispiel für die Wahl eines
neuen Winterquartiers und die Entwicklung einer neuartigen Zugrichtung liegt
bei der Mönchsgrasmücke (Sylvia atricapilla) vor. Während diese Vogelart bislang ausschließlich im Mittelmeerraum und in Afrika überwinterte, zieht nunmehr ein Teil der mitteleuropäischen Population auf die Britischen Inseln. Dieses neuartige Verhaltensmuster hat sich innerhalb von nur 30 Jahren entwickelt
(BERTHOLD 1997, 1998).
Zugvögel, deren Zugverhalten stärker genetisch fixiert ist, erzielen z. T. einen
nachlassenden Bruterfolg. Möglicherweise kommt es zu einer so genannten
Desynchronisation zwischen dem Brutzyklus der Vögel und der Verfügbarkeit
von Nahrung (Insekten) während der Jungenaufzucht. Beispiele hierfür sind
Fitis (Phylloscopus trochilus) oder Trauerschnäpper (Ficedula hypoleuca). Es ist
davon auszugehen, dass hier eine hohe Vulnerabilität gegeben ist.
Anpassungsfähige Arten profitieren vom Klimawandel auf Kosten hoch spezialisierter und weniger robuster Arten. Dies gilt generell beim Verhältnis von
Standvögeln gegenüber Zugvögeln. Standvögel wie Meisen und Kleiber brüten
heute deutlich früher und besetzen dadurch die besten Bruthabitate noch bevor
die ziehenden Arten zurückgekehrt sind. Außerdem hat die Wintersterblichkeit
bei den Standvögeln durch mildere Winter abgenommen, was ein weiterer
Nachteil für die Zugvögel ist (PAMPUS 2005, KROMP-KOLB & GERERSDORFER
2003, BERTHOLD 1998.).
3.2.3.5
auch die
Zugdistanzen
verringern sich
spezialisierte
Vogelarten sind
hoch vulnerabel
Profiteure des
Klimawandels
Phänologische Veränderungen
Auswirkungen auf Pflanzen
Die Phänologie befasst sich mit den verschiedenen im Jahresablauf periodisch
wiederkehrenden Wachstums- und Entwicklungserscheinungen bei Pflanzen
und Tieren und den ihnen zugrunde liegenden Mechanismen. Für Pflanzen sind
bestimmte Entwicklungsphasen definiert, die Indikatoren für bestimmte jahreszeitliche Abläufe sind und markante Wachstumsphasen mit unterschiedlichen
Umweltansprüchen, Empfindlichkeiten, Reaktionsmustern und Organausbildungen darstellen. Die Entwicklung wird maßgeblich durch klimatische Einflüsse
der Temperatur bestimmt.
Lange phänologische Beobachtungsreihen zeigen, dass Pflanzen auf die Veränderungen ihrer atmosphärischen Umwelt vor allem in mittleren und höheren
Breiten der nördlichen Hemisphäre bereits deutlich reagieren. In den letzten
30–50 Jahren verfrühte sich in Europa die Blattentfaltung und Blüte von Frühjahrsblühern um 1–3 Tage. Der Zeitraum zwischen Blüte und Fruchtreife ist
während der letzten Jahrzehnte deutlich geschrumpft, da die Fruchtreifephasen
ihre Eintrittszeiten rascher nach vorne verschoben haben, als die Blühphasen
(SCHEIFINGER et al. 2007).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Pflanzen reagieren
bereits
59
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Vegetationsperioden
verlängern sich
Ausgehend von Beobachtungen wird mit einer mittleren Beschleunigung der
Phänologie von 2,5 bis 6 Tagen pro 1 °C Erwärmunggerechnet. Eine Temperaturzunahme um 1 °C in Frühjahr bedingt ein um ca. eine Woche früheres Einsetzen der Blüte von Hasel oder Kirsche (www.zamg.ac.at). Der frühere Vegetationsbeginn führt auch zu einer Verlängerung der Vegetationsperiode, in Österreich in den letzten 30 Jahren im Schnitt um 10,5 Tage (EITZINGER et al. 2009).
Auswirkungen auf Tiere
phänologische
Trends sind
erkennbar
Beim Verhalten der Tiere ist der Zusammenhang bzw. die Abhängigkeit vom
Wetter/Klima nicht so eindeutig bestimmbar, da hier auch verschiedene andere
Aspekte eine Rolle spielen und Tiere zudem mobiler sind als Pflanzen. Phänologische Trends zeigen sich vor allem bei den Frühjahrsaktivitäten (z. B. früheres Brüten von Vögeln, frühere Ankunft von Zugvögeln, früheres Erscheinen
von Schmetterlingen, frühere Laichrufe bei Amphibien, …)
Auswirkungen auf Interaktion
Nahrungsbeziehungen sind
gefährdet
Phänologische Veränderungen haben auch Folgen für die Nahrungsbeziehungen in der Natur (trophische Interaktion). Beispielsweise sind die Raupenstadien verschiedener Schmetterlingsarten auf frisch entfaltete Blätter bestimmter
Bäume als Nahrungsquelle angewiesen (FORKNER et al. 2008). Dies liegt im
Wesentlichen an der Blattqualität, die sich im Verlauf der Vegetationsperiode
verändert (z. B. Blatthärte und chemische Zusammensetzung der Blätter). Die
Populationsgröße der Insekten ist also stark davon abhängig, dass in der Zeit,
in der sie fressen, junge Blätter verfügbar sind. Kommt es im Rahmen des Klimawandels zu einer Verlagerung entscheidender phänologischer Ereignisse
(z. B. Blattentfaltung und Schlupf der Raupen), kann diese Nahrungsbeziehung
gestört oder sogar zerstört werden – mit erheblichen Folgen für die Schmetterlingspopulation.
3.2.3.6
Rasche Ausbreitung mobiler Arten – Neobiota
So wie der Klimawandel allgemein wärmeliebende Pflanzen konkurrenzfähiger
macht, können auch wärmeliebende Neobiota gefördert werden. In den letzten
Jahrhunderten, und ganz besonders in den letzten Jahrzehnten, im Zeitalter erhöhter Mobilität und des globalen Warenverkehrs, sind natürliche Ausbreitungsbarrieren durchlässig geworden. Zahlreiche Pflanzen- und Tierarten werden vom Menschen in andere Gegenden transportiert, sei es unabsichtlich oder
beabsichtigt. Als Neobiota werden Arten bezeichnet, die direkt oder indirekt
vom Menschen nach 1492 in ein bestimmtes Gebiet eingebracht wurden. Man
unterscheidet „Neophyten― (neu eingebrachte Pflanzenarten), „Neozoen― (neu
eingebrachte Tierarten) und „Neomyzeten― (neu eingebrachte Pilzarten). Manche dieser Neobiota können einheimische Arten verdrängen, Struktur und Funktion von Ökosystemen nachhaltig verändern und große wirtschaftliche und medizinische Probleme mit sich bringen. Die Etablierung von Neobiota kann erhebliche Folgen für die Biodiversität nach sich ziehen und zwar auf allen Ebenen
der ökologischen Vielfalt.
60
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Bereits vorhandene Neobiota können sich in einem wärmeren Klima mit veränderter Geschwindigkeit ausbreiten und zwar auch in Ökosystemen, in denen sie
bislang nicht konkurrenzfähig waren (ESSL & RABITSCH 2002). Kritisch ist die
Ausbreitung von Neobiota in seltenen Biotopen, insbesondere in Naturschutzgebieten, wo die Verdrängung von ohnehin bereits bedrohten Arten und Pflanzengesellschaften zu befürchten ist.
Neobiota
verdrängen
heimische Arten
Neobiota können zu erheblichen land- und forstwirtschafltichen Schäden, aber
auch zu Gesundheitsschäden beim Menschen führen (siehe Aktivitätsfeld Gesundheit).
Eine besondere Rolle bei der Ausbreitung kommt vermutlich Städten zu. Die
wärmeren Innenstädte weisen bereits jetzt einen höheren Anteil an gebietsfremden wärmeliebenden Arten auf als ihr Umland. Diese können daher zukünftig vermehrt Ausbreitungszentren für Neobiota werden (DOYLE & RISTOW 2006).
Grundsätzlich wird durch die Ausbreitung von Neobiota von einer hohen Vulnerabilität für die Biodiversität und Ökosysteme ausgegangen.
3.2.3.7
Fazit – Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität
Das Aktivitätsfeld Natürliche Ökosysteme und Biodiversität ist daher generell
durch eine überwiegend hohe Vulnerabilität gekennzeichnet. Es wird jedoch
auch bei rascher Inangriffnahme von Anpassungsmaßnahmen für eine erhebliche Anzahl von Arten und Ökosystemen mit einer mäßigen bis hohen Vulnerabilität gerechnet. Das Aktivitätsfeld weist enge Bezüge zu fast allen übrigen
Sektoren auf, da sich Maßnahmen aus anderen Sektoren und Bereichen massiv – sowohl positiv als auch negativ – auswirken können, dies gilt aber auch
umgekehrt. Ziel muss es daher sein, bereits bei der Planung von Maßnahmen
in anderen Sektoren mögliche Synergien und Konflikte mitzudenken und bei der
Formulierung mit einzubeziehen.
3.3
3.3.1
hohe Vulnerabilität
durch Neobiota
generell besteht
eine hohe
Vulnerabilität
Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur
Einleitung
Zuverlässige und sichere Infrastrukturen sind wesentlich für das Funktionieren
einer Volkswirtschaft.
Als „kritisch― werden Infrastrukturen oder Teile davon bezeichnet, die eine wesentliche Bedeutung für die Aufrechterhaltung wichtiger gesellschaftlicher Prozesse haben und deren Störung oder Zerstörung schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit, Sicherheit, das wirtschaftliche und soziale Wohl der
Bevölkerung oder die effektive Funktionsweise von Regierungen bedeuten würde (EK 2005). Auch die Verkehrsinfrastruktur gilt als „kritisch―, da von ihrem
Funktionieren zahlreiche wirtschaftliche und gesellschaftliche Funktionen abhängen. Sie zählt zu den wesentlichen Schlüsselfaktoren, die zum Wohlstand
und zur Wirtschaft eines Landes beitragen (BMVIT 2007).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
„kritische“
Infrastrukturen
61
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Verkehrsinfrastruktur ist besonders
klimaanfällig
Zur Verkehrsinfrastruktur eines Gebietes zählen alle Verkehrswege, ihre räumliche Ausdehnung, Vernetzung und die dazugehörigen baulichen und technischen Einrichtungen. Wichtige Verkehrsinfrastrukturen mit langer Lebensdauer
wie Autobahnen, Eisenbahnstrecken, Wasserstraßen, Flughäfen, Häfen und
Bahnhöfe, deren Betrieb und die entsprechenden Verkehrsmittel sind in großem
Ausmaß durch klimatische Faktoren beeinflussbar.. Diese können die Sicherheit, Effizienz (Wirtschaftlichkeit) und Pünktlichkeit des Verkehrs deutlich beeinträchtigen. Der Alpenraum wird aufgrund seiner exponierten Lage (Hanglagen,
Täler) und der erwarteten häufigeren und extremeren Wetterereignisse besonders betroffen sein (CIPRA 2010).
Ein temporärer Ausfall oder Behinderungen können etwa zu nachhaltig wirkenden Versorgungsengpässen, zu erheblichen Störungen der öffentlichen Sicherheit, zur Behinderung von Pendlerströmen, oder beispielsweise zu Lieferausfällen bzw. -verzögerungen (speziell bei „Just-in-Time-Lieferungen―) führen. Schäden an Infrastruktureinrichtungen verursachen hohe Reparaturkosten und insgesamt hohe volkswirtschaftliche Schäden. Auswirkungen des Klimawandels
und notwendige Anpassungsmaßnahmen gewinnen daher zunehmend an Bedeutung.
Klimawandel schon
bei der Planung
mitberücksichtigen
eng vernetzte
Verkehrsinfrastruktur beachten
das österreichische
Verkehrsnetz ist
dicht gewebt
62
Nach Ansicht der Europäischen Kommission ist die Anpassung existierender
Verkehrsinfrastrukturen an Klimaänderungen bei gleichzeitiger Gewährleistung
ihres kontinuierlichen und sicheren Betriebs erforderlich. Dies werde hohe zusätzliche Investitionen erforderlich machen. Zukünftig soll nach dem Willen der
Kommission bereits bei der Planung neuer Verkehrsinfrastrukturen und der dazu erforderlichen Transportmittel die Klimasicherheit im Vordergrund stehen (EK
2007, 2009).
Durch die grundlegende Bedeutung der Verkehrsinfrastruktur für die Gesellschaft und die Wirtschaft eines Landes besteht ein enger Bezug zu anderen Bereichen – insbesondere Schutz vor Naturgefahren und Katastrophenschutz,
Raumplanung, Bauen/Wohnen, Tourismus, Wasserwirtschaft, E-Wirtschaft,
Land- und Forstwirtschaft, Gesundheit etc. Diese enge Vernetzung ist bei der
Konzeption, Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen zu berücksichtigen.
Österreich verfügt über ein dichtes Straßen- und Eisenbahnnetz, das sich allerdings unterschiedlich entwickelt. Während eine kontinuierliche Zunahme an
Straßenkilometern zu verzeichnen ist, ist bei den Schienenstrecken in den letzten
Jahren teilweise ein Schrumpfen festzustellen – und dieser Trend hält an. Die
Gesamtlänge des österreichischen Straßennetzes beträgt derzeit 110.206 km
(BMVIT 2010), wobei das hochrangige Straßennetz (Autobahnen, Schnellstraßen) eine Länge von 2.145 km aufweist. Das österreichische Schienennetz umfasst derzeit eine Länge von rund 5.700 km mit fast 1.000 Bahnhöfen und Haltestellen (ÖBB 2010).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.3.2
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur
Der in Österreich zu erwartende Temperaturanstieg führt zu einer starken Zunahme der Hitzebelastung im Flachland und hier speziell in den urbanen Regionen, wo eine Verstärkung durch den Stadteffekt erfolgt. Während der Sommermonate ist zusätzlich mit einer Abnahme der Niederschlagshäufigkeit und
einer Zunahme der Sonnenscheindauer zu rechnen. Zusätzlich wird die Häufigkeit von Trockenperioden steigen und sich die Wahrscheinlichkeit für langanhaltende Hitzewellen erhöhen. Durch das Erreichen neuer Temperaturmaxima mit
mehr als 40 °C in den Flachlandbereichen Österreichs und die lange Andauer
der Hitzeperioden muss grundsätzlich mit Materialerhitzungen gerechnet werden, die derzeit in Österreich nicht vorkommen. Aber nicht nur im Flachland
sondern auch in allen Höhenstufen der Alpen wird es durch die generelle Erwärmung und ungestörte Sonneneinstrahlung während sommerlicher Schönwetterperioden zu einer stärkeren thermischen Beanspruchung der (Bau)materialien kommen.
Materialerhitzungen
sind zu erwarten
Bei den hochalpinen Infrastruktureinrichtungen könnte der Rückgang des
Permafrostes punktuell zu Problemen führen: Im Permafrost verankerte Infrastruktureinrichtungen können gelockert oder Infrastruktureinrichtungen durch
Massenbewegungen (Steinschlag, Rutschungen, Muren) aus Permafrostregionen gefährdet werden.
Permafrostrückgang
führt zu
Massenbewegungen
Bei Hochwasser ist mit einer Verlagerung des Hochwasserrisikos in den Winter
und Frühling zu rechnen, jedoch ist eine generelle Aussage über die Veränderung des Hochwasserrisikos für ganz Österreich zum jetzigen Zeitpunkt nicht
möglich. Hingegen ist das ganze Jahr hindurch mit einem Anstieg der Niederschlagsintensität zu rechnen. Dadurch dürfte sich die Wahrscheinlichkeit für
kleinräumige Überflutungen und Murenabgänge erhöhen. Die Zunahme der
Niederschlagsintensität sollte neben potenziellen Schäden auch bei der Dimensionierung der Wasserabführung von Fahrbahnen berücksichtigt werden.
Starkniederschläge
führen zu
Hochwassergefahr
Durch den Temperaturanstieg ist zwar generell mit einer Abnahme der
Schneedecke in mittleren und tiefen Lagen zu rechnen, das Risiko von extrem
starken Schneefällen bis ins Flachland verringert sich damit jedoch nicht. Die
Zunahme der Niederschläge und der Niederschlagsintensität im Winterhalbjahr
könnte die Schneemengen sogar erhöhen. Zwar sollten die Aufwendungen für
den Winterdienst (Schneeräumung, Streusalz etc.) insgesamt geringer werden,
die Ressourcenvorhaltung für Intensiveinsätze wird sich in den nächsten Jahrzehnten allerdings kaum verringern.
In Höhenlagen über 1.800 m muss generell von einer Zunahme der Schneemenge ausgegangen werden, was eine erhöhte Gefahr von Lawinen aus diesen Hochgebirgsregionen mit sich bringt.
höhere
Schneemengen im
Hochgebirge
Belastbare Aussagen bezüglich zukünftiger Sturmhäufigkeit sind derzeit noch
nicht möglich.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
63
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.3.3
Vulnerabilitätsabschätzung des Sektors Verkehrsinfrastruktur
Das Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur ist primär durch folgende Klimawandelfolgen betroffen:
 Steigende Durchschnittstemperaturen und Temperaturmaxima
 Zunahme extremer Wetterereignisse (Hitzeperioden, Starkniederschläge,
Hagel und Stürme) noch unklar
 Erhöhte Niederschlagsintensität  Zunahme an Überschwemmungen (Hoch-
wasser)
 Permafrostrückgang  Zunehmende Gefahr von Massenbewegungen wie
Steinschlag, Rutschungen, Muren, Lawinen
 Trockenperioden  Zunehmende Gefahr von Wald- und Flächenbränden
Naturgefahren
bedrohen die
Verkehrsinfrastruktur
Generell ist anzumerken, dass die Verkehrsinfrastruktur vor allem durch Starkniederschläge und weitere extreme Wetterereignisse sowie davon ausgelöste
Naturgefahren gefährdet ist. Unter Naturgefahren werden definitionsgemäß
Hochwässer, Murgänge, Rutschungen, Lawinen, Steinschläge und Felsstürze
bezeichnet. (INTERPRAEVENT 2009). Mögliche Auswirkungen reichen von kleineren Beschädigungen bis hin zur vollständigen Zerstörung von Infrastruktureinrichtungen. Naturgefahren prägen den Lebensraum in Österreich seit Beginn
der Geschichte, deren Auswirkungen sind für den österreichischen Alpenraum
von steigender Relevanz. Dies ist unter anderem auch auf die anhaltende Ausbreitung des Siedlungsraums und daraus resultierende höhere potenzielle Gefahren und Schadenssummen zurückzuführen (PICHLER 2010).
Generell werden sich die Veränderungen der klimatischen Bedingungen durch
eine tendenziell stärkere Abnutzung der Infrastruktur, eine daraus resultierende
kürzere Lebensdauer und erhöhte Erhaltungskosten bemerkbar machen. Schäden an der Infrastruktur wirken sich auf den operativen Bereich aus. Häufigere
Verzögerungen im Verkehr verursachen nicht nur Kosten im Straßen- und Eisenbahnbereich sondern erstrecken sich auch insbesondere auf die Wirtschaft
(HOFFMANN et al. 2009). Die erwarteten Auswirkungen stellen veränderte Ansprüche an Planung, Errichtung, Bewirtschaftung und Nutzung der Verkehrsinfrastruktur dar, aber auch an die Ausbildung der einschlägig tätigen Fachleute.
Im vorliegenden Kapitel wird speziell die unmittelbare Betroffenheit von Verkehrswegen und -anlagen, Betriebsgebäuden und Leitsystemen beleuchtet.
Bearbeitet werden schwerpunktmäßig die Verkehrsbereiche Straßen- und
Schienenverkehr sowie Schifffahrt. Die Nutzung von Verkehrsinfrastruktur wird
insofern behandelt, als sich durch den erwarteten Klimawandel und die veränderten Komfortbedingungen die Ausstattung und Ausgestaltung von Verkehrsmitteln, Betriebsgebäuden und Verkehrsflächen (z. B. Installation von Klimaanlagen und Beschattungseinrichtungen) verändern wird.
wenig Daten sind
verfügbar
64
Für Österreich liegen bis dato wenig konkrete Forschungsergebnisse vor, die
sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die Verkehrsinfrastruktur befassen.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.3.3.1
Temperaturanstieg und Zunahme von Hitzetagen
Auswirkungen auf Straßenoberflächen
Hitzeperioden führen grundsätzlich zu hohen Oberflächentemperaturen an
Straßenbelägen und einer stärkeren thermischen Belastung der Baumaterialien
(SAVONIS et al. 2008, RECKIEN et al. 2009). Grundsätzlich können sowohl Betonals auch Asphalt-Beläge bei länger anhaltenden Temperaturen in Mitleidenschaft gezogen werden. In der Literatur finden sich Angaben für Schäden am
Asphalt ab Temperaturen von 32 °C (TRB 2008). Die Fahrbahnoberflächen können sich beträchtlich aufheizen –Beton auf über 50 ° bis 70 °C und Asphalt auf
bis zu 80 °C (Pressemeldung ÖAMTC 20, Juli 2007). Dadurch kann sich der
Straßenbelag aufweichen und es entstehen Risse, Spurrinnen oder Aufwölbungen, die wiederum die Entstehung von Schlaglöchern nach sich ziehen können.
Beton hält der Hitze prinzipiell besser stand als Asphalt. Allerdings dehnen sich
Betondecken durch länger anhaltende hohe Temperaturen aus und können sich
heben. Pressemeldungen und die Unwetterberichte der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) berichten in den Sommermonaten regelmäßig von Behinderungen bzw. von Straßensperren aufgrund von Hitzeperioden.
So sind z. B. für den Juli 2010 Behinderungen auf der Südautobahn, der Südosttagente oder der Westautobahn dokumentiert.14 Im Juni 2006 waren Abschnitte der Südautobahn in der Steiermark vorübergehend unpassierbar, da
sich durch die Hitze Betonplatten bis zu 15 cm gehoben haben (ZAMG 2006).
Die A12 musste im Juli 2009 wegen der hitzebedingten Hebung von Fahrbahnteilen ebenfalls vorübergehend gesperrt werden (ZAMG 2009).
Je nach Art der Verkehrsinfrastruktur ist die Vulnerabilität unterschiedlich, eine
einheitliche Einstufung ist daher nicht möglich. Durch die Verwendung angepasster Baustoffe kann insbesondere für den Neubau die Vulnerabilität als gering bis mäßig eingestuft werden. Beim Bestand ist durch die extrem hohe Systemträgheit die Vulnerabilität als hoch einzustufen; bei der periodischen Sanierung sind Anpassungsmaßnahmen möglich, sodass hier von einer mäßigen bis
geringen Vulnerabilität ausgegangen werden kann.
Schäden durch
heiße Fahrbahnoberflächen
Vulnerabilität muss
unterschiedlich
bewertet werden
Auswirkungen auf Schienen
Hohe Temperaturen und intensive Sonneneinstrahlung können auch zu Verformungen an Schienen (sog. Gleisverwerfung) führen, welche die Gefahr von
Zugentgleisungen erhöhen (u. a. RSSB 2003, SAVONIS et al. 2008, TRB 2008,
DOBNEY et al. 2009). Die Temperaturangaben in Bezug auf Gleisverwerfungen
sind unterschiedlich. Laut TRB treten Verformungen bei Lufttemperaturen ab
43 °C auf (TRB 2008). Für lückenlos verschweißte Gleise liegen Aussagen vor,
wonach erste Verformungen bei 70 °C Schienentemperatur auftreten (VAN
1996). Für Schienen gelten unter anderem schwankende Temperaturen oder
einzelne heiße Tage im Frühjahr als belastend. Streckenabschnitte im Wechsel
zwischen Sonne und Schatten sowie kurvige Bereiche sind bei hohen Temperaturen einem erhöhten Risiko für Schienenverformungen ausgesetzt (TRB 2008,
14
Hitze führt zu
Gleisverwerfungen
Quelle: http://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20070720_OTS0080/oeamtchitzeschaeden-auf-oesterreichs-strassen-reparatur-teams-im-dauereinsatz;
http://www.oe24.at/oesterreich/chronik/Heftige-Unwetter-nach-Gluthitze-Wetter-HitzeAussichten-Prognose/1498187;
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65
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
LINDGREN et al. 2009). So hat beispielsweise der Hitzesommer 2003 in Großbritannien zu rund hundert hitzebedingten Schienenverformungen geführt, in der
Schweiz traten Verwerfungen um 50 % häufiger als in einem Durchschnittssommer auf (MACROECENOMICA LIMITED 2006, OCCC 2007). Auch in Österreich wurde
bereits des Öfteren von hitzebedingten Gleisverwerfungen berichtet. So kam es
beispielsweise im Juli 2007 zu Unterbrechungen auf der Mühlkreisbahn in Oberösterreich zwischen Rottenegg und Aigen-Schlägl.15 Auch in der Steiermark sind
z. B. auf der Murtalstrecke im Sommer 2006 Gleisverwerfungen aufgetreten.16
Vulnerabilität ist
gering, aber für
Altbestände nicht
einschätzbar
Die Vulnerabilität wird nach derzeitigem Wissensstand für Hochgeschwindigkeitsstrecken aufgrund der weiteren Kurvenradien und der stabilen Bauweise
als gering eingeschätzt. Auch für die Schieneninfrastruktur gilt, dass Anpassungsmaßnahmen beim Neubau relativ einfach möglich sind und daher die
Vulnerabilität als gering eingestuft wird. Für bestehende, insbesondere ältere
Nebenstrecken wird eine Betroffenheit vermutet; eine exakte Abschätzung der
Vulnerabilität ist aufgrund fehlender Daten und Untersuchungen derzeit nicht
verlässlich möglich.
Auswirkungen auf Brücken und elektrische Anlagen
Mögliche Effekte auf Brückenkonstruktionen durch thermische Expansionen
sind nicht auszuschließen. Hitzebedingte Materialschäden und Verformungen
können Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit mit sich bringen. Anhaltende
Hitze birgt auch die Gefahr der Überhitzung von elektronischen Anlagen, wodurch sich das Ausfallsrisiko erhöht. Dies kann z. B. Ampelanlagen oder Signalanlagen betreffen, was wiederum die Verkehrssicherheit beeinträchtigen kann
(LINDGREN et al. 2009).
Auswirkungen auf urbane Siedlungsgebiete
gesundheitliche
Probleme durch
Hitzestress
Klimatisierungen in
Verkehrsmitteln
optimieren
Vor allem in dicht bebauten Siedlungsbereichen führt eine verstärkte Hitzebelastung im Sommer zu Verschlechterungen des Komfortniveaus auf Verkehrswegen sowie auch in Verkehrsmitteln und in der Folge zu gesundheitlichen Belastungen (Hitzestress, erhöhte Hitzemortalität, siehe auch Aktivitätsfeld Gesundheit). Die sommerliche Überhitzung kann vor allem in versiegelten städtischen
öffentlichen Räumen mit fehlender Verschattung durch Bäume oder Arkaden
prekär werden.
Zahlreiche Maßnahmen, wie z. B. das Öffnen der Fenster in den städtischen
Betriebsmitteln, sind durch die gesetzlichen Auflagen so eingeschränkt, dass
sie nicht mehr wirksam sind. Die gesteigerte Zunahme an Klimaanlagen in öffentlichen Verkehrsmitteln stößt im Nahverkehr bereits heute an die Leistungsgrenzen und erhöht den Strombedarf im Sommer zusätzlich. Das bis Ende
2011 laufende Forschungsprojekt EcoTram zielt darauf ab, die Heizungs-, Klimaund Lüftungssysteme von Straßenbahnen zu optimieren.17 Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind nicht nur als Beitrag zum Klimaschutz zu sehen, sondern können auch einen wertvollen Beitrag zur Optimierung der Kühlung bei
sommerlichen Hitzeperioden liefern.
15
16
17
66
http://ooe.orf.at/stories/208660/
http://steiermark.orf.at/stories/124979/
Quelle: http://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/6449/
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Klimaanlagen in Pkw gelten mittlerweile als Standard, wobei die derzeit gängigen Kältemittel jedoch als hoch klimaschädlich gelten. Die zusätzliche Klimabelastung beträgt nach Berechnungen des deutschen Umweltbundesamtes
7 Gramm CO2 pro gefahrenen Kilometer.18 Ein Umstieg auf umweltschonende
Kältemittel ist dringend anzuraten (LUHMANN & REH 2004, DUH 2007, DUH & VCD
2010).
umweltschonende
Kältemittel
einsetzen
Um die Vulnerabilität zu reduzieren sind Maßnahmen zur Umgestaltung der
Straßenräume ins Auge zu fassen. Insbesondere „Rückbaumaßnahmen― großzügig dimensionierter Fahrbahnflächen zugunsten von Baumpflanzungen können das Kleinklima verbessern.
Straßen rückbauen,
Bäume pflanzen
Höhere Temperaturen können auch zu einer verminderten Konzentrationsfähigkeit bei Autofahrerinnen und Autofahrern führen. Diese fällt ab 35 °C markant
ab, während die Aggressionsbereitschaft vor allem im Stau zunimmt. Verstärkt
wird dies durch mangelnde Flüssigkeitszufuhr. Während sommerlicher Hitzeperioden konnte eine Zunahme der Unfallhäufigkeit festgestellt werden (MAHAM19
MADZADEH & BIEBELER 2009, RECKIEN et al. 2009, Die PRESSE 13.07.2010 ).
Unfälle nehmen zu
Auswirkungen auf Bahnreisende
Auch die Belastbarkeit von Klimaanlagen in Zügen ist angesichts prognostizierter Temperaturzunahmen zu diskutieren. Die Ausfälle der Klimaanlagen in den
deutschen ICE-Zügen im Sommer 2010 haben die hohe Verwundbarkeit aufgezeigt (FRANKFURTER ALLGEMEINE ZEITUNG, 15. Juli 201020). Auch für Österreich
sind Defekte bzw. Ausfälle von Klimaanlagen nicht auszuschließen.
Ausfall von
Klimaanlagen in
Zügen
Fazit – Auswirkungen auf VerkehrsteilnehmerInnen
Eine verlässliche Einschätzung der Vulnerabilität hinsichtlich der Verkehrssicherheit und der Komfortbedingungen ist aufgrund des derzeitigen Wissensstandes nicht zulässig. Besonders in urbanen Räumen wird jedoch für die VerkehrsteilnehmerInnen eine mäßige und für Risikogruppen wie ältere Personen
und Kinder eine hohe Vulnerabilität vermutet, sofern nicht rechtzeitig Maßnahmen zur Sicherung des Komforts in den Verkehrsmitteln und den Haltestationen
getroffen werden.
hohe Vulnerabilität
für Ältere und
Kinder
Auswirkungen auf Begleitvegetation
Die größere Hitze kann auch eine Gefahr für die Vegetation entlang von Schienen und Straßen bedeuten. So ist das Auftreten von Böschungs- und Waldbränden im angrenzenden Straßen-/Schienenbereich durch länger anhaltende
Trockenperioden nicht auszuschließen. Darüber hinaus können durch die Zerstörung der Vegetation an Hängen und Böschungen bei darauffolgenden Nie-
18
19
www.klimaktiv.de, 4. November 2010
Quelle: http://diepresse.com/home/panorama/oesterreich/580911/Aggressive-Autofahrerund-mehr-Rettungseinsaetze
20
Quelle:
http://www.faz.net/s/RubFC06D389EE76479E9E76425072B196C3/Doc~E3C0005CBA60C4D5
DBF72540CAAEC5A8D~ATpl~Ecommon~Sspezial.html
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
67
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
derschlagereignissen Rutschungen auftreten (TRB 2008, LINDGREN et al. 2009).
Generell kann eine längere Vegetationsperiode Auswirkungen auf die Begleitvegetation haben: Veränderte Standortbedingungen können zu einer verringerten
Standfestigkeit führen, eine dichtere Vegetation kann einen höheren Wurzeldruck auf die Infrastruktur ausüben und so Schäden verursachen. Eine verstärkte Vegetationskontrolle erscheint daher notwendig (NOLTE 2008, DOGS 2009).
3.3.3.2
positive Effekte für
die Verkehrsinfrastruktur
Abnahme von Frosttagen
Eine Erhöhung der Temperaturen im Winter kann sich positiv auf die Verkehrsinfrastruktur auswirken: Weniger Frosttage können zu verringerten Straßenbelagsschäden durch Schnee, Eis und Frost (TRB 2008), aber auch zu geringeren
Eislasten auf Brücken führen.
Durch eine verminderte Glatteisbildung kann sich auch die Unfallgefahr reduzieren (RECKIEN et al. 2009). Daraus resultieren ein verminderter Arbeitsaufwand
und geringere Kosten für den Winterdienst. Eine Studie für Wien geht davon
aus, dass sich bei einer weiteren Erwärmung der Winterdienst von derzeit fünf
Monaten auf die Dezember, Jänner und Februar reduzieren wird (CLEMENTSCHITSCH 2008). Für den Alpenraum liegen dazu keine Untersuchungen vor.
Für die Bahninfrastruktur ist mit weniger Materialschäden, einer geringeren
Vereisung auf Gleisen, Weichen und Oberleitungen zu rechnen. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Infrastruktur (TRB 2008, HOFFMANN et al. 2009).
3.3.3.3
Abschmelzen
destabilisiert den
Untergrund
Permafrostrückgang
Eine mögliche Gefahr für den Infrastrukturbereich geht vom Schmelzen des
Permafrostes im alpinen Raum aus. Dadurch kann es zu einer zunehmenden
Instabilität des Untergrundes kommen. Die Folgen wären verstärkte Massenbewegungen (insbesondere Steinschlag- und Felssturzprozesse in steilen Felsflanken sowie Rutschungen), was eine zunehmende Gefährdung von Straßen
und Bahntrassen in höheren Lagen, von Wanderwegen, Kletterrouten, Schipisten und von Schiliften und Seilbahnen bedeutet.
Auch in den österreichischen Alpen sind in den letzten Jahren zunehmend
Probleme im Zusammenhang mit dem Rückgang des Permafrostes aufgetreten. So wurde der Absturz einer Stützmauer auf der Schwarzen Schneid im
Schigebiet von Sölden (Ötztaler Alpen) im August 2006 darauf zurückgeführt.
Durch diesen Vorfall wurde das Thema Permafrost und Naturgefahren einer
breiteren Öffentlichkeit bewusst. Ein weiteres Problem sind Setzungserscheinungen im Untergrund, die an Gebäuden oft beträchtliche Schäden verursacht
haben. Betroffen sind vor allem Schutzhütten, aber auch Bergrestaurants und
andere Einrichtungen (KRAINER 2007) (siehe auch Aktivitätsfeld Bauen und
Wohnen).
68
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Für Österreich liegt keine gesamthafte Darstellung der Permafrostverteilung
vor. Diese wurde bis dato nur in wenigen Regionen (z. B. Hohe Tauern) kleinräumig erhoben und modelliert. Grundsätzlich kann – je nach Lage und Exposition in den Alpen – bereits oberhalb der natürlichen Waldgrenze mit Permafrost
gerechnet werden (u. a. KRAINER 2007). Die Projekte permalp.at21 (2008–2011)
und das laufende Alpine Space Projekt PermaNET (Permafrost Monitoring
Network)22 zielen darauf ab, die aktuelle Permafrostverbreitung zu erfassen und
die zukünftige Entwicklung als Basis für Handlungsempfehlungen und
künftigePlanungsentscheidungen zu verwenden. Dies kann die Vulnerabilität
deutlich reduzieren. Nach derzeitigem Wissensstand werden Regionen in höheren Lagen als mäßig, regional auch als hoch vulnerabel angesehen.
3.3.3.4
Trockenperioden
Nicht nur Wasserüberschuss sondern auch Trockenheit kann Schäden verursachen. Durch eine Zunahme von Trockenperioden in den Sommermonaten sind
eine Austrocknung des Bodens sowie ein Absinken des Grundwasserspiegels
möglich. Dies kann zu einer Absenkung/Setzung von Infrastrukturelementen
führen (RSSB 2003). Große Schäden werden insbesondere auf Lehmböden erwartet, die bei Trockenheit stark schrumpfen (RECKIEN et al. 2009). Eine vermehrte Rissbildung ist nicht auszuschließen, welche in weiterer Folge bei Starkregenereignissen die Erosion beschleunigen kann.
Durch die Abnahme der Niederschlagshäufigkeit in den Sommermonaten kann
nicht ausgeschlossen werden, dass sich die Abflüsse insbesondere der Donau
verändern und im Sommer vermehrt Niederwasserstände auftreten werden.
Dies kann die Schifffahrt beeinträchtigen. Das EU-Projekt ECCONET (Effects of
Climate Change On the Inland Waterway Networks23, Laufzeit 2010 bis 2012)
befasst sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die Binnenschifffahrt
und verwandte Sektoren in Europa mit Schwerpunkt Rhein-Main-Donaukorridor.
In dem Projekt werden unterschiedliche Effekte sowie mögliche Adaptionsstrategien und ihre Auswirkungen analysiert.
3.3.3.5
mäßige bis
(regional) hohe
Vulnerabilität
Trockenheit führt zu
Setzungen und
Rissbildungen
Niederwasser
beeinträchtigt
Schifffahrt
Starkniederschläge
Aussagen zu Niederschlägen sind – im Gegensatz zu Temperaturprognosen –
mit größeren Unsicherheiten behaftet. Eine Veränderung des Niederschlagregimes und eine mögliche Zunahme von großflächigen Starkniederschlägen und
intensiven lokalen Niederschlägen sowie Veränderungen der Niederschläge im
Winter können weitreichende Folgen für die Verkehrsinfrastruktur mit sich bringen. Die Meldungen der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
(ZAMG) zu Unwetter- und witterungsbedingten Schäden in der Wirtschaft geben Zeugnis davon: So mussten z. B. im August 2010 die Wiener Linien den
Straßenbahn-, U-Bahn- und Autobusbetrieb wegen Starkregens für eine Stunde
einstellen. Nach heftigen Unwettern am 15. Juli 2010 wurde im Bezirk Wolfsberg (Kärnten) ein Straßenstück von 7 km Länge schwer beschädigt, teils zerstört. In Nüziders (Vorarlberg) wurde im August 2010 durch die Verstopfung eines Abflusses eine Bahnunterführung überflutet (ZAMG 2010).
21
Nähere Informationen: http://www.permalp.at/
22
Nähere Informationen: http://www.permanet-alpinespace.eu
23
Nähere Informationen: http://www.via-donau.org
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
69
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Zu berücksichtigen ist auch, dass Schäden unabhängig von klimatischen Veränderungen allein durch die zunehmenden Infrastrukturwerte mit der Zeit größer werden. Lösungsstrategien sind in vielen Fällen vorhanden und müssen in
einem angemessen erweiterten Umfang angewendet werden (OCCC 2007).
Bodenbeschaffenheit beeinflusst
Gefahrenpotenzial
Die zukünftige Häufigkeit von Instabilitäten und Entwässerungsproblemen (siehe unten) ist nicht nur von der Niederschlagsmenge und -intensität abhängig.
Wichtige Einflussfaktoren sind auch die Bodenfeuchte und das Wasserspeichervermögen von Böden und Lockergesteinen sowie der Wasserabfluss in
nahe liegenden Gerinnen. Besonders nachteilig erweisen sich stark verdichtete
Böden wie Lehm. Diese sind nur wenig wasserdurchlässig und erhöhen dadurch den Oberflächenabfluss und die Überschwemmungsgefahr (RECKIEN et
al. 2009).
Rutschungen und Muren
Gefahr von
Rutschungen und
Muren nimmt zu
In Regionen, die von einer Zunahme der Niederschlagsmengen und von Starkregenereignissen betroffen sind, ist mit einer höheren Bodenfeuchte zu rechnen. Daher sind in diesen Bereichen zunehmend gravitative Massenbewegungen wie Rutschungen und Muren zu erwarten. Diese können durch Änderungen von Kluft-, Strömungs- und Porenwasserdruck im Untergrund ausgelöst
werden und stehen damit direkt im Zusammenhang mit meteorologischen Faktoren wie starken oder lang andauernden Niederschlägen bzw. Schneeschmelze.
Diese Prozesse sind jedoch nicht ausschließlich für den hochalpinen Bereich
von Bedeutung, sondern können auch viele Regionen im Voralpenraum betreffen. So treten z. B. in der Flyschzone im Wienerwald, insbesondere im Winter
und Frühjahr, immer wieder Massenbewegungen (z. B. Rutschungen) auf, die
in den vergangenen Jahrzehnten wiederholt bedeutende Schäden auch an der
Verkehrsinfrastruktur verursacht haben. Bei einer Zunahme der winterlichen
Niederschläge bzw. von Starkregenereignissen kann das Risiko für kleine Schadensereignisse – welche mitunter jedoch erhebliche Beeinträchtigungen der
Verkehrsinfrastruktur mit sich bringen können – ansteigen (TERHORST et al. 2010).
Überlastung der Drainage- und Kanalsysteme, Unterspülungen
Starkregenereignisse können auch zu einer Überlastung der Drainage- und Kanalsysteme führen, wodurch das Risiko für Überschwemmungen auf Straßen
und Schienen sowie in Tunneln und Unterführungen steigt (TRB 2008, SAVONIS
et al. 2008). Die Stabilität von Böschungen und Bahndämmen kann durch Erosion und Unterspülungen gefährdet sein.
Schneemengen
Gefahr durch hohe
Schneemengen und
Lawinen
70
In Höhenlagen über der Regen-Schnee-Grenze sind infolge genereller Niederschlagszunahme im Winter speziell in der ersten Hälfte des Jahrhunderts stärkere Schneefälle zu erwarten; dies kann auch in tieferen Lagen infolge zunehmender Klimavariabilität nicht ausgeschlossen werden. Daraus resultiert eine
Zunahme der Lawinengefahr (RECKIEN et al. 2009, KNOFLACHER 2010 in HAAS
et al. 2010). Erhöhte Schneemengen stellen für die Infrastrukturen in einzelnen
Regionen eine erhebliche Gefahr dar. Darüber hinaus werden bei intensivem
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Schneefall verstärkte Räumungsarbeiten und höhere Kosten für den Winterdienst anfallen. Insbesondere für die Bahn sind Schäden an Infrastrukturanlagen durch eine erhöhte Schneelast nicht auszuschließen.
Die möglichen Auswirkungen geänderter Niederschlagsmengen sind aber insgesamt – ebenso wie die Vulnerabilität – derzeit noch schwer einschätzbar.
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Hochwasser
Im Falle von Hochwasser kann mitgeführtes Treibgut die Stabilität von Brücken
beeinträchtigen. Durch zunehmende Durchfeuchtung kann es zu reduzierten
Tragfähigkeitseigenschaften des Unterbaus sowohl von Straße sowie zu Instabilitäten in angrenzenden Hängen und Böschungen kommen.
HochwasserTreibgut gefährdet
Brücken
Aufgrund der milderen Winter und dem damit verbundenen Anstieg der Schneefallgrenze sowie einer voraussichtlichen Zunahme des Niederschlags im Winter,
erhöht sich das Hochwasserrisiko im Winter sowohl im Tiefland als auch im Alpenraum.
Straßenzustand und Fahrsicherheit
Starkregenereignisse und große Schneemengen haben nicht nur Auswirkungen
auf die Infrastruktur sondern führen darüber hinaus auch zu Beeinträchtigungen
der Fahrsicherheit und der Verkehrsbedingungen auf Straßen und Schienen.
Fahrsicherheit wird
beeinträchtigt
Auswirkungen auf die Schifffahrt
Die Schifffahrt ist vor allem von Schwankungen im Wasserstand betroffen.
Für Österreich relevante Szenarien zeigen zwar keine räumlich und regional
einheitlichen Trends für den Niederschlag, dennoch wird mit einer Verlagerung
der Niederschläge vom Sommerhalbjahr ins Winterhalbjahr gerechnet. Eine
Zunahme der Häufigkeit und Stärke von Hochwasserereignissen wird prognostiziert.
Insbesondere durch die Verschiebung der Niederschläge in das Winterhalbjahr
wird die Schifffbarkeit der Flüsse bis in den Winter hinein möglich werden. Andererseits muss bei vermehrtem Auftreten von Extremereignissen sowie von
Hochwässern damit gerechnet werden, dass die Schifffahrt beeinträchtigt wird
und somit auch ökonomische Einbußen zu verzeichnen sein werden.
Die Auswirkungen von Trockenperioden auf die Schifffahrt werden im vorherigen Unterkapitel behandelt.
Insgesamt kann auf Basis des derzeitigen Wissensstandes nicht gesichert gesagt werden, wie sich die Effekte des Klimawandels auf die Schifffahrt auswirken werden. Eine robuste Einschätzung der Vulnerabilität ist daher derzeit nicht
möglich.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
71
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Fazit – Auswirkungen von Starkniederschlägen
Starkregen ist für
alpine Regionen
hoch vulnerabel
Aussagen zur Veränderung von Starkregenereignissen und mögliche Veränderungen der Hochwassergefahr sind derzeit noch mit Unsicherheiten behaftet.
Aufgrund des hohen Schadenspotenzials sowohl wirtschaftlich als auch für den
Einzelnen ist es zu empfehlen, vorausschauend zu agieren und sich verstärkt
mit den möglichen Gefahren auseinanderzusetzen. Für einzelne alpine Täler
und Regionen wird bereits jetzt eine hohe Vulnerabilität angenommen.
3.3.3.6
Gefahren durch
Stürme
Weitere extreme (Wetter)Ereignisse
Eine besondere Gefahr geht für alle Infrastrukturbereiche zu allen Jahreszeiten
von Extremereignissen, insbesondere von Stürmen, aus. Diese können Schäden an hoch ragenden Anlagen (z. B. Oberleitungen, Signale, Verkehrsschilder
oder Brücken) verursachen und sich damit auf Verfügbarkeit und Sicherheit von
Verkehrsträgern auswirken (DEPARTMENT FOR TRANSPORT 2005). Zudem ergibt
sich ein erhöhtes Risiko durch umgestürzte Bäume sowie durch Gegenstände,
die auf Fahrbahn oder Gleise geweht werden (OCCC 2007, SAVONIS et al.
2008). Dadurch besteht auch eine unmittelbare Gefahr für StraßenbenutzerInnen.
Zunehmende Gewitteraktivität und Blitzschlag kann vermehrt zu Unterbrechungen der Elektrizitätsversorgung und damit zu Ausfällen oder Schäden an
Signalen und elektronischer Infrastruktur führen (SAVONIS et al. 2008).
Zu Hagelereignissen gibt es derzeit keine verlässlichen Angaben. Die Datenlage wird hierzu insgesamt als unzureichend beurteilt.
Aussagen darüber, in welchem Ausmaß sich Extremereignisse häufen werden,
sind derzeit ebenfalls noch mit Unsicherheiten behaftet.
3.3.3.7
Europäische Forschungsprojekte
Auf europäischer Ebene wurde eine Reihe von Forschungsprojekten in Angriff
genommen, die den Transportsektor im Kontext des Klimawandels behandeln:
 Das Projekt WEATHER – Weather Extremes: Impacts on Transport Systems
and Hazards for European Regions (November 2009 bis April 2012)24 befasst
sich mit den Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf Transportsysteme
und die dadurch verursachten Kosten.
 Das Projekt EWENT – Extreme Weather Impacts on European Networks of
Transport (Dezember 2009 bis Mai 2012) untersucht die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Straßen-, Schienen-, Luft- und Wasserverkehrs.
 Im Rahmen des Alpine Space Projektes PARAmount – Improved Accessibility:
Reliability and security of Alpine transport infrastructure related to
mountainous hazards in a changing climate (2009–2012)25 werden Fachkenntnisse über Naturgefahren und ihre Berührungspunkte mit dem Transportsektor im Alpenraum zur Verfügung gestellt. Auch die Verbesserung der
Anbindung, der Sicherheit und Verlässlichkeit der alpinen Infrastruktur, vor allem im Hinblick auf mögliche Risiken durch den Klimawandel, sind Ziele dieses Projektes.
24
25
72
Nähere Informationen: http://www.weather-project.eu/
Nähere Informationen: http://www.paramount-project.eu/
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
 Das Projekt AdaptAlp – Anpassung an den Klimawandel im Alpenraum (2008
bis 2011)26 betrachtet mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf die
Häufigkeit und Intensität von Naturereignissen und in der Folge das Naturgefahrenrisiko. In diesem Zusammenhang sollen die Erfahrungen und Methoden der Risikobewertung, der Gefahrenzonenplanung und des gesamten integralen Risikomanagements im alpinen Raum verglichen und gegebenenfalls einander angeglichen werden.
3.3.3.8
Fazit – Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur
Insgesamt werden im Bereich Verkehr und der dazugehörigen Infrastruktur
mögliche Auswirkungen des Klimawandels und notwendige Anpassungsmaßnahmen sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis erst seit kurzem
thematisiert. Ein temporärer Zusammenbruch von Hauptverkehrsverbindungen
kann jedoch enorme Auswirkungen auf die regionale Wirtschaft sowie die
Gesundheitsversorgung haben (Behinderung von Pendlerströmen, Ausfall von
Arbeitstagen, Erreichbarkeit von Pflegebedürftigen etc.). Hier sind daher Wissensdefizite zu schließen und belastbare Anpassungsmaßnahmen zu entwickeln, um die Vulnerabilität zu reduzieren. Es wird aber davon ausgegangen,
dass insbesondere für einzelne Alpentäler und Regionen eine hohe Vulnerabilität gegeben ist. Generell wird die Vulnerabilität von Teilen der Verkehrsinfrastruktur insbesondere aufgrund des Wissensdefizites – trotz hoher Unsicherheiten – als hoch eingestuft, beim Neubau können negative Auswirkungen weitgehend vermieden werden.
3.4
3.4.1
Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen
Einleitung
2006 gab es rund 1,88 Millionen Wohngebäude in Österreich, davon waren 74
Prozent Ein- und Zweifamilienhäuser, die restlichen 26 Prozent Mehrfamilienhäuser (UMWELTBUNDESAMT 2010b). Aufgrund der gebirgigen Topografie ist nur
ein relativ kleiner Anteil der Fläche Österreichs für dauerhafte Siedlungen geeignet – nur ca. 38,7 % des Bundesgebietes gelten als „Dauersiedlungsraum―,
wobei in dieser Angabe z. B. Flächen für Straßen und landwirtschaftliche Nutzung bereits enthalten sind (STATISTIK AUSTRIA 2008). Im alpinen Raum sind es
insbesondere topografische Bedingungen wie Höhenlage und Hangneigung, die
– im Zusammenspiel mit den klimatischen Bedingungen und den daraus resultierenden Wettererscheinungen – eine dauerhafte Besiedlung verhindern. Andererseits führt die Konzentration der Besiedlung in attraktiveren Gebieten dazu, dass die Bevölkerungsdichte im dauerhaft besiedelten und wirtschaftlich
geprägten Raum mit rund 258 Einwohnerinnen und Einwohnern pro km2 relativ
hoch ist (entspricht etwa dem 2,5-fachen der Bevölkerungsdichte für ganz Österreich) (STATISTIK AUSTRIA 2010).
26
Verkehrsinfrastruktur ist hoch
vulnerabel
rund 40 %
Dauersiedlungsraum in Österreich
Nähere Informationen: http://www.adaptalp.org/
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
73
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Schlüsselsektor für
wirtschaftliche
Entwicklung
vorausschauende
Planung hinsichtlich
Klimaänderung
Das Bauwesen wird von WirtschaftsexpertInnen als einer der Schlüsselsektoren
für die wirtschaftliche Entwicklung Österreichs angesehen und hat eine große
Bedeutung für den Arbeitsmarkt. Für private Haushalte ist der Bereich Bauen
und Wohnen inklusive Wohnungsausstattung mit ca. 24 % der Haushaltsausgaben einer der größten Ausgabenbereiche (STATISTIK AUSTRIA 2006).
Das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen befasst sich mit der Planung, Errichtung,
Bewirtschaftung und Nutzung von Gebäuden. Die Lebenserwartung von Wohnbauten beträgt rund 50 bis 100 Jahre (EGLI et al 2010 in GROTHMANN et al.
2010). Deren Planung verlangt eine vorausschauende Sicht und damit auch die
Berücksichtigung des künftigen Klimas. Dasselbe gilt für Erneuerungsarbeiten
im Gebäudebestand. Der Sektor weist enge Bezüge zu weiteren Sektoren wie
unter anderem zur Raumordnung, dem Schutz vor Naturgefahren, dem Katastrophenschutz, der Wasserwirtschaft, der Energiewirtschaft, dem Tourismus
und der Gesundheit auf.
3.4.1.1
Mitigation und Adaptation
Synergien und
Konflikte von
Mitigation und
Anpassung
Als Mitigation werden alle Maßnahmen bezeichnet, welche zu einer Vermeidung und Verminderung von Treibhausgasemissionen führen. Adaptation umfasst die Anpassungsmaßnahmen zur Vermeidung von Risiken des Klimawandels. Eine getrennte Betrachtung ist vor allem im Bereich Bauen und Wohnen
nicht zweckmäßig. Zwischen Klimaschutz und Klimaanpassung bestehen sowohl Synergien (z. B. durch Gebäudedämmung zur Steigerung der Energieeffizienz und zum Schutz vor Hitzewellen) als auch Konflikte. Letztere können dadurch entstehen, dass z. B. ein erhöhtes Risiko für die Beschädigung bzw. Zerstörung von Solarkollektoren und Photovoltaik-Anlagen durch häufiger auftretende Hagelereignisse auftritt. Diese Synergien und Konflikte sind bislang jedoch weitgehend unklar (GROTHMANN et al 2010).
aktive und passive
Baumaßnahmen
sind nötig
Aktive und passive Maßnahmen zur Verringerung der Gefahr von zu großer
Erwärmung von Gebäuden können daher im Hinblick auf die steigenden Temperaturen notwendig werden. Generell sind passive Maßnahmen zu bevorzugen, z. B. die Kühlung durch nächtliche Fensterlüftung, die Abschattung von
exponierten Glasflächen (Schutz vor Sonne) oder die sommerliche Vorkühlung
der Zuluft mit Erdreich-Wärmeüberträgern. Bei aktiven Maßnahmen zur Kühlung ist wie bei der Beheizung auf einen nachhaltigen Energiemix zu achten.27
Heizöl und Erdgas
sind dominierende
Brennstoffe
Die Treibhausgasemissionen des Sektors Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch28 (2008 insgesamt 12 Mio. CO2-Äquivalente) stammen größtenteils aus
der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Gemessen am Energieeinsatz und an
den Treibhausgasemissionen sind Heizöl und Erdgas die dominierenden
Brennstoffe in Österreich. Erneuerbare Energieträger spielen insbesondere hinsichtlich des Klimaschutzes eine wesentliche Rolle und haben sich seit 1980
stark weiterentwickelt (UMWELTBUNDESAMT 2010).
27
28
Beispiele dafür sind das kombinierte Kühlen und Heizen mit Solarthermie oder Biomasse.
Dem Sektor zugerechnet werden: private Haushalte, öffentliche und private Dienstleistungen,
land- und forstwirtschaftliche Anlagen sowie mobile Maschinen und Arbeitsgeräte.
74
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.4.2
Klimaszenarien für Österreich – Aktivitätsfeld Bauen und
Wohnen
Der in Österreich zu erwartende Temperaturanstieg führt zu einer starken Zunahme der Hitzebelastung im Flachland und hier speziell in urbanen Regionen,
wo eine Verstärkung durch den Stadteffekt erfolgt. Während der Sommermonate ist zusätzlich mit einer Abnahme der Niederschlagshäufigkeit zu rechnen,
Trockenperioden werden zunehmen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit für
lang anhaltende Hitzewellen stark erhöht. Durch das Erreichen neuer Temperaturmaxima mit mehr als 40 °C in den Flachlandbereichen Österreichs und das
lange Andauern der Hitzeperioden wird die thermische Belastung der Menschen in den Gebäuden und Straßenschluchten überproportional ansteigen
(siehe auch Aktivitätsfeld Gesundheit).
Hitzebelastung
nimmt vor allem in
Städten zu
Das ganze Jahr hindurch ist mit einer Zunahme der Niederschlagsintensität
zu rechnen. Dadurch dürfte sich die Wahrscheinlichkeit für kleinräumige Überflutungen erhöhen. Es ist mit einer Verlagerung des Hochwasserrisikos in den
Winter und Frühling zu rechnen, eine generelle Aussage über die Veränderung
des Hochwasserrisikos für ganz Österreich ist jedoch nicht möglich.
Überflutungen
häufen sich
Durch den Temperaturanstieg ist zwar generell mit einer Abnahme der
Schneedecke in mittleren und tiefen Lagen zu rechnen, das Risiko von extrem
starken Schneefällen mit hohen „Schneedrucklasten― muss damit jedoch nicht
abnehmen. Die Zunahme der Niederschläge und der Niederschlagsintensität im
Winterhalbjahr könnte diese in der ersten Hälfte des Jahrhunderts sogar erhöhen. In Höhenlagen über 1.800 m muss generell mit einer Zunahme der
Schneebelastung gerechnet werden.
starke Schneefälle
auch im Flachland
Zuverlässige Aussagen bezüglich zukünftiger Windverhältnisse (Durchlüftung,
Sturmhäufigkeit) sind derzeit noch nicht möglich.
3.4.3
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Bauen und
Wohnen
Das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen ist vor allem durch folgende Veränderungen vom erwarteten Klimawandel betroffen:
 Steigende Durchschnittstemperaturen und Temperaturmaxima,
 mögliche Zunahme an extremen Wetterereignissen (Hitzeperioden, Nieder-
schlag, Hagel und Stürme),
 Zunahme von Hochwässern,
 Gefahr von Massenbewegungen (Steinschläge, Bergstürze, Muren) und La-
winen,
 Wald- und Flächenbrände.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
75
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
bestehende
Gebäude sind hoch
vulnerabel
Die erwarteten Auswirkungen stellen veränderte Ansprüche an Planung, Errichtung, Bewirtschaftung und Nutzung von Gebäuden (z. B. Innenraumklima) und
der dazugehörigen Infrastruktur. Für die Einschätzung der Vulnerabilität ist dabei von Bedeutung ob es sich um die Neuerrichtung von Gebäuden, um bereits
bestehende Gebäude bzw. um die Sanierung des Gebäudebestands handelt.
Im Neubau kann mit technischen und raumplanerischen Maßnahmen vorausschauend reagiert und negative Wirkungen können somit weitgehend vermieden werden. Im Gegensatz dazu ist der Gebäudestand generell als hoch vulnerabel einzustufen, da Maßnahmen oft nur mit einem erheblichen finanziellen
Aufwand verbunden sind.
3.4.3.1
Temperaturanstieg und Hitzewellen
Gesundheitliche Belastungen
gesundheitliche
Belastung durch
Hitzestress
Man kann davon ausgehen, dass das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen durch
Erreichen neuer Temperaturmaxima (über 40 °C) und lang anhaltende Hitzeperioden im Sommer stark betroffen sein wird. In unseren Breiten verbringen
Menschen rund 90 % ihrer Lebenszeit in Gebäuden. Ein komfortables Raumklima ist daher wichtig für das Wohlbefinden (SATTLER et al. 2010). Die Zunahme sommerlicher Extremhitzetage geht mit einer Beeinträchtigung des Raumklimas und einer Belastung für die Menschen in exponierten und überhitzungsgefährdeten Gebäuden einher. Gesundheitliche Belastungen (Hitzestress, erhöhte Hitzemortalität) sind insbesondere für gesundheitlich vorbelastete und alte Menschen sowie Kinder zu erwarten (siehe auch Aktivitätsfeld Gesundheit).
Vor allem Gebäude mit schlechter Wärmedämmung und hohem Glasanteil (Bürogebäude) heizen sich besonders leicht auf. In urbanen Gebieten verstärkt der
Wärmeinseleffekt (erhöhte Temperatur der Städte im Vergleich zum Umland)
zusätzlich die prognostizierten Temperaturerhöhungen. Hier ist zudem die fehlende nächtliche Abkühlung in Wohngebäuden zu beachten.
Bei der Neuerrichtung von Gebäuden können Anpassungsmaßnahmen relativ
einfach und mit geringem zusätzlichem finanziellem Aufwand umgesetzt werden. Unter der Annahme, dass die entsprechenden Maßnahmen durchgeführt
werden, wird für den Neubau von einer geringen Vulnerabilität ausgegangen.
Vulnerabilität ist
unterschiedlich zu
beurteilen
76
Beim Gebäudebestand wird die Vulnerabilität als hoch eingestuft. Bei Sanierungsvorhaben sind entsprechende Maßnahmen möglich, werden jedoch teils
nur mit hohem technischen und finanziellen Aufwand umzusetzen sein, es wird
daher von einer mäßigen Vulnerabilität ausgegangen. Insbesondere die Sanierung und Anpassung denkmalgeschützter Gebäude gelten als große Herausforderung.
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Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Erhöhter Kühlbedarf
Aufgrund der derzeit zur Verfügung stehenden Klimaszenarien ist zu erwarten,
dass im Winter der Heizwärmebedarf abnehmen und der Kühlbedarf bzw. der
Einsatz alternativer Maßnahmen zur Reduktion der Raumtemperatur im Sommer steigen wird. Insbesondere im Bereich der städtischen Wärmeinseln wird
der Kühlbedarf massiv ansteigen. Nur wenige alpine Gebiete werden weniger
als 50 Kühlgradtage29 aufweisen. In Nordostösterreich, der Südsteiermark und
dem Südburgenland ist für die Periode 2041–2050 mit der stärksten absoluten
Zunahme (um 200–300 Kühlgradtage) zu rechnen. Aber auch in weiten Teilen
Oberösterreichs, dem Rheintal und Unterkärnten beträgt die Zunahme bis zu
200 Kühlgradtage, für Wien wird eine Verdoppelung bis 2050 prognostiziert
(PRETTENTHALER et al. 2007, SATTLER et al. 2010).
Anzahl der
Kühlgradtage wird
deutlich steigen
Aufgrund der großräumig dichten Bebauung und des geringen Anteils an Grünflächen („Stadteffekt―) sind Wien und andere dicht verbaute Städte Österreichs
(v. a. die Stadtzentren) von den Auswirkungen des Klimawandels besonders
betroffen. Hinzu kommt, dass aufgrund des großen und teilweise recht alten
Gebäudebestandes besonders das Kühlen der Gebäude ein wesentlicher
Energieverbraucher ist, was sich wiederum negativ auf den Klimaschutz auswirkt (Wechselwirkung Mitigation–Adaptation) (FORMAYER et al. 2008). Es ist
daher zu empfehlen, Maßnahmen, die im Bereich der Mitigation gesetzt werden, auf ihre Effekte hinsichtlich der Adaptation zu prüfen und umgekehrt.
Städte sind von
Aufheizung
besonders betroffen
Derzeit ist der Kühlenergiebedarf in Österreich wesentlich heterogener als der
Heizenergiebedarf: Während in vielen Wohngebäuden derzeit keine Notwendigkeit zur Kühlung besteht, muss beispielsweise in einigen Bürogebäuden über
ein ganzes Jahr gesehen bereits mehr Energie für Kühlung als für Heizung eingesetzt werden. Da die Bereitstellung von Kühlenergie ineffektiver ist als Heizen, ist ein hoher Aufwand an Endenergie notwendig, welcher oft mit dem
hochwertigen Energieträger Strom erfolgt. Dazu kommt ein erheblicher apparativer Aufwand mit entsprechendem Investitions- und Raumbedarf im Gebäude.
Daraus geht hervor, dass in bestehenden Gebäuden eine Nachrüstung oft nur
eingeschränkt möglich und mit einem enormen Investitionsaufwand verbunden
ist. Ein besserer Überhitzungsschutz würde alleine für den Büroflächenbestand
in Wien zusätzliche Ausgaben von etwa 60 Mio. € bedeuten (FORMAYER et al.
2008).
Gebäudekühlung ist
sehr energieintensiv
Besonderes Augenmerk wird hinsichtlich des Kühlbedarfs auf Spitäler, Altenund Pflegeheime, Schulen und Kindergärten zu legen sein. Aufgrund der demografischen Entwicklung bzw. bei einer zunehmenden Überalterung der Gesellschaft muss aufgrund der wachsenden Risikogruppe mit einer Verschärfung
der Belastungssituation gerechnet werden. Zudem besteht bei ausgedehnten
Hitzewellen die Gefahr, dass passive Kühlmaßnahmen, wie z. B. nächtliches
Lüften, nicht mehr ausreichend sind. Eine Zunahme von Schlaf- und Gesundheitsproblemen aufgrund des Anstiegs der Nachttemperatur kann die Folge
dieser erwarteten Veränderungen sein (siehe auch Aktivitätsfeld Gesundheit).
29
ältere Menschen
sind von Hitzewellen
besonders betroffen
Das Konzept der Kühlgradtage stellt eine Kenngröße dar, die den Einfluss des Klimaelements
Temperatur auf den Heiz- und Kühlenergiebedarf wiedergibt. Die eingesetzten Definitionen variieren je nach Anwendungszweck, Klimazone und Gebäudetyp (PRETTENTHALER et al. 2007).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
77
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Einfluss auf Arbeitsproduktivität
Arbeitsleistung sinkt
ab 24 °C
In Bürogebäuden muss besonderes Augenmerk auf die hohen Tagestemperaturen gelegt werden (GROTHMANN et al. 2009). Diese wirken sich neben dem individuellen Komfort auch auf die Arbeitsproduktivität aus. Ein Vergleich der Arbeitsproduktivität bei Bürotätigkeiten in verschiedenen Ländern ergab ein Optimum bei etwa 22 °C, bei Temperaturen von über 24 °C nimmt die Arbeitsleistung stetig ab (SEPPÄNEN et al. 2006).
Einfluss der Wärmedämmung
Wärmedämmung
nicht ausreichend
Die Wärmedämmung von Gebäuden führt zu einer Reduktion des Heizenergiebedarfs kann aber auch bei Hitzeperioden der Überhitzung von Gebäuden entgegenwirken, sie stellt somit sowohl eine Minderungsmaßnahme als auch eine
Anpassungsmaßnahme dar. Die Wirksamkeit von Speichermassen stößt bei
lang anhaltenden Hitzeperioden an ihre Grenzen, die Wirksamkeit dieser Maßnahmen hängt dadurch von den angewandten Lüftungsstrategien, aber auch
von den nächtlichen Temperaturen in der Umgebung ab.
Aus diesem Grund muss die Erwärmung tagsüber möglichst gering gehalten
werden. Das kann z. B. durch die Abschattung der südorientierten Fensterflächen oder mit einer kühlenden Lüftungsanlage (kontrollierte Wohnraumlüftung
bzw. „Komfortkühlung―) gewährleistet werden.
Errichtung energetisch sinnvoller Fassaden
Glasfassaden heizen
Gebäude zusätzlich
auf
Kontraproduktiv im Sinne einer Klimawandelanpassung ist die Errichtung von
Bürogebäuden mit Glasfassaden, da die durch die Glasflächen eindringende
Sonnenstrahlung erwärmend wirkt und die in den Räumen gespeicherte Wärme
nur energieaufwendig durch Klimaanlagen entfernt werden kann. Hier ist davon
auszugehen, dass aufgrund der Umsetzung der EU-Gebäuderichtlinie zukünftig
bei großen Gebäuden vermehrt energetisch sinnvolle Fassaden errichtet werden. Auch zur Erreichung von EU-Vorgaben zum verstärkten Einsatz erneuerbarer Energie können Fassaden mit integrierten Photovoltaik-Modulen in die
Gebäudehülle einen Beitrag leisten.
Außenabschattungen sind aufgrund der hohen Windgeschwindigkeiten in den
oberen Stockwerken derart aufwendig, dass sie oft gar nicht vorgesehen werden (FORMAYER et al. 2008).
Erhöhung der physikalischen Beanspruchung von Gebäuden
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
78
Als Folge der zunehmenden Temperaturvariabilität wird auch eine erhöhte physikalische Beanspruchung von Gebäuden aufgrund der hohen thermischen Belastung von Bauteilen erwartet (BAYERISCHES LANDESAMT FÜR UMWELT 2007):
Potenziell vulnerabel könnten Verbundstoffe durch thermische Spannungen,
große Bauteile durch Dehnungen bei großen Bauteilen sowie Fassadenputze
sein. Die Vulnerabilität ist aufgrund des derzeitigen geringen Wissenstandes
nicht quantifizierbar.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.4.3.2
Starkniederschläge
Überlastung von Dachrinnen und Kanalsystemen
Durch die Zunahme der Niederschlagsintensität und insbesondere durch Starkregen ist die derzeitige Dimensionierung von Dachrinnen und Kanalsystemen
eventuell nicht ausreichend. Bei Berücksichtigung im Neubau wird hier von einer
geringen Vulnerabilität ausgegangen, für den Bestand im Falle der Zunahme von
Starkregenereignissen wird eine mäßige bis hohe Vulnerabilität angenommen.
mäßige bis hohe
Vulnerabilität
Schneedruck
Eine Gefährdung von Gebäuden und Infrastrukturen durch verstärkt eintretende
extreme Schneefälle bzw. erhöhte Schneebelastung kann – insbesondere in
Höhenlagen über 1.800 m – speziell in der ersten Hälfte des Jahrhunderts nicht
ausgeschlossen werden. In der nahen Vergangenheit (2006) machte beispielsweise Mariazell Schlagzeilen, als aufgrund enormer Schneemassen viele Gebäudedächer vom Einsturz bedroht waren und ein Großeinsatz von Rettungskräften zur Beseitigung der enormen Schneemassen notwendig wurde.
Schneelast ist v. a.
in höheren Lagen
ein Problem
Mit dem Abschmelzen großer Schneemengen verbunden ist auch die Gefahr
von Hochwässern (siehe oben).
Die Vulnerabilität ist nach derzeitigem Wissen nicht gesichert einschätzbar.
Rutschungen, Muren und Lawinen
In alpinen Regionen können starke Niederschläge vermehrt zu gravitativen
Massenbewegungen und im Winter vermehrt zu Lawinenabgängen führen, und
damit Gebäude und Infrastrukturen (siehe Kapitel Verkehrsinfrastruktur) zerstören. Auch Veränderungen des Wasserspeichervermögens und der Wurzelbildung in Böden können das Risiko von Massenbewegungen steigern. Kombinationsbelastungen von Trockenstress, Schadstoffen, Bodenversauerung,
Windwurf und Schädlingsbefall können relativ rasch zu starken Veränderungen
der Wasseraufnahmefähigkeit von Böden führen. Hinzu kommt eine verminderte Vitalität von Schutzwäldern, die ein erhöhtes Zerstörungsrisiko durch häufigere und stärkere Muren- und Lawinenabgänge für bisher ungefährdete Siedlungsgebiete mit sich bringt.
Durch starken Niederschlag kann es an bestimmten Standorten mit „fließgefährdeten― Böden zu gefährlichen Hangbewegungen kommen. Entsprechende
Bebauungspläne und geeignete Fundamente können Gebäude vor der Einsturzgefahr durch Hangbewegungen bewahren. Bereits bestehende Bauwerke
in derzeitigen und zukünftigen Gefahrenzonen können nach der Feststellung
von gefährdeten Hängen nur durch Hangbeobachtung und Hangsicherung geschützt werden.
die Vitalität von
Schutzwäldern
verringert sich
Bebauungspläne
müssen angepasst
werden
Die Vulnerabilität ist aufgrund des derzeit unzureichenden Wissenstandes nicht
quantifizierbar.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
79
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Steinschlag und Felsstürze
Bedingt durch das Tauen von Permafrostböden in hochalpinen Regionen sind
massive schwere Felsstürze zu erwarten. Der Beginn dieses Prozesses war
2007 an großen Felsstürzen am Eiger in der Schweiz und in den Dolomiten bereits zu beobachten.
direktes und
indirektes
Gefahrenpotenzial
Neben Temperaturveränderungen und Temperaturextrema können auch extreme Wetterereignisse Steinschläge und Felsstürze auslösen, die die Infrastruktur und Gebäude direkt bedrohen bzw. zerstören können. Felsstürze und
Muren in alpinen Regionen können aber auch Flüsse aufstauen, was bei einem
Dammbruch zu katastrophalen Folgen für das unterhalb liegende Tal führen
kann. Künstliche Talsperren zur Stromerzeugung sind durch Veränderungen
der Felsklüfte und durch Bergstürze besonders gefährdet bzw. weisen ein großes indirektes Gefährdungspotenzial auf.
Nach derzeitigem Wissen ist eine Einschätzung der Vulnerabilität nicht gesichert möglich, in höheren Lagen wird regional mit einer hohen Vulnerabilität gerechnet.
Hochwasser
hohe Vulnerabilität
durch Hochwasser
Gefahr durch
geflutete
Heizöltanks
Eindeutige Aussagen bezüglich einer Zunahme großräumiger Hochwässer sind
derzeit nicht mit Sicherheit zu treffen. Sollte diese jedoch eintreten ist insbesondere für den Gebäudebestand von einer hohen Vulnerabilität auszugehen, sofern nicht ausreichende Sicherheitsvorkehrungen gesetzt werden. In den vergangenen Jahren konnten schwere Hochwasserkatastrophen30 beobachtet
werden, wodurch Siedlungsbereiche und Gewerbegebiete stark in Mitleidenschaft gezogen wurden. So hat beispielsweise das Hochwasser 2002 neun Todesopfer gefordert und Sachschäden in Höhe von ca. 3 Mrd. € verursacht
(BMLFUW 2004).
Insbesondere im Bereich der Haushalte entstanden gewaltige Vermögensschäden (KLETZAN et al. 2003). Eindringendes Wasser kann nicht nur das Inventar
zerstören, sondern auch die Bausubstanz gefährden. Starkregen wirkt neben
der Durchfeuchtung der Gebäudehülle auf den Sockelbereich und den Keller
ein, wo es zu einer Durchfeuchtung und Überflutungen kommen kann (HAAS &
AMANN 2010). Eine besondere Gefahrenquelle stellen dabei im Keller befindliche Tanks für Heizöl dar. Speziell im Sommer, bei normalerweise geringem Füllungsgrad, kann eindringendes Wasser bei unzureichender Auftriebssicherheit
zum Aufschwimmen des Tanks führen. Im Extremfall kann dadurch die Kellerdecke derart beschädigt werden, dass letztlich die gesamte Standsicherheit des
Gebäudes beeinträchtigt wird (BMLFUW 2007). Hinzu kommt die Gefahr eines
Ölaustritts mit einer nicht sanierbaren Verschmutzung des Gebäudes bzw. der
Gebäudeumgebung oder im schlimmsten Fall mit der Kontaminierung der Gewässer und des Trinkwassers.
30
Jahrhunderthochwässer in Europa: Elbehochwasser 2002, Kocherhochwasser 2002, Alpenhochwasser 2005, Elbehochwasser 2006 und Hochwasser in der Schweiz 2007 etc. Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Jahrhunderthochwasser
80
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Auch Pellets-Lagerräume und nicht auftriebssicher errichtete Pellets-Erdtanks
sind durch Überschwemmungen erheblich gefährdet. Bei Aufnahme von Feuchtigkeit entwickeln Pellets in einem geschlossenen Raum durch Zunahme ihres
Volumens ein enormes Zerstörungspotenzial, das bis zum Einsturz von Mauern
führen kann.
Hauptprobleme (Anlagenversagen, sehr kurze Vorwarnzeiten) gab es bislang
v. a. in jenen Regionen, in denen die Niederschläge und daraus resultierenden
Abflüsse deutlich über einem 100-jährlichen Ereignis lagen. In jenen Gebieten,
in denen die Bemessungsgrößen (z. B. HQ100) nicht überschritten wurden,
wirkten sich die durchgeführten Hochwasserschutzmaßnahmen bisher positiv
aus (BMLFUW 2004).
Aufgrund des derzeitigen Wissensstandes kann davon ausgegangen werden,
dass kleinräumige Überflutungen in Zukunft in ihrer Häufigkeit zunehmen werden. Dies gilt insbesondere für das östlichen Flachland, wo der Übergangsbereich zu den Alpen die größte Gewitterdichte Österreichs aufweist (FORMAYER
et al. 2008). Eine verbesserte Abdichtung des Keller- und Sockelbereichs sowie
eine leistungsfähige Entwässerung/Drainage von Grundstücken und gebäudenahem Erdreich sind daher sinnvoll. Eine weitere Schutzmaßnahme bei überflutungsgefährdeten Gebäuden stellt eine geeignete Notentwässerungsanlage
(z. B. mit einer Schmutzwasser-Tauchpumpe) dar.
Aufgrund der starken Verbauung in Überflutungszonen, aber auch aufgrund der
nicht angepassten Bautechnik und der Nutzungen gelten insbesondere bestehende Siedlungsgebiete und Infrastruktureinrichtungen je nach Region als betroffen. Vor allem für den Bestand wird aufgrund der schwierigen Anpassung
mit einer Zunahme an ernsten Bauschäden und daher mit einer hohen Vulnerabilität gerechnet. Dies ist u. a. darauf zurückzuführen, dass bestehende Baunormen derzeit auf den Mittelwerten vergangener Beobachtungsperioden beruhen und zukünftige klimawandelbedingte Veränderungen noch nicht berücksichtigen (FORMAYER et al. 2008).
hohe Vulnerabilität
für bestehende
Gebäude
Im Neubau kann aus technischer Sicht auf die veränderten Anforderungen relativ leicht reagiert werden. Allerdings ist dazu auch eine Anpassung von Normen
und Bauvorschriften notwendig. Werden diese angepasst, wird für den Neubau
nur eine geringe Vulnerabilität angenommen (AMANN 2010 in HAAS et al.2010).
geringe
Vulnerabilität durch
geeignete
Bauvorschriften
Die Verwundbarkeit des Sektors hängt jedoch auch nicht unwesentlich von der
Eigenvorsorge der in den gefährdeten Gebieten lebenden Bevölkerung ab. Schutzstrategien bzw. Hochwasserschutzmaßnahmen, wie z. B. einer geeigneten Baustoffwahl (Erneuerbarkeit, gute Trocknungseigenschaften usw.), der Verlegung höherwertiger Einrichtungsgegenstände und Heizanlagen in Obergeschoße, der Wahl
einer passenden Heizung (Verzicht auf Ölheizungen), dem Einbau wasserdichter
Wände und Decken usw. kommen daher besondere Bedeutung zu (BMLFUW 2007).
individuelle
Vorsorgemaßnahmen sind
erforderlich
Vor allem in den vergangenen Jahrzehnten ist das Schadenspotenzial in den
hochwassergefährdeten Gebieten enorm angestiegen. Während früher oft Güter mit vergleichsweise geringem Wert in Kellerräumen gelagert wurden, werden hier heute hochwertige Heizungsanlagen und andere wertvolle Einrichtungsgegenstände eingebaut. Hinzu kommt, dass Wohnsiedlungen und Gewerbebetriebe immer weiter in überflutungsgefährdete Bereiche vordringen, nicht
zuletzt wegen des knappen besiedelbaren Raumes in unserem von Gebirgen
geprägten Land (BMLFUW 2007). In diesem Zusammenhang kommt der Raumplanung auch in Zukunft große Bedeutung zu.
Schadenspotenzial
vergrößert sich
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
81
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Extreme Hochwässer sind weder zu verhindern noch zu beherrschen und
Schäden sind nur durch ein integriertes Hochwassermanagement begrenzbar
(BMLFUW 2004). Aussagen über die Hochwasseränderung sind zum derzeitigen
Kenntnisstand jedoch wegen fehlender Information über zukünftige Extremwerte des Klimas mit großen Unsicherheiten verbunden. Wenn – was derzeit weder
gesichert ist noch ausgeschlossen werden kann vermehrt Hochwässer auftreten, ist die Vulnerabilität als hoch zu bewerten.
3.4.3.3
Weitere extreme (Wetter)Ereignisse
Sturm und Hagel
Inwieweit Gebäude vermehrt von Sturm und Hagel betroffen sein werden, lässt
sich nach derzeitigem Wissensstand nur vage einschätzen. Indiz für eine Zunahme der Sturm- und Hagelereignisse kann eine erhöhte Gewitterhäufigkeit
sein. Die Vulnerabilität ist nach derzeitigem Wissen nicht quantifizierbar.
Starkstürme mit
hohem
Schadenspotenzial
Starkstürme weisen ein hohes Schadenspotenzial auf. Stürme gehen oft mit
extremen Niederschlägen und Hagel einher. Neben Schäden an Gebäuden erhöht sich auch die Verletzungsgefahr für die BewohnerInnen durch herabfallende Gebäudeteile und Ziegel (EGLI et al. 2010 in GROTHMANN et al. 2010). Zeugnis von Schäden geben die Meldungen der Zentralanstalt für Meteorologie und
Geodynamik: So wurden im Mai 2009 zahlreiche Dächer im kleinen Walsertal
oder im Mai 2010 im Burgenland abgedeckt. (ZAMG 2009, 2010).
Sollten Veränderungen in der Häufigkeit oder der Stärke von atlantischen Stürmen in Mitteleuropa eintreten, dann wäre unter anderem der Donauraum besonders betroffen (FORMAYER et al. 2008).
Die Vulnerabilität ist aufgrund des derzeit unzureichenden Wissenstandes über
das zukünftige Auftreten von Starktstürmen nicht quantifizierbar.
Waldbrände
Waldbrände könnten
zunehmen
Besonders mit Unsicherheit behaftet sind Angaben zur Gefahr von Wald- und
Flächenbränden. Im Falle einer Zunahme von Bränden stellt dies für Österreich
mit seinen ausgedehnten Waldflächen ein großes Risiko dar. Bis dato wird dieses Gefahrenpotenzial weder in der Raumordnung noch im vorbeugenden Katastrophenschutz ausreichend berücksichtigt. Großflächige Brände trockener
Wälder, wie sie derzeit in Südeuropa und in Kalifornien auftreten, könnten bei
zunehmender Klimaveränderung auch bei uns zum Thema werden. Dies führt
einerseits zur Gefährdung von Sachwerten sowie zur Bedrohung von Menschenleben.
Auswirkungen auf erneuerbare Energieträger
Der Einsatz erneuerbarer Energieträger für die Raumwärmeerzeugung nimmt
kontinuierlich zu. Seit 1990 ist der Einsatz von Biomasse um 25 % angestiegen.
Im Zeitraum 1990 bis 2008 zeigt sich auch im Bereich Solarthermie und Wärmepumpen ein deutlicher Aufwärtstrend. Aktuelle Szenarien gehen von einem
weiteren Anstieg des Einsatzes erneuerbarer Energieträger aus. Aktuell liegen
82
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
der Anteil und der Zuwachs erneuerbarer Energieträger bei privaten Haushalten
deutlich höher als bei Dienstleistungsgebäuden (UMWELTBUNDESAMT 2010).
Erneuerbare Energieträger können von den Folgen des Klimawandels, insbesondere von Extremereignissen, ebenfalls betroffen sein:
 Thermische Energie: Sonnenkollektoren, Schwimmbadabsorber und Photo-
voltaik-Module: Gefahr durch Hagel, Sturm etc.
 Erdreich-Wärmepumpen: Die Erdkollektoren sind empfindlich gegenüber
Überflutung – eine zusätzliche Gefahr besteht bei direkt verdampfenden Erdreich-Wärmepumpen durch das Austreten von Kältemittel.
 Holzpellets: Gefährdung durch Überschwemmungen (siehe oben).
Die Vulnerabilität ist nach derzeitigem Wissen nicht gesichert einschätzbar.
3.4.3.4
Fazit – Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen
Für das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen ist – insbesondere im Hinblick auf
extreme Wetterereignisse – der Wissensstand für eine exakte Einschätzung der
Vulnerabilität unzureichend. Grundsätzlich ist jedoch davon auszugehen, dass
der Gebäudebestand eine hohe Vulnerabilität aufweist, während der Neubau
bei Ergreifen der verschiedensten Anpassungsmöglichkeiten (technisch, Bauvorschriften etc.) eine geringe Vulnerabilität aufweist.
Ferner ist im Hinblick auf Maßnahmen im Sektor Bauen und Wohnen eine enge
Abstimmung mit der Raumordnung anzustreben. Insbesondere die Flächenwidmung und die Bebauungspläne mit objektbezogenen Sicherheitsvorschriften
können durch entsprechende Vorgaben die Vulnerabilität des Sektors Bauen
und Wohnen positiv beeinflussen.
3.5
3.5.1
hohe Vulnerabilität
bei Altbestand,
gering bei Neubau
Abstimmung mit
Raumordnung ist
notwendig
Aktivitätsfeld Energie
Einleitung
Der Energieverbrauch ist in Österreich seit 1990 um 36 Prozent gestiegen und
betrug 2008 1.429 Petajoule (STATISTIK AUSTRIA 2009). 72 Prozent des Bruttoinlandsverbrauchs (BIV), also der notwendigen Energiemenge zur Deckung
des inländischen Energiebedarfs, wurden 2008 durch fossile Energieträger aufgebracht: 39 Prozent entfielen auf Erdöl und Erdölprodukte, 22 Prozent auf Gas
und 11 Prozent auf Kohle. Mit erneuerbaren Energieträgern (inklusive fossilem
Anteil von Abfällen) wurden 27 Prozent des Bruttoinlandsverbrauchs abgedeckt
(UMWELTBUNDESAMT 2010).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Fossile decken fast
¾ des BIV
83
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Bruttoinlandsverbrauch
Bruttoinlandsverbrauch in PJ
1.600
1.400
1.200
elektrische Energie
1.000
Erneuerbare + Abfälle
800
600
Kohle
400
Gas
200
Erdöl und
Erdölprodukte
0
–200
-200
1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008
Quelle: UMWELTBUNDESAMT (2010)
Abbildung 6: Bruttoinlandsverbrauch nach Energieträgern, 1990 bis 2008. Der Anteil an
elektrischer Energie ist in jenen Jahren negativ (1990, 1995 und 2000), in
enen Österreich netto Strom exportierte. 2005 bis 2008 war Österreich
Nettoimporteur, hier sind die Beiträge zum Bruttoinlandsverbrauch positiv.
Zwischen 2005 und 2008 hat der Bruttoinlandsverbrauch insgesamt um 2 Prozent abgenommen: Bei den fossilen Energieträgern war eine Reduktion von 8
Prozent zu verzeichnen. Der Einsatz von erneuerbaren Energieträgern (inklusive fossilem Anteil von Abfällen) ist in diesem Zeitraum um 18 Prozent gestiegen
(STATISTIK AUSTRIA 2009).
Einsatz von
Erneuerbaren steigt
84
Der Bruttoinlandsverbrauch an erneuerbaren Energieträgern ist von 1990 bis
2008 um etwa 74 Prozent angestiegen, den größten Beitrag lieferten 2008
Wasserkraft und biogene Brenn- und Treibstoffe mit jeweils 36 Prozent (STATISTIK AUSTRIA 2009).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Bruttoinlandsverbrauch an erneuerbaren Energieträgern
Bruttoinlandsverbrauch in PJ
400
350
Windkraft und PV
300
Umgebungswärme
250
brennbare Abfälle
200
Brennholz
150
100
biogene Brennund Treibstoffe
50
Wasserkraft
0
1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008
Quelle: UMWELTBUNDESAMT (2010)
Abbildung 7: Entwicklung der erneuerbaren Energieträger am Bruttoinlandsverbrauch,
1990 bis 2008.
Der Sektor Energieaufbringung steht bereits heute als einer der wesentlichen
Verursacher der Klimaänderung im politischen Fokus. Er nimmt bei Maßnahmen zur Emissionsreduktion eine bedeutende Rolle ein. Das Thema Anpassung an den Klimawandel wird erst in letzter Zeit zunehmend diskutiert
(DUNKELBERG et al. 2009).
Das Energiesystem wird von den Entwicklungen und Maßnahmen im Bereich
Klimaschutz maßgeblich mitbestimmt. Bereitgestellte Energiemenge, Energieträgermix, gekoppelte Produktion und gemeinsame Nutzung von Strom und
Wärme sowie Versorgungsstruktur werden sich in den nächsten Jahrzehnten
drastisch ändern müssen, will man festgelegte CO2-Reduktions-Ziele erreichen.
Hier zeigt sich auch die Verknüpfung von Anpassung und Klimaschutz, je konsequenter Maßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs umgesetzt werden,
desto geringer wird auf lange Sicht der erforderliche Anpassungsbedarf ausfallen.
Energieverbrauch
muss gesenkt
werden
Der Energiebereich wird von zahlreichen Faktoren wesentlich beeinflusst. Dazu
zählen unter anderem das Wirtschaftswachstum, technologische Innovationen, die
demographische Entwicklung und die Öffnung des Strommarktes. Die Klimaänderung stellt einen weiteren, an Bedeutung zunehmenden, Einflussfaktor dar.
Derzeitige Szenarien gehen von einer Zunahme des Stromverbrauchs aus, obwohl wahrscheinlich eine Stabilisierung bzw. Senkung des Stromverbrauchs erreicht werden muss, um die Ziele des Klima- und Energiepakets umzusetzen. Für
die Anpassung zentrale Fragestellungen sind, welche Rolle Strom in der Energieversorgung in Zukunft einnehmen wird31 und wie dieser erzeugt werden soll.
31
Stromverbrauch
steigt weiterhin
Hierzu bedarf es noch einer genauen Bedarfsprognose
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
85
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
„Energiestrategie
Österreich”
Auf Initiative der österreichischen Bundesregierung wurde im Rahmen eines
breit angelegten Stakeholderprozesses die „Energiestrategie Österreich― entwickelt und im März 2010 vorgestellt (BMWFJ & BMLFUW 2010). Die Strategie zeigt
die Schwerpunkte und Maßnahmen auf, die zum einen die Entwicklung eines
nachhaltigeren Energiesystems ermöglichen und zum anderen die Erreichung
der EU-Vorgaben (Steigerung des Anteils der Erneuerbaren auf 34 % und Reduktion der Treibhausgasemissionen in Sektoren, die nicht dem Emissonshandel unterliegen um 16 %) sicherstellen. Die „Energiestrategie Österreich―
und deren Energie- und Klimaziele basieren auf den Säulen Versorgungssicherheit, Wettbewerbsfähigkeit sowie Umwelt- und Sozialverträglichkeit. Sie
misst der Energieeffizienz auf allen Ebenen der Bereitstellung und Nutzung eine zentrale Bedeutung bei. Mit der Umsetzung der Energiestrategie wird die
Abhängigkeit von Energieimporten drastisch vermindert und für Wirtschaft und
Beschäftigung werden kräftige Impulse gesetzt. Fragen der Anpassung an den
Klimawandel werden derzeit nicht explizit behandelt.
Energieversorgung
muss sichergestellt
sein
Die Sicherstellung der Energieversorgung ist grundlegend für die Gesellschaft
und die Wirtschaft eines Landes. Es besteht ein enger Bezug zu allen übrigen
Bereichen – insbesondere Wirtschaft/Industrie/Handel, Raumplanung, Bauen/Wohnen, Tourismus, Wasserwirtschaft, Land- und Forstwirtschaft, Gesundheit etc. Diese enge Vernetzung ist bei der Konzeption, Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen zu berücksichtigen.
3.5.2
Vulnerabilitätsabschätzung des Aktivitätsfeldes Energie
Die Vulnerabilität der Elektrizitätswirtschaft ist ausführlich in den „Handlungsempfehlungen zur Anpassung an den Klimawandel in Österreich, Phase 1― dargestellt (HAAS et al. 2008). Schnittstellen bestehen zu den Aktivitätsfeldern
Bauen und Wohnen (Heizen und Kühlen) sowie Land- und Forstwirtschaft (Biomasse; siehe HAAS et al. 2008). Im vorliegenden Kapitel werden ergänzende
und darüber hinausführende Aspekte behandelt.
hoher Anteil an
Wasserkraft erhöht
Vulnerabilität
Das nicht bekannte Ausmaß der Veränderungen hinsichtlich Produktion, zukünftigem Energiemix, Energieverbrauch etc. erschwert es zum heutigen Zeitpunkt, eindeutige Aussagen zur Vulnerabilität zu machen. Die Veränderungen
hinsichtlich der Klimasensitivität werden laufend zu überprüfen sein. Eine hohe
Sensitivität ist aufgrund der für Österreich großen Bedeutung der zentralisierten
Energieversorgung, insbesondere der Wasserkraft, gegeben. Es wird empfohlen, die Erfahrungen aus dem Hitzesommer 2003 in Hinblick auf Nutzungs- und
Versorgungsengpässe v. a in der Wasserwirtschaft auszuwerten und daraus
Schlüsse für die zukünftige Maßnahmenplanung abzuleiten (BMLFUW 2010).
Für den Energiesektor in Österreich werden vor allem drei Bereiche identifiziert,
die vom Klimawandel besonders betroffen sein werden (KRANZL et al. 2010a, b):
 Auswirkungen auf die Energienachfrage für Heizen und Kühlen
 Auswirkungen auf die Stromversorgung
 Auswirkungen auf Biomasse-Bereitstellung
86
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.5.2.1
Raumwärme
Im Bereich der Raumwärme sind in den kommenden Jahrzehnten große Energieeffizienzsteigerungen sowie eine zunehmende Marktdurchdringung von
Solarthermie und weiteren erneuerbaren Energieträgern möglich bzw. zu erwarten (KRANZL et al. 2010a). Durch effizienteren Neubau sowie thermische Sanierungsmaßnahmen könnte der Raumwärme- und Warmwasserbedarf bis zur
Mitte des Jahrhunderts um bis zu 60 % reduziert werden. Durch die Temperaturzunahme im Winter ist eine weitere Abnahme des Raumwärmebedarfs um
3–6 % möglich (KRANZL et al. 2010b). Die Vulnerabilität der Raumwärme wird
bei Eintreffen und Umsetzung der oben getätigten Annahmen als gering bis
mäßig eingestuft.
3.5.2.2
potenziell geringe
bis mäßige
Vulnerabilität
Kühlenergiebedarf
Während der Energiebedarf im Winter leicht abnehmen wird, ist davon auszugehen, dass die Nachfrage an elektrischer Energie für Kühlzwecke im Sommer
steigen wird (PRETTENTHALER et al. 2007, PRETTENTHALER & GOBIET 2008; siehe
auch Kapitel Bauen und Wohnen). Ein höherer Strombedarf zur Kühlung könnte
gerade in Zeiten eingeschränkter Produktionsmöglichkeiten entstehen, da Hitzeperioden mit einem geringeren Kühlwasserangebot einhergehen und dadurch
den Wirkungsgrad thermischer Kraftwerke verringern (KUCKSHINRICHS et al.
2008). Auch das Produktionspotenzial von Wasserkraftwerken kann durch lang
anhaltende Niederwasserstände v. a. während sommerlicher Trockenperioden
gefährdet sein. Durch entsprechende Maßnahmen wie Forcierung der passiven
Kühlung, alternative Kühltechnologien, Fernkühle etc. kann die Energienachfrage für das Kühlen deutlich reduziert werden.
Energiebedarf für
Kühlzwecke steigt
Abbildung 8: Zunahme der Kühlgradtage 1981–1990 vs. 2041–2050. (Quelle: PRETTENTHALER & GOBIET 2008).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
87
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
potenziell hohe
Vulnerabilität
Zur Verminderung der Vulnerabilität stehen vielfältige Maßnahmen zur Reduktion des Energiebedarfs für Kühlzwecke zur Verfügung (BERGER et al. 2010,
KRANZL et al. 2010b). Werden diese Maßnahmen zukünftig nicht ausreichend
forciert ist mit einer hohen Vulnerabilität zu rechnen.
3.5.2.3
Stromversorgung
Wasserkraft
saisonale
Verschiebung der
Abflussmengen
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Insbesondere Wasserkraftwerke können von den Folgen des Klimawandels beeinflusst werden. Klimaszenarien zeigen eine Abnahme des Abflusses vor allem
im Westen und Süden Österreichs, im Norden und Nordosten ist mit einer Zunahme zu rechnen. Es werden zeitigere Frühjahrshochwässer und mehr Winterhochwässer erwartet. Derzeit liegt der Erzeugungsschwerpunkt der Wasserkraft
für Gesamtösterreich in den Sommermonaten, der Verbraucherschwerpunkt der
elektrischen Energie aber in den Wintermonaten. Ferner ergibt sich eine signifikante saisonale Verschiebung zu höheren Abflüssen im Winter und geringeren
Abflüssen im Sommer. Von 2025 bis 2075 wird die Energieproduktion aus
Wasserkraft zwischen 6–15 % abnehmen. Im Winter ermöglichen höhere Abflüsse eine höhere Produktion, im Sommer wird sich die Produktion verringern.
Die relative Zunahme im Winterhalbjahr liegt zwischen 9–18 %, die Abnahme
im Sommerhalbjahr schwankt zwischen 13 % und 24 % (KRANZL et al. 2010b).
Die tatsächliche Entwicklung der Stromerzeugung aus Wasserkraft wird neben
dem Ausbau der Potenziale und der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie
(WRRL) auch vom Klimawandel abhängen. Die Vulnerabilität insbesondere der
Laufkraftwerke wird aufgrund der oben angeführten Unsicherheiten derzeit als
nicht zuverlässig einschätzbar gewertet.
Speicherkraftwerke
geringe
Vulnerabilität der
meisten
Speicherkraftwerke
Speicherkraftwerke werden im Hinblick auf die Versorgungssicherheit insbesondere in Zeiten der Spitzenstromnachfrage kurzfristig an Bedeutung gewinnen. Sie werden derzeit als wenig bis nicht vulnerabel eingeschätzt, da sie auch
in Trockenperioden ausreichend produzieren können. Alpine Speicherkraftwerke, die von Gletschern gespeist werden, müssen jedoch aufgrund der schrumpfenden Eiskörper und der dadurch rückläufigen Abflüsse spätestens ab 2050
mit sinkendem Wasserangebot rechnen. Die steigenden Temperaturen bewirken seit 30 Jahren einen stetigen, in den letzten 10 Jahren sogar einen rasanten Rückgang der Gletscher. Diese Entwicklung verändert die Dotierung der Zuflüsse durch das Schmelzwasser, das speziell in niederschlagsarmen und trockenen Sommern einen merkbaren Anteil am Wasserstand gletschergespeister
Flüsse hat (HELFRICHT 2009).
Kalorische Kraftwerke
Wassertemperatur
beeinflusst
Produktion
88
Auf den Betrieb von kalorischen Kraftwerken wirkt sich der prognostizierte
Temperaturanstieg insofern aus, dass höhere Gewässertemperaturen die Produktion (Prozesswasserkühlung) beeinträchtigen und dadurch den Wirkungsgrad thermischer Kraftwerke bei der Elektrizitätserzeugung verringern können
(KUCKSHINRICHS et al. 2008).
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Da erhöhte Wassertemperaturen eines Flusswassers die Wärmeaufnahmekapazität der Gewässer verringern, ist eine Reduktion der Leistung von Kraftwerken zum Schutz der Gewässerökologie durch die Einleitung von Kühlwässern
erforderlich. An größeren alpin beeinflussten Flüssen wie der Salzach und der
Mur ist nicht mit einem derartigen Produktionsrückgang zu rechnen, da es hier
zu keinen oder keinen signifikanten Rückgängen des Niederwasserabflusses
kommt. An kleineren und weniger stark alpin geprägten Gewässern wie der
Ager können aber deutliche Rückgänge der Niederwasserführung erwartet werden. In Kombination mit einem Anstieg der Wassertemperatur und der zeitlichen Verschiebung des Auftretens der Niederwasserperioden im Sommer kann
dies zu häufigeren Problemen mit Kühlwassereinleitungen führen.
Kühlwässer
gefährden
Gewässerökologie
Der Klimawandel induziert zudem Wirkungsgradverschlechterungen bei konventionellen Kraftwerken infolge höherer Temperaturen des Kühlwassers und
bei Gasturbinen zusätzlich durch eine höhere Lufttemperatur. Auch die Effizienz
eines Kühlturms sinkt mit steigender Lufttemperatur (KUCKSHINRICHS et al. 2008).
Hinzu kommt der prognostizierte höhere Verbrauch an Strom, der die Elektrizitätswirtschaft – insbesondere in Zeiten eingeschränkter Stromerzeugungskapazitäten während Hitzeperioden – vor zunehmend neue Herausforderungen stellen wird (ROTHSTEIN 2006).
Ein Trend in Richtung Temperaturanstieg von Gewässern wurde in Österreich
bereits festgestellt (SCHMUTZ et al. 2004, MATULLA et al. 2007, DOKULIL 2009).
Die Vulnerabilität ist nicht zuverlässig einschätzbar, an weniger stark alpin geprägten Gewässern, für die Rückgänge der Niederwasserführung erwartet werden, ist mit einer zumindest mäßigen Vulnerabilität zu rechnen.
3.5.2.4
Erneuerbare Energieträger
Steigender Energiebedarf und Maßnahmen zur Treibhausgasreduktion erhöhen
die Nachfrage nach CO2-neutraler Energie. Die Produktion erneuerbarer Energie wird durch Umweltfaktoren wesentlich beeinflusst. Die Effizienz ist unter anderem vom Wetter und Klima abhängig und wird durch Klimavariabilität und
Extremereignisse beeinflusst (siehe auch HAAS et al 2008).
Landwirtschaftliche Biomasse
Die Auswirkungen des Klimawandels auf die landwirtschaftliche Produktion –
und damit auf die Möglichkeiten der landwirtschaftlichen Biomasse- bzw. Bioenergieerzeugung – sind vielfältig. Eine umfangreiche Einschätzung der Vulnerabilität der Landwirtschaft ist in den „Handlungsempfehlungen zur Anpassung
an den Klimawandel in Österreich, Phase 1“ nachzulesen (HAAS et al. 2008).
Für die österreichische Landwirtschaft wird vor allem mit folgenden relevanten
Änderungen gerechnet (EEA 2008, Ek 2009, EITZINGER et al. 2009, BMLFUW
2010):
 Änderung des saisonalen Niederschlagsmuster (Verlagerung des Nieder-
schlags aus der Vegetationsperiode in den Winter, eine regionale Differenzierung ist notwendig),
 vermutlich Abnahme der Niederschlagshäufigkeit während der Sommermo-
nate,
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
89
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
 Zunahme der Häufigkeit von Trockenperioden und steigende Hitzebelastung
von Pflanzen, speziell in Kombination mit Trockenheit,
 Zunahme der Niederschlagsvariabilität von Jahr zu Jahr im Sommer,
 Verlängerung der Vegetationsperiode durch steigende Durchschnittsperio-
den,
 wachstumssteigernde Effekte durch CO2-Düngung,
32
 Erhöhung der potenziellen Evapotranspiration
durch höhere Temperaturen
und längere Vegetationsperioden,
 erhöhtes Risiko von Erosion durch Starkniederschläge,
 Veränderung der Artenzusammensetzung inklusive Auftreten neuer invasiver
Arten,
 möglicherweise zunehmender Schädlingsdruck, verstärkter Unkrautdruck
sowie verstärktes Auftreten von Pflanzenkrankheiten.
Landwirtschaftliche Bioenergieerzeugung beinhaltet die Nutzung von speziell
angebauten Energiepflanzen sowie die energetische Verwertung landwirtschaftlicher Rest- und Abfallstoffe wie Gülle oder Pflanzenreste.
Anbau von
Energiepflanzen
Bei Energiepflanzen kann zwischen
 konventionellen Ackerfrüchten (Ölsaaten, Getreide, Hackfrüchte etc.),
 Biogaspflanzen (Maissilage, Getreide-Ganzpflanzensilage etc.) und
 mehrjährigen Energiepflanzen (Miscanthus, Kurzumtriebspflanzen wie Weide
oder Pappel)
unterschieden werden.
landwirtschaftliche
Produktion und
Energiepflanzen
Die Nahrungsmittelproduktion wird gegenüber der landwirtschaftlichen Energieerzeugung als vorrangig betrachtet. Für den Energiepflanzenanbau werden vor
allem ungenutzte bzw. nicht für die Nahrungsmittelproduktion benötigte Flächen
herangezogen. Klimabedingte Störungen der Nahrungsmittelproduktion können
sich z. B. durch zusätzlichen Flächenbedarf unmittelbar auf die Potenziale der
Bioenergieerzeugung auswirken. Ferner hängt das Aufkommen von energetisch
nutzbaren Reststoffen und Abfällen direkt von der gesamten landwirtschaftlichen Produktion ab. Davon abgeleitet wird erkennbar, dass sich die Frage der
Betroffenheit landwirtschaftlicher Energieerzeugung nicht rein auf die klimatischen Auswirkungen auf die Energiepflanzen beschränkt, sondern im Zusammenhang mit sämtlichen Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft zu sehen ist.
Klimawandelauswirkungen auf die
Landwirtschaft
Eventuellen positiven Auswirkungen wie z. B. einer längeren Wachstumsperiode, der CO2-Düngung oder der Ausdehnung von Anbaugebieten stehen mögliche negative Auswirkungen wie Wasserknappheit, zunehmende Trockenperioden im Sommer, Bodenerosion, erhöhter Schädlings- und Krankheitsdruck etc.
gegenüber.
32
Evapotranspiration: Gesamtheit von Bodenverdunstung, Pflanzenverdunstung und Verdunstung
aus der Interzeption (Zurückhalten von Niederschlägen auf der „Oberfläche―).
90
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
Wie bereits ausgeführt, wird die landwirtschaftliche Bioenergieproduktion wesentlich von den (regionalen) Auswirkungen des Klimawandels auf die Nahrungsmittelproduktion beeinflusst. So wird der Ackerbau im bereits heute niederschlagsarmen Osten Österreichs als hoch vulnerabel hinsichtlich der Wasserversorgung eingestuft. Generell ist aber nach derzeitigem Wissensstand eine robuste Einschätzung der Vulnerabilität nicht möglich.
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Forstliche Biomasse
Erhöhte Temperaturen, saisonal veränderte Niederschlagsverhältnisse und die
Zunahme extremer Witterungsperioden (Hitze, Trockenheit, Dürre, Stürme)
werden voraussichtlich diejenigen Parameter der Klimaänderung sein, die
Waldökosysteme und die Waldbewirtschaftung stark betreffen werden (HAAS et
al. 2008). Negative Auswirkungen sind bereits heute teilweise zu beobachten.
Mögliche Vorteile wie längere Vegetationsperioden und der CO2-Düngeeffekt
werden längerfristig durch die Risikofaktoren aufgehoben; hierzu zählt insbesondere zunehmender Trockenstress durch abnehmende Wasserverfügbarkeit.
Die Standorteignung von Baumarten wird sich stark verändern; insbesondere in
(sekundären) Nadelwaldbeständen der tieferen und mittleren Lagen scheint eine geregelte nachhaltige Bewirtschaftung zukünftig nur noch erschwert möglich
zu sein. In diesem Bereich ist weiterer Forschungsbedarf dringend erforderlich,
z. B. bei genetischen Anpassungsmöglichkeiten wie dem teilweisen Ersatz der
heimischen Weißtannen durch Weißtannen aus Südosteuropa.
Risiken überwiegen
potenzielle Vorteile
Indirekte Auswirkungen des Klimawandels, insbesondere ein erhöhtes Risikopotenzial durch pathogene Schadorganismen und möglicherweise Waldbrand,
erhöhen die Vulnerabilität des Forstwirtschaftssektors.
indirekte
Auswirkungen des
Klimawandels
Eine Analyse der Auswirkung des Klimawandels auf die Bereitstellung energetisch relevanter Biomasse-Fraktionen aus dem Forst ergibt für Österreich regional oft gegensätzliche Tendenzen. Ein erhöhter Zuwachs wird für höher gelegene Regionen erwartet, in tiefer gelegenen Regionen wird mit einer höheren
Trockenheit und einem verminderten Zuwachs gerechnet (KRANZL et al. 2010b).
Österreichweit betrachtet werden sich die Effekte zum Teil ausgleichen. Bis
2100 wird – unter Annahme des moderaten A1B-Szenarios (siehe Kapitel
3.1.3.) – mit einer Steigerung des forstlichen Biomassepotenzials um ca. 5 %
gerechnet (KRANZL et al. 2010b). In dieser Annahme sind mögliche Störungen,
die durch Stürme, Borkenkäfer etc. verursacht werden, nicht berücksichtigt.
Produktion
energetisch
relevanter Biomasse
Unter Berücksichtigung der unmittelbaren Klimaabhängigkeit der Waldvegetation wird die Forstwirtschaft grundsätzlich als hoch vulnerabel eingeschätzt. Die
Vulnerabilität der forstlichen Biomasseproduktion wird regional differenziert und
– ausgehend von dem hohen Risikopotenzial insbesondere durch Stürme und
Schädlingsbefall – als hoch eingestuft.
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hohe Vulnerabilität
der Biomasseproduktion
91
Klimaänderungszenarien und Vulnerabilität – Ergebnisse
3.5.2.5
Vulnerabilität ist
derzeit nicht
einschätzbar
Versorgung und Transport
Die vorgelagerte Versorgung des Aktivitätsfeldes mit Rohstoffen sowie Transport und Logistik werden als empfindlich gegenüber den Klimaänderungen eingeschätzt. Die Versorgung mit fossilen Brennstoffen und Biomasse kann infolge
von Verkehrsstörungen zeitweilig beeinträchtigt bzw. unterbrochen sein. Insbesondere extreme Wetterereignisse wie Stürme, Starkregen oder Gewitter und
dadurch ausgelöste Naturgefahren können Schäden an der Verkehrsinfrastruktur verursachen (siehe auch Aktivitätsfeld Verkehrsinfrastruktur). Auch der Gütertransport durch die Schifffahrt kann betroffen sein. Nach derzeitigem Wissen
ist eine verlässliche Einschätzung der Vulnerabilität nicht möglich
3.5.2.6
Fazit – Aktivitätsfeld Energie
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass derzeit davon auszugehen ist, dass
Maßnahmen zum Klimaschutz (Mitigation) die Energiewirtschaft nachhaltig prägen und verändern werden. Wie genau sich die Vermeidungsstrategien und die
2020-Ziele der EU auf den Energiesektor – insbesondere auf Stromproduktion
und erneuerbare Energieträger – auswirken werden, ist hingegen noch nicht
absehbar.
Vulnerabilität ist
insgesamt derzeit
nicht einschätzbar
92
Die Sicherstellung der Stromproduktion und -versorgung kann als eine der wesentlichen Herausforderungen des Klimawandels gesehen werden. Beeinträchtigungen infolge der Veränderung klimatischer Parameter sind in der Produktion
durch eine Verlagerung des Energiebedarfs vom Winter (weniger Heizen) in
den Sommer (mehr Kühlung) und durch die Importabhängigkeit nicht auszuschließen. Hinzu kommen Nutzungskonflikte um die Ressource Wasser, insbesondere mit der Landwirtschaft. Nach derzeitigem Wissen ist eine robuste Einschätzung der Vulnerabilität nicht möglich.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
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Wasserrahmenrichtlinie (WRRL; RL 2000/60/EG): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik. ABl. Nr. L
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Rates 2455/2001/EC. ABl. L 331, 15/12/2001.
Umweltbundesamt  Wien, Dezember 2010
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Um nachteilige Auswirkungen des Klimawandels auf Natur,
Gesellschaft und Wirtschaft zu vermeiden sind Strategien und
Maßnahmen zur Anpassung erforderlich. Aussagen zur Vulnerabilität
liefern eine wesentliche Basis, um Bedarf, Art, Umfang und
Dringlichkeit von Anpassungsmaßnahmen abschätzen zu können.
Der Bericht des Umweltbundesamt gibt einen Überblick über die
unterschiedliche Verletzlichkeit der Aktivitätsfelder Gesundheit,
Natürliche Ökosysteme und Biodiversität, Verkehrsinfrastruktur,
Bauen und Wohnen sowie Energie. In allen wurden hochvulnerable
Teilbereiche festgestellt. Je nach Aktivitätsfeld und Region können
auch zahlreiche Wechselwirkungen durch die Folgen des Klimawandels
auftreten. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Umsetzung von geeigneten
Anpassungsmaßnahmen die Vulnerabilität in den Aktivitätsfeldern
deutlich reduziert werden kann.