Im Zuge dieser Arbeit sollen die Auswirkungen des Klimawandels im Rahmen einer wissenschaftlich fundierten und auf Statistiken beruhenden regionalen Betrachtung überprüft werden. Da der Fokus hierbei auf der räumlichen und zeitlichen Veränderung der Niederschlagscharakteristika und dem regionalen Wasserhaushalt liegen soll, stellt besonders der Nordosten Deutschlands und hierbei das regionale Beispiel Brandenburgs ein äußerst interessanter Betrachtungsraum dar.
Eine zunächst makroskalige Betrachtungsebene des Wasserhaushaltes, der Wasserbilanz und der Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen soll die Basis für die in den darauf folgenden Kapitel stattfindende tiefere Betrachtungsebene der möglichen klimatischen Auswirkungen schaffen und einen Vergleich mit anderen Regionen Deutschlands ermöglichen. Da es sich bei dem Klimasystem der Erde um ein nichtlineares System handelt, sind Aussagen über mögliche Entwicklungen nur über eine sogenannte Szenarienentwicklung möglich. Genau ein solches Klimamodell soll auch für die Untersuchung dieser Arbeit für die Region Brandenburg verwendet werden.
Eine abschließende Bewertung soll versuchen Antworten darauf zu geben, welche Tendenzen der Wasserhaushalt Brandenburgs derzeit aufweist, welche Folgen hierfür langfristig zu erwarten sind und ob es eventuelle Disparitäten innerhalb des untersuchten Gebietes hinsichtlich der Anfälligkeit für die Auswirkungen des Klimawandels gibt.
Inhaltsverzeichnis
I. EINLEITUNG
II. WASSERHAUSHALT DER BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
2.1 Langjährige Wasserbilanz der Bundesrepublik Deutschland
2.2 Räumlich-zeitliche Niederschlagscharakteristika der Bundesrepublik Deutschland
2.3 Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen in der Bundesrepublik Deutschland
III. AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS AM REGIONALEN BEISPIEL: BRANDENBURG
3.1 Methodengrundlage
3.2 Änderungen der Niederschlagscharakteristika
3.2.A ZEITLICHEÄNDERUNGEN DER NIEDERSCHLAGSCHARAKTERISTIKA
3.2.B RÄUMLICHE ÄNDERUNGEN DER NIEDERSCHLAGSCHARAKTERISTIKA
3.2.C KURZZEITIGE DIREKTE FOLGEN DER RÄUMLICHEN UND ZEITLICHEN ÄNDERUNGEN DER Niederschlagscharakteristika
3.3 Auswirkungen auf den Wasserhaushalt
3.3.A Grundwasserstände Brandenburgsunterdem derzeitigen Klimastand
3.3.B Grundwasserstände Brandenburgs unter dem 1,4 K-Klimaänderungsszenarium
IV . BEWERTUNG DERVULNERABILITÄT DER UNTERSUCHTEN REGION HINSICHTLICH DER
AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
V . ABBILDUNGS- UND LITERATURVERZEICHNIS
5.1 Abbildungsverzeichnis
5.2 Literaturverzeichnis
5.2.a Literatur
5.2.b Internetquellen
I. Einleitung
„(K)ein Plan für heiße Zeiten
Dürre, Hitze, Starkregen - Städte können einiges tun, um sich an den Klimawandel anzupassen. Doch nur wenige haben sich darauf eingestellt.
Aller spätestens seit dem Sommer 2018 mit nahezu täglich neuen Pressemitteilungen über Hitzewellen, Waldbrände, Dürrekatastrophen und Hochwasserereignissen sollte sich jede Stadt in Deutschland darüber bewusst sein, dass der Klimawandel längst kein weit entferntes wissenschaftliches Horrorszenario mehr ist, welches sich lediglich in Gebieten des arktischen Eises und des indischen Monsuns bemerkbar macht, sondern ein globales Phänomen mit Auswirkungen bis auf die kleinsten regionalsten Ebenen, auch in Deutschland."
FAZ, Birgit Ochs, 17.08.2018
Im Zuge dieser Arbeit sollen genau solche öffentlich gestellten Thesen im Rahmen einer wissenschaftlich fundierten und auf Statistiken beruhenden regionalen Betrachtung über die Auswirkungen des Klimawandels überprüft werden. Da der Fokus hierbei auf der räumlichen und zeitlichen Veränderung der Niederschlagscharakteristika und dem regionalen Wasserhaushalt liegen soll, stellt besonders der Nordosten Deutschlands und hierbei das regionale Beispiel Brandenburgs, mit Niederschlagssummen von unter 600 mm pro Jahr (Wetter Kontor 2018), also circa 200 mm unter dem jährlichen Niederschlag der Bundesrepublik Deutschland liegend, ein äußerst interessanter Betrachtungsraum dar.
Eine zunächst makroskalige Betrachtungsebene des Wasserhaushaltes, der Wasserbilanz und der Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen, als äußerst wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufes und als direkt spürbarer Faktor für die Wasserverfügbarkeit der Bundesrepublik Deutschlands, soll die Basis für die in den darauf folgenden Kapitel stattfindende tiefere Betrachtungsebene der möglichen klimatischen Auswirkungen schaffen und einen Vergleich mit anderen Regionen Deutschlands, am Anschluss dieser Arbeit ermöglichen. Da es sich bei dem Klimasystem der Erde um ein in hohem Maße nichtlineares System handelt, sind Aussagen über mögliche Entwicklungen nur über eine sogenannte Szenarienentwicklung möglich. Hierunter versteht man „die Beschreibung eines sich einstellenden Klimazustandes, wenn über einen definierten Zeitraum bestimmte Annahmen zur Änderung bestimmter Einflussgrößen gemacht werden. Werkzeuge zur Szenarienerstellung sind sowohl Klimamodelle als auch statistische Methoden, die auch gekoppelt angewandt werden können" (Badeck 2003). Genau ein solches Klimamodell soll auch für die Untersuchung dieser Arbeit für die Region Brandenburg verwendet werden. Die Methodengrundlage hierfür werden in Kapitel III zunächst näher erläutert und dann unter der Betrachtung der Änderung der Niederschlagscharakteristika, sowohl in zeitlicher als auch in räumlicher Dimension, und die Auswirkungen auf die Grundwasserstände Brandenburgs eingesetzt.
Eine abschließende Bewertung soll versuchen Antworten darauf zu geben, welche Tendenzen der Wasserhaushalt Brandenburgs derzeit aufweist, welche Folgen hierfür langfristig zu erwarten sind und ob es eventuelle Disparitäten innerhalb des untersuchten Gebietes hinsichtlich der Anfälligkeit für die Auswirkungen des Klimawandels gibt.
II. Wasserhaushalt der Bundesrepublik Deutschland
2.1 Langjährige Wasserbilanz der Bundesrepublik Deutschland
Die Wasserbilanz der politischen Raumeinheit der Bundesrepublik Deutschland auf Jahresbasis, ergibt sich aus Input- und Output-Größen, da es sich bei der betrachteten Gebietseinheit ausschließlich um Größen innerhalb der Festlandflächen handelt. Deshalb wird hierbei von einem „kleinen" und „offenen" Wasserkreislauf gesprochen (Wilhelm 1997), in dem der horizontale Wasseraustausch nur eine untergeordnete Rolle spielt. Die Wasserbilanz Deutschlands lässt sich mit der folgenden Gleichung und der Abbildung 1 verdeutlichen:
N + Z + GwZ = V + Q+ AS + GwA
Zunächst stellt der Niederschlag (N) mit 859 mm pro Jahr den größten Teil des Inputs dar. Ergänzt durch 199 mm Zufluss (Z) der Oberlieger, also Flüsse, die Deutschland aus den angrenzenden Ländern erreichen - unter anderem die Elbe aus Tschechien, die Oder aus Polen und der Rhein aus der Schweiz - und 1 mm Grundwasserzustrom (GwZ) pro Jahr. Somit ergibt sich aus den Input-Größen eine jährliche Verfügbarkeit von 1 059 mm.
Als Output-Größen gelten die Verdunstung (V) aus dem Niederschlag mit 532 mm, die Verdunstung aus den oberirdischen Speichern - also Flüssen, Seen, Talsperren - mit 11 mm, die Verdunstung aus Speichern der Wassernutzung - Industrie, Landwirtschaft, Gewerbe, Haushalte - mit ebenfalls 11 mm, den oberirdischen Abfluss (Q) zum Meer und den Unterliegern mit 495 mm und dem Grundwasserabstrom (GwA) zum Meer mit 10 mm. Aus der Summe der Verdunstung, dem oberirdischen und unterirdischen Abfluss ergibt sich dann ebenfalls 1 059 mm jährlicher Output, womit Deutschland demzufolge über eine ausgeglichene Wasserbilanz verfügt (Gebhardt et al. 2011/ s. Abb. 1).
A S stellt in der Gleichung die Veränderung interner Speichergrößen dar, um kürzere Zeiträume, wie Monate, Jahre oder einzelne Jahreszeiten vergleichen zu können. Beispielhaft hierfür ist die Niederschlagsspeicherung als Schneedecke im Winter, wodurch sich auf kürzererjahreszeitlicher Betrachtung eine negative Wasserbilanz ergeben kann.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.l: Langjährige Wasserbilanz der Bundesrepublik Deutschland
2.2 Räumlich-zeitliche Niederschlagscharakteristika der Bundesrepublik Deutschland
Der Niederschlag der Bundesrepublik Deutschland, mit einer mittleren jährlichen Niederschlagshöhe von circa 819 mm 1981-2010 (Wetter Kontor 2018), weist, auf Grund von topografischen und meteorologischen Gegebenheiten, eine zeitliche und räumliche Differenzierung auf. So ergeben sich an den Gebirgsrändern, des Alpenvorlandes, des Schwarzwaldes, dem Harz und dem Hessischen Bergland eine jährliche Niederschlagshöhe von 1 600 bis 3 000 mm pro Jahr (s. Abb.2). Diese überdurchschnittliche Niederschlagshöhe lässt sich auf die in den mittleren Breiten vorherrschenden Westwindzone zurückführen, welche an den nach Westen exponierten Gebirgslagen orographisch bedingten Niederschlag verursachen (Gebhardt et al. 2011).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.2: Jährliche Niederschlagshöhe in Deutschland im Referenzzeitraum 1961 -1990
Der Nordosten des Landes, im Regenschatten des Harzes, weist hingegen nur 400 - 600 mm/ Jahr auf (s. Abb.2). Als regionales Beispiel dient das Niederschlagsdargebot Brandenburgs (s. Abb.3/4). Im Bereich des gemäßigten, kontinentalen Klimas liegend hat Brandenburg eine durchschnittliche Jahresmitteltemperatur zwischen 7,8°C und 9,5°C und einem jährlichen Niederschlagssumme von unter 600 mm. Somit zählt Brandenburg zu den trockensten Regionen Deutschlands (Wetter Kontor 2018).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.3: Räum|iche Vertei|ung der Jahressumme des Niedersch|ags, Zeitraum 1951/2000
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.4: Niederschlagscharakteristika für Brandenburg. Summe: mm/ N: Anzahl der Tage mit Niederschlag >= 0 mm/ Tagesmax.: Höchste Tagessumme des Niederschlags in mm
2.3 Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen in der Bundesrepublik Deutschland
Die Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen ist auf Grund der hydrogeologischen - Infiltrationskapazität und Speichervermögen - und hydrochemischen Eigenschaften des Untergrundes allerdings nicht deckungsgleich mit den Gebieten hohen Niederschlages, sondern ist regional ungleich verteilt. So besitzen niederschlagsreiche Gebiete, wie beispielsweise der Schwarzwald oder der Harz, auf Grund schlecht wasserführender Gesteine, wie Tonschiefer, kristalline Schiefer oder Tiefengesteine, nur gering bedeutende bis hin zu keinen bedeutenden Grundwasservorkommen (s. Abb.5). Gesamt Deutschland betrachtend besteht allerdings nur ein Drittel der Fläche aus einem kaum bis schlecht wasserleitenden Untergrund (BGR2018).
Das größte zusammenhängende Gebiet mit sehr ergiebigem Grundwasservorkommen befindet sich im niederschlagsärmeren Norddeutschen/ Nordostdeutschen Tiefland, so auch die Region Brandenburg. Quartär und Tertiär abgelagerte Sediment- und Lockergesteine ermöglichen hier, in oberflächennahen Urstromtälern oder tieferen eiszeitlich entstandenen Rinnen, eine hohe Infiltrationskapazität und Speichervermögen des Wassers. Das periglazial überprägte Alpenvorland und der mit eiszeitlichen Sedimentablagerungen bedeckte Oberrheingraben bieten ebenfalls ergiebige Porengrundwasserleiter (BGR 2018). Trotz einer insgesamt ausreichenden Wassermenge und, wie zuvor dargelegt, einer ausgeglichenen Wasserbilanz in Deutschland gibt es ebenfalls regionale und jahreszeitlich schwankende Unterschiede in dem nutzbaren Wasservorkommen.
Deshalb bedarf es unter dem Blickwinkel des Klimawandels einer detaillierten Analyse der möglichen Auswirkungen auf das Grundwasservorkommen - da dieses ja scheinbar trotz der Niederschlagsarmut der Region sehr ergiebig zu sein scheint - die Niederschlagsverteilung und den Wasserhaushalt ganz allgemein. Im Folgenden werden diese von dem Klimawandel potenziell betroffenen Gebiete im Raum Brandenburg auf Basis eines Klimaszenarios des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) näher betrachtet.
III. Auswirkungen des Klimawandels am regionalen Beispiel: Brandenburg
3.1 Methodengrundlage
Das den folgenden Daten und Statistiken für die Studie des Potsdamer Institutes für Klimafolgenforschung zu Grunde liegende Szenario ist Teil des 2001 im Rahmen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC/ Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) ausgearbeiteten dritten Sachstandberichts. Um die zu erwartende Klimaentwicklung im 21. Jahrhundert abschätzen zu können werden Mittels den
Antriebskräften des Bevölkerungswachstums, ökonomische und soziale Entwicklungen, technologische Veränderungen, der Ressourcen-Verbrauch und das Umweltmanagement, unterschiedliche Emissionsszenarien erarbeitet. Diese 40 möglichen Special Report on Emissions -Szenarien (SRES-Szenarien), sind den vier „Szenario-Familien" A1, B1, A2 und B2 zuzuordnen (IPCC 2001). Für die Ermittlung der eventuellen Klimaentwicklung in der Region Brandenburg wurde von dem Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung als Basis das Szenario A1B (s. Abb. 6) ausgewählt, da im Rahmen der Studie zur klimatischen Entwicklung
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
rückläufiges Bevölkerungswachstum und eine schnelle Einführung innovativer Technologien voraus. Die Unterkategorie B gibt hierbei die Annahme einer ausgewogenen Nutzung aller Energiequellen an (IPCC 2007). Demnach spiegelt dieses Szenario eine mittlere Entwicklung am ehesten wieder. Die folgenden Ergebnisse fundieren auf dem zuvor ausgeführten A1B- SRES-Szenario, welches für die Region Brandenburg einen Temperaturanstieg von 1,4 K innerhalb der nächsten 50 Jahre ermittelt haben (Badeck 2003). Diese mögliche Entwicklung wird im Folgenden auch als 1,4 K-Szenario bezeichnet. Als Endpunkt des statistischen Szenarienmodells wird hier das Jahr 2055 gewählt, da sich zum einen die zukünftigen Änderungen nicht zu weit von den Ausgangsbedingungen entfernen sollten und zum anderen, die Klimaszenarien nach 2050, auf Grund der unterschiedlichen Annahmen der Treibhausgasemissionen, stark differenzieren und die Fehler der globalen Klimamodelle hierbei größer werden (Badeck 2003).
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- Quote paper
- Melissa Jarc (Author), 2018, Auswirkungen des Klimawandels auf die Niederschlagscharakteristika und den regionalen Wasserhaushalt. Am Beispiel Brandenburgs, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1321792
