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Geschäftsbereich des Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft
Sachstand und Ausblick
2005
Klimawandel in Sachsen

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Impressum
Klimawandel in Sachsen
Sachstand und Ausblick
2005
Titelbild:
Wilfried Küchler
Herausgeber:
Geschäftsbereich des Sächsischen Staatsministeriums
für Umwelt und Landwirtschaft
Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie
Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft
Landesforstpräsidium
Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen
Redaktion:
Wilfried Küchler
Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie
Werner Sommer
Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft
Redaktionsschluss:
Februar 2005
Gestaltung, Satz und Repro:
c-macs publishingservice
Tannenstraße 2, 01099 Dresden
Druck und Versand:
saxoprint GmbH
Enderstraße 94, 01277 Dresden
Fax 03512044366 (Versand)
E-Mail: versand@saxoprint.de
Auflage: 2.500
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Diese Veröffentlichung kann kostenfrei von der saxoprint GmbH bezogen werden.
Hinweis:
Diese Veröffentlichung wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit des Ge-
schäftsbereichs des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Land-
wirtschaft herausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlhelfern
im Wahlkampf zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden. Auch ohne
zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl darf die Druckschrift nicht in
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des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zugunsten
einzelner Gruppen verstanden werden kann. Den Parteien ist es gestattet, die
Druckschrift zur Unterrichtung ihrer Mitglieder zu verwenden.
Copyright:
Diese Veröffentlichung ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die
des Nachdrucks von Auszügen und der fotomechanischen Wiedergabe, sind
dem Herausgeber vorbehalten.
Gedruckt auf 100% Recyclingpapier
März 2005
Artikelnummer: L IV - 9/1
Der Geschäftsbereich des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und
Landwirtschaft im Internet:
www.smul.sachsen.de

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1
Zentrale Themen bestimmen den Inhalt der Publikation:
Die mittel- und langfristige Veränderung des Klimas in
den verschiedenen Regionen Sachsens. Die Entwicklung
von Wetterextremen. Konkrete Auswirkungen auf die
Landwirtschaft, die Forstwirtschaft, die Wasserwirtschaft
oder den Biotop- und Artenschutz.
Nunmehr vorliegende Szenarien zu den Klimafolgen bil-
den die Grundlage, um wirksame Anpassungsstrategien
zu entwickeln, die die Auswirkungen des Klimawandels
in Sachsen mindern können. Gemeinsam widmen sich
das Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG), die
Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), das Landesforst-
präsidium (LFP) und die Landestalsperrenverwaltung (LTV)
mit ihrer jeweils spezifischen Fachkompetenz dieser kom-
plexen Aufgabenstellung.
Die Entwicklung geeigneter Anpassungsmaßnahmen
steht auch weltweit erst am Anfang. Gerade deshalb ist
das konsequente und zielgerichtete Handeln des Frei-
staates Sachsen auf den Gebieten Klimawandel und
Klimafolgen neben dem Klimaschutz unabdingbarer
Bestandteil seines Integrierten Klimaschutzkonzeptes.
Dr. Hartmut Schwarze, Präsident LfL
Hans-Jürgen Glasebach, Geschäftsführer LTV
Vorwort
Jahrhundertflut 2002, Jahrhundertsommer und Jahrhun-
dertdürre 2003 in Sachsen. Belegen derartige Extrem-
ereignisse oder auch der milde Januar 2005 den globalen
Klimawandel?
So lautet eine der am meisten gestellten Fragen in letz-
ter Zeit. Wissenschaftliche Auswertungen der umfang-
reichen sächsischen Klimadaten belegen: Auch in Sach-
sen haben sich in den vergangenen Jahrzehnten wich-
tige Klimaparameter bereits signifikant verändert. Wir
befinden uns bereits mitten im Prozess einer Klima-
änderung.
Wenn sich das Klima ändert, hat das Auswirkungen auf
unsere Wälder oder die Trinkwasserversorgung? Blühen
unsere Obstbäume früher oder können neue Schad-
erreger in der Land- und Forstwirtschaft auftreten?
Wir stehen vor vielen Fragen und versuchen in der vor-
liegenden Broschüre erste Antworten zu geben. Dabei
wollen wir so objektiv wie möglich über die jüngsten
Ergebnisse sächsischer Untersuchungen des aktuellen
und künftigen regionalen Klimawandels sowie die resul-
tierenden Folgen informieren. Wir stehen vor der großen
Herausforderung: Wie können wir auf den projizierten
regionalen Klimawandel reagieren?
Hartmut Biele, Präsident LfUG
Dr. Bartel Klein, Präsident LFP

 
3
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1
1
Klimawandel, Klimafolgen, Klimaschutz – Die sächsische Umweltpolitik
vor neuen Herausforderungen
5
2
Der globale Klimawandel
7
2.1
Klimageschichte
7
2.2
Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert
9
2.3
Ursachen globaler Klimaänderungen
11
2.4
Natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt
14
2.5
Klimafaktor Treibhausgase
15
3
Das Klima Sachsens
17
3.1
Besonderheiten des Klimas in Sachsen
17
3.2
Großwetterlagen für die Beschreibung des Klimas
19
3.3
Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas
21
3.4
Die Sächsische Klimadatenbank
25
4
Klimaprojektionen für Sachsen
27
4.1
Globale und regionale Klimamodelle
27
4.2
Das sächsische Klimamodell WEREX
30
4.3
Die Ergebnisse im Überblick
31
5
Extremereignisse in Sachsen
37
5.1
Extremereignisse – Indizien des Klimawandels?
37
5.2
Die Extremniederschläge im August 2002
39
5.3
Die Dürreperiode im Sommer 2003
42
6
Folgen des Klimawandels in Sachsen
49
6.1
Mögliche Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf die Vegetationsentwicklung
in Sachsen
49
6.1.1
Einführung
49
6.1.2
Methodik
49
6.1.3
Ergebnisse
50
6.1.4
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
57
6.2
Acker- und Pflanzenbau im Klimawandel – Handlungsoptionen und Rahmenbedingungen
in Sachsen
59
6.2.1
Einführung
59
6.2.2
Allgemeine Wirkungen der klimatischen Rahmenbedingungen im Acker- und Pflanzenbau
59
6.2.3
Auswirkungen auf den Acker- und Pflanzenbau in Sachsen
60
6.2.4
Anpassungsoptionen
61
6.2.5
Gestaltung der Rahmenbedingungen
63
6.2.6
Ausblick
63
6.3
Auswirkungen des Klimawandels auf die Forstwirtschaft
64
6.3.1
Einführung
64
6.3.2
Klimafolgen für den Wald im sächsischen Tiefland/Hügelland
65
6.3.3
Klimafolgen für den Wald im sächsischen Mittelgebirgsraum
69
6.3.4
Zusammenfassung und Ausblick
74

4
6.4
Die Talsperrenbewirtschaftung im Spannungsfeld von Trockenperioden
und Hochwasserereignissen
75
6.4.1
Einführung
75
6.4.2
Das Talsperren-System Klingenberg/Lehnmühle
75
6.4.3
Grundzüge der Talsperrenbewirtschaftung
76
6.4.4
Vorliegende Beobachtungen und deren Bewertung
78
6.4.5
Simulation der Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Bewirtschaftung
des Talsperrensystems Klingenberg/Lehnmühle, Wilde Weißeritz im Osterzgebirge
83
6.5
Konsequenzen der klimatischen Veränderungen für den Wasserhaushalt in Sachsen
86
6.5.1
Einführung
86
6.5.2
Zum Klimawandel in Sachsen
86
6.5.3
Auswirkungen auf den Wasserhaushalt
88
6.5.4
Bedeutung für die Wasserwirtschaft
90
6.5.5
Schlussbemerkung
91
6.6
Der Klimawandel und seine Auswirkungen auf Arten, Lebensgemeinschaften
und Ökosysteme
93
6.6.1
Grundlagen und Problemstellung
93
6.6.2
Temperatur und Niederschlag als Umweltfaktoren
93
6.6.3
Klimaänderungen und ihre Folgen für Arten und Ökosysteme
94
6.6.4
Biologische Vielfalt im Wandel
95
6.6.5
Klimawandel in Sachsen – eine Herausforderung für Naturschutz und Landschaftspflege
95
7
Glossar
97
8
Literaturverzeichnis
105
9
Abbildungsverzeichnis
109

 
5
Klimaschutz ist eine der zentralen Herausforderungen des
21. Jahrhunderts. Er wird in Zukunft zunehmend alle Politik-
bereiche prägen. Die Klimatologen gehen bereits heute
von eindeutigen Anzeichen für einen Klimawandel aus. Die
jüngsten Klimaprojektionen sprechen von einer Erhöhung
des globalen Mittels der bodennahen Lufttemperatur zwi-
schen 1,4 und 5,8 Grad in den kommenden 100 Jahren. Ba-
sis ist dabei das Jahr 1990. Eine deutliche Klimaänderung
hätte nicht nur dramatische ökologische, sondern auch er-
hebliche volkswirtschaftliche Schäden zur Folge. Mit dem
Kyoto-Protokoll hat die internationale Staatengemeinschaft
ein wichtiges völkerrechtliches Signal für den globalen
Klimaschutz gegeben. Es sind die Industrienationen der
Welt, die am meisten zur Belastung der Atmosphäre bei-
tragen. Daher müssen diese auch die deutlichsten Zeichen
für eine Reduktion der Treibhausgase setzen.
Der weltweite Klimawandel mit seinen möglichen regio-
nalen Auswirkungen stellt auch Sachsen vor völlig neue
Herausforderungen. Es gilt nicht nur, sich auf die Folgen
der zu erwartenden Klimaänderungen in Land-, Forst- und
Wasserwirtschaft einzustellen und wirksame Anpas-
sungsmaßnahmen zu entwickeln. Vielmehr müssen auch
konkrete Maßnahmen zur Minderung der Treibhausgas-
emissionen und damit für einen wirksamen Klimaschutz
umgesetzt werden. Die sächsische Staatsregierung ist
sich ihrer Verantwortung bewusst und unterstützt des-
halb eine klimaverträgliche und ressourcenschonende
Wirtschaftsweise. Dies dient der Umwelt und der Wirt-
schaft durch die Entwicklung nachhaltiger Rahmenbedin-
gungen und innovativer Geschäftsfelder.
Mit einer integrierten Klimaschutzstrategie stellt sich Sach-
sen diesen künftigen Aufgaben:
rechtzeitige Abschätzung der zu erwartenden Auswir-
kungen des Klimawandels auf Sachsen,
Entwicklung geeigneter mittel- und langfristiger An-
passungsstrategien an die Folgen der Klimaänderungen,
Reduzierung der Emissionen klimarelevanter Gase durch
Umsetzung konkreter Maßnahmen auf der Grundlage
des Sächsischen Klimaschutzprogramms, insbesondere
durch die
Erhöhung der Energieeffizienz
Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger auf
5% des Endenergieverbrauchs bis 2010
1 Klimawandel – Klimafolgen –
Klimaschutz
Die sächsische Umweltpolitik
vor neuen Herausforderungen
Wissenschaft:
Globaler
Klimawandel
Politik:
Internationale/
Nationale
Klimaschutzziele
Klimawandel
Wie verändert sich das
Klima in Sachsen?
Diagnose
Klimatrends
Projektion
Klimasimulation
Klimafolgen
Welche Auswirkungen
hat der Klimawandel
in Sachsen?
Szenarien der Aus-
wirkungen
Anpassungsmaßnahmen
Klimaschutz
Wie können die Treibhausgas-
emissionen in Sachsen reduziert
werden?
Erfassung der Treibhaus-
gasemissionen
Sächsisches Klimaschutz-
programm
Energieeffizienz
Erneuerbare Energien
Integrierter Klimaschutz in Sachsen
Abb. 1.1: Die integrierte Klimaschutzstrategie des Freistaates Sachsen

6
Da die globalen Klimamodelle je nach ihrer räumlichen
Auflösung in ihren regionalen Aussagen sehr begrenzt
und wenig zuverlässig sind, hat Sachsen den Weg einer
Entwicklung regionaler Szenarien eingeschlagen. Durch
deren Ergebnisse existiert inzwischen ein konkretes Bild
möglicher Veränderungen von Temperatur und Nieder-
schlag bis etwa zum Jahr 2050, die je nach Region und
Topographie unterschiedliche Ausprägungen aufweisen
werden. Mit der zunehmenden Instabilität der Atmo-
sphäre in Folge der globalen Erwärmung ist insbeson-
dere eine Häufung von extremen Witterungsereignissen
zu erwarten. Sachsen hat mit der Flut 2002 und der
extremen Trockenheit 2003 in jüngster Zeit bereits Erfah-
rungen mit solchen Ereignissen machen müssen.
Im Rahmen einer fach- und behördenübergreifenden
Klimafolgenforschung wurde in Sachsen begonnen, die
Auswirkungen der prognostizierten Klimaänderungen auf
die Land- und Forstwirtschaft, die Wasserwirtschaft und
die Talsperrenbewirtschaftung sowie die Vegetationsent-
wicklung für Sachsen zu konkretisieren. So wurde u.a.
den Fragen nachgegangen: Welchen Einfluss hat die Nie-
derschlagsabnahme auf die Waldbewirtschaftung insbe-
sondere in Nordsachsen? Gibt es Zusammenhänge zwi-
schen der Klimaänderung und dem Auftreten von
Schad-
erregern in der Landwirtschaft? Müssen die Einzugs-
gebiete der Talsperren sowie deren Bewirtschaftungs-
pläne angesichts der Niederschlagsprognosen verändert
werden? Zeigen sich in der Vegetationsentwicklung
be-
reits erste Anzeichen des Klimawandels? Indikatoren sol-
len dabei helfen, Tendenzen des Klimawandels
deutlicher
sichtbar zu machen.
In Sachsen sind die Kohlendioxidemissionen zwischen
1990 und 2002 um rund 71Millionen Tonnen zurück-
gegangen. Sachsen leistet damit einen wesentlichen Bei-
trag zum Erreichen des deutschen Klimaschutzziels.
Mit dem Sächsischen Klimaschutzprogramm hat sich der
Freistaat im Jahr 2001 verpflichtet, die jährlichen CO
2
-
Emissionen um weitere 2,5 Mio. t bis spätestens 2010
in den Bereichen Industrie, Haushalte, Kleinverbraucher
und Verkehr zu senken. In diesem Rahmen sollen eben-
falls bis 2010 fünf Prozent des Endenergieverbrauchs aus
erneuerbaren Energien gedeckt werden werden. Das ist
nahezu eine Verdreifachung im Vergleich zum heutigen
Stand und damit ein ambitioniertes Ziel.
Mit einer integrierten Klimaschutzstrategie leistet der
Freistaat Sachsen nicht nur einen aktiven Beitrag zur
Klimavorsorge und zur Schonung unserer natürlichen
Ressourcen. Gleichzeitig trägt er damit zur Sicherung von
Arbeitsplätzen, zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit
sächsischer Unternehmen, zur Stärkung der regionalen
Wertschöpfung und nicht zuletzt zur Entwicklung und
Markteinführung von Zukunftstechnologien bei.

 
Die Eigenschaften historischer Klimate sind in den Sedi-
menten, den Eisschilden der Antarktis und Grönlands, in
biosphärischen Spuren sowie für die jüngste Geschichte
auch in menschlichen Zeugnissen gespeichert. Beson-
ders wertvoll sind jüngste Klimainformationen aus Bohr-
kernen, die aus dem Eis der Antarktis gewonnen wurden
und ein Klimaarchiv enthalten, das mittlerweile mehr als
800.000 Jahre zurückreicht.
Die daraus rekonstruierten Wärme- und Kältephasen der
Erdgeschichte deuten darauf hin, dass während dieser
Zeitspanne Kaltphasen eher die Regel als die Ausnahme
darstellen. Diese zum Teil extremen Klimaänderungen
im Quartär hängen primär mit den sehr langfristigen Än-
derungen der Bahnparameter der Erde um die Sonne
(Milankovitch-Zyklen, vgl. Abb. 2.5 und siehe Glossar),
die zu einer Umverteilung der einfallenden Sonnen-
energie auf der Erde führen, und mit Änderungen der
Strahlungsintensität der Sonne selbst zusammen. Dar-
über hinaus stellte sich heraus, dass die Treibhausgas-
Konzentrationen während des gesamten Zeitabschnittes
nie höher waren als heute. Noch vor etwa 20.000 Jah-
ren waren das heutige Kanada und Skandinavien unter
dickem Inlandeis begraben, mächtige Eismassen reich-
ten in Deutschland bis zum Mittelgebirgsrand. Ab etwa
15.000 vor heute zog sich das Inlandeis in zwei Phasen
auf den heutigen Stand zurück.
Zusätzliche Auskunft für die Nordhalbkugel geben Eis-
bohrkerne vom grönländischen Eis. Diese lassen bei-
spielsweise extrem schnelle Klimaänderungen innerhalb
weniger Jahre am Ende der letzten Eiszeit erkennen.
Das Klima der Nacheiszeit (Holozän) hat sich im Vergleich
zum Quartär als bislang bemerkenswert stabil erwiesen
und ist insgesamt eine warme und relativ ruhige Klima-
periode. Die letzten 10 Jahrtausende sind somit eine Aus-
nahmeerscheinung in der jüngeren Klimageschichte un-
seres Planeten. Nie zuvor in den vergangenen 100.000
Jahren herrschten über so lange Zeit derart ausgegli-
chene Witterungsbedingungen.
Das Klima während des Holozäns wurde von Erwär-
mungs- und Abkühlungsphasen geprägt (Abb. 2.1).
Als warme Episoden gelten beispielsweise das Klima-
optimum der Römerzeit (Lufttemperatur im Mittel etwa
1 Grad höher als heute) und das mittelalterliche Opti-
mum (Lufttemperatur im Mittel etwa wie heute). Die käl-
2.1 Klimageschichte
Seit Entstehung der Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren
hat es im Laufe der Erdgeschichte immer wieder zum
Teil drastische Klimaänderungen gegeben. Das Klima
der letzten 2–3 Milliarden Jahre gliedert sich in ein rela-
tiv warmes Klima ohne jegliche Eisvorkommen an der
Erdoberfläche und episodisch eintretende kältere Ab-
schnitte von jeweils einigen Jahrmillionen Dauer, die
so genannten Eiszeitalter. In den meisten Abschnitten
der Erdgeschichte war es wärmer als heute. Wir leben
heute im jüngsten Eiszeitalter (Quartär), das vor etwa
2,4 Millionen Jahren begann. Es ist gekennzeichnet
durch einen zyklischen Wechsel von Kaltzeiten bzw.
Eiszeiten (Glaziale) und Warmzeiten (Interglaziale). Die
jüngste Eiszeit endete vor etwa 11.000 Jahren.
Im
Präkambrium
(Erdurzeit) sind für zwei Abschnitte
ausgedehnte Vereisungen nachgewiesen worden. Die
älteste Vereisung fällt in die Zeit vor etwa 2–2,5 Milliar-
den Jahren, die zweite fand vor etwa750–550 Millionen
Jahren statt.
Das
Paläozoikum
(Erdaltertum) umfasst den Zeitraum
vor 590–250 Mio. Jahren. Es war eine Epoche mit
zum Teil erheblichen klimatischen Gegensätzen. Europa
lag zur damaligen Zeit am Äquator und hatte tropisches
Klima.
Das
Mesozoikum
(Erdmittelalter), der Zeitraum vor
etwa 250 bis 65 Millionen Jahren, war geprägt durch
Perioden eines überdurchschnittlich warmen Klimas mit
geringen Temperaturunterschieden zwischen den Polen
und den äquatornahen Zonen.
Das jüngste Erdzeitalter, das
Känozoikum
(Erd-
neuzeit), begann vor etwa 65 Millionen Jahren und
umfasst das Tertiär und das Quartär. Das Tertiär war ge-
kennzeichnet von einer globalen Abkühlung, die schließ-
lich zu den ausgedehnten Vereisungen des Quartärs
führte.
Die jüngste Periode der Erdgeschichte, das
Quartär
, be-
gann vor etwa 2,4 Millionen Jahren und ist durch den
häufigen Wechsel von Warmzeiten und Kaltzeiten ge-
prägt. Kaltzeiten sind Epochen anhaltender Vergletsche-
rungen der sonst eisfreien Gebiete mittlerer Breite.
7
2 Der globale Klimawandel

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8
Experiment mit ungewissem Ausgang
Durch die gegenwärtig immer stärker in Erscheinung
tretende Einflussnahme des Menschen besteht die
Gefahr, dass die in den letzten 10 Jahrtausenden zu
beobachtende relative Stabilität unseres Klimas inner-
halb weniger Jahrzehnte durch abrupte Klimaänderun-
gen beendet wird – mit im Einzelnen kaum absehbaren
Folgen für Mensch und Natur.
teste Epoche des hier erfassten Zeitraumes ist offen-
sichtlich vor ca. 2.000 bis 2.500 Jahren eingetreten. In
diese Zeit fällt auch die indogermanische Völkerwan-
derung. Die Zeitspanne von 1350 bis 1850 war in der
Nordhemisphäre insgesamt etwa 1 Grad kälter („Kleine
Eiszeit“) als die meisten Abschnitte des Holozäns und
gipfelte schließlich in der Maximalausdehnung der Glet-
scher um die Mitte des 18. Jahrhunderts. Im 14. Jahr-
hundert wurde ganz Europa von kalten Sommern und
Missernten heimgesucht. Die normannische Besiedlung
Grönlands fand ein jähes Ende.
In der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts setzte ein globaler
Temperaturanstieg mit einem ersten Maximum um 1940
ein. Seit etwa 30 Jahren hat sich der Anstieg erheblich
verstärkt. Bemerkenswert ist dabei, dass sich diese
Erwärmung – von kleineren Regionen mit gegenläufigen
Tendenzen abgesehen – im globalen Maßstab vollzieht.
Die früheren Episoden des Holozän traten offensichtlich
nicht weltweit auf, sondern beschränkten sich auf be-
stimmte Regionen der Erde. Als Ursachen für die Klima-
änderungen der letzten 1.000 Jahre werden neben den
jüngsten anthropogenen Faktoren (Treibhausgas-Emis-
sionen) gegen Ende des 20. Jahrhunderts vor allem Ver-
änderungen der Sonneneinstrahlung, der Vulkanismus und
Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean
diskutiert (sog. interne Variationen im Klimasystem,
vgl. S.11).
Abb. 2.1: Temperaturschwankungen in den letzten 11.000 Jahren (Quelle: SCHÖNWIESE, 2004)

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9
2.2
Klimaentwicklung im 20. Jahr-
hundert
Die globale Klimaentwicklung
Im 20. Jh. stieg die mittlere jährliche globale Lufttempe-
ratur in Bodennähe um 0,7 Grad an. Dieser Trend hat sich
im Laufe der Zeit verstärkt und ist in den letzten ca.
20–25 Jahren besonders groß gewesen. Allerdings wird
der Trend von vielfältigen Fluktuationen und Jahres-
anomalien überlagert. Die wärmsten je gemessenen
Jahre liegen alle in dem Zeitraum seit 1990 (Abb. 2.2).
1998 war das im globalen Mittel mit Abstand wärmste
Jahr seit Beginn weltweiter Messungen im Jahr 1861,
gefolgt von den Jahren 2002, 2003, 2001, 1997, 1995,
1990, 1999, 2000, 1991, 1994.
Das 20. Jahrhundert ging also mit immer neuen
Wärmerekorden bezüglich der mittleren globalen Luft-
temperatur zu Ende. Diese Entwicklung hat sich seit
dem Jahr 2000 offensichtlich noch verstärkt. Durch die
globale Erwärmung verändern sich auch die regionalen
Charakteristiken des Niederschlages und der Luftfeuchtig-
keit, da höhere Temperaturen den hydrologischen Zyklus
von Verdunstung und Niederschlag antreiben und eine
wärmere Atmosphäre eine höhere Wasserdampfspeicher-
kapazität aufweist. Mit der damit verbundenen Zunahme
latenter Energie in der Troposphäre nahmen Extrem-
ereignisse wie Hitzeperioden, Stürme oder Starknieder-
schläge weltweit zu. In vielen Regionen der Erde wurde
in den letzten Jahrzehnten bereits eine Zunahme extre-
mer Temperaturen, der Häufigkeit und Intensität von
Starkniederschlägen sowie stärkerer Dürren beobachtet.
Die Klimaentwicklung in Europa
Regionale bzw. lokale Klimaänderungen weisen stets
eine wesentlich höhere zeitliche Variabilität als globale
Mittelwerte auf. Außerdem bestehen wesentliche jahres-
zeitliche Unterschiede (S
CHÖNWIESE
und R
APP
, 1997). Als
Beispiel sind in Abb. 2.3 für Europa die Temperaturtrends
1891–1990 im Winter und Sommer miteinander vergli-
chen. Dabei zeigen sich sehr unterschiedliche räumliche
Strukturen mit den maximalen Trendwerten im Winter
(bis zu 2,5 Grad Erwärmung und 1Grad Abkühlung).
Die Niederschlagsentwicklung der letzten 100 Jahre zeigt
in Nord- und Südeuropa Abnahmen. In Mitteleuropa sind
diese Trends im Jahresmittel ausgeglichener; jahreszeitlich
betrachtet überwiegen winterliche Zunahmen und som-
merliche Abnahmen. Dabei bestehen
gerade in Europa
enge Verbindungen zur nordatlantischen
atmosphärischen
Zirkulation, im Winter insbesondere zur Nordatlantik-
Oszillation (NAO; vgl. S. 12 und siehe Glossar).
Die Klimaentwicklung in Deutschland
In Deutschland hat sich die bodennahe Lufttemperatur in
den letzten 100 Jahren um 0,9 Grad und damit stärker
als im globalen Mittel erhöht. Mit Ausnahme des Jahres
1996 können seit 1988 alle Jahre gegenüber der zu-
grunde gelegten Referenzperiode 1961–1990 als zu warm
eingeschätzt werden (Abb. 2.4). In den letzten 30 Jahren
sind dabei vor allem die Winter im Mittel um mehr als
1,5 Grad wärmer geworden. Das Jahr 2000 war mit einer
Jahresmitteltemperatur von 9,9°C das wärmste des Jahr-
hunderts in Deutschland (1,6 Grad über dem Mittelwert
1961–1990).
Abb. 2.2:
Trends der globalen Mittel-
temperatur in verschie-
denen Zeitabschnitten
(Quelle: S
CHÖNWIESE, 2004)

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image
Abb. 2.4: Abweichungen der Jahresmittel der Lufttemperaturen vom Referenzwert 1961–1990 in Deutschland
10
-0.8
-0.3
-0.8
0.8
1.2
1.2
0.1
1.1
0.2
1.5
0.7
-1
0.7
0.8
1.3
1.6
0.8
1.3
1.2
-2
-1
0
1
2
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Temperaturabweichung in Grad
Beim Niederschlag zeigt sich eine bemerkenswerte
jahreszeitliche Umverteilung derart, dass die Sommer
eher trockener, die Wintermonate dagegen in weiten Tei-
len Deutschlands deutlich feuchter werden (R
APP
und
S
CHÖNWIESE
, 1996). Die gegenwärtig zu beobachtende
Tendenz zu milden und feuchten Wintern sowie zu wär-
meren Sommern mit häufigeren Trockenperioden kann
durch veränderte atmosphärische Zirkulationsverhältnisse
in Europa erklärt werden.
Abb. 2.3: Beobachtete Temperaturtrends in Europa (Quelle: SCHÖNWIESE, 2004)

image
 
11
Abb. 2.5: Die wichtigsten Erdbahnparameter und ihre charakteristischen Zeitskalen (Zyklen) (Quelle: Hamburger Bildungsseminar)
2.3 Ursachen globaler Klimaänderungen
Die globalen Klimaänderungen werden von sehr verschie-
denen Einflussfaktoren bestimmt. So wird die interne
Variabilität des Klimasystems von den externen Einfluss-
faktoren unterschieden. In den klimatologischen Daten-
reihen spiegeln sich immer beide Faktoren wider (G
RAßL
,
2003). Zudem werden externe Einflüsse stets durch
die interne Klimavariabilität modifiziert. Externe Einflüsse
können terrestrisch (erdgebunden) oder extraterrestrisch
sein. Entscheidend ist, dass sie zumindest primär keine
Wechselwirkungen darstellen. Das heißt, das Klima wird
von ihnen beeinflusst, aber umgekehrt nimmt das Klima
keinen Einfluss auf diese Faktoren. So ist der explosive
Vulkanismus klimawirksam, weil er die Zusammensetzung
der Atmosphäre ändert und dadurch auf die klimarele-
vanten Strahlungsprozesse in der Atmosphäre Einfluss
nimmt. Umgekehrt verursachen Klimaänderungen nach
unseren Kenntnissen aber keine Vulkanausbrüche. Die
im Folgenden genannten wichtigsten externen Einfluss-
faktoren spielen sich in sehr unterschiedlichen zeitlichen
Größenordnungen ab (S
CHÖNWIESE
, 2003).
Externe Einflussfaktoren
Solare Variationen (Sonnenaktivität mit Zyklen um 11,
22, 76 usw. Jahren, aber auch wesentlich längerfristige
Vorgänge)
Tektonische Prozesse (insbesondere Kontinentaldrift, in
vielen Jahrmillionen)
Orbitalparameter des Erdumlaufs um die Sonne
(Zyklen von ca. 20.000 bis 100.000 Jahren)
Explosiver Vulkanismus (episodisch mit Wirkung von
einigen Jahren nach einer Eruption)
Einschläge von Meteoriten und Meteoren (in Abstän-
den von vielen Jahrmillionen sind entsprechende kos-
mische Katastrophen eingetreten)
Für Klimaänderungen, die sich über
Jahre bis Jahrhun-
derte
einstellen, sind vor allem die Einflussfaktoren
Sonnenaktivität, Vulkanismus und anthropogener Treib-
hauseffekt entscheidend. Bei Zeiträumen von einigen
Zehn- bis Hunderttausend Jahren kommen noch die
Variationen der Erdumlaufbahn um die Sonne (Abb. 2.5)
und die Verschiebung der Kontinente (Jahrmillionen)
hinzu. Die Veränderung der Erdbahnparameter stellt die
Hauptursache für das Kommen und Gehen der Kaltzeiten
(Eiszeiten) dar (Milankovitch-Zyklen; siehe Glossar).
Grundsätzlich ist also zu berücksichtigen, dass je nach
betrachtetem Zeitraum die maßgebenden Klimafaktoren
sehr unterschiedlich sind.
Interne Einflussfaktoren
Atmosphärische Zirkulationsphänomene wie z.B. die
Nordatlantik-Oszillation (siehe unten)
Atmosphärisch-ozeanische Wechselwirkungen wie
z.B. ENSO (siehe ebenfalls unten) oder Änderungen
der ozeanischen Tiefenzirkulation

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Wechselwirkungen der Atmosphäre mit weiteren
Komponenten des Klimasystems, nämlich Land- und
Meereis sowie Vegetation
Das wohl bekannteste Phänomen interner Klimavaria-
bilität ist die
El Nino-Southern Oscillation (ENSO) bzw.
ihre ozeanische Komponente
El Nino. Die Southern
Oscillation kann man als eine Art Luftdruckschaukel
verstehen, wobei die Bodendruckvariationen in der
westlichen und in der östlichen Hemisphäre einander
entgegengesetzt sind. Wegen der engen Verbindung
zwischen dem El Nino und der Southern Oscillation
spricht man heute im Allgemeinen vom ENSO-Phäno-
men (L
ATIF
, 2003).
Die Nordatlantische Oszillation (NAO) ist das wichtigste
Muster der atmosphärischen Zirkulation über dem
Nordatlantik. Die NAO bestimmt zu einem großen Teil
die Klimavariabilität über dem Nordatlantik und Europa.
Obwohl die NAO selbst seit über 100 Jahren bekannt
ist, sind die sie bestimmenden Mechanismen bislang
weitgehend unbekannt. Während der letzten Jahrzehnte
wurde ein Anstieg des NAO-Index (Luftdruckdifferenz
zwischen Messstationen auf den Azoren und auf Island)
beobachtet, der stärkere und häufigere Winterstürme
über dem Nordatlantik, mildere Winter in Europa und
strengere Winter in Nordkanada und Grönland mit sich
brachte. Die wissenschaftliche Debatte darüber, ob die-
ser Anstieg ein Signal für den anthropogenen Klima-
wandel ist oder als Teil einer natürlichen Klimavariabilität
12
Abb. 2.6:
Jährliche globale Mittel-
temperatur unter Berück-
sichtigung natürlicher,
anthropogener und aller
Antriebskräfte. Modell-
simulation (blau),
Beobachtungen (rot)
(Quelle: IPCC)
erklärt werden kann, ist noch im Gange. Wahrscheinlich
ist es eine Kombination beider Einflussfaktoren (G
ILLETT
et al., 2003).
Anthropogene Einflussfaktoren
Änderung der atmosphärischen Konzentration von
klimawirksamen Spurengasen („Treibhausgasen“) und
Aerosolen
Änderung des Stoff- und Energieflusses an der Erd-
oberfläche durch Landnutzung, einschließlich Wald-
rodungen und Bebauung
Die anthropogene Klimabeeinflussung erfolgt über Ver-
änderungen der Landnutzung, Eingriffe in den Wärme-,
Energie- und Wasserhaushalt und insbesondere über
nachhaltige Veränderungen der chemischen Zusammen-
setzung der Atmosphäre. Seit Beginn der Industrialisie-
rung hat sich durch den Gebrauch fossiler Energieträger
eine neue Qualität der anthropogenen Klimabeeinflus-
sung eingestellt. Letztere verändern den Strahlungs- und
Wärmehaushalt der Atmosphäre und damit auch die
atmosphärische Zirkulation im Klimasystem. Fraglich blei-
ben allein das quantitative Ausmaß sowie die regionale
Ausprägung der unter diesen Voraussetzungen unver-
meidlichen globalen Klimaänderungen.
Die Beantwortung der Frage, ob der Mensch das Klima
verändert oder schon verändert hat, erforderte den Nach-
weis, dass sowohl die in die Zukunft projizierten als auch
in der jüngeren Vergangenheit beobachteten Klimaände-

13
rungen größer sind als dies in einem vom Menschen
ungestörten System der Fall wäre. Klimamodell-Simula-
tionen, die die Erhöhung der Treibhausgase nicht berück-
sichtigen, können die Erwärmung der zweiten Hälfte des
20. Jahrhunderts nicht erklären. Lässt man in Szenarien-
rechnungen also die Treibhausgase konstant, wird die
beobachtete Erwärmung nicht erklärt (Abb. 2.6). Auch
Studien auf der Basis statistischer Untersuchungen zei-
gen, dass die Erwärmung während der letzten Jahrzehnte
vor allem dem markanten Anstieg der Treibhausgase zu-
geschrieben werden muss.
Der IPCC (siehe Glossar) hat im 2001 vorgelegten 3. Sach-
standsbericht aufgezeigt, dass der Mensch die wich-
tigste Ursache für den bereits stattfindenden globalen
Klimawandel ist (IPCC, 2001a, 2002). Aktuelle Unter-
suchungen belegen, dass sich rund 80% der Variabilität
der globalen Lufttemperatur durch anthropogene Einfluss-
größen erklären lassen, wobei der größte Anteil (fast
60%) auf den vom Menschen
verursachten Treibhaus-
effekt zurückgeführt werden kann (S
CHÖNWIESE
et al., 2001).

 
14
temperatur von gegenwärtig etwa 15°C. Ohne natürliche
Treibhausgase würde die Temperatur der Erdoberfläche
bei etwa –18°C liegen. Der Unterschied von 33 Grad
resultiert also letztendlich daraus, dass die Erde von
einer Atmosphäre umgeben ist, die für Infrarotstrahlung
nur teilweise durchlässig ist. Durch den hohen Verbrauch
fossiler Brennstoffe wird der Anteil der klimawirksamen
Gase in der Atmosphäre erhöht und damit der Treibhaus-
effekt verstärkt. Die so genannten atmosphärischen
Fenster, über die die Wärmeabstrahlung der Erde erfolgt,
werden
zunehmend geschlossen. In der Folge kommt es
zu einer
zusätzlichen Aufheizung der Atmosphäre.
Der Beitrag des anthropogenen Treibhauseffektes beläuft
sich gegenwärtig auf etwa 2% des natürlichen Treibhaus-
effektes. Schon eine grobe lineare Überschlagsrechnung
ergibt, dass 2% von 33 Grad etwa 0,7 Grad Erwärmung
verursacht haben sollten – was exakt der im 20. Jahrhun-
dert tatsächlich beobachteten Erderwärmung entspricht
(R
AHMSTORF
, 2003).
Abb. 2.7:
Beiträge atmosphärischer
Spurengase zum natür-
lichen Treibhauseffekt
2.4
Natürlicher und anthropogener
Treibhauseffekt
Während die Zusammensetzung der Atmosphäre hin-
sichtlich der Hauptkomponenten Stickstoff, Sauerstoff
und Edelgase als konstant angesehen werden kann, neh-
men die Konzentrationen der Spurengase CO
2
, CH
4
und
N
2
O durch menschliche Aktivitäten stark zu. In den ver-
gangenen 200 Jahren haben sich die Konzentrationen
von CO
2
um rund ein Viertel, von CH
4
auf das Doppelte
und von N
2
O um rund ein Fünftel erhöht. Der hierdurch
verursachte zusätzliche anthropogene Treibhauseffekt
(Abb. 2.8) wird zu ca. 2/3 durch CO
2
-Emissionen in Folge
der Verbrennung fossiler Energieträger verursacht. Die-
ser anthropogene Beitrag verstärkt inzwischen in erheb-
lichem Maße den durch Wasserdampf, Spurengase und
Ozon bedingten natürlichen Treibhauseffekt (Abb. 2.7),
der durch die Erhöhung der bodennahen Lufttemperatur
das Leben auf der Erde erst ermöglicht. Der natürliche
Treibhauseffekt bewirkt eine mittlere Erdoberflächen-
64
19
4
3
10
0
20
40
60
80
100
CO
2
CH
4
N
2
OFCKW-11 andere
Beitrag in %
Abb. 2.8:
Beiträge der Klimagase
zum anthropogenen
Treibhauseffekt
20.6
7.2
2.4
1.4
0.8
0.6
0
5
10
15
20
25
H
2
O
CO
2
O
3
N
2
O
CH
4
andere
Temperaturerhöhung in Grad

 
15
2.5
Klimafaktor Treibhausgase
Bis in die 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts hinein kann der
Einfluss des Menschen auf das Klima als relativ gering
bezeichnet werden und war eher von lokaler bis regio-
naler Bedeutung. Seit Beginn der Industrialisierung hat
sich durch den Gebrauch fossiler Energieträger eine neue
Qualität der anthropogenen Klimabeeinflussung einge-
stellt. Letztere verändern den Strahlungs- und Wärme-
haushalt der Atmosphäre und damit auch die atmo-
sphärische Zirkulation im Klimasystem.
Mit den heutigen statistischen und numerischen Model-
len lässt sich bereits nachweisen, dass die Erwärmung
in den vergangenen Jahrzehnten nicht durch natürliche
Klimaschwankungen erklärbar ist. Menschliche Aktivitä-
ten müssen inzwischen als dominanter Klimafaktor an-
gesehen werden. Klimaänderungen durch die anthropo-
gen bedingten Emissionen klimawirksamer Spurengase
(anthropogener Treibhauseffekt) und deren Risiken zeich-
nen sich bereits ab und werden nach Modellrechnun-
gen in ihrer Bedeutung deutlich zunehmen, wenn nicht
weltweit wirksame Klimaschutz-Maßnahmen umge-
setzt werden. Die nahe Klimazukunft unseres Planeten
hängt somit in zunehmendem Maße vom Menschen
selbst ab.
Die Konzentrationen von Kohlendioxid (CO
2
) und anderen
Treibhausgasen in der Atmosphäre weisen seit Beginn des
industriellen Zeitalters einen ansteigenden Trend auf.
So-
wohl die Messungen seit 1958 am Observatorium Mauna
Loa (Hawaii) als auch weltweite Vergleichsmessungen zei-
gen eine stetige Zunahme des CO
2
-Gehaltes in der Atmo-
sphäre. Der Konzentrationsanstieg von rund 280ppm
(d.h. 0,028 Volumenprozent) seit Beginn der Industria-
lisierung auf 375,6 ppm im Jahr 2003 (Abb. 2.9) beruht
zweifellos auf anthropogenen Emissionen. Sie betragen
weltweit derzeit jährlich rund 30 Mrd. Tonnen, wobei Wald-
rodungseffekte berücksichtigt sind. Über Jahrmillionen in
der Geosphäre als Kohle, Erdöl und Erdgas gespeicherter
Kohlenstoff wird von der Menschheit in einem erd-
geschichtlich extrem kurzen Zeitraum als CO
2
wieder frei-
gesetzt. Die Atmosphäre enthält schon jetzt so viel CO
2
wie seit mindestens etwa 800.000 Jahren nicht mehr.
Die Treibhausgase in der Atmosphäre werden in den nächs-
ten Jahrzehnten weiter deutlich ansteigen. In den SRES-
Emissionsszenarien (siehe Glossar) bewegt sich die pro-
jizierte CO
2
-Konzentration für das Jahr 2100 zwischen
540 ppm (Szenario B1) und 970 ppm (Szenario A1F1). In
Abb. 2.10 wird die Entwicklung der CO
2
-Emission und CO
2
-
Konzentration für aktuelle SRES-Szenarien sowie zum Ver-
gleich für das früher gebräuchliche SzenarioIS92a dargestellt.
300
310
320
330
340
350
360
370
380
Konzentration in ppm
1960
1965
1970
1975
1980
Zeit in Jahren
2003: 375,6 ppm
Kohlendioxid-Konzentration, Mauna Loa (Hawai)
1985
1990
1995
2000
Abb. 2.9: Trend der Jahresmittelwerte der CO
2
-Konzentration 1960–2003 in Mauna Loa (Hawaii)

image
16
Aktuelle Projektionen mit einer Auswahl von Klima-
modellen unter Anwendung der SRES-Emissions-Szena-
rien ergeben für den Zeitraum von 1990 bis 2100 eine
Erhöhung der mittleren globalen Temperatur von 1,4 bis
5,8 Grad mit voraussichtlich gravierenden Folgen für na-
türliche Ökosysteme und die menschliche Gesellschaft.
Wenn die Emissionen der Treibhausgase nicht steigen
würden, gäbe es derzeit gar keinen Grund für einen
Klimawandel, denn Sonnenaktivität, Vulkanaktivität oder
kosmische Strahlung weisen in den letzten Jahrzehnten
keinen signifikanten Trend auf und auch die Milankovitch-
Zyklen sowie die Kontinentaldrift spielen in absehbarer
Zeit keine Rolle für die globale Klimaentwicklung (R
AHMS-
TORF
, 2004). Insofern lassen Prognosen auf der Grundlage
der Milankovitch-Zyklen eine neue Eiszeit erst in einigen
10.000 Jahren als möglich erscheinen.
Abb. 2.10: SRES-Szenarien für die jährliche globale Emission und atmosphärische Konzentration von CO
2
(1990–2100).
(Quelle: IPCC)
Erwärmung der unteren Atmosphäre (global bis 2100
um 1,4–5,8 Grad; Maxima vermutlich im subarktischen
Winter, in Mitteleuropa ebenfalls im Winter)
Abkühlung der Stratosphäre (mit Begünstigung des
dortigen Ozonabbaus)
Niederschlagsumverteilungen (beispielsweise Mittel-
meerregion generell trockener, Mitteleuropa im
Sommer trockener und im Winter feuchter, Süd-
skandinavien sowie Polargebiete generell feuchter)
Meeresspiegelanstieg (bis 2100 um ca. 10–90 cm;
aufgrund der thermischen Ausdehnung des
oberen Ozeans und des Rückschmelzens außer-
polarer Gebirgsgletscher)
Häufigere Extremereignisse (regional unter-
schiedlich) wie Hitzewellen und Dürreperioden,
aber auch Gewitter-, Hagel- und Starknieder-
schlagsepisoden, tropische Wirbelstürme,
Tornados u.a. (dies im Einzelnen aber sehr
unsicher)
Die wichtigsten Zukunftsprojektionen globaler Klimamodelle

 
17
und zusätzlichem Regenschatten auf der Erzgebirgs-
nordseite. Großräumiger Nordwestwind bedeutet eine
generelle, weiträumige Tendenz zum Ausgleich horizon-
taler Temperaturunterschiede durch die bei dieser Strö-
mungsrichtung stärker ausgeprägte Turbulenz. Bei den
mit besonders niedriger Turbulenz gekoppelten Südost-
winden (einschließlich Föhnsituationen) ergeben sich hin-
gegen außerordentlich vielfältige räumliche Klimadifferen-
zierungen in Sachsen.
Für den Niederschlag ist dabei die Lage der Gebirge re-
lativ zur Hauptwindrichtung durch resultierende Luv- und
Lee-Effekte von größter Bedeutung. Der Regenschatten-
effekt der drei westlich vorgelagerten Mittelgebirge
Fichtelgebirge, Thüringer Wald (mit Schiefergebirge) und
Harz macht sich sogar noch im Erzgebirge bemerkbar.
Besondere Effekte treten am Nordrand des Erzgebirges
auf. Bei Windströmungen mit einer südlichen Kompo-
nente kommt es dort häufig zu einer Abschwächung
von Niederschlagsfeldern und häufiger als in vielen
anderen Regionen Deutschlands zu sonniger und war-
mer Witterung. Aus der relativ großen Häufigkeit von
Nordwestwinden im Sommer und den entsprechen-
den Staueffekten auf der Nordseite des Erzgebirges
resultiert eine Zunahme des sommerlichen Nieder-
schlagsmaximums (Sommerregentyp). Im Erzgebirge
gibt es somit im Gegensatz zu Harz und Thüringer
Wald keine Gebiete mit einem Niederschlagsmaximum
im Winter (Winterregentyp). Diese Besonderheiten
spiegeln sich in Klimadiagrammen sächsischer Mittel-
gebirgsregionen in einem ausgeprägten Sommermaxi-
mum der Niederschläge wider. Allerdings verändern
sich auch diese Monatsmittelwerte im Laufe der Zeit
systematisch und/oder zufällig. Beispielsweise kommt
das früher stark hervortretende Julimaximum an der
Station Fichtelberg in den hier exemplarisch betrach-
teten Referenzzeiträumen immer schwächer zum Aus-
druck (Abb.3.1). Es ist sehr wahrscheinlich, dass im
Zusammenhang mit den von Klimamodellen vorge-
zeichneten Änderungen der großräumigen Strömungs-
verhältnisse in Europa signifikante Veränderungen der
mittleren Jahresgänge des Niederschlags eintreten
werden. Hierbei könnten insbesondere Abnahmen der
sommerlichen Nord- und Nordwestlagen und Zunahmen
der Südwestwetterlagen im Winter eine bedeutende
Rolle spielen.
3.1
Besonderheiten des Klimas
in Sachsen
Mitteleuropa hat bezüglich seiner geographischen Breite
ein ausgesprochen mildes Klima, wenn man es mit Orten
in Nordamerika oder Asien vergleicht, die auf dem glei-
chen Breitengrad oder gar noch südlicher liegen. Deutsch-
land gehört zur warm-gemäßigten Klimazone der mittleren
Breiten mit feuchttemperiertem Klima. Mit überwiegend
westlichen Winden werden meist feuchte Luftmassen
vom Atlantik herangeführt, die häufig zu Niederschlägen
führen. Der ozeanische Einfluss, der von Nordwest nach
Südost abnimmt, sorgt für relativ milde Winter und nicht
zu heiße Sommer. Da in Deutschland der kontinentale Ein-
fluss nach Osten hin eine immer größere Bedeutung
erlangt, wird das Klima Sachsens im deutschlandweiten
Vergleich bereits relativ stark kontinental geprägt.
Sachsen kann in drei verschiedene Klimabezirke unter-
teilt werden:
Deutsches Mittelgebirgs-Klima
(Erzgebirge; Vogtland)
Deutsches Berg- und Hügelland-Klima
(Mittelgebirgsvorland; Elbsandsteingebirge)
Ostdeutsches Binnenland-Klima
(Leipziger Tieflandsbucht; Lausitz; Elbtal)
Die gebirgige Südostgrenze Sachsens zu Tschechien
bedeutet oft eine Wetterscheide, was sich längerfristig
auch in den Klimacharakteristiken widerspiegelt. An der
West-, Nord- und Ostgrenze dagegen bestehen fließen-
de Übergänge zum Klima Thüringens, Sachsen-Anhalts,
Brandenburgs und Polens. Im Sommer sind die Niede-
rungen in Sachsen aufgrund des stärkeren kontinen-
talen Einflusses etwa genauso warm wie der milde
Südwesten Deutschlands. Sachsen ist wegen seiner
größeren Entfernung zum Atlantik relativ trocken. Die
niederschlagsreichsten Gebiete sind die Westhänge der
Erzgebirgskammlagen.
Durch die topographische Struktur (Relief) im zentralen
Mitteleuropa wird das Klima Sachsens stark modifiziert.
Bei südwestlichen Windrichtungen verursacht das Erz-
gebirge Föhneffekte mit entsprechender Erwärmung
3 Das Klima Sachsens

Die klimatische Entwicklung in den Jahreszeiten der
letzten Jahrzehnte ist besonders durch die Milderung
der Winter gekennzeichnet, die auch im Gang der Kälte-
summen (siehe Glossar) im Raum Dresden in Abb. 3.2
zum Ausdruck kommt. Der mittels linearer Regression
geschätzte Rückgang der mittleren Kältesummen im
betrachteten Zeitraum beläuft sich auf etwa 80 Grad.
Der letzte strenge Winter wurde 1995/96 registriert, der
letzte extrem strenge Winter trat 1962/63 auf. Der elf-
jährig übergreifende Gang der winterlichen Kälte-
summen lässt im Zeitabschnitt 1895 bis 1915 ein ähnlich
niedriges Niveau wie in den vergangenen Jahrzehnten
erkennen. Hieraus wird unter anderem deutlich, dass
das natürliche Schwankungsspektrum der Winterstrenge
in Sachsen recht groß ist. Eine Aussage darüber, ob die
gegenwärtigen Änderungen den Bereich der natürlichen
Variabilität bereits verlassen haben (etwa infolge der
globalen Erwärmung), ist auf der vorliegenden Daten-
basis nicht möglich.
Das Klima Sachsens im Wandel
Analysen der räumlich-zeitlichen Struktur der Klimaentwick-
lung in Europa in den letzten 100 Jahren lassen erkennen,
dass Zirkulationsschwankungen im atlantisch-europäischen
Raum und damit verbundene Variationen der Häufigkeitsver-
teilung der Großwetterlagen offenbar in enger Beziehung
zu den korrespondierenden Änderungen der Klimaelemente
stehen. Hieraus folgt auch die komplexe
Struktur der beob-
achteten Temperaturtrends in Europa (vgl. Abb. 2.3). Aus
diesen Beobachtungen und Relationen ist eine wichtige
Schlussfolgerung zu ziehen: Die langfristigen Trends der
Lufttemperatur und des Niederschlages im regionalen bzw.
lokalen Bereich müssen nicht mit globalen Trends überein-
stimmen, sondern können gebietsweise sogar gegenläufige
Tendenzen aufweisen. Auf
der Basis einzelner regionaler
Trends der Klimaelemente
in Sachsen kann der anthropo-
gene Klimawandel
somit weder nachgewiesen noch in Frage
gestellt werden.
18
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Niederschlag in mm
Abb. 3.1:
Monatliche Niederschlags-
höhen für die Referenz-
zeiträume 1931–1960 (hell-
grün), 1951–1980 (grün)
und 1961–1990 (dunkelgrün)
an der Station Fichtelberg
(Quelle: DWD, 1994;
H
EYER, 1984)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1828
1838
1848
1858
1868
1878
1888
1898
1908
1918
1928
1938
1948
1958
1968
1978
1988
1998
Jahre
Kältesumme in Grad
Abb. 3.2:
Kältesummen der Winter-
halbjahre 1828/1829 bis
2003/2004 für den Raum
Dresden sowie elfjährige
gleitende Mittelwerte der
Kältesummen (rote Kurve).

image
 
19
Abb. 3.3: Vb-Wetterlage/Bodenwetterkarte vom 11. August 2002
3.2
Großwetterlagen für die
Beschreibung des Klimas
Aus der Definition des Klimabegriffs folgt, dass Wetter-
lagen zwar nicht einzeln für sich, wohl aber in ihrer
Gesamtheit über einen längeren Zeitraum zur Beschrei-
bung des Klimas und seiner Veränderungen beitragen
können. Wenn sich die Häufigkeit bestimmter Wetter-
lagen über einen längeren Zeitraum hinweg signifikant
verändert, kann man durchaus von einer Klimaänderung
sprechen, denn charakteristisch für eine Wetterlage ist
die räumliche Verteilung der atmosphärischen Größen,
die auch das Klima beschreiben, wie z.B. Luftdruck, Luft-
temperatur, Niederschlag und Wind. Es liegt also nahe,
zunächst die Veränderungen der Wetterlagenhäufigkeiten
im Verlauf des 20. Jahrhunderts zu untersuchen.
Die für Mitteleuropa primär genutzte Wetterlagen-
klassifikation ist diejenige nach Hess/Brezowsky (H
ESS
u. B
REZOWSKY
, 1969; G
ERSTENGARBE
et al., 1993). Sie be-
schreibt
Großwetterlagen
(siehe Glossar), die als „die
mittlere Luftdruckverteilung eines Großraumes, mindes-
tens von der Größe Europas während eines mehrtägigen
Zeitraumes“ definiert werden. Die Länge eines solchen
Zeitraumes wurde auf drei Tage festgelegt. Die Klassifi-
zierung besteht darin, dass für jeden Tag die jeweilige
Wettersituation, d.h. die Position der vorherrschenden
Druckgebiete und die Lage der Frontalzone über Europa
einer bestimmten Wetterlagenklasse zugeordnet wird.
Eine Datenreihe dieser Klassen liegt seit 1881 vor und
deckt damit das gesamte 20. Jahrhundert ab. Es handelt
sich dabei um eine rein subjektive Klassifikation.
Auf der Grundlage der vom Potsdam-Institut für Klima-
folgenforschung
überarbeiteten und aktualisierten Groß-
wetterlagen
Europas nach Hess/Brezowsky für den Zeit-
raum 1881–2000 konnten Tendenzen und Trends relevanter
Großwetterlagen untersucht werden. Für Sachsen sind ne-
ben den vorherrschenden Westlagen insbesondere auch
die für episodische Starkregenereignisse verantwortlichen
Mittelmeerzyklonen oder so genannten Vb-Wetterlagen
relevant. Während die Westwetterlagen den Osten Mittel-
europas, also auch Sachsen, meist in abgeschwächtem
Zustand erreichen, spielen die
Vb-Wetterlagen
(siehe
Glossar) gerade dort für Witterung und Klima eine große
Rolle (Abb. 3.3).
Innerhalb Sachsens nimmt der Einfluss der häufig mit
lang anhaltenden Starkniederschlägen gekoppelten Vb-
Wetterlagen von West nach Ost zu. Die mit Vb-Zug-
bahnen der Tiefdruckgebiete gekoppelte Großwetterlage
Trog Mitteleuropa zeigt im Sommer in den letzten Jahr-
zehnten eine zunehmende Tendenz (Abb. 3.4). Der Frage-
stellung, inwieweit sich diese Entwicklungen im Zuge
des Klimawandels voraussichtlich fortsetzen werden, wird
forschungsseitig gegenwärtig nachgegangen.
Seit Ende der sechziger Jahre ist in den Wintermonaten
eine Zunahme der zonalen Zirkulation bzw. der West- und
Südwestwetterlagen zu beobachten, die in Deutschland
zu insgesamt milderen und feuchteren Wintern geführt
hat. In den Sommermonaten ist andererseits seit den
fünfziger Jahren eine Abnahme der von relativ kühler und
feuchter Witterung begleiteten West- und Nordwest-
wetterlagen zu verzeichnen.

Aktuelle globale Klimaszenarien zeigen, dass sich die
gegenwärtig zu beobachtenden Tendenzen in Richtung
Zirkulationsumstellung in Mitteleuropa offensichtlich fort-
setzen werden. Somit muss in weiten Teilen Sachsens
vor allem im Sommerhalbjahr künftig mit im Mittel gerin-
geren Niederschlägen und einer stärkeren Verdunstung
infolge des Temperaturanstiegs gerechnet werden.
Inzwischen werden spezifische Untersuchungen für Sach-
sen auf der Grundlage einer
objektiven (automatische
Zuordnung aus numerischen Analysedaten) Wetterlagen-
klassifikation durchgeführt. Die Methodik ist jederzeit nach-
vollziehbar – immer mit dem gleichen Ergebnis. Es gibt
keine unbestimmten Fälle. Aus diesen Gründen wurde –
im Vergleich zur „subjektiven“ Klassifikation des Meteoro-
logen – die Bezeichnung „objektive“ Wetterlagenklassifi-
kation abgeleitet. Es zeigte sich, dass die Unterschiede
zwischen objektiver und subjektiver Wetterlagenklassifi-
kation des Temperaturregimes relativ gering sind, beim
Niederschlag jedoch deutlicher hervor treten.
20
y = 0.0064x + 2.601
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
1901
1904
1907
1910
1913
1916
1919
1922
1925
1928
1931
1934
1937
1940
1943
1946
1949
1952
1955
1958
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
Jahresmittel in ° C
Abb. 3.5: Trend der Jahresmittelwerte der Lufttemperatur 1901–2000 auf dem Fichtelberg (1214 m ü. NN)
0
1
2
3
4
5
6
1901–1930
1911–1940
1921–1950
1931–1960
1941–1970
1951–1980
1961–1990
1971–2000
Tage pro Jahreszeit
Abb. 3.4:
Entwicklung der Häufig-
keiten der Großwetterlage
Trog Mitteleuropa im
Sommer in Mitteleuropa
1901–2000 (jeweils aggre-
giert über 30 Jahre)

 
von Föhneffekten deutlich schwächer in Erscheinung tritt.
Auffallend ist eine markante Niederschlagsabnahme in
Nordsachsen um etwa 10 bis 30% im Sommer. Eine
gegenüber anderen sächsischen Regionen vergleichs-
weise geringe Abnahme der Niederschläge ist im Som-
mer für Stationen des Erzgebirgskammes zu konsta-
tieren. Die Häufigkeit ergiebiger Niederschläge (Tages-
summen 10 mm) nimmt in allen Gebieten Sachsens
geringfügig ab. Dauer und Mächtigkeit der Schneedecke
in den sächsischen Mittelgebirgen haben abgenommen.
Hinsichtlich der Entwicklung der Wetterextreme zeichnen
sich gegenwärtig folgende Tendenzen ab:
In den Monaten April, Mai und Juni (Vegetations-
periode 1) nimmt sowohl die Häufigkeit als auch die
maximale Länge von Trockenperioden im Mittel zu. Am
stärksten ausgeprägt ist dieser Trend in Nordsachsen.
Für Starkregen (Tagessummen 20 mm) ist in den
Monaten Juli und August eine signifikante Zunahme
der Häufigkeit zu beobachten.
Klimaprojektion
Der absehbare globale Klimawandel im 21.Jahrhundert wird
in Europa mit signifikanten Veränderungen der atmosphä-
rischen Zirkulation verbunden sein. Klimasimulationen für
Sachsen deuten darauf hin, dass sich hierbei die gegebene
räumliche Differenzierung der Klimatrends noch weiter ver-
stärken wird (Abbildungen 3.7 bis 3.10). Die Veränderungen
werden sich dann vor allem in den Niederschlagscharakte-
ristiken widerspiegeln.
3.3 Tendenzen und Trends
des sächsischen Klimas
Klimadiagnose
Untersuchungen zur Klimaentwicklung in Deutschland seit
1900 dokumentieren einen Anstieg des Jahresmittels der
Lufttemperatur um 0,9 Grad, der in den Wintermonaten
der letzten Jahrzehnte sogar noch drastischer ausfällt.
Der in Abb. 3.5 exemplarisch dargestellte Trend der Luft-
temperatur auf dem höchsten Gipfel Sachsens zeigt einen
langfristigen Anstieg der Jahresmittel um 0,6 Grad.
In den vergangenen 30 Jahren hat sich die großräumige
Zirkulation in Europa signifikant verändert, wobei gegen-
läufige Tendenzen zwischen Sommer- und Winterhalbjahr
zu erkennen sind (Abb. 3.6). Diese Veränderungen spie-
geln sich auch in den sächsischen Klimadatenreihen
wider. Im Rahmen sächsischer Forschungsvorhaben (S
ÄCH-
SISCHES
L
ANDESAMT FÜR
U
MWELT UND
G
EOLOGIE
, 2001, 2002;
F
RANKE
et. al., 2004) wurden umfangreiche statistische
Untersuchungen regionaler
Klimatrends für die verschie-
denen Regionen des Freistaates Sachsen durchgeführt.
Auf der Grundlage dieser Analysen lassen sich kurz
zusammengefasst folgende Aussagen treffen:
Die Jahresmitteltemperatur hat sich in den letzten 50
Jahren flächendeckend um 1 Grad erhöht, wobei die weit-
aus stärksten Zunahmen im Winter zu verzeichnen sind.
Winterniederschläge zeigen vielerorts eine Zunahme, wo-
bei diese Tendenz nördlich des Erzgebirgskammes in Folge
21
30
35
40
45
50
55
60
65
70
1881
1888
1895
1902
1909
1916
1923
1930
1937
1944
1951
1958
1965
1972
1979
1986
1993
Häufigkeiten
SHJ
WHJ
Abb. 3.6: Häufigkeiten des Großwettertyps West im Sommer- und im Winterhalbjahr in Mitteleuropa 1881–1998
(gleitende Mittel über jeweils 11 Jahre)

image
image
22
Abb. 3.7: Diagnostizierte 30-jährige Wintermittelwerte der Lufttemperatur Zeitraum 1961–1990
Abb. 3.8: Projizierte 30-jährige Wintermittelwerte der Lufttemperatur Zeitraum 2021–2050

image
image
23
Abb. 3.9: Diagnostizierte 30-jährige Sommermittelwerte der Niederschlagsmenge Zeitraum 1961–1990
Abb. 3.10: Projizierte 30-jährige Sommermittelwerte der Niederschlagsmenge Zeitraum 2021–2050

In Abb. 3.7 und Abb. 3.8 sind Normalwerte der Lufttempe-
ratur im Winter für den Referenzzeitraum 1961–1990 sowie
mit dem sächsischen Klimamodell WEREX (siehe Glossar)
projizierte Mittelwerte der Lufttemperatur für die Winter im
Zeitraum 2021–2050 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist
die im Mittel zu erwartende markante Erwärmung um
meist etwa 3 Grad. Entsprechend diagnostizierte und pro-
jizierte Mittelwerte für die Niederschlagsmenge im Som-
mer werden in Abb. 3.9 und Abb. 3.10 wiedergegeben und
lassen vor allem im nördlichen Sachsen auf signifikante
Abnahmen schließen.
Nach neuesten Projektionen des sächsischen Klimas bis
zum Jahr 2100 erfolgt die Entwicklung der Niederschläge
insbesondere in den Sommermonaten nicht gleichmäßig.
Auf trockenere Jahrzehnte folgen auch relativ feuchte Jahr-
zehnte. Dieser Variabilität ist ein langfristiger Trend zu zu-
nehmend trockeneren Sommern überlagert. Insgesamt
werden die Sommer aufgrund geringerer Niederschläge
und die stärkere Verdunstung infolge Temperaturerhöhung
stärker durch lang anhaltende Trockenperioden und Dürre
geprägt sein als heute. Aus der Kenntnis dieser detaillier-
ten Informationen ergeben sich auch Chancen im Sinne
der Entwicklung vorausschauender Anpassungsstrategien.
24

image
 
Die Sächsische Klimadatenbank enthält aktuell folgende
auf Homogenität geprüfte Datenreihen mit Tages- bzw.
Monatswerten:
Niederschlag: 188 deutsche und 24 tschechische Sta-
tionen
Temperatur: 78 deutsche und 32 tschechische Stationen
Relative Feuchte: 52 deutsche und 32 tschechische
Stationen
Windgeschwindigkeit: 44 deutsche und 32 tschechi-
sche Stationen
Globalstrahlung (Angström): 51 deutsche und 25 tsche-
chische Stationen
Potentielle Verdunstung (Penman): 37 deutsche und
25 tschechische Stationen
Als Quellen wurden hauptsächlich zu digitalisierende
Archive des DWD und des Institutes für Hydrologie und
Meteorologie der TU Dresden (IHM) sowie die Daten-
banken vom DWD, CHMI und IHM genutzt. Bei den
Archiven handelt es sich um Grundblätter, Meteorologi-
sche Jahrbücher, Monatliche Witterungsberichte, Witte-
rungsübersichten für Sachsen, Wetterkarten, Witterungs-
reporte und tägliche Wetterberichte.
Weiterhin sind die subjektiven Großwetterlagen (Europa)
nach Hess u. Brezowsky ab 1881 sowie objektiven Wetter-
lagen nach Enke ab 1951 in der Sächsischen Klimadaten-
bank enthalten.
3.4
Die Sächsische Klimadatenbank
Im Auftrag des Sächsischen Landesamtes für Umwelt und
Geologie wurde in den Jahren 2001/2002 innerhalb der
Projekte CLISAX („Statistische Untersuchungen regiona-
ler Klimatrends in Sachsen“) und CLISAX II
(„Assimilation
von standardisierten und abgeleiteten Klimadaten für die
Region Sachsen und Ausbau der Sächsischen Klimadaten-
bank“) die Sächsische Klimadatenbank durch die Professur
für Meteorologie der TU Dresden mit Unterstützung des
Deutschen Wetterdienstes (DWD) und des Czech Hydro-
meteorological Institut (CHMI) aufgebaut. Die Datennut-
zung regelt sich, an den Zielstellungen bei der Schaffung
der Sächsischen Klimadatenbank ausgerichtet, nach den
Vorgaben der beteiligten Institutionen.
Folgende Zielstellungen werden mit dem Aufbau der
Sächsischen Klimadatenbank verfolgt:
zentrale Verwaltung aller für die Region Sachsen be-
schaffbarer Klimadaten (DWD, CHMI, TU Dresden, di-
verse Datenarchive)
Datengrundlage zur Klimadiagnose für Sachsen
Datengrundlage zur Klimaprojektion für Sachsen
Datengrundlage zur Erzeugung von Flächendaten
Datengrundlage für öffentliche Planungs-, Informati-
ons- und sonstige wissenschaftliche Arbeiten
effektive Datenbereitstellung für vom Sächsischen
Landesamt für Umwelt und Geologie geförderte For-
schungsprojekte
25
Abb. 3.11: Struktur und Systematik der Sächsischen Klimadatenbank

Die Sächsische Klimadatenbank ist ein Datenbankkom-
plex, welcher aus vier verknüpften Subdatenbanken
besteht. Die Subdatenbanken realisieren zur Datenver-
waltung die Funktionen:
Zeitliche Fortführung von Rohdaten
Berechnung von Zeitreihenparametern
Berechnung abgeleiteter bzw. komplexer Klimagrößen
Datenspeicherung
Datenprüfung mittels Fehlwertsuche, Ausreißertest,
Stationaritätsprüfung, graphischer und numerischer
Homogenitätstests (relative Homogenität)
Datenanalyse durch Trendberechnungen mit Prüfung
auf Signifikanz, niederschlags- und temperaturbezogene
Statistiken
Daten extrahieren
Um die Anforderungen an die Sächsische Klimadatenbank
auch zukünftig erfüllen zu können ist die Datenbank-
pflege eine stetige Aufgabe. Das umfasst die Assimila-
tion der Daten weiterer Stationen, die Aktualisierung der
Zeitreihen und die Optimierung bzw. Anpassung der
Datenbankfunktionen. Es wird angestrebt, auch polnische
Klimadaten in die Sächsische Klimadatenbank aufzu-
nehmen.
Weiterhin sollen Zeitreihen zur Klimaprojektion in Sach-
sen sowie von Daten höherer zeitlicher Auflösung in die
Klimadatenbank integriert werden.
Der Regionalbezug sowie die zentrale Datenpflege und
-verwaltung der Sächsischen Klimadatenbank ermögli-
chen eine hohe Qualität und Effektivität bei der Bereit-
stellung von sächsischen Klimadaten entsprechend den
unterschiedlichen Anforderungen der Nutzer.
26

 
sie sich dabei nicht von den Wettervorhersagemodellen.
Während Wettervorhersagemodelle aufgrund des chao-
tischen Charakters der Atmosphäre jedoch lediglich den
Ablauf von Prozessen in der Atmosphäre bis zu ca. zwei
Wochen prognostizieren können, berechnen Klimamodelle
statistische Kenngrößen (z.B. Mittelwerte der Temperatur)
und die Änderung dieser Werte bei sich wandelnden
Randbedingungen (z.B. Verdoppelung des CO
2
-Gehaltes
der Atmosphäre; 2xCO
2
-Szenario) über Jahrzehnte bis
Jahrhunderte.
Der nichtlineare Charakter der Atmosphäre führt dazu,
dass kleine Fehler in den
Anfangsbedingungen der Wet-
terprognosemodelle rasch anwachsen und damit die Un-
sicherheit der Wettervorhersagen innerhalb weniger Tage
schnell erhöhen. Für Klimamodelle sind im Unterschied
dazu nicht die Anfangsbedingungen, sondern möglichst
zuverlässige Annahmen über globale
Randbedingungen
ausschlaggebend (z.B. SRES-Emissionsszenarien für
unterschiedliche Wirtschafts-, Bevölkerungs- und Techno-
logieentwicklung). Im Unterschied zu Wettervorhersagen
besteht die Aufgabe einer Klimamodellierung nicht in der
Vorhersage des konkreten Wettergeschehens für ein be-
stimmtes Zeitintervall, sondern in der Vorhersage statis-
tischer Kenngrößen, die den mittleren Zustand und die
Variabilität des Wettergeschehens unter diesen veränder-
ten Randbedingungen in der Zukunft beschreiben.
Heute werden die Simulationen des künftigen Klimas
unter Annahme plausibler Randbedingungen mit Hilfe von
gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Modellen durchgeführt.
Sie entstehen durch Ankopplung globaler ozeanischer Zir-
kulationsmodelle an die o. g. GCM’s für die Atmosphäre.
Die aktuellen Klimamodellversionen des Deutschen Klima-
rechenzentrums (DKRZ) in Hamburg enthalten für die
Atmosphäre 19 übereinander liegende Schichten, die bis
in eine Höhe von ca. 30 km reichen, für den Ozean 11
Schichten bis in eine Tiefe von 5000 m bzw. bis zum Tief-
seeboden. Komplexe Ozean-Atmosphären-Modelle sind
in der Lage, die zukünftige Entwicklung des Klimas abzu-
schätzen. Da Klimasimulationen auch für historische Zeit-
abschnitte durchgeführt werden können bzw. durchge-
führt werden, kann man die Zuverlässigkeit der zu Grunde
gelegten Modelle inzwischen recht gut beurteilen. Durch
die erfolgreiche Validierung der Klimamodelle hat sich das
Vertrauen in die auf gleicher Modellbasis realisierten Klima-
projektionen für das 21. Jahrhundert deutlich erhöht.
4.1
Globale und regionale
Klimamodelle
Die Erkenntnis, dass der Mensch weitestgehend für die
beobachtete globale Erwärmung der Erdatmosphäre ver-
antwortlich ist, macht es notwendig, die voraussichtliche
Entwicklung und die möglichen Konsequenzen eines sich
schnell verändernden Klimas für Natur und Mensch best-
möglich abzuschätzen. Zur Entwicklung geeigneter Klima-
schutzstrategien sind belastbare Prognosen des sich ab-
zeichnenden Klimawandels unerlässlich. Klimaprognosen
sind jedoch keine Vorhersagen, sondern Projektionen des
künftigen Klimas in Abhängigkeit von möglichen Verhal-
tensweisen der menschlichen Gesellschaft. Ziel ist es, zu-
verlässige Aussagen über das Ausmaß sowie die regionale
Ausprägung der nach diesen Szenarien zu erwartenden
globalen Klimaänderungen zu erhalten. Klimamodelle sind
quantitative Beschreibungen des Klimasystems. Dabei
werden die entsprechenden atmosphärischen Zustände
und Prozesse durch zeitabhängige mathematische Glei-
chungen beschrieben. Zur Projektion des Klimawandels
sind komplexe Computersimulationen unerlässlich. Eine
wesentliche Aufgabe der Klimaforschung besteht darin,
die komplexen Simulationsergebnisse der globalen Klima-
modelle auf einen regionalen Maßstab zu übertragen
(Regionalisierung). Für Projektionen des sächsischen Kli-
mas wird das statistische Regionalisierungsverfahren
WEREX (S
ÄCHSISCHES
L
ANDESAMT FÜR
U
MWELT UND
G
EOLOGIE
,
2003a, b) der Firma Meteo-Research eingesetzt.
Globale Klimamodelle
Klimamodelle simulieren das Klimasystem und seine
möglichen zukünftigen Veränderungen. Globale Klima-
modelle, wie sie an allen namhaften Klimazentren der
Welt entwickelt werden, sind die derzeit besten Instru-
mente, künftige Klimaänderungen zu simulieren und zu
beschreiben. Das eingesetzte Klimamodell muss zunächst
in der Lage sein, die jüngste Klimageschichte möglichst
detailgetreu zu simulieren. Die Leistungsfähigkeit sowohl
globaler als auch regionaler Modelle ist also insbesondere
daran zu messen, wie gut das globale bzw. regionale
heutige Klima durch die Simulationen beschrieben wird.
Die bekanntesten und am weitesten entwickelten Klima-
modelle, die die atmosphärischen Prozesse als Teil des
Klimasystems erfassen, sind die Globalen Zirkulations-
Modelle (GCM’s; siehe Glossar). Im Kern unterscheiden
27
4 Klimaprojektionen für Sachsen

image
Die Projektionen über die zukünftige globale Klimaent-
wicklung zeigen mit weiterer Verbesserung der Klima-
modelle eine zunehmende Übereinstimmung. Die er-
wartete globale Erwärmung im 21. Jahrhundert wird mit
der vom IPCC angegebenen Spanne von 1,4 bis 5,8 Grad
das Ausmaß der bereits beobachteten Temperaturzunah-
me im 20. Jahrhundert von 0,7 Grad erheblich übertref-
fen (Abb. 4.1). Die dargestellte Spannweite der Projektion
der Lufttemperatur ergibt sich aus der Zugrundelegung
verschiedener Emissionsszenarien einerseits und den
auf dieser Basis realisierten Projektionen mittels der
weltweit eingesetzten globalen Klimamodelle anderer-
seits.
Regionale Klimamodelle
Mit globalen Klimamodellen ist es gegenwärtig noch nicht
möglich, die konkrete Klimaentwicklung in einer Region
(z.B. Sachsen) zuverlässig zu simulieren, da diese für regio-
nale und lokale Prognosen eine immer noch zu geringe
Auflösung besitzen. Erst nach weiteren Optimierungen
der globalen Klimamodelle und mit der Entwicklung neuer
Computergenerationen kann damit gerechnet werden,
dass rein dynamische Modellvarianten für Regionalisierun-
gen Erfolg versprechend herangezogen werden können.
Um dennoch zu zuverlässigen Aussagen über regionale
Auswirkungen zu gelangen, kommen regionale Klima-
modelle zur Anwendung, die in der Regel Ergebnisse glo-
baler Modellsimulationen als Eingangsgrößen verwenden.
Als Regionalisierungsansätze lassen sich statistische, dy-
namische und gemischte statistisch-dynamische Metho-
den unterscheiden:
Genestete hoch auflösende regionale Klimamodel-
lierung (dynamische Methoden)
Für eine vorgegebene Region wird ein zeitlich und
räumlich höher aufgelöstes dynamisches Modell in ein
globales Modell eingebettet. Mit diesem Modelltyp
ist eine vollständige Simulation des Klimas auf lokaler
Ebene möglich.
Statistisch-dynamische Zeitscheibenmodellierung
(gemischte Methoden)
Ein hoch auflösendes dynamisches Modell wird für ty-
pische Wettersituationen oder Anströmrichtungen der
Luftmassen an Gebirgen (z.B. aus großräumigen Druck-
verteilungen) berechnet. Mit Hilfe dieser für typische
Wetterlagen durchgeführten regionalen Modellsimula-
tion wird über die Häufigkeitsverteilung der Wetterlagen
eines Klimaszenarios das lokale Klima simuliert.
Statistisches Downscaling
Die zeitlichen Bezüge zwischen den Resultaten des
globalen Modells und den lokalen Messreihen von
Klimagrößen werden mittels geeigneter statistischer
Methoden hergestellt. Grundsätzlich haben alle sta-
tistischen Modelle gegenüber dynamischen Modellen
den Vorteil, hinsichtlich erforderlicher Rechenzeit und
Personaleinsatz äußerst kosteneffizient zu sein.
Die globalen Modelle simulieren einen möglichen zu-
künftigen Wetterablauf, der über den betrachteten Zeit-
raum statistisch ausgewertet werden kann, um voraus-
sichtliche Veränderungen im durchschnittlichen Verhalten
des Wetters (Klima) zu ermitteln. In den globalen Simu-
lationen spiegeln sich damit auch Veränderungen der
atmosphärischen Zirkulation wider.
28
Abb. 4.1:
Simulierte Temperatur-
änderung im 21. Jahr-
hundert gegenüber 1990
für die SRES-Emissions-
szenarien
(Quelle: IPCC)

image
globaler Klimamodelle bilden die Grundlage für eine
bestmögliche
Projektion der großräumigen Zirkulation.Auf
der
Basis entsprechender Modelloutputs globaler Mo-
delle können voraussichtliche Veränderungen der Häufig-
keiten und Andauern der charakteristischen Wetterlagen
in den nächsten Jahrzehnten dargestellt werden.
In der Praxis fasst man verwandte Großwetterlagen zu
Großwettertypen zusammen. In Abb. 4.2 werden exem-
plarisch die großräumigen Strömungsverhältnisse bei den
Großwettertypen West und Tief Mitteleuropa dargestellt.
Durch das Zusammenspiel der Klimafaktoren Relief und
atmosphärische Zirkulation im zentralen Mitteleuropa
wird das Klima Sachsens stark modifiziert. Die Viel-
gestaltigkeit des Witterungsablaufs bei bestimmten
Großwetterlagen und die hohe räumliche Variabilität des
regionalen Klimas in Deutschland sind vor allem auf die
Ausrichtung unserer Mittelgebirge und die damit verbun-
denen Stau- und Föhngebiete bei vorherrschender Süd-
west- bzw. Nordwestströmung zurückzuführen. So bildet
das Erzgebirge ausgeprägte Stau- und Föhngebiete bei
Nordwestströmung; für den Thüringer Wald trifft dies in
gleicher Weise bei vorherrschender Südwestströmung
zu. In Folge dieses Stau- und Föhneffektes treten auf
relativ engem Raum deutliche Unterschiede der Nieder-
schlagsmengen, in geringerem Maße auch der Nieder-
schlagshäufigkeit, auf. Bereits auf kleinere Änderungen
der Häufigkeits- und der jahreszeitlichen Verteilung der
mit den Zirkulationsprozessen verbundenen Wetterlagen
reagiert das regionale Klima in Sachsen insofern sehr
empfindlich. Die Beantwortung der Frage, inwieweit sich
gegenwärtig zu beobachtende Tendenzen und Trends
einer Zirkulationsumstellung in Zukunft fortsetzen oder
verändern werden, bildet die Grundlage für Prognosen der
lokalen und regionalen Temperatur- und Niederschlags-
verhältnisse in Sachsen bis zum Jahr 2100.
In Deutschland wurden erste Pilotstudien zur regionalen
Klimaentwicklung auf der Basis unterschiedlicher Simula-
tionsmodelle in den 90er Jahren durchgeführt (G
ERSTEN-
GARBE
et al., 1996; B
AYERISCHER
K
LIMAFORSCHUNGSVERBUND
,
1999). Bei allen Klimaprojektionen für den Freistaat Sach-
sen (seit 1999) wurden statistische Beziehungen zwi-
schen den großräumigen Informationen der globalen
Modelle (z.B. Felder des Geopotentials) und lokalen
Klimagrößen (z.B. Niederschlag an sächsischen Statio-
nen) verwendet. Dadurch können die von globalen
Klimamodellen vorgezeichneten Änderungen objektiver
Wetterlagen direkt zu ihren möglichen lokalen und regio-
nalen Auswirkungen im sächsischen Raum in Beziehung
gebracht werden (Wetterlagenkonzept). Inzwischen ist
dieses Modell weiter entwickelt worden und erlaubt
qualitativ deutlich verbesserte Projektionen der künftigen
regionalen Klimaentwicklung. Das nachfolgend skizzierte
Wetterlagenkonzept stellt das Grundgerüst für die disku-
tierten sächsischen Klimasimulationen dar.
Das Wetterlagenkonzept
Im regionalen Maßstab stellen die Veränderungen der
atmosphärischen Zirkulationsparameter im atlantisch-
europäischen Raum die wichtigste Ursache für die regio-
nalen bzw. lokalen Klimaänderungen in Mitteleuropa dar.
Das sächsische Klima wird dabei im Wesentlichen durch
die Veränderungen des Strömungssystems im atlanti-
schen Ozean und die Nordatlantische Oszillation (NAO)
beeinflusst, deren Fluktuationen und Trends den mittel-
und längerfristigen Ablauf der Witterung in Mitteleuropa
entscheidend prägen. Es kann davon ausgegangen wer-
den, dass künftige Klimaänderungen mit Veränderungen
der Zirkulationsverhältnisse bzw. der Veränderung von
Häufigkeit und Andauer der
Großwetterlagen
(siehe
Glossar) gekoppelt sein werden. Simulationen mittels
29
Abb. 4.2: Die Großwettertypen West und Tief Mitteleuropa

 
4.2
Das sächsische Klimamodell WEREX
Erste Projektionen des Klimas in Sachsen sind mit dem
Regionalisierungsverfahren
REKLISA (siehe Glossar)
durchgeführt worden (S
ÄCHSISCHES
L
ANDESAMT FÜR
U
MWELT
UND
G
EOLOGIE
, 2000). Die Stärke des hier zugrunde gelegten
Regionalisierungsansatzes für globale Klimamodelldaten
besteht in der statistischen
Kopplung großräumiger
meteorologischer Datenfelder der freien Atmosphäre (ob-
jektive Wetterlagen) mit Messreihen der Klimaelemente
an Bodenstationen in Sachsen.
Alle seit 2000 eingesetzten Modellvarianten für Klima-
projektionen in Sachsen basieren auf dieser Grundstruktur
(Abb. 4.3). Das sächsische Modell wurde den wachsenden
Anforderungen seitens der Klimafolgenforschung konti-
nuierlich angepasst. Es interpretiert Änderungen groß-
räumiger Strömungsmuster, wie sie durch globale Klima-
modelle prognostiziert werden, für den lokalen Bereich.
Auf der Grundlage von Simulationen mit dem globalen
Klimamodell ECHAM4-OPYC3-T42 des DKRZ Hamburg
(siehe Glossar) wurden Mittelwerte der Klimaelemente
in Bodennähe für Monate, Jahreszeiten und Jahre an
sächsischen Klimastationen statistisch abgeleitet.
Projektionen von Klimaextremen, wie Dürren oder Stark-
regenereignisse, befinden sich im internationalen Maß-
stab erst im Anfangsstadium. Die neue Regionalisierungs-
methode
WEREX (siehe Glossar) stellt eine wesentliche
Erweiterung und Optimierung des Vorläufermodells
REKLISA dar und bietet über die Kombination von objek-
tivem Wetterlagenkonzept und Zeitreihensimulation eine
gänzlich neue Möglichkeit, zu zuverlässigen regionalen
Aussagen über die voraussichtliche Ausprägung von Klima-
extremen in der Zukunft zu gelangen. Als Ergebnis liegen
Simulationen von Zeitreihen täglicher Werte unterschied-
lichster Wetterelemente (z.B. Temperatur, Niederschlag,
Sonnenscheindauer, Wind, Feuchte und Bedeckung) für
definierte Zeitintervalle eines Klimaszenarios vor. Diese
können beispielsweise auch als Inputdaten für wasser-
wirtschaftliche, forstwirtschaftliche oder ökologische
Modellsimulationen verwendet werden. Die Aussagen zu
Extremen sind naturgemäß mit größeren Unsicherheiten
behaftet als die projizierten Mittelwerte entsprechender
Klimagrößen.
Die Regionalisierungsmethode WEREX bestimmt mögliche
Klimaänderungs-Szenarien auf regionaler Ebene in der
ersten Stufe aus der sich ändernden Häufigkeit der Wetter-
lagen des Temperaturregimes, wie sie durch ein globales
Klimamodell prognostiziert werden. Es ist mit hoher Wahr-
scheinlichkeit davon auszugehen, dass sich die zu er-
wartende Klimaänderung nicht nur in einer Änderung der
Häufigkeitsverteilung der Wetterlagen niederschlägt, son-
dern dass sich das Wettergeschehen auch
innerhalb der ein-
zelnen Wetterlagen
im Laufe der Jahrzehnte ändert. Diese
für jede Klimareihe berechnete mittlere wetterlagenspezifi-
sche Änderung wird in einer zweiten Stufe des Verfahrens
auf die Simulation dieser Zeitreihen aufgeprägt. Somit
wird bei Einsatz der aktuellen Modellvariante WEREX III ein
Klimaänderungs-Szenario nicht allein durch die Änderung
der Häufigkeit der Wetterlagen, sondern zusätzlich durch die
Änderung des Wettergeschehens innerhalb der Wetterlagen
bestimmt. Das Modell WEREX III ist somit in der Lage, auch
diese internen Modifikationen der atmosphärischen Verhält-
nisse zu berücksichtigen (S
ÄCHSISCHES
L
ANDESAMT FÜR
U
MWELT
UND
G
EOLOGIE
, 2004a). Eine weitere Besonderheit des
Modells liegt in der Möglichkeit der Bereitstellung beliebig
vieler Simulationen eines beliebigen Szenarios, wobei auch
die Länge der simulierten Zeitreihe nicht a priori festgelegt
ist. Das modifizierte Modell liefert im Vergleich zu anderen
regionalen Klimamodellvarianten derzeit die stabilsten und
wahrscheinlichsten Ergebnisse im Rahmen der Zukunfts-
szenarien bis 2050 (B
ARTELS,
2004).
30
Meßdaten
(Freie
Atmosphäre)
Statistisches Downscaling für Sachsen
(Identifikation & Klassifikation der
Zirkulationsmuster und wetterlagen-
spezifische Regressionsanalyse)
Simulation
(Regionales
statistisches
Model)
Simulation
(Globales
Modell)
Diagnose meteorologischer Felder für Europa
(Re-Analysen des NCEP Washington)
Meteorologische Beobachtungswerte für Sachsen
(Klimastationen des DWD)
Meßdaten
(Bodenbeobachtungen)
Prognose meteorologischer Felder für Europa
(2x CO
2
-Szenario mit globalen Modell ECHAM4-
OPYC des DKRZ Hamburg)
Prognose der Klimaelemente für Sachsen
(Statistische Mittelwertaussagen für ein 2x CO
2
-Szenario)
Abb. 4.3: Grundstruktur des sächsischen Klimamodells

image
 
west in Verbindung mit entsprechenden Wetterlagen
zurückzuführen. Für den Sommer sind stärkere Nieder-
schlagsrückgänge in Nordsachsen, insbesondere aber in
Ostsachsen zu erwarten (Abb. 4.5). Bemerkenswert sind
vergleichbare Tendenzen im Sommer auch in anderen
Regionen Deutschlands, so vor allem gebietsweise in
Süddeutschland und in Brandenburg.
Zusammenfassend kann hervorgehoben werden, dass
tendenziell auch das regionale Modell WEREX die von
globalen Modellen vorgezeichnete Entwicklung für
Deutschland zum Ausdruck bringt, wonach bei allgemei-
ner Erwärmung bis zum Jahr 2050 die Winter feuchter
und die Sommer trockener werden. Diese regionale Ten-
denz stützt zudem eine Kernaussage des IPCC, nach der
der globale Klimawandel mit hoher Wahrscheinlichkeit
von einer Zunahme der kontinentalen Sommertrocken-
heit über den großen Landmassen mittlerer Breite be-
gleitet wird. Nord- und Ostsachsen könnte bei diesem
projizierten Wandel des Klimas in besonderem Maße
vom Problem der Wasserverfügbarkeit betroffen sein, da
der insgesamt zu erwartende Rückgang der klimatischen
Wasserbilanz im Sommer zu zeit- und gebietsweise
angespannten Situationen des Bodenwasserhaushaltes
führen kann. Hierbei ist auch in Betracht zu ziehen, dass
im Kontext mit der globalen Erwärmung ähnliche Hitze-
und Dürreperioden wie im Jahr 2003 in Zukunft häufiger
auftreten werden als unter heutigen Klimaverhältnissen.
Ein zusammenfassender Bericht zum Forschungsprojekt
wurde vom Sächsischen Landesamt für Umwelt und
Geologie herausgegeben (E
NKE
et al., 2003).
4.3
Die Ergebnisse im Überblick
Mit dem auf die sächsischen Verhältnisse zugeschnit-
tenen Regionalisierungsverfahren WEREX (S
ÄCHSISCHES
L
ANDESAMT FÜR
U
MWELT UND
G
EOLOGIE
, 2003a,b, 2004a) sind
die Auswirkungen der von globalen Klimamodellen vor-
gezeichneten Szenarien auf die Klimaentwicklung in
Sachsen bis Mitte des 21. Jahrhunderts detailliert unter-
sucht worden. Das Verfahren basiert auf Ergebnissen
von Simulationen des deutschen globalen Klimamodells
ECHAM4-OPYC3-T42 des DKRZ Hamburg unter einem
SRES-Szenario B2. Das SRES-Szenario B2 (siehe Glossar)
ist ein relativ moderates Emissionsszenario, was eine
ökologisch orientierte Entwicklung zumindest in einigen
industriellen Kernregionen der Erde annimmt.
Nachfolgend werden ausgewählte Ergebnisse der Klima-
projektionen mit dem Modell WEREX sowie daraus
resultierende Besonderheiten der Klimaentwicklung im
sächsischen Raum skizziert. In Abb. 4.4 und Abb. 4.5
sind die für Deutschland berechneten Veränderungen
der Niederschlagsmengen für den Zeitraum 2041–2050
gegenüber heutigen Verhältnissen exemplarisch für
Sommer und Winter dargestellt. Abb. 4.4 dokumentiert
für Sachsen eine vergleichsweise moderate Zunahme
gegenüber anderen Regionen Deutschlands im Winter;
teilweise kommt sogar eine geringfügige Abnahme
der Niederschläge nördlich des Erzgebirgskammes
zum Ausdruck. Dieser orographische Effekt im Lee des
Erzgebirgskammes erfasst weite Teile Sachsens und ist
auf die erwähnte Zunahme der Luftströmungen aus Süd-
31
Abb. 4.4:
Szenario der Niederschlags-
änderung in Deutschland im
Winter in der Dekade 2041–
2050 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000
(Basis: Modell WEREX)

image
Für das Emissions-Szenario B2 können folgende Kern-
aussagen für Sachsen getroffen werden:
Nach den aktuellen Simulationen mit dem Klimamodell
WEREX wird es in Sachsen in den nächsten 50 Jahren
deutlich wärmer. Die mittlere Lufttemperatur steigt bis
2050 um etwa 2 Grad an. Im Sommerhalbjahr werden
ausgeprägte Hitze- und Dürreperioden weit häufiger auf-
treten als heute. Insbesondere im Winter ist mit einer
deutlichen Zunahme der Häufigkeit warmer Wetterlagen
in Verbindung mit vorherrschender Südwestanströmung
zu rechnen. Folglich werden mit Niederschlagsabschwä-
chung verbundene Lee-Effekte nördlich des Erzgebirges
eine zunehmende Rolle spielen. Diese voraussichtliche
Entwicklung deutet sich in den aktuellen Trends der
Klimaparameter bereits an.
Die projizierte Zunahme der Lufttemperatur schreitet bis
Mitte des 21. Jahrhunderts in Sachsen von Dekade zu
Dekade nicht gleichförmig voran und weist jahreszeit-
liche Unterschiede auf. Der stärkste Temperaturanstieg
wird im Winter erwartet (Abb. 4.6). Es existieren keine
signifikanten geographischen Unterschiede für den simu-
lierten Temperaturtrend.
Zu erwarten ist eine sehr markante Verringerung der
Anzahl der Frost- und Eistage. Die Zahl der Sommer-
tage und heißen Tage nimmt deutlich zu (Abb. 4.7). Im
Sommer können Temperaturmaxima bis zu 42°C erreicht
werden.
32
Abb. 4.5:
Szenario der Niederschlags-
änderung in Deutschland im
Sommer in der Dekade 2041–
2050 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000
(Basis: Modell WEREX)
3
2
1
0
1
2
3
4
Winter
Frühling
Sommer
Herbst
Jahr
Temperaturänderung in K
0.9
1.8
Abb. 4.6: Szenario der Änderung der Lufttemperatur
in der Dekade 2041–2050 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000
Gemäß Klimaszenario ist im Winter insgesamt eine Zu-
nahme der mittleren Niederschlagssummen zu erwar-
ten, wobei sich im Zusammenhang mit einer verstärkten
Südwestanströmung insbesondere Lee-Effekte nördlich
des Erzgebirges widerspiegeln.
Ein markanter Rückgang der monatlichen Nieder-
schlagssummen zeigt sich im sächsischen Mittel im
Sommer (Abb. 4.8). Die Simulationen lassen aber auch
erkennen, dass die Veränderungen des Niederschlages
in den einzelnen Regionen Sachsens recht differenziert
ausfallen werden. So zeichnen sich in Nord- und Ost-

image
sachsen markante Rückgänge der Regenmengen in
den Sommermonaten Juni, Juli und August um 15 bis
30% ab, während im Vogtland und Westerzgebirge
sogar geringe Zunahmen festzustellen sind (Abb. 4.9
und 4.10).
Hinsichtlich der voraussichtlichen Entwicklung von Ex-
tremereignissen (Trockenperioden; Starkniederschläge)
werden folgende Veränderungen erwartet:
Obwohl es im Sommerhalbjahr insgesamt trockener wird,
nehmen die Tage mit extremen Niederschlägen in die-
sem Zeitabschnitt zu. Hieraus kann auf eine Verstärkung
der Intensität lokaler Schauer und Gewitter in den kom-
menden Jahrzehnten geschlossen werden. Im Winter sind
hingegen trotz im Mittel zunehmender Niederschlags-
höhen keine signifikanten Veränderungen extremer
Nie-
derschlagsereignisse zu erkennen (Abb. 4.11).
33
-21
-31
16
4
-40
-30
-20
-10
0
10
20
Eistage
Frosttage
Sommertage
Heiße Tage
Anzahl der Tage
Abb. 4.7: Szenario der Änderung der Anzahl der Ereignis-
tage in der Dekade 2041–2050 gegenüber der
Referenzperiode 1981/2000
11
-60
30
33
-8
-78
-6
42
-100
-75
-50
-25
0
25
50
Winter
Frühjahr
Sommer
Herbst
Jahr
Änderung in mm
Görlitz
Carlsfeld
15
-15
Abb. 4.9: Szenario der Änderung der Niederschlagshöhen
in der Dekade 2041–2050 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000 für eine Station im Osten
Sachsens
(Görlitz) und im Erzgebirge (Carlsfeld)
-3
12
10
-23
24
-50
-25
0
25
50
Winter
Frühjahr
Sommer
Herbst
Jahr
Änderung in mm
Abb. 4.8: Szenario der Änderung der Niederschlagshöhen
in der Dekade 2041–2050 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000 in Sachsen
Abb. 4.10:
Szenario der prozentualen
Änderung der Niederschlags-
höhen im Sommer in der
Dekade 2041–2050 gegenüber
der Referenzperiode 1981/2000

image
Die Entwicklung der Niederschläge von Dekade zu De-
kade erfolgt dabei nicht gleichförmig. Relativ feuchte Jahr-
zehnte werden von trockeneren Jahrzehnten abgelöst.
Dabei existieren signifikante geographische Unterschiede
für die simulierten monatlichen Niederschläge in Sach-
sen. Betrachtet man diese räumliche Änderung der mo-
natlichen Niederschlagssummen im Detail, fällt auf (hier
nicht dargestellt), dass im Winter im Lee-Bereich des
Erzgebirges eine gegenüber anderen Regionen im
Südwesten und Norden Sachsens deutlich verringerte
Niederschlagszunahme zum Ausdruck kommt. Für den
Sommer zeigen die entsprechenden Modellsimulationen
ein völlig anderes, recht diffuses Bild. Auf kleinstem
Raum treten teilweise erhebliche Unterschiede in der
Änderung der Niederschlagssummen auf. Diese sind
letztendlich ein Beleg dafür, dass verstärkt konvektive
Niederschläge (Schauer und Gewitter) die räumliche Varia-
bilität in Sachsen prägen werden. Abb. 4.11 verdeutlicht
diese nach den Modellsimulationen zu erwartende gene-
relle Tendenz zu intensiven, allerdings in der Regel räum-
lich meist eng begrenzten Starkniederschlägen.
Resümee
Nach den Ergebnissen der aktuellen Klimasimulationen
werden in den nächsten 50 Jahren in Sachsen ausge-
prägte Dürreperioden im Sommerhalbjahr häufiger auf-
treten. Diese voraussichtliche Grundtendenz deutet sich
in den aktuellen Trends der Klimaparameter bereits an.
Andererseits werden auch lokale Hochwasserereignisse
in den nächsten Jahrzehnten offensichtlich eine zuneh-
mende Rolle spielen. Regional bedeutsame Hochwasser-
ereignisse in Sachsen im Sommer (Beispiel Augusthoch-
wasser 2002) sind hingegen in der Regel an die so ge-
nannten Vb-Wetterlagen gebunden. Nach ersten Unter-
suchungen des Landesamtes für Umwelt und Geologie
lassen diese Wetterlagen mit Blick auf das vergangene
Jahrhundert eine zunehmende Tendenz für den Sommer
erkennen. Setzt sich diese Entwicklung fort, müssten auch
diese hinsichtlich ihrer Auswirkungen noch bedeutsame-
ren Ereignisse zunehmend in Betracht gezogen werden.
Ausblick
Die in vorliegender Broschüre diskutierten sächsischen
Klimasimulationen beziehen sich auf das „optimistische“
SRES-Emissionsszenario B2
(lokal ökologisch orien-
tiert) und den Zeithorizont 2050. Gegenwärtig erfol-
gen Computersimulationen für Sachsen zusätzlich unter
dem „pessimistischen“
SRES-Emissionsszenario A2
(weltweit
rein wachstumorientiert) und für das Zeitfenster
bis 2100.
Erste Ergebnisse liegen vor. Auf der Grundlage
eines Vergleichs zwischen den Szenarien B2 und A2 kann
die Schwankungsbreite der möglichen Klimaänderungen
für Sachsen künftig weit besser abgeschätzt werden.
Unter dem Szenario A2 zeichnet sich folgende Entwick-
lung bis zum Jahr 2100 ab (E
NKE
, 2004):
Zunahme lang anhaltender Hitzewellen im Sommer-
halbjahr
Zunahme der Dürreereignisse im Sommerhalbjahr.
Markante Differenzierung von Häufigkeit und Ausprä-
gung projizierter Dürreereignisse zwischen der 1. und
2. Vegetationsperiode. Dramatische Zunahme lang an-
haltender Dürreperioden in der 1. Vegetationsperiode
(erhebliche Verschärfung gegenwärtig zu beobachten-
der Tendenzen).
Fortschreitende Abnahme der Kälteepisoden im Winter-
halbjahr
Strenge Winter, wie man sie aus der Vergangenheit kennt,
werden in den letzten Jahrzehnten des 21. Jahrhunderts in
34
Abb. 4.11:
Szenario der Anzahl der Tage
mit mehr als 55 mm Tages-
niederschlag für verschiedene
Dekaden bis 2050

image
image
35
Abb. 4.12: Szenario der Niederschlagsänderung in Sachsen im Sommer in der Dekade 2091–2100 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000 (Basis: Modell WEREX, SRES-Szenario B2)
Abb. 4.13: Szenario der Niederschlagsänderung in Sachsen im Sommer in der Dekade 2091–2100 gegenüber der Referenz-
periode 1981/2000 (Basis: Modell WEREX, SRES-Szenario A2)

image
Sachsen unter einem A2-Szenario nicht mehr auftreten.
Im jüngsten Klimabericht der Europäischen Umweltagen-
tur wird auf diese gravierende Konsequenz der globalen
Erwärmung ebenfalls hingewiesen (E
UROPEAN
E
NVIRONMENT
A
GENCY
, 2004).
Die Jahresmittelwerte der Lufttemperatur würden in der
Dekade 2091–2100 unter einem B2-Szenario um 2,4 Grad
und unter einem A2-Szenario um 3,2 Grad höher liegen
als heute (Referenzzeitraum jeweils 1981/2000). Für den
Winter simulierte Trends liegen für das B2-Szenario bei
3,3 Grad und für das A2-Szenario bei 3,9 Grad. Die ent-
sprechenden Werte für den Sommer betragen 2,9 Grad
(B2-Szenario) und 4,7 Grad (A2-Szenario). Gemäß dieser
Ergebnisse der Simulationen muss im 21. Jahrhundert in
Sachsen mit drastischen Veränderungen des Klimas
gerechnet werden, wobei das konkrete Ausmaß der
Erwärmung in einem hohen Maße von der heutigen und
zukünftigen Entwicklung der globalen Emission von Treib-
hausgasen gesteuert wird.
Die Veränderungen des Niederschlages fallen in Abhängig-
keit vom gewählten Emissionsszenario in den einzelnen
Regionen Sachsens sehr unterschiedlich aus. Exempla-
risch zeigt ein erster Vergleich der Simulationen für die
Sommer der Dekade 2091–2100 unter den Szenarien B2
und A2, dass für das A2-Szenario mit etwa –20% im
Gebietsmittel für Sachsen insgesamt ein deutlich stärke-
rer Rückgang der Sommerniederschläge festzustellen ist
als für das alternative B2-Szenario mit –7,5% (Abb. 4.12
und Abb. 4.13).
36
Abb. 4.14: Winterstimmung in der Sächsischen Schweiz – gehören solche Bilder immer mehr der Vergangenheit an?

image
 
37
Beispiel. Paläoklimatologische Untersuchungen sugge-
rieren, dass das Klimasystem instabil wird, wenn es
sich rasch ändert. Dabei treten gehäuft Extreme in alle
Richtungen auf (Dürreperioden, Überschwemmungen,
Temperaturextreme etc.). Bei einem Anstieg der Mittel-
temperatur um etwa 2 Grad muss mit einer Zunahme
der Extremereignisse um etwa 50 bis 100% gerechnet
werden.
Klimaänderungen lassen sich prinzipiell durch den
Anstieg der mittleren Lufttemperaturen wesentlich zu-
verlässiger belegen als durch eine Statistik der Nieder-
schläge oder gar von Extremereignissen. Vor diesem
Hintergrund wird auf internationaler Ebene gegenwärtig
extremwertstatistischen Methoden und Untersuchun-
gen im Rahmen der Klimaforschung eine ganz beson-
dere Aufmerksamkeit gewidmet. Allein auf der Basis
von Untersuchungen langjähriger Klimadatenreihen mit-
tels statistischer Methoden kann der Zusammenhang
zwischen Klimaänderung und Extremereignissen nicht
dargestellt werden, da vergleichbare Ereignisse sehr
5.1
Extremereignisse – Indizien
des Klimawandels?
Eine wesentliche Frage, die die Klimaforschung aktuell
zu beantworten hat, ist die der Entwicklung der Ex-
tremereignisse, da diese stärker erfahren werden als
ein langfristiger, sich schrittweise vollziehender Klima-
wandel. Weltweit, insbesondere auch in Europa, zeich-
net sich seit Anfang der 90er Jahre eine im Ausmaß
bislang noch nicht beobachtete starke Erwärmung der
Erdatmosphäre ab. Flut, Dürre und Stürme sind zwar
seit Menschengedenken unsere ständigen Begleiter,
doch es ist sehr wahrscheinlich, dass durch den glo-
balen Klimawandel die Wetterextreme weltweit in ihrer
Häufigkeit weiter zunehmen werden. Die globale
Erwärmung im 21. Jahrhundert wird mit der vom IPCC
angegebenen Spanne von 1,4 bis 5,8 Grad das Aus-
maß der bereits beobachteten Temperaturzunahme von
0,7 Grad im 20. Jahrhundert noch erheblich übertreffen.
Die Geschwindigkeit dieser prognostizierten Klimaände-
rungen ist in der Menschheitsgeschichte bislang ohne
5 Extremereignisse in Sachsen
Abb. 5.1:
Klimawandel und Wetter-
extreme (Quelle: L
ATIF, 2004)

selten auftreten und sich statistisch im Allgemeinen
noch in das Spektrum der natürlichen Schwankungen
einpassen. Mit einer durch die anthropogene Treibhaus-
gasemission angestoßenen Zunahme der mittleren
Temperatur kommt es nach Aussage der Klimamodelle
auch zu einer Intensivierung des Wasserkreislaufes.
Hierdurch gelangt gleichzeitig mehr verfügbare Energie
in die Atmosphäre, die zu einer Verstärkung der Un-
wetter, Stürme und Hitze- und Dürreperioden führen
kann. Es scheint paradox, doch sommerliche Dürren
werden trotz intensiviertem Wasserkreislauf im Zuge
der globalen Erwärmung nach aktuellen Klimasimulatio-
nen in vielen Regionen der Erde noch weit deutlicher in
Erscheinung treten.
Ein kausaler Zusammenhang zwischen der beobachteten
Zunahme von Dürreperioden und Starkniederschlägen
in vielen Regionen der Erde und der globalen Erwär-
mung erscheint auch physikalisch plausibel und wird
von vielen Klimamodellen wiedergegeben. Allerdings
können einzelne Extremereignisse für sich genommen
grundsätzlich nicht als Signale einer Klimaänderung
gewertet werden. So stellen weder die Starknieder-
schläge im August 2002 in Sachsen noch die Hitze- und
Dürreperiode 2003 für sich betrachtet ein Signal für die
Klimaänderung dar.
Werden in Sachsen künftig Extremereignisse häufi-
ger und intensiver auftreten?
Die Beantwortung dieser Frage erlangt voraussichtlich
eine enorme ökonomische, ökologische und soziale
Bedeutung. Das Sächsische Landesamt für Umwelt
und Geologie hat bereits 1999 erste Klimaszenarien
initiiert, mit denen Aussagen über das sich voraussicht-
lich in den nächsten Jahrzehnten einstellende regionale
Klima getroffen werden sollten. Die konkreten regio-
nalen Veränderungen des Klimas, z.B. in Sachsen, hän-
gen primär ab von den langfristigen Veränderungen der
atmosphärischen Zirkulation in Europa. Allein in diesem
Kontext kann beispielsweise auch die wichtige Frage
nach den Wetterlagen bzw. der Abfolge von Wetter-
lagen, die zu Hochwassersituationen oder längeren
Dürreperioden führen können, beantwortet werden.
In Sachsen treten in den vergangenen Jahrzehnten
insbesondere Trends zu längeren trockenen Episoden
im Sommerhalbjahr in den Vordergrund (H
ÄNSEL
et al.,
2004). Die Analyse der Starkniederschläge zeigt ande-
rerseits aber auch, dass die Extremniederschläge (siehe
Glossar) im Zeitraum 1951–2000 zugenommen haben,
obwohl es im Sommerhalbjahr insgesamt trockener
wird. Betrachtet man hingegen Intensivniederschläge,
kommt man zu gegenteiligen Aussagen, denn diese zei-
gen an den meisten sächsischen Messstellen eine
Abnahme. Das trifft in gleicher Weise auch auf die maxi-
malen Tagesniederschlagssummen zu.
Die Simulationen mit der neuesten Modellvariante
WEREX erlauben inzwischen auch einen recht zu-
verlässigen Blick auf die künftige Entwicklung der
Extremereignisse. Erste Projektionen mit dem säch-
sischen Klimamodell im Jahr 2000 deuteten bereits
auf folgende Entwicklung des künftigen Klimas hin:
Im Sommerhalbjahr werden sowohl längere Trocken-
perioden als auch extreme Niederschläge offensicht-
lich signifikant zunehmen. Sachsen hat in den Som-
mermonaten 2002 und 2003 beide Extremfälle als -
Jahrhundertereignisse erlebt. Entsprechenden For-
schungsprojekten wird derzeit am Sächsischen Landes-
amt für Umwelt und Geologie größte Beachtung ge-
schenkt, wobei das zugrunde gelegte Wetterlagen-
konzept (siehe Kapitel 4.1) einen Erfolg versprechenden
Ansatz darstellt. Für Sachsen werden nach den aktu-
ellen regionalen Klimaszenarien folgende Veränderun-
gen des regionalen Klimas und der Extremereignisse er-
wartet:
Die Lufttemperaturen werden bis Mitte des 21.Jahr-
hunderts gegenüber der Referenzperiode 1961 bis 1990
im Mittel voraussichtlich um 1,8 Grad, im Winter sogar
um nahe 3 Grad ansteigen. Im Sommer werden künftig
extrem heiße Tage mit Spitzentemperaturen bis zu 42°C
erwartet (vgl. Abb. 5.1). Mit ausgeprägten Dürreperioden
muss im Sommerhalbjahr in 50 Jahren weit häufiger
gerechnet werden als unter dem heutigen Klima, gleich-
zeitig werden lokal eng begrenzte Starkniederschläge
stärker in Erscheinung treten. Diese voraussichtlichen
Grundtendenzen deuten sich in den aktuellen Trends der
Klimaparameter bereits an. Insofern könnten lokale
Hochwasserereignisse künftig eine zunehmende Rolle
spielen. Offen ist noch, inwieweit auch mit einer Zu-
nahme regional bedeutsamer Hochwasserereignisse in
Sachsen im Sommer gerechnet werden muss. Detail-
lierte wissenschaftliche Untersuchungen zu diesen
Fragestellungen werden gegenwärtig im Auftrag des
Sächsischen Landesamtes für Umwelt und Geologie
durchgeführt.
Der Sommer 2003 steht offensichtlich im Zusam-
menhang mit dem zu beobachtenden sommerlichen
Erwärmungstrend in den vergangenen 100 Jahren
und die damit in Verbindung stehende Zunahme der
Hitze- und extremen Hitzetage. Er ist ein weiteres
wichtiges Indiz für den diagnostizierten Klimawandel
in Mitteleuropa. Offensichtlich hat die Variabilität des
Klimas in den letzten Jahren bereits deutlich zuge-
nommen und wird sich in den nächsten Jahrzehnten
im Zuge der globalen Erwärmung weiter fortsetzen.
Aktuelle Untersuchungen zur künftigen Klimaentwick-
lung suggerieren, dass in der 2. Hälfte des Jahrhunderts
vor allem in Mitteleuropa mit erheblichen Zunahmen
der Temperaturvariabilität gerechnet werden muss
(S
CHÄR
et al., 2004). Vergleichbare Hitzeperioden wie
im Jahr 2003 könnten dann eine immer größere Rolle
spielen.
38

image
 
am 12.8. einen Kerndruck von 996 hPa erreichte. Im Gegen-
satz zur klassischen Vb-Wetterlage, bei der sich an der Vor-
derseite eines Höhentroges ein Bodentief im Genua- und
Adriaraum entwickelt und sich dann zügig über Österreich
und Tschechien nordwärts nach Polen verlagert, verblieb
diesmal der Tiefdruckkomplex aufgrund von Abschnürungs-
prozessen in den höheren Atmosphärenschichten relativ
lange im Alpenraum und führte bereits dort zu lang anhal-
tenden und ergiebigen Niederschlägen.
Die Starkniederschläge verlagerten sich von der Alpen-
südseite über Bayern, Österreich und Tschechien in den
Osten Deutschlands. Als Sachsen auf die Westflanke des
Tiefs geriet, kam eine massive Nordströmung hinzu, die
am Nordrand des Erzgebirges zu ausgeprägten Stau-
effekten und damit zu einer markanten lokalen Nieder-
schlagsverstärkung führte. Die extrem hohen Tages-
niederschläge im Osterzgebirgsraum resultierten nach
Abschätzungen des Deutschen Wetterdienstes (R
UDOLF
und R
APP
, 2002) vor allem aus diesem Staueffekt am
Nordrand des Erzgebirges. Schließlich verlagerte sich das
Tief über Ostsachsen nur noch langsam nordwärts, so
dass die intensiven Regenfälle ungewöhnlich lange an-
hielten.
Rekord-Niederschläge in Sachsen
Den sintflutartigen Regenfällen im Laufe des 12. August
2002 folgte ein sehr rasches Ansteigen der Pegelstände
der Nebenflüsse der Elbe, das zu verheerenden regiona-
len Hochwasserereignissen führte. Dabei ergaben sich an
mehreren sächsischen Messstationen neue Rekordwerte
5.2
Die Extremniederschläge
im August 2002
Die typische Sommerwitterung in Europa wird geprägt
von einer Frontalzone, die sich vom Nordatlantik über
die Britischen Inseln und Skandinavien bis ins nördliche
Russland erstreckt. Abweichend davon zeichnete sich
der Sommer 2002 durch eine starke Mäandrierung die-
ser Frontalzone aus, d.h. Tröge über Westeuropa griffen
immer wieder weit nach Süden aus. Ein blockierendes
Hoch über Nordosteuropa führte zur Aufspaltung der
Frontalzone. Diese Wetterlagen-Konstellation führte zu
starken regionalen Abweichungen der Temperatur und
des Niederschlages in Europa. Von Südskandinavien über
das Baltikum bis nach Russland war es erheblich zu
warm und zu trocken. Weite Bereiche West- und Süd-
westeuropas wiesen hingegen unternormale Tempera-
turen auf. Übernormale Niederschlagsmengen waren in
Mitteleuropa und im Mittelmeerraum zu verzeichnen.
Entwicklung der Vb-Wetterlage
Im Bereich eines Troges gelangte am 10.August 2002 hoch
reichende Kaltluft vom Nordatlantik über die Britischen
Inseln und Frankreich ins westliche Mittelmeer. Sie löste
im Golf von Genua durch die dort einsetzende Einbezie-
hung sehr warmer und feuchter Mittelmeerluft eine kräfti-
ge Tiefdruckentwicklung aus, ein wesentlicher Ausgangs-
punkt für die nachfolgende Wetterentwicklung in Mittel-
europa. Am 11. August wanderte das Zentrum des Boden-
tiefs in die obere Adria, wobei sich im Laufe des Tages ein
Teiltief nördlich der Alpen entwickelte und dort schließlich
39
Abb. 5.2:
Wolkenspirale des Vb-Tiefs
am 12.08.2002, 14:00 UTC
(Quelle: DWD)

image
40
Abb. 5.3:
Bodenwetterkarte des
DWD vom 11.08.2002,
00 UTC (großes Bild) und
absolute Topographie
500 hPa vom 11.08.2002,
12 UTC (kleines Bild)
354
312
281
267
241
228
219
201
173
158
145
135
109
99
96
94
84
80
78
62
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Altenberg
Zinnwald
Klingenberg
Lauenstein
Grillenburg
Tanneberg
Malter
Lichtenberg
Leuben
Dresden
C arlsfeld
Fichtelberg
Oschatz
Baruth
Holzdorf
Doberlug
Potsdam
Aue
C hemnitz
Lichtenhain
Tagessumme in mm
Abb. 5.4:
Tagessummen der
Starkniederschläge am
12. August 2002 an ausge-
wählten Messstellen in
Sachsen und Brandenburg
für den 24-stündigen Niederschlag. So wurden in Dres-
den 158 mm Niederschlag registriert (bisheriger Rekord
77 mm am 02.08.1998). An der Station Zinnwald-Geor-
genfeld wurden sogar eine Tagessumme von 312 mm
(bisheriger Rekord 260 mm in Zeithain bei Riesa am
06.07.1906) und Stundensummen bis zu 30 mm er-
mittelt. Die Talsperrenverwaltung Sachsens unterhält in
Altenberg eine eigene Messstation. An dieser Mess-
stelle wurde am 12.08.2002 mit 354 mm (Abb. 5.4)
sogar eine um 42 mm höhere Niederschlagssumme re-
gistriert als in Zinnwald. Diese Summen sind die mit Ab-
stand höchsten Tagesniederschläge, die je in Deutsch-
land beobachtet wurden. Insbesondere im Bereich
der
Nebenflüsse der Elbe im Osterzgebirgsraum kam
es in der
Folge am 12. und 13. August zu verheerenden Hochwas-
serereignissen (Abb. 5.5).
Das historische Hochwasser der Elbe trat erst Tage
später ein (Einzugsgebiet der Elbe liegt größtenteils in
Böhmen). Die Hochwassersituation an der Elbe kann
vor allem auf die großflächigen Starkniederschläge am
12. und 13. August, die regenreiche Vorwitterung in ih-
rem böhmischen Einzugsgebiet sowie die lange Andauer
der Regenfälle zurückgeführt werden. Am 17.August
wurde schließlich der historische Höchststand der Elbe in
Dresden mit 9,40 m erreicht.

image
Resümee
Das extreme Niederschlagsereignis im August 2002 in
Sachsen war das Ergebnis des Zusammenspiels zahl-
reicher Prozesse in der Atmosphäre. Hierzu gehören die
Luftdruckverteilung, die Strömungsverhältnisse, die po-
tentielle Energie sowie die Vertikalverteilung von Tem-
peratur und Feuchte in der Troposphäre. Es handelte sich
um ein Einzelereignis infolge einer Verkettung verschie-
dener ungünstiger meteorologischer Umstände, wobei
vor allem anhaltende Staueffekte am Nordrand des Erz-
gebirges zu den Rekordniederschlägen geführt haben.
41
Abb. 5.5: Die Müglitz in der Ortslage Weesenstein im August 2002 (Foto: Stefan Häßler)

 
August und September. Die Vegetationsperiode 1 stellt
den witterungsseitig sensibelsten Abschnitt der Gesamt-
Vegetationsperiode dar. In diese Zeit fällt das Haupt-
wachstum der meisten Feldfrüchte, insbesondere der
Getreidearten.
Typisch für den Witterungsverlauf in der gesamten Vege-
tationsperiode (Monate April bis September) waren lang
anhaltende warme, strahlungsreiche und sehr trockene
Witterungsabschnitte.
Eine wichtige Maßgröße zur Beurteilung von Trocken-
perioden stellen die kumulativen Niederschlagsdefizite
im Jahresverlauf dar. Aus Abb. 5.6 ist exemplarisch für
Görlitz erkennbar, dass im Jahr 2003 vielerorts lediglich
der Monat Juli einen nennenswerten Niederschlagsüber-
schuss aufwies. Seit Februar führten alle anderen Mo-
nate zu einer mehr oder weniger deutlichen Erhöhung
des summarischen Niederschlagsdefizits. Insgesamt
akkumulierten sich infolgedessen bis Ende August 2003
die Jahres-Niederschlagsdefizite in Sachsen gebiets-
weise bereits auf etwa 200 mm und erreichten schließ-
lich zum Jahresende verbreitet ein Defizit von etwa
250 mm.
Bereits Mitte August wiesen viele Flüsse Pegelstände in
der Nähe der historischen Tiefststände auf (Abb. 5.7), zahl-
reiche Bäche fielen trocken.
Markantes Anzeichen für den teils nahezu vollständigen
Verbrauch der Bodenwasservorräte zu dieser Zeit war
die an bestimmten Standorten schlagartige Verfärbung
(Trockenfärbung im Unterschied zur Herbstfärbung) oder
gar Vertrocknung des Laubes der Bäume etwa ab Mitte
August (Abb. 5.8).
Auch für Nadelgehölze bedeutete die lange Trockenheit
Gift: ein starker Abfall von Nadeln und das Absterben von
5.3
Die Dürreperiode
im Sommer 2003
Das Jahr 2003 war ein weit überdurchschnittlich warmes,
sonnenscheinreiches und vor allem sehr niederschlags-
armes Jahr. Insbesondere die Monate Juni und August
waren insgesamt die wärmsten seit über 100 Jahren in
Deutschland. Der Sommer 2003 zeichnete sich durch
bislang absolut unbekannte Rekordwerte bezüglich Hitze
und Trockenheit aus.
Mit 75% des langjährigen Mittelwertes des Jahresnie-
derschlages war das Jahr 2003 in Deutschland wesent-
lich zu trocken. Das Gebietsmittel für Sachsen im glei-
chen Zeitraum lag bei 69%, wobei einige Regionen –
z.B. in Ostsachsen – noch deutlichere negative Abwei-
chungen zeigten (Görlitz mit 401 mm lediglich 61% des
langjährigen Mittels). Kubschütz (Kreis Bautzen) war mit
einer Jahressumme des Niederschlages von nur 301 mm
der trockenste Ort Deutschlands. Aus der Kombination
der drei Klimaparameter Lufttemperatur (zu warm), Son-
nenscheindauer (überdurchschnittlich) und Niederschlag
(sehr trocken) resultierten insgesamt sehr hohe Ver-
dunstungsraten, die aufgrund des fehlenden Wasservor-
rates im Boden zu äußerst extremen Stresssituationen
für die Pflanzen führten. Selbst in Gebieten, in denen ver-
gleichsweise viel Regen fiel, war die Situation sehr kri-
tisch, da die registrierten Niederschläge fast ausschließ-
lich in Verbindung mit Schauern und Gewittern innerhalb
weniger Stunden auftraten und damit nicht tief in den
ausgetrockneten Boden eindringen konnten.
Witterung im Sommerhalbjahr
(Vegetationsperioden 1 und 2)
Das Sommerhalbjahr umfasst die Monate April bis Sep-
tember, die Vegetationsperiode 1 die Monate April, Mai
und Juni und die Vegetationsperiode 2 die Monate Juli,
42
7
–25
–35
–62
–95
–121
–192
–202
–204
–255
–231
–300
–250
–200
–150
–100
–50
0
50
Januar
Februar
März
April
Mai
Juni
Juli
August
September
Oktober
November
Dezember
Defizit in mm
Monat
Kumulativ
–144
Abb. 5.6:
Entwicklung des Nieder-
schlagsdefizits im Jahr 2003
an der Station Görlitz
(Basis: Vergleich mit dem
langjährigen Mittel 1961–1990)

image
image
43
Abb. 5.8: Trockenschäden an Bäumen in Sachsen im August 2003
Abb. 5.7: Die Elbe bei Radebeul im August 2003

image
Ästen konnte in vielen Gebieten Deutschlands, nicht nur
in Sachsen, beobachtet werden. Dass im Tiefland den-
noch zunächst Trockenschäden in größerem Umfang nicht
sichtbar wurden, resultiert vermutlich aus den im Vor-
jahr und Winter besonders gut gefüllten Grundwasser-
vorräten und einem kapillaren Wasseraufstieg bis in den
Wurzelraum der Bäume auf tiefgründigen Standorten.
Für verschiedene Schaderreger, wie zum Beispiel den
Borkenkäfer, boten der Witterungsverlauf und die einge-
schränkte Vitalität der Waldbestände ausgesprochen
günstige Entwicklungsbedingungen.
Witterung in der Vegetationsperiode 1
Mit 72% des langjährigen Mittelwertes des Jahresnieder-
schlages war die Vegetationsperiode1 im Jahr 2003 in
Deutschland wesentlich zu trocken. Dabei nehmen die Bun-
desländer Sachsen und Brandenburg mit jeweils lediglich
55% eine unrühmliche Spitzenposition ein. Abb. 5.10 bringt
die regionale Differenzierung der Niederschläge innerhalb
Sachsens zum Ausdruck. So sind in weiten Teilen Nord- und
Ostsachsens, wie hier exemplarisch anhand der Fallbei-
spiele Dresden und Görlitz dargestellt, sogar weit weniger
als 50% der Normalwerte registriert worden.
Aus klimatologischer Sicht kann für das östliche Sachsen
die 100-jährige Niederschlagsreihe der Station Görlitz
betrachtet werden. Richtet man nun den Blick auf die
Monate April, Mai, Juni (Vegetationsperiode 1), so trat
44
die bisher extremste Trockenheit innerhalb dieses Zeit-
abschnittes im Jahr 2003 auf (42% des langjährigen Mit-
telwertes). Es folgen die Jahre 1976 mit 44% und 1934
mit 48%. Einen Vergleich der kumulativen Niederschlags-
höhen in Jahren mit extrem trockenen Vegetations-
perioden liefert Abb. 5.11. Dargestellt wird auch der ent-
sprechende Mittelwert für den Referenzzeitraum 1961–
1990 zum Vergleich.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese Einstufung auf-
grund der hauptsächlich durch konvektive Niederschläge
geprägten Witterung in diesem Zeitabschnitt nicht für alle
Regionen und Orte in Sachsen gleichermaßen zutrifft.
55
72
41
42
0
25
50
75
100
Deutschland
Sachsen
Dresden
Görlitz
Niederschlagssummen in %
Abb. 5.10: Vergleich der Niederschlagssummen in der
Vegetationsperiode 1 des Jahres 2003 mit dem
langjährigen Mittel 1961–1990
Abb. 5.9: Verdorrtes Maisfeld während der Dürreperiode 2003

image
Blockierende Hochdruckwetterlagen
im Juni und August
Die Lufttemperatur war seit 1761 in Deutschland noch nie
so hoch wie im Sommer 2003. Die positiven Abweichun-
gen der bisher wärmsten Sommer in den Jahren 1826,
1834, 1947, 1992 und 1994 wurden erheblich überschrit-
ten. Typisch für den Witterungsverlauf waren vor allem die
in den Monaten Juni und August zu beobachtenden
warmen, strahlungsreichen und sehr trockenen Witte-
rungsabschnitte in Verbindung mit blockierenden stabilen
77
82
116
89
185
0
50
100
150
200
2003
1976
1934
1982
Mittel
Niederschlagshöhe in mm
Abb. 5.11: Niederschlagssummen in der Vegetations-
periode 1 in Dürrejahren an der Station Görlitz
45
Abb. 5.12: Berliner Wetterkarte vom 03.06.2003 – Höhenwetterkarte 500 hPa, 01 Uhr MEZ
Hochdruckwetterlagen, die ein Übergreifen atlantischer
Wetterfronten von Westen her verhinderten.
Im
Juni
bestimmten vorwiegend tropische Luftmassen
aus Afrika das Wettergeschehen vor allem im Süden und
Südwesten Deutschlands. Bereits in der ersten Junide-
kade trat eine zu dieser Jahreszeit ungewöhnliche Hitze-
welle mit Maxima der Lufttemperatur um 32°C auf. Zwei
Faktoren waren aus meteorologischer Sicht dabei kenn-
zeichnend:
Die wetterbestimmende Hochdruckzone reichte von
Nordskandinavien bis Südeuropa, bildete eine Blockie-
rung der Westdrift, wenngleich nicht in Form einer
klassischen „Omega-Lage“ (Abb. 5.12).
Diese Konstellation stellte sich bereits Anfang Juni
ein (Zeitpunkt des Auftretens bislang ohne Beispiel.
Üblicherweise treten ähnliche Situationen erst zu
den so genannten Hundstagen auf), war außerge-
wöhnlich stabil und bestimmte das Wettergeschehen
in Deutschland.
Die Grenze zwischen feuchteren und trockeneren Luft-
massen erstreckte sich dabei von Nord nach Süd mitten
über Deutschland hinweg, so dass Niederschläge vor

image
46
allem in Westdeutschland beobachtet wurden. In Ost-
deutschland blieb es meist trocken, so dass sich insbe-
sondere in diesen Regionen die Dürresituation erheblich
verschärfte.
Im
August
bestimmte ein stabiler Höhenhochkeil über
West- und Mitteleuropa die Witterung in Deutschland
(Abb. 5.13).
Infolge des Blockierungseffektes gegenüber atlantischen
Wetterfronten setzte sich die Trockenheit in Deutschland
damit weiter fort. Bereits Mitte August wiesen viele Flüs-
se Pegelstände in der Nähe der historischen Tiefststände
auf und es traten standortabhängig verbreitet Trocken-
färbungen von Bäumen auf.
Insbesondere in der ersten Dekade des August trat eine
im Ausmaß bislang nicht beobachtete Hitzeperiode über
West- und Südeuropa auf. Allein in Frankreich forderte
diese extreme Hitzewelle offiziell etwa 15.000 Hitze-
opfer. Diese Hitzewelle erfasste auch weite Teile Süd-
und Westdeutschlands und führte dort zu Rekordtempe-
raturen und einer extrem langen Andauer von heißen Ta-
gen. Im Osten Deutschlands herrschten während dieser
Zeit durch das Einsickern trockener Festlandsluft erträg-
lichere Witterungsbedingungen vor. Insgesamt prägte
den Witterungscharakter des Sommers 2003 in Sachsen
weniger die Hitze, sondern vor allem die permanente
Trockenheit (daher Bezeichnung
Dürreperiode 2003).
Glücklicherweise waren die über Deutschland liegen-
den Luftmassen – vor allem im Osten Deutschlands –
deutlich trockener als in Frankreich oder im Mittelmeer-
raum. Infolgedessen konnte die Übersterblichkeit offen-
sichtlich auch nicht das Ausmaß erreichen wie z.B. in
Frankreich. Während dieser Zeit wurden in Sachsen
auch keine mit West- und Südwestdeutschland vergleich-
baren Monatsmittel (Abb. 5.14) und Maxima der Lufttem-
peratur erreicht, da in Verbindung mit einer nordöstlichen
Bodenströmung zeitweise etwas kühlere Luft einsickern
konnte (Beispiele Monatsmaxima: Dresden und Leipzig
36°C; Freiburg 40,2°C; Frankfurt/Main 38,7°C).
Abb. 5.13: Berliner Wetterkarte vom 09.08.2003 – Höhenwetterkarte 500 hPa, 01 Uhr MEZ

25.5
23
22.4
23.7
20.8
21.2
21
3.3
5.8
6
6.3
4.2
3.5
5.4
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Freiburg Stuttgart München Frankfurt Erfurt Leipzig Dresden
Lufttemperatur in ° C
0
1
2
3
4
5
6
7
Abweichung in K
in °C
in K
Abb. 5.14:
Monatsmittelwerte der Lufttem-
peratur (rot) und Abweichungen
von Referenzwerten 1961–1990
(blau) im August 2003
0
20
40
60
Frankfurt/M
Potsdam
Görlitz
Dresden
Hannover
Stuttgart
Ueckermünde
Düsseldorf
München
Freiburg
Niederschlag in mm
Abb. 5.15:
Monatssummen des Nieder-
schlags an ausgewählten
Stationen in Deutschland im
August 2003 (Quelle: DWD)
Aus Abb. 5.15 ist zu ersehen, dass Ostsachsen – wie
auch Gebiete im Norden Sachsens – von der Trockenheit
im August besonders betroffen war. An einigen Statio-
nen konnte seit Beginn meteorologischer Aufzeich-
nungen der trockenste August registriert werden (z.B. Gör-
litz 3 mm im Jahr 2003 / bislang Negativrekord 11 mm im
August 1942).
Resümee
Der Sommer 2003 wurde geprägt durch eine hohe Persis-
tenz blockierender Hochdruckwetterlagen, die in Sachsen
zu ausgesprochen niederschlagsarmer Witterung führten.
Eine solche Wiederholungstendenz der Wetterabläufe
resultiert aus einer großräumigen Stationarität der planeta-
rischen Zirkulationsmuster. Für den Zeitraum der meteo-
rologischen Messungen seit 1761 kann der Sommer 2003
in Deutschland als äußerst extremes und statistisch ge-
sehen nahezu „unmögliches“ Ereignis gewertet werden
(Temperaturanomalie +3,5 K; bisheriger Rekord 1947 mit
+2,3 K). Unter Annahme eines konstanten Klimas sollte sich
eine solche Hitzeperiode wie im Sommer 2003 höchstens
alle 10.000 Jahre ereignen (S
CHÖNWIESE
et al., 2004). Maß-
geblich geprägt wurde die Dürreperiode durch die extrem
warme und trockene Witterung im Juni und August.
Die Dürreperiode 2003 in der Vegetationsperiode 1 in
Sachsen ist, wie auch schon das Starkregenereignis im
August 2002, als „Jahrhundert-Ereignis“ einzuordnen.
47

 
antreiben, so dass nach dem Erreichen einer bestimm-
ten Temperatursumme im Frühjahr die Knospen auf-
brechen, sich die Blätter entfalten bzw. die Pflanzen zu
blühen beginnen.
Das Sächsische Landesamt für Umwelt und Geologie
hat im Jahr 2002 das Forschungsprojekt KLIVEG an die
Humboldt-Universität Berlin, Institut für Pflanzenbau-
wissenschaften vergeben. Das Vorhaben sollte einen
ersten detaillierten Beitrag zur Beurteilung der Auswir-
kungen von gegenwärtigen und zu erwartenden Klima-
änderungen auf die Vegetationsentwicklung in Sachsen
liefern (C
HMIELEWSKI
et al., 2004). Die Ergebnisse werden
nachfolgend vorgestellt.
6.1.2
Methodik
Für die Untersuchungen zur Vegetationsentwicklung in
Sachsen wurden phänologische Beobachtungsdaten des
Deutschen Wetterdienstes (DWD) im Zeitraum 1961–2000
verwendet. Aus dem Beobachtungsprogramm des DWD
sind diejenigen Pflanzenarten ausgewählt worden, die
für Sachsen relevant sind und für die möglichst viele
Beobachtungen vorlagen. Die untersuchten Pflanzen sind
drei Gruppen zugeordnet:
Natürliche Vegetation
Hänge-Birke, Rosskastanie, Stiel-Eiche, Sommer-Linde,
Flieder, Fichte, Robinie, Schwarzer Holunder, Sal-Weide,
Wiesen-Knaulgras
Obstgehölze
Apfel, Süßkirsche, Sauerkirsche, Stachelbeere, Rote
Johannisbeere
Landwirtschaftliche Nutzpflanzen
Winterroggen, Hafer
Zur Analyse der Beziehungen zwischen Klima und
Vegetationsentwicklung wurden Klimadaten aus den
CLISAX-Studien
verwendet. Diese Daten umfassen Be-
obachtungswerte
aller sächsischen Klimastationen so-
wie einiger weiterer Standorte im Grenzbereich zu den
benachbarten
Bundesländern. Für die Untersuchungen
im Rahmen dieses
Vorhabens wurden in erster Linie
Beobachtungswerte der Lufttemperatur benötigt, da
die Pflanzenentwicklung in den mittleren Breiten maß-
geblich durch diesen Parameter gesteuert wird.Lang an-
haltende Trockenperioden haben ebenfalls vielfältige Wir-
6.1
Mögliche Auswirkungen klima-
tischer Veränderungen auf die
Vegetationsentwicklung in Sachsen
6.1.1
Einführung
Durch den bereits stattfindenden Klimawandel sind Öko-
systeme, Wälder und landwirtschaftliche Nutzpflanzen
erheblich gefährdet. So kann ein zeitigerer Austrieb der
Pflanzen im Frühjahr zu einem erhöhten Spätfrostrisiko
mit einer Zunahme von Frostschäden führen. Ver-
schiebungen der Vegetationsperiode können in der land-
wirtschaftlichen Produktion Veränderungen in der Be-
wirtschaftung zur Folge haben und damit ökonomische
Bedeutung erlangen. Zunehmende Trockenheit im Som-
mer in Verbindung mit höheren Temperaturen kann so-
wohl für die natürlichen als auch für die gestalteten
Ökosysteme zu vielfältigen negativen Auswirkungen
führen.
Phänologische Daten ermöglichen die Saisonalität von
Pflanzen zu beschreiben, die natürliche Vegetationszeit
einer Region zu definieren und den jährlichen Entwick-
lungsverlauf der Vegetation darzustellen. Da die Entwick-
lungsprozesse der Pflanzen in hohem Maße temperatur-
abhängig sind, werden phänologische Beobachtungen zu
empfindlichen Bioindikatoren für Klimaänderungen in den
mittleren und höheren Breiten.
Dies gilt vor allem für die Frühjahrsphasen, d.h. das Auf-
brechen der Knospen, die Blattentfaltung und die Blüte
von Pflanzen. Bereits zum Ende der Vegetationszeit im
Herbst bereiten sich die Bäume und Sträucher auf den
Vegetationsbeginn im kommenden Jahr vor. Knospen
werden angelegt und die Pflanze tritt nachfolgend in
die Winterruhe ein. In diesem Zustand führen für das
Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen normaler-
weise förderliche Temperaturen noch nicht zum Austrieb
der Knospen.Die Pflanze muss erst über einen bestimm-
ten Zeitraum, der von Pflanzenart zu Pflanzenart ver-
schieden ist, niedrigen Temperaturen (ca. 0–10°C) aus-
gesetzt sein, bevor die Knospen die Winterruhe über-
wunden haben. Diesen Zustand erreichen die Bäume
und Sträucher meist schon gegen Ende des Jahres. Erst
jetzt können für das
Wachstum der Pflanzen förderliche
Temperaturen die Entwicklung
der Knospen weiter vor-
49
6 Folgen des Klimawandels
in Sachsen

image
 
kungen auf die Pflanzen, so dass auch die Veränderun-
gen im Niederschlagsregime für Sachsen von Interesse
waren.
Der in der Studie verwendete Zeitraum umfasst ent-
sprechend den phänologischen Beobachtungen die Pe-
riode 1961–2000.
Die Beurteilung der künftigen Vegetationsentwicklung in
Sachsen basiert auf der speziell für den Freistaat Sach-
sen entwickelten Regionalen Klimaprojektion REKLISA
bzw. WEREX mit den Szenarien I (2021–2030), II (2031–
2040), III (2041–2050) und dem Kontrolllauf (1981–2000).
6.1.3
Ergebnisse
Fröste
Die häufigsten Frostschäden treten nicht im Winter auf,
wenn die Gehölze sich in der Ruhephase befinden und
damit größtenteils frostresistent sind, sondern im Herbst
und Frühjahr, wenn dieser Zustand noch nicht erreicht
ist oder die Pflanzen keine ausreichende Kälteresistenz
mehr besitzen. Dementsprechend wird der Zeitraum zwi-
schen dem letzten Frost im Frühjahr und dem Auftreten
des ersten Frostes im Herbst zur Definition der Vegeta-
tionszeit verwendet. Für den Obst-, Gemüse- und Wein-
bau sowie den Anbau einiger Sonderkulturen ist vor
allem der Termin des letzten Frostes im Frühjahr (Spät-
frost) von Bedeutung. Frost während der Obstblüte kann
zu völligen Ertragsausfällen führen. Hierbei ist die Stärke,
Andauer und der Zeitpunkt von Frösten entscheidend.
Ebenfalls spielt die Pflanzenart und Resistenz der Sorte
eine Rolle. Die Empfindlichkeit der Pflanzen gegenüber
Spätfrost steigt mit ihrer fortschreitenden Entwicklung.
Geschlossene Blütenknospen beim Apfel halten kurz-
zeitig noch Temperaturen von –4°C aus, voll entfaltete
Blüten nur noch Tiefsttemperaturen bis etwa –2°C, kleine
Früchte hingegen keine Minima mehr unter –1°C. Kirschen
hingegen sind deutlich frostempfindlicher. Hier können
die schwellenden Knospen bereits bei –2°C erfrieren.
Für Sachsen ergibt sich im vieljährigen Mittel ein frost-
freier Zeitraum von 172 Tagen zwischen dem 29.04. und
19.10.In den letzten 40 Jahren hat sich die frostfreie Zeit
signifikant um 17 Tage verlängert. Die Ausdehnung der
frostfreien Zeit ist annähernd zu gleichen Teilen auf das
spätere Auftreten der Frühfröste und das zeitigere Ende
der Spätfröste zurückzuführen. Pflanzen, die in ihrer Ent-
wicklung im Frühjahr eine stärkere Verfrühung als 2,0
Tage pro Jahrzehnt aufweisen, sind somit zunehmend
spätfrostgefährdet.
Das Auftreten von Spätfrösten ist deutlich von der Topo-
graphie abhängig. Mit zunehmender Höhenlage verspä-
50
Abb. 6.1.1: Jährliche Anzahl von Frosttagen im Kontrolllauf (1981–2000)

image
Eine Ausdehnung der frostfreien Zeit bedeutet zugleich
eine Abnahme der jährlichen Zahl von Frosttagen. Diese
reduziert sich von 101 Tagen auf bis zu 73 Tage je nach
Szenario bis 2050.
Thermische Vegetationsperiode
Die Länge der Vegetationsperiode bestimmt im Wesent-
lichen den Zeitraum, der in einer Region für das Wachs-
tum und die Entwicklung der Pflanzen jährlich zur
Verfügung steht. Im Allgemeinen wird die thermische
Vegetationszeit durch das Über- bzw. Unterschreiten der
Tagesmitteltemperatur von 5°C definiert. Dieser Zeit-
raum dauert in Sachsen im Mittel 223 Tage, d.h. ca.
7 Monate. Der mittlere Vegetationsbeginn in Sachsen
(28.03.) fällt annähernd mit der Aussaat des Sommer-
getreides zusammen. Die Vegetationsperiode endet im
Mittel am 7. November.
Über den Untersuchungszeitraum 1961–2000 ergibt sich
ein Trend zur Verlängerung der Vegetationsperiode von
2,2 Tagen pro Jahrzehnt, der hauptsächlich durch die Ver-
frühung des Vegetationsbeginns bedingt ist. Damit be-
stätigt sich auch für Sachsen die allgemeine Tendenz zu
einer Verlängerung der Vegetationsperiode.
Räumlich gesehen variiert die Andauer der Vegetations-
zeit zwischen 180 Tagen in den Höhenlagen der Mittel-
tet sich der Beginn der frostfreien Zeit.Über 800 m ü.NN
kommt es noch nach dem 15.05.zu Spätfrösten.Auf den
höchsten Lagen werden noch bis Ende Mai Spätfröste
beobachtet. Im Elbtal und den Tälern der Flüsse werden
diese im Mittel nur bis zum 25. April registriert.
In den Szenarien zeichnet sich eine weitere Verlänge-
rung der frostfreien Zeit ab. Hierfür ist im Gegensatz zu
den Beobachtungen ausschließlich das verspätete Auf-
treten der ersten Frühfröste verantwortlich. Diese ver-
schieben sich je nach Szenario um 8 bis 13 Tage nach
hinten. Veränderungen bei den Spätfrösten sind nicht er-
kennbar. Dies hat zur Folge, dass die Gefahr von Spätfrost
für die Pflanzen steigen wird, da die Vegetationsentwick-
lung aufgrund des höheren Temperaturniveaus
generell
früher einsetzt und schneller abläuft. Die geringe
Ver-
änderlichkeit der Spätfröste gegenüber den Frühfrösten
ist sehr wahrscheinlich durch regionale Besonderheiten
bedingt. Hierfür ist vor allem die Zunahme von Ost-
wetterlagen im Frühjahr verantwortlich,die immer wieder
zum Absinken der nächtlichen Tiefsttemperaturen unter
den Gefrierpunkt infolge intensiver Ausstrahlung führt.
Nur in den Tieflandsbereichen zeigt sich eine geringe
Verfrühung des letzten Spätfrostes. Die Frühfröste hin-
gegen verspäten sich in ganz Sachsen, woraus eine
Verlängerung der frostfreien Zeit resultiert. Selbst in den
Hochlagen ist diese Veränderung erkennbar.
51
Abb. 6.1.2: Jährliche Anzahl von Frosttagen im Szenario III (2041–2050)

image
image
52
Abb. 6.1.3: Mittlere Dauer der thermischen Vegetationsperiode (in Tagen), 1961–2000
Abb. 6.1.4: Dauer der Vegetationsperiode (in Tagen) im Szenario III (2041–2050)

Trends der Pflanzenentwicklung
Die Ergebnisse der Untersuchungen belegen, dass die
für Europa und Deutschland gefundenen Trends in der
Pflanzenentwicklung uneingeschränkt auf Sachsen über-
tragbar sind.Seit dem Ende der 1980er Jahre zeigen sich
bei nahezu allen Pflanzen deutliche Verfrühungen in
den einzelnen Phasen, die außerordentlich
gut mit den
Veränderungen der Lufttemperatur korrespondieren. Die
Ergebnisse des Forschungsprojektes zeigen, dass so-
wohl die natürliche Vegetation als auch Obstgehölze
und landwirtschaftliche Kulturen auf die Klimaverände-
rungen bereits deutlich reagiert haben. Unterschiede in
der Reaktionsstärke bestehen sowohl
zwischen den
Pflanzenarten als auch in der Jahreszeit. Generell zeigen
die Frühjahrsphasen den stärksten Trend zur Verfrühung.
Innerhalb einer Pflanzenart nimmt dieser Trend im Jah-
resverlauf ab und kann sich bis zum Herbst teilweise
in eine Verspätung des Phaseneintritts umwandeln. Die
Pflanzen reagieren im Frühjahr außerordentlich stark auf
die Variabilität der Witterung, während im Herbst höhere
Temperaturen die physiologischen Prozesse der Pflanze
noch aufrechterhalten können, so dass bei einem An-
stieg der Herbsttemperaturen eine verlängerte Pflanzen-
entwicklung zu erwarten ist, wenn nicht
vorausgehende
Trockenheit zu vorzeitiger Blattverfärbung
und zum Blatt-
fall führt.
Auch für die Zukunft ist zu erwarten, dass sich sowohl
bei der natürlichen Vegetation als auch beim Obst die
größten Veränderungen für die zeitigen Frühjahrsphasen
zeigen. Diese starken Verfrühungen sind auf die markan-
ten Veränderungen der Lufttemperaturen in den beiden
letzten Wintermonaten zurückzuführen. Die später im
Jahresverlauf auftretenden Sommer- und Herbstphasen
zeigen deutlich geringere Veränderungen. Während für
die Phasen der Fruchtreife noch ein leichter negativer
Trend vorhanden ist, zeigt der Termin der Blattverfärbung
im Herbst kaum noch eine Verschiebung. Beim Obst
wurde ebenfalls eine deutliche Verfrühung der zeitigen
Phasen nachgewiesen.
Die Pflückreife beim Obst liegt in den Monaten Juni
und Juli. Aufgrund der steigenden Sommertemperaturen
insbesondere in den ersten beiden Monaten wird die
Fruchtreife merklich beschleunigt. Die maximalen Ver-
frühungen bei den Obstarten betragen 5 bis 9 Tage.Hier-
durch wird jedoch die Länge des Reifezeitraums der
Gehölze nicht beeinträchtigt, da sich der Blühbeginn in
ähnlichem Maße verfrüht hat.
Bei den landwirtschaftlichen Nutzpflanzen sind nur ge-
ringe Veränderungen in der Entwicklung erkennbar. Die
Phase der Bestellung konnte bei beiden untersuchten
Getreidearten (Hafer, Winterroggen) nicht berechnet
werden, da der Termin von vielfältigen Faktoren abhängig
ist. Beim Hafer besteht ein sehr enger Zusammenhang
zwischen der Bestellung und dem Auflaufen der Saat.
gebirge und 250 Tagen in den nördlichen Tieflandsberei-
chen und im Elbtal.Dabei beginnt die Vegetationsperiode
im Tieflandsbereich um den 16. März und verzögert sich
nach Süden mit zunehmender Höhe auf den 15.April
und später. Das Ende der Vegetationsperiode vollzieht
sich genau gegenläufig. Es setzt in den Höhenlagen vor
dem 31. Oktober ein und erreicht das Tiefland bis zum
16. November.
Die bereits beobachtete Verlängerung der thermischen
Vegetationszeit wird sich künftig fortsetzen. Die mittlere
Andauer wird um mindestens 10 Tage bis maximal 31
Tage zunehmen. Als Ursache ist sowohl die Verfrühung
des Vegetationsbeginns als auch die Verspätung des
Vegetationsendes anzusehen. Hierbei kommt es vor
allem an den Stationen bis ca.450 m ü.NN zu einer deut-
lichen Verfrühung des Vegetationsbeginns. Die Länge
der thermischen Vegetationsperiode ändert sich dem-
zufolge vor allem in den Tieflandsbereichen und bleibt
mit zunehmender Höhe annähernd gleich. In der Leipzi-
ger Tieflandsbucht, im Leipziger Land bis in das südliche
Sächsische Hügelland verlängert sich die Vegetations-
periode bis 2050 auf 280–300 Tage, d.h. um immerhin
30–50 Tage. Auch in der Elbtalweitung kann noch eine
Verlängerung von 20–30 Tagen beobachtet werden. In
den höchsten Lagen des Sächsischen Mittelgebirges
fällt die Verlängerung mit weniger als 5 Tagen nur gering
aus.
Klimatische Bedingungen
in der Hauptvegetationszeit
Der Zeitraum von April bis Oktober kann als Hauptvege-
tationszeit definiert werden, da das Pflanzenwachstum
der meisten Kulturarten in diese Periode fällt. Für die
Entwicklung des Getreides sind hiervon die ersten 4 Mo-
nate relevant, für das Wachstum der Hackfrüchte vor
allem der Zeitraum ab Juli. Für die natürliche Vegeta-
tion ist dieser Zeitabschnitt ebenfalls von Bedeutung, da
in dieser Zeit der Hauptbiomassezuwachs erfolgt. Die
mittlere Temperatur in der Hauptvegetationszeit beträgt
heute 12,3°C. In den Szenarien setzt sich der Tempe-
raturanstieg innerhalb der Hauptvegetationszeit fort, so
dass bis 2050 die Mitteltemperatur 14,3°C beträgt. Der
Temperaturanstieg ist sachsenweit zu beobachten,
wobei die Erwärmung in den Höhenlagen geringfügig
stärker ausfällt als in den tiefer gelegenen Gebieten.
Zudem wird die Niederschlagshöhe in der Hauptvege-
tationszeit deutlich abnehmen. Bis 2050 kann der Wert
von heute 436 mm auf 402 mm sinken.Damit ergibt sich
in diesem für die Entwicklung der Vegetation wichtigen
Zeitraum eine Reduktion des mittleren Niederschlages
um nahezu 34 mm. Sowohl der Temperaturanstieg als
auch die fehlenden Niederschläge im Zeitraum zwischen
April und Oktober werden sich negativ auf den Boden-
wasserhaushalt und damit auf das Pflanzenwachstum
auswirken.
53

image
image
54
Abb. 6.1.5: Beginn der Blattentfaltung bei der Stieleiche, 1961–2000
Abb. 6.1.6: Beginn der Blattentfaltung bei der Stieleiche, Szenario III (2041–2050)

image
image
55
Abb. 6.1.7: Pflückreife des Apfels, 1961–2000
Abb. 6.1.8: Pflückreife des Apfels, Szenario III (2041–2050)

image
Die nachfolgenden Phasen sind schon relativ unabhängig
vom Aussaattermin und werden zunehmend durch den
Witterungsverlauf gesteuert. Die sich in den Szenarien
ergebenden Veränderungen im Eintrittstermin der Phasen
sind jedoch äußerst gering. Beim Winterroggen erfolgen
die Bestellung und das Auflaufen der Saat zum Ende der
Vegetationsperiode im Herbst. Die nachfolgenden Phasen
wie Schossen, Ährenschieben, Vollblüte und Ernte wer-
den erst im darauf folgenden Jahr beobachtet und sind
somit unabhängig vom Aussaattermin. Der Schossbeginn
und der Beginn des Ährenschiebens werden maßgeblich
durch die Temperaturen im zeitigen Frühjahr beeinflusst.
Da in diesem Zeitraum die Temperaturänderungen eher
gering sein werden, beträgt die maximale Verfrühung bei-
der Phasen im Durchschnitt nur moderate 3 Tage.
Veränderung der Frostgefahr während der Blüte
von Obstgehölzen
Die potentielle Spätfrostgefährdung der Pflanzen ist von
vielen Faktoren abhängig. Hierzu zählen neben Pflanzen-
art und Sorte der Zeitpunkt, die Stärke und die Andauer
des Frostes. Für den Anbau von Obst und Wein ist die
Frostgefahr von außerordentlicher Bedeutung, da durch
einzelne Frostnächte die Ernte eines ganzen Jahres ver-
nichtet oder merklich dezimiert werden kann. Der Witte-
rungsverlauf während der Obstblüte ist daher von größe-
rer Bedeutung als die Bedingungen während der Reife.
Die Untersuchungen haben ergeben, dass sich der Blüh-
beginn bei allen untersuchten Obstarten bis 2050
weiter
verfrühen wird. Die Abnahme der jährlichen Anzahl von
Frosttagen ist vor allem auf die Reduktion der herbst-
lichen Frühfröste zurückzuführen. Das zeitliche Auftreten
von Spätfrösten hingegen unterliegt kaum Veränderungen.
Hierdurch wird sich für einige Obstbäume eine zunehmen-
de Frostgefährdung ergeben. Für alle untersuchten Ge-
hölze zeigt sich eine deutliche Zunahme der leichten und
mittleren Fröste während der Blüte. Für die Süßkirschen
ergibt sich beispielsweise nahezu eine Versechsfachung
der Frostgefahr. Da die Knospen und Blüten von Kirsch-
bäumen weniger frostresistent sind als die von Apfelbäu-
men ist hier die Gefahr von Frostschäden äußerst hoch.
Insgesamt zeigt sich, dass durch die Verfrühung der
Obstblüte die Spätfrostgefahr deutlich zunehmen wird.
Die früher blühenden Kirschbäume sind hiervon extrem
betroffen. Bei Äpfeln kann annähernd mit einer Verdop-
pelung von Spätfrostschäden gerechnet werden.
Auswirkungen von Trockenheit
auf die Pflanzenentwicklung
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass überdurch-
schnittliche Temperaturen zu einer Verfrühung der phäno-
logischen Phasen im Frühjahr und Sommer führen. Ein
milder Herbst kann im Gegensatz hierzu die physiologi-
schen Prozesse der Pflanze noch verlängern und somit
den Zeitpunkt der Blattverfärbung verzögern. Vorausset-
zung hierfür sind ausreichende Niederschläge innerhalb
der Vegetationszeit. Extreme Trockenheit, die in unseren
Breiten meist mit überdurchschnittlichen Temperaturen
einhergeht, kann den Einfluss der Lufttemperatur auf
die Pflanzenentwicklung verstärken oder kompensieren.
Lang anhaltende Trockenheit im Sommer führt vor allem zu
vorzeitiger Reife, beispielsweise beim Getreide und beim
Obst. Die durch Trockenheit und Hitze eingeleitete Not-
reife ist meist mit deutlichen Ertragseinbußen verbunden.
Trockenperioden im Sommer und Herbst führen vor allem
bei Bäumen zum frühzeitigen Laub- bzw. Nadelabwurf.
Diese Reaktion ist vor allem auf extremen Trockenstress
zurückzuführen. Der Sommer 2003 war beispielhaft da-
für, welche Auswirkungen Trockenheit und Hitze auf die
Pflanzenentwicklung haben können. Eine quasi-stationäre
Hochdruckwetterlage über Mitteleuropa führte in diesem
Jahr zu Rekordtemperaturen, einer überdurchschnittlichen
Sonnenscheindauer und erheblichen Niederschlagsdefizi-
ten in weiten Teilen Europas. Die Sommertemperatur lag
in
Europa um 2°C, in Deutschland sogar um 3,4°C über
dem langjährigen Durchschnitt. In Sachsen betrug die
mittlere Temperaturanomalie zwischen März und Juni
+2,1°C, das Niederschlagsdefizit belief sich im selben
Zeitraum bereits auf 176 mm. Vielerorts waren deutliche
Trockenschäden an Bäumen erkennbar. Die ausgespro-
chen intensive Blüte und Fruchtbildung bei fast allen
Gehölzen im Jahr 2003 stellte einen zusätzlichen Kraft-
aufwand für die Bäume dar, so dass zur Bewältigung der
extremen Witterung kaum Reserven vorhanden waren.
Dementsprechend offensichtlich waren die Schäden.
Auch in Sachsen wurden Reaktionen der Bäume auf die
Trockenheit festgestellt. Besonders betroffen von einem
vorzeitigen Blatt- und Fruchtfall waren die Buchen-,
Eichen- und Kiefernbestände. Die Blattverfärbung setzte
ca. 1–3 Wochen früher als normal ein. Bei Fichten war
2003 ein starker Borkenkäferbefall zu verzeichnen. Die
trocken-warme Witterung führte zu einer Massenver-
mehrung der Schädlinge. In einigen Regionen wurden
bis zu vier Generationen von Borkenkäfern beobachtet.
Die Schäden an den durch die Trockenheit geschwächten
Bäumen waren selbst noch im Folgejahr 2004 erkennbar.
Vor allem die Eichen zeichneten sich noch im Frühjahr
56
Abb. 6.1.9: Apfelblüte

image
 
frostfreien Zeit um 13 Tage führen. Hierbei ist von außer-
ordentlicher Bedeutung, dass die Abnahme in der
Frosthäufigkeit ausschließlich auf die Reduktion der
Frühfröste zurückzuführen ist, da im Frühjahr keine we-
sentlichen Änderungen der Lufttemperatur prognosti-
ziert wurden. Dies hat außerordentliche Bedeutung für
die Spätfrostgefährdung der Pflanzen. Die thermische
Vegetationszeit wird sich gegenüber heute nochmals
deutlich um einen Monat verlängern. Hieran sind zu glei-
chen Teilen der Vegetationsbeginn und das Vegetations-
ende beteiligt. Die längere Vegetationszeit wird vor allem
in den tieferen Lagen bis ca. 450 m zu beobachten sein.
In den Höhenlagen sind die Veränderungen hingegen nur
gering. Der Anstieg der Lufttemperatur und die klima-
tischen Veränderungen innerhalb der Vegetationszeit
können verschiedenste Auswirkungen auf die Pflanzen-
entwicklung in Sachsen haben.
Auf die zunehmend milderen Winter werden die Pflan-
zen mit einem zeitigeren Austrieb reagieren. Große
Veränderungen in den Eintrittsterminen sind bei den frü-
hen Phänophasen (z.B. Blühbeginn) zu erwarten. Der im
Frühjahr vorhandene Vorsprung in der Entwicklung wird
durch die ansteigenden Sommertemperaturen teilweise
wieder kompensiert. Für Obstgehölze werden sich da-
mit kaum nennenswerte Veränderungen in der Länge
der Reifephase ergeben. Der gesamte Entwicklungs-
zeitraum wird lediglich nach vorn verschoben.
In Extremjahren, in denen Abweichungen der Lufttem-
peratur von mehr als 8°C im Januar und Februar möglich
sind, wird es zu außerordentlich frühen Terminen der
Blüte und Blattentfaltung kommen. Nach dem frühen
Austrieb ist das Frostrisiko sehr hoch,so dass in solchen
Jahren mit erheblichen Frostschäden an den Bäumen
und Sträuchern zu rechnen ist.
Selbst in durchschnittlichen Jahren ist von einem höhe-
ren Spätfrostrisiko auszugehen. Beim Apfel, der einen gro-
ßen Stellenwert im sächsischen Obstanbau einnimmt,
ist mit einer Verdoppelung der mittelschweren Fröste
(–2 bis –4°C) während der Blüte zu rechnen.
2004 durch ein sehr dünnes Blattkleid aus. Vermutlich
haben die Bäume aufgrund der Trockenheit im Jahr 2003
zu wenig Nährstoffe aufgenommen,so dass ihnen folglich
die Kraft zum Austreiben fehlte. Die wenigen, selbst erst
im Mai ausgetriebenen Blätter waren deutlich von Schäd-
lingen (u.a. Frostspanner, Eichenwickler) befallen. Stärke-
rer Schädlingsbefall war auch an Buchen zu erkennen, die
2003 gleichfalls stark unter der Trockenheit gelitten haben.
Einzelne trocken-heiße Sommer werden gewiss nicht zu
irreversiblen Schäden an der Vegetation führen.Die Klima-
szenarien für Sachsen deuten jedoch auf eine Zunahme
solcher Ereignisse hin. Trockenheit und Hitze werden da-
her zunehmend das Wachstum und die Entwicklung der
Pflanzen in Sachsen beeinträchtigen.
6.1.4
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
Über die letzten 40 Jahre (1961–2000) haben sich in
Sachsen nachweisbare klimatische Veränderungen voll-
zogen. Diese äußern sich in einem Anstieg der Lufttem-
peratur, der vor allem im Winter und Frühjahr ausgeprägt
ist sowie in einer zunehmenden Vorsommertrocken-
heit von April bis Juni. Verbunden mit dem Anstieg der
winterlichen Lufttemperatur ist die Abnahme der jähr-
lichen Anzahl von Frosttagen und dementsprechend die
Verlängerung der frostfreien Zeit um immerhin 17 Tage.
Die thermische Vegetationszeit hat sich hauptsächlich in-
folge eines früheren Vegetationsbeginns um 9 Tage ver-
längert.
Phänologische Beobachtungen erlauben, die Reaktion von
Pflanzen auf Klimaänderungen zu beschreiben. Die im
Rahmen von KLIVEG gewonnenen Ergebnisse belegen,
dass die Pflanzen in Sachsen bereits auf den Klimawan-
del reagiert haben. Sowohl die natürliche Vegetation als
auch Obstgehölze und landwirtschaftliche Nutzpflanzen
zeigen Verfrühungen im Eintritt der phänologischen Pha-
sen, die außerordentlich gut mit den Veränderungen
der Lufttemperatur korrespondieren. Sehr anschaulich
ist dies in den 1990er Jahren erkennbar, die überdurch-
schnittlich warm waren. Je früher eine Phase im Jahres-
verlauf zu beobachten ist, desto stärker ist ihr Trend zur
Verfrühung, wie sich beispielsweise an der Blattentfal-
tung der Stachelbeere (1961–2000: –12 Tage) erkennen
lässt. Ursache hierfür sind die deutlich milderen Winter-
temperaturen. Mit dem allmählichen Anstieg der Luft-
temperatur im Jahresverlauf werden die beobachteten
Verfrühungen im Phaseneintritt kleiner. Milde Witterung
im Herbst kann die Blattverfärbung verzögern. Auf ex-
treme Witterungsverläufe reagieren die Pflanzen deut-
lich. Dies betrifft sowohl starke Temperaturanomalien als
auch hohe Niederschlagsdefizite.
Der prognostizierte Anstieg der Lufttemperatur in Sach-
sen wird zu einer Abnahme der jährlichen Anzahl von
Frosttagen und damit einer weiteren Verlängerung der
57
Abb. 6.1.10: Süsskirschen

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Klimawandels ist die
sich in den Klimaprojektionen abzeichnende Zunahme
der Trockenheit in Sachsen. Verschärfend kommt hinzu,
dass in den Sommermonaten die Lufttemperatur um
immerhin 2°C im Durchschnitt ansteigen wird. Damit
erhöht sich für die Pflanzen die Gefahr von Trocken-
stress. Die abnehmenden Niederschläge werden sowohl
für die Getreidearten als auch für die Hackfrüchte zu
schlechteren Wachstums- und Entwicklungsbedingun-
gen führen. Vor allem auf den leichteren Böden wird
das Ertragsrisiko zunehmen. Mit der Intensivierung und
Ausweitung der Bewässerung, bodenschonenden Maß-
nahmen und einer standortangepassten Bewirtschaftung
kann das Ertragsrisiko minimiert werden. Die längere
Vegetationszeit bietet der Landwirtschaft generell einen
größeren Spielraum hinsichtlich Sortenwahl, Fruchtfolge
und Zwischenfruchtanbau. Heute regional etablierte Kul-
turarten und Sorten könnten durch besser angepasste
Fruchtarten ersetzt werden. Das wärmere Klima in Sach-
sen kann beispielsweise den Anbau von Körnermais und
Wein verbessern.
Für die natürliche Vegetation gestalten sich regulative
Eingriffe des Menschen wesentlich schwieriger, wenn
man die lange Generationsdauer von Wäldern berück-
sichtigt. Trockenheit kann die individuelle Vegetations-
zeit von Bäumen durch vorzeitige Blattverfärbung bzw.
frühen Blattfall verringern. Die Nährstoffaufnahme der
Pflanzen und der Biomassezuwachs sind in trockenen
Jahren sehr begrenzt, so dass sich nach extremer
Trockenheit noch im Folgejahr Wirkungen an den Pflan-
zen nachweisen lassen. Die meisten Insektenarten rea-
gieren auf Trockenheit und Wärme mit gesteigerter Akti-
vität, höherer Reproduktivität und schnellerer Entwick-
lung. Dies stellt eine zusätzliche Gefahr für die Wälder
dar. Der Forstwirtschaft ist daher schon heute beim Um-
bau der Wälder sowohl die standortgerechte Baum-
artenwahl als auch der Umbau von Reinbeständen zu
Mischwaldbeständen zu empfehlen. Einzelne trocken-
heiße Jahre können Wälder kompensieren. Eine Häufung
oder sogar Aufeinanderfolge mehrerer Jahre mit aus-
geprägter Niederschlagsarmut wäre für die in unseren
heutigen Wäldern vertretenen Baumarten nur schwer zu
verkraften.
58

 
zen muss für die Keimung (z.B. Lein) oder die Ertragsbil-
dung (z.B. Mais) eine bestimmte Wärmesumme erreicht
werden (B
AEUMER
,1992).
Wintergetreide benötigt bestimmte Frosttemperaturen,
um von der vegetativen in die generative Phase umzu-
schalten (Vernalisation). Ferner ist der Verdunstungs-
anspruch der Atmosphäre, und damit der Wasserbedarf
der Pflanzen, temperaturabhängig. Zu hohe Temperaturen
führen zum Schließen der Stomata und begrenzen somit
die Assimilation und infolgedessen die Ertragsbildung.
Die maximale Netto-Photosynthese liegt in den mittleren
Breiten zwischen 18–25°C, bei Winterweizen 17–23°C,
Mais 18–25°C,Kartoffeln und Soja 15–20°C.
Simulationen zur Ertragsbildung unter Verwendung glo-
baler Klimamodelle ergeben auf Grund dieser Zusammen-
hänge für Kulturpflanzen der nördlichen Hemisphäre,
bei Verwendung der heute in diesen Regionen üblichen
Sorten, eine Nordwanderung der optimalen Wachstums-
gebiete vieler Kulturpflanzen (IPCC, 2001b).
Steigende Temperaturen verändern z. B. die einzelnen
Entwicklungsphasen bei Getreide. Bei optimaler Wasser-
versorgung in allen Phasen ist durch die Verlängerung
der Vegetationszeit mit höheren Erträgen zu rechnen.
Treten Perioden mit Wassermangel auf, ist hingegen auf
Grund des erhöhten Verdunstungsanspruchs der Atmo-
sphäre mit Ertragsrückgängen zu rechnen.
Hohe Temperaturen in Verbindung mit sinkenden Nieder-
schlägen verändern zudem das Spektrum an tierischen
Schädlingen, Unkräutern und pilzlichen Schaderregern.
Bei Insekten sind hier z.B. Blattsauger gegenüber Blatt-
fressern im Vorteil (IPCC, 2001b). Phasen mit hoher Luft-
feuchtigkeit und langer Wasserbenetzung der Blätter neh-
men ab.
CO
2
-Anstieg in der Atmosphäre
Versuche im Labor- und Feldmaßstab deuten an, dass die
heutigen Kulturpflanzen und deren Sorten auf steigende
atmosphärische CO
2
-Konzentrationen bei den meisten
ertragsbildenden Parametern positiv reagieren (FAL, 2003;
IPCC, 2001b). Dagegen scheinen qualitätsbezogene
Parameter wie z.B. der Rohproteingehalt auf eine CO
2
-
Düngung negativ zu reagieren.
Ferner wird angenommen, dass unter Wassermangel-
bedingungen C4-Pflanzen schon bei heutigen CO
2
-Kon-
zentrationen
in der Atmosphäre ihre maximale Photo-
syntheserate
erreichen. Bei C3-Pflanzen steigt hingegen
unter diesen Bedingungen noch die Photosyntheserate
(IPCC, 2001b). In weltweit durchgeführten Ertragssimu-
lationen ist dies ein Grund dafür, warum der Klimawandel
sich weltweit betrachtet eher positiv auf die Nahrungs-
mittelversorgung auswirken kann.
6.2
Acker- und Pflanzenbau im Klima-
wandel – Handlungsoptionen und
Rahmenbedingungen in Sachsen
6.2.1
Einführung
Der globale Klimawandel wirkt sich in starkem Maße
auch auf die Landwirtschaft sowie auf die von ihr genutz-
ten Agrarökosysteme aus. Beeinträchtigungen wie z.B.
Desertifikation, Bodendegradation sowie quantitative und
qualitative Beanspruchung der Wasserressourcen sind
hierbei genauso von globaler Bedeutung wie die öko-
nomischen Folgekosten durch Ertragsverluste und An-
passungsmaßnahmen.
Neben den ökologischen Aspekten haben Fragen der
landwirtschaftlichen Erzeugung mit ihren Wechselwir-
kungen zu wirtschaftlichen und sozialen Fragen weltweit
einen hohen Stellenwert und beeinflussen politische Ent-
scheidungen.
Im landwirtschaftlichen Bereich liegen für Sachsen so-
wie die Bundesrepublik keine detaillierteren Überlegun-
gen und Studien zu den möglichen Folgen und Wirkungen
des Klimawandels vor. In Deutschland sind in jüngster
Zeit hierzu erste Studien und Forschungen begonnen
worden (FAL, 2002; G
ERSTENGARBE
et al., 2003).
Mit den vorliegenden Klimaprojektionen für Sachsen ist
es erstmals möglich, die voraussichtlichen Auswirkungen
des zukünftigen Klimas auf den Acker- und Pflanzenbau
verschiedener regionaler Agrarökosysteme in Sachsen
näher zu beleuchten und Handlungsoptionen aufzuzeigen
(E
NKE
u. K
ÜCHLER
, 2003).
6.2.2
Allgemeine Wirkungen der klimatischen
Rahmenbedingungen im Acker- und
Pflanzenbau
Temperatur im Jahresverlauf und -durchschnitt, Nieder-
schlagshöhe und -verteilung, Sonnenscheindauer sowie
die CO
2
-Konzentration in der Atmosphäre sind die we-
sentlichen klimatischen Faktoren, welche sich auf das
Wachstum und den Anbau der Kulturpflanzen und die
Agrarökosysteme auswirken. Hierbei bestehen vielfäl-
tige Wechselwirkungen. Acker- und pflanzenbaulich be-
einflussen sie zudem die Termine und Zeitspannen für
die optimale Arbeitserledigung.
Folgende Faktoren des Klimawandels beeinflussen maß-
geblich den Acker- und Pflanzenbau:
Temperaturerhöhung
Für die Entwicklung und das Wachstum von Pflanzen-
beständen ist die Temperatur maßgeblich. Bei vielen Pflan-
59

image
 
Bereich können sich daher die Auswirkungen des Klima-
wandels aus globaler Sicht anders darstellen als aus
nationaler bzw. regionaler Sicht. Besonders betroffen
werden vor allem die Länder des Südens sein, sowohl in
Bezug auf Ertragsrückgänge als auch bezüglich der An-
passungskosten (IPCC, 2001b).
Für Brandenburg wurden auf der Basis globaler Modelle
die Auswirkungen der Klimaveränderung auf die Land-
wirtschaft abgeschätzt. Auf der Grundlage der regionalen
Klimaprojektionen von E
NKE
und K
ÜCHLER
(2003) ist dies
auch für Sachsen möglich.
Demnach werden von den verringerten Niederschlägen
im Frühjahr und Sommer wahrscheinlich vor allem die
sandigen Böden der Sächsischen Heide- und Teich-
landschaften betroffen sein. Sie besitzen eine geringe
Wasserspeicherfähigkeit und die Kulturpflanzen sind da-
her auf Niederschläge in der Vegetationsperiode ange-
wiesen. Stärker wasserbedürftige Fruchtarten wie Rü-
ben, Kartoffeln, Futterkulturen, Weizen und Raps können
hier mit starken Mindererträgen reagieren. Selbst der
trockentolerante Roggen, das hat das Dürrejahr 2003
gezeigt, reagiert in sehr trockenen Jahren mit Ertrags-
rückgängen.
Das Jahr 2003 zeigt aber auch, dass die Löß-Stand-
orte auf Grund ihrer größeren Wasserspeicherkapazität
Trockenheit besser überbrücken können. Daher dürfte sich
hier der beschriebene Klimawandel in geringem Maße
auswirken, insbesondere da sich die Niederschlags-
mengen in ihrer Summe kaum verändern.Hier ist
es ent-
scheidender, sich acker- und pflanzenbaulich auf die
er-
warteten hohen Niederschlagsintensitäten im Frühjahr
und Sommer einzustellen.
Allgemein ist von großer Bedeutung, dass die Wurzeln
das zur Verfügung stehende Bodenwasser erreichen.
Daher ist insbesondere der Unterboden in einer durch-
Insgesamt besteht aber noch erheblicher Forschungs-
bedarf bezüglich der Wechselwirkungen von CO
2
- und
Temperaturerhöhung sowie Niederschlagsveränderungen,
insbesondere Wassermangel, bei der Ertragsbildung.
Bezüglich der Auswirkungen erhöhter CO
2
-Konzentra-
tionen auf den Boden als Kohlenstoffsenke (Humus)
sowie dessen mikrobielle Aktivität konnten erste Unter-
suchungen in Deutschland bisher keine Auswirkungen
feststellen (FAL, 2002). Insgesamt ist diese Frage bislang
nicht eindeutig geklärt.
Niederschlagsveränderung
Die durch den Klimawandel bedingten Niederschlags-
veränderungen sind ein wesentlicher Faktor für die welt-
weit prognostizierte Zunahme der Wetterextreme. Lange
Trockenperioden in Verbindung mit Starkregen und Hagel
beeinträchtigen das Wachstum der Kulturpflanzen und
führen zu erheblichen Umweltfolgen.
Dürrebedingte Ertragsausfälle, wie sie 2003 in vielen
Regionen Europas zu verzeichnen waren, sind zukünftig
häufiger zu erwarten. Stark ausgetrocknete Bodenober-
flächen, z.B. im Frühjahr nach der Bestellung, erhöhen
die Gefahr von Winderosion (IPCC, 2001b). Häufige
Extremniederschläge erhöhen das Risiko von Wasser-
erosion und Überschwemmungen. Insgesamt wird in
vielen Regionen Wasser zu einem ertragslimitierenden
Faktor und zunehmend zu einer knappen Ressource, da
zudem die Grundwasserneubildung vermindert ist.
6.2.3
Auswirkungen auf den Acker-
und Pflanzenbau in Sachsen
Die regionale Landwirtschaft steht über den Weltagrar-
handel in enger Wechselwirkung mit der Landwirtschaft
in anderen Regionen dieser Erde. Im landwirtschaftlichen
60
Abb. 6.2.1:
Erosion nach einem Gewit-
ter bei konventioneller
(linke Bildhälfte) und kon-
servierender (rechte Bild-
hälfte) Bodenbearbeitung

 
Bei Schadpflanzen ist allgemein davon auszugehen, dass
eine Klimaerwärmung eine Zunahme der Artenvielfalt be-
wirkt. Auswertungen für Deutschland zeigten beim Ver-
gleich zwischen kälteren und wärmeren Regionen eine
deutliche Zunahme der Kräuterarten mit steigendem Tem-
peraturniveau (P
ROFIL
, 2003). Die Tendenz der Ausbreitung
Wärme liebender Arten lässt sich in Sachsen bereits heute
am Beispiel solcher Arten wie Samtpappel oder Giftbeere
erkennen, welche insbesondere im trocken-warmen Jahr
2003 örtlich verstärkt auftraten und wenige Jahre zuvor
als Unkraut noch nahezu unbekannt waren. Einige dieser
neu auftretenden Unkrautarten könnten zukünftig zu Pro-
blemunkräutern werden.
Profitieren werden vom Klimawandel am wahrscheinlichs-
ten die Verwitterungsstandorte im Süden von Sachsen.
Ursache sind vor allem die steigenden Temperaturen im
Winter und Frühjahr, die die Vegetationsperiode verlän-
gern sowie die niedrigen Jahresdurchschnittstemperaturen
erhöhen. Beide Faktoren sind anbau- und ertragslimitie-
rend. So könnten z.B. die Bedingungen für den Weizen-
und Maisanbau in diesen Lagen günstiger werden.
6.2.4 Anpassungsoptionen
Im Pflanzenbau besteht eine Vielzahl von Maßnahmen
und Möglichkeiten, sich mittel- und langfristig an den
Klimawandel anzupassen (Tab. 6.2.1). Viele dieser Maß-
nahmen werden die Landwirte nach und nach selbst-
ständig erproben. Damit dieser Anpassungsprozess nicht
zu betrieblichen oder ökologischen Fehlentwicklungen
führt, bedarf er einer begleitenden Beratung und ange-
wandten Forschung. Insbesondere die Züchtung neuer
Sorten, die Suche nach neuen geeigneten Kulturpflanzen
sowie die Erprobung neuer Anbaumethoden und -systeme
erfordert Feldversuche im regionalen Maßstab (A
BILDTRUP
u. G
YLLING
, 2001).
Die weltweite Verbreitung der Getreidearten veran-
schaulicht ihre hohe genotypische Variabilität und An-
passungsfähigkeit. Somit steht Zuchtmaterial aus den
unterschiedlichsten Regionen zur Verfügung, um das
wurzelbaren Struktur zu erhalten, pflanzenbaulich schäd-
liche Verdichtungen sind zu vermeiden.
Steigende Temperaturen in Verbindung mit längeren
Trockenperioden lassen auch Auswirkungen auf Pflan-
zenschädlinge und -krankheiten sowie Unkräuter erwar-
ten. So wird z. B. ein Anstieg von Rostkrankheiten in den
Wintergetreidearten, der Netzfleckenkrankheit in Winter-
gerste und ein stärkeres Auftreten von Kartoffelkäfern
und Getreideblattläusen erwartet. Gleichzeitig werden
bei diesen Klimaveränderungen Blattfleckenerreger wie
Rhynchosporium secalis und Septoria nodorum sowie
die Krautfäule an Kartoffeln (Phytophthora infestans)
seltener auftreten (J
AHN
et al., 1996). Erhebungen zum
Braunrostbefall in Winterweizen und Triticale im Rahmen
der Schaderregerüberwachung in Sachsen scheinen die-
sen Trend zu bestätigen. In den nächsten Jahrzehnten
könnte somit der Aufwand an Insektiziden gegenüber dem
für Fungizide steigen. Unter Einbeziehung der Regions-
unterschiede für Sachsen (welche insbesondere bei der
extremen Frühjahrs- und Sommertrockenheit 2003 deut-
lich wurden) würden die zuvor beschriebenen Zusam-
menhänge vor allem für die Regionen der Sächsischen
Heide- und Teichlandschaften mit vorwiegend sehr leich-
ten Böden aber auch teilweise für die Sächsischen Löß-
gebiete zutreffen.
61
Wasserbedarf
Verbesserte Verfahren zur Nutzung und Konservierung
des Bodenwassers
Auswahl trockenheits- und hitzeresistenter Sorten
bzw. Arten
Änderung der Saat- bzw. Pflanztermine
Wassersparende Beregnungsverfahren und -methoden
Erosion, Stoffauswaschung, Humushaushalt
Konservierende Bodenbearbeitung
Windschutzstreifen
Änderung der Fruchtfolgen
Anpassung der organischen und mineralischen Düngung
Anbaubedingungen
Änderung der Saat- und Pflanzzeiten
Neue Kultur- und Futterpflanzen
Züchtung angepasster Sorten
Verbesserung und Anwendung von Modellen
zur Ertragsprognose
Nutzungssysteme
Änderung der Bodenbearbeitungssysteme
Änderung von Fruchtfolgen und -artenspektrum
Änderung der Besatzdichte und Weidesysteme
(Grünland)
Ausweitung von Brachflächen
Ertragsvariabilität
Diversifizierung des Fruchtartenspektrums
Versicherungssysteme für Ertragsausfälle
Verbesserung und Anwendung von Modellen
zur Ertragsprognose
Beregnung
Pflanzenschutz
Veränderung des Pflanzenschutzmittelspektrums
und/oder der Anwendungszeitpunkte
Anwendung von Zusatzstoffen für Pflanzenschutzmittel
zur Verbesserung der Wirkung bei Trockenheit
Anpassung bzw. Entwicklung von Prognosemodellen
Tab. 6.2.1: Pflanzenbauliche Anpassungsoptionen an den
Klimawandel (verändert nach A
BILDTRUP
u.
G
YLLING, 2001).

image
mitteleuropäische Sortiment den sich ändernden klimati-
schen Bedingungen langfristig anzupassen. Dabei sind
differenzierte Eigenschaften der Kulturpflanzen von Nut-
zen, wie z.B. die Rangfolge in der Trockentoleranz: Rog-
gen – Triticale – Weizen – Gerste – Hafer. Die gleiche
Reihenfolge lässt sich in der Winterfestigkeit (Frosthärte)
feststellen.
Zudem bestehen innerhalb der Arten deutliche
Unterschiede zwischen den Sorten.
Da Klimawandel und Züchtung gleichermaßen als lang-
fristige Prozesse zu betrachten sind, ist mit einer konti-
nuierlichen Anpassung zu rechnen. Aus der Sicht der
regionalen Sortenprüfung und -beratung gilt es allerdings,
stets auf eine komplexe Umwelttoleranz und eine aus-
reichende Sortenvielfalt zu achten, um Nachhaltigkeit
und Stabilität in der Pflanzenproduktion unter den jährlich
wechselnden Witterungsbedingungen zu gewährleisten.
Ferner sind für viele Kulturpflanzen neue angepasste
Bestandesdichten, Aussaat- und Pflanztermine zu erpro-
ben. Die Düngung muss auf die klimabedingten Ver-
änderungen in der Bestandesentwicklung und in der
Nährstoffaufnahme eingehen, um Ertrags- und Qualitäts-
verluste und Umweltbelastungen weitestgehend auszu-
schließen. Insbesondere betrifft dies die Stickstoffdün-
gung.Sie ist künftig so zu bemessen,dass der Aufbau zu
üppiger, biomassereicher Bestände mit hohem Wasser-
verbrauch vermieden wird. Zur Stabilisierung der Ertrags-
bildung sind ausreichend hohe verfügbare Nährstoff-
gehalte an Phosphor, Kalium und Magnesium im Boden
anzustreben, um auch unter trockenen Bedingungen
die Nährstoffaufnahme der Pflanzen zu gewährleisten.
Dabei wird der Beitrag des Unterbodens zur Nährstoff-
versorgung immer wichtiger. Neue Applikationsverfah-
ren (Injektion, Depot, Unterkrumendüngung, Teilschlag-
düngung) sowie Düngerformen (stabilisierte, flüssige,
langsam fließende etc.) sind mit dem Ziel zu entwickeln
und zu erproben, die Nährstoffverfügbarkeit auch unter
trockenen Bedingungen sicherzustellen.
Vor dem Hintergrund häufiger Starkregen sind zukünftig
verstärkt erosionsmindernde Anbauverfahren anzuwen-
den. Das Bodengefüge insbesondere des Unterbodens
ist durch geeignete acker- und pflanzenbauliche Maß-
nahmen zu schützen, um eine gute Durchwurzelung und
damit Wasseraufnahme der Pflanzen zu gewährleisten.
Die im Rahmen der Schaderregerüberwachung und des
Warndienstes im Pflanzenschutz bestehenden Beobach-
tungs- und Überwachungsmaßnahmen bzw. das laufende
Monitoring zur Befallserfassung von Krankheiten in Ge-
treide, Kartoffeln und Zuckerrüben müssen intensiver auch
für Erfassungen zur Veränderung in der Struktur und dem
Verhalten der Schadorganismenpopulation sowie der Arten-
vielfalt in der Unkrautflora genutzt werden. Das setzt eine
vergleichbare Methodik bei den Erhebungen voraus und
unterstreicht die Bedeutung einer gut organisierten effek-
tiven Schaderregerüberwachung sowie von witterungs-
62
Abb. 6.2.2: Ackerland an Fließgewässern – Gefahr von Nähr-
stoffeinträgen und Bodenerosion
Tab. 6.2.2: Rahmenbedingungen für die pflanzenbauliche
Anpassung an den Klimawandel (verändert nach
A
BILDTRUP u. GYLLING, 2001).
Anbaubedingungen
Angewandte Forschung zu neuen Sorten und Pflanzen
Erhalt regionaler Genbanken
Verbesserte Wetter-/Klimavorhersagen
Beratungsangebote zur Anpassung an den Klima-
wandel
Nutzungssysteme
Angewandte Forschung zu Fruchtfolgen, Boden-
bearbeitungssystemen und Grünlandnutzung
Ertragsvariabilität
Entwicklung und Unterstützung von Versicherungs-
systemen
Pflanzenschutz
Förderung des integrierten Pflanzenschutzes
Angewandte Forschung zum Einfluss von Witterungs-
kriterien auf das Auftreten von Schadorganismen
Monitoring potentiell gefährlicher Schadorganismen
und Schaderregerüberwachung
Wasserbedarf
Unterstützung wassereinzugsgebietsbezogener
Planungen/Programme
Förderung und Entwicklung wassersparender Anbau-
systeme und Beregnungsverfahren
Einzugsgebietsbezogene Managementpläne und
Abschätzung der Grundwasserneubildung
Erosion, Stoffauswaschung, Biodiversität, Humushaushalt
Unterstützung der Forschung zu neuen Boden-
bearbeitungssystem
und alternativen Nutzungen
z.B. nachwachsende Rohstoffe
Agrarumwelt-Monitoring

 
In den Fruchtfolgen werden acker- und pflanzenbau-
liche Anpassungsstrategien an die zunehmend trockenen
und niederschlagsarmen Witterungsbedingungen erprobt.
Die Untersuchung umfasst u.a. die Anwendung nicht-
wendender Bodenbearbeitungssysteme, um die „Regen-
verdaulichkeit“ des Bodens zu erhöhen und seine
Wasserverdunstung zu mindern. Weiter werden in das
Anbausystem trockentolerantere Sorten integriert. Durch
die Erprobung einer gezielten Injektionsdüngung in die
durchwurzelte Bodenzone soll eine optimale Pflanzen-
ernährung auch bei länger währender Trockenheit ge-
sichert werden. In diese Richtung zielen auch spezielle
Maßnahmen der Blattdüngung.
Beim Pflanzenschutz ist vorgesehen, unterschiedliche
Intensitätsstufen zu prüfen. In Abhängigkeit von der
Bodenfeuchtesituation und der angebauten Kulturart ist
auch eine Zusatzbewässerung vorgesehen.
Die Gesamtwirkung der genannten Faktoren auf Ertrag und
Wirtschaftlichkeit des Fruchtfolgesystems wird erfasst.
basierten Prognoseverfahren. Nur so lassen sich auch
exakte Aussagen über mögliche Auswirkungen der pro-
gnostizierten Klimaveränderungen ableiten. Die Grundsätze
des integrierten Pflanzenschutzes sind dementsprechend
anzupassen und zu fördern.
Für sehr wasserbedürftige Kulturen wie z.B.Zuckerrüben
oder Kartoffeln könnte auf leichten Böden eine Beregnung
interessant werden, um Erträge und Qualitäten zu sichern.
Hierbei ist auf besonders wassersparende Verfahren Wert
zu legen.
6.2.5
Gestaltung der Rahmenbedingungen
Der Anpassungsprozess der Landwirtschaft an den Klima-
wandel muss durch geeignete Rahmenbedingun-
gen, d.h. entsprechende Instrumente und Maßnahmen
unterstützt und erleichtert werden. Nur so sind Fehl-
entwicklungen ökonomischer und ökologischer Art zu
vermeiden (Tab.6.2.2).
6.2.6 Ausblick
Die Landwirtschaft ist am jeweiligen Standort ständig
den sich verändernden Bedingungen von Klima und
Witterung ausgesetzt. Die Vielfalt an Kulturpflanzen und
deren Sorten, an differenzierten Bewirtschaftungsverfah-
ren und verschiedenartigen Landnutzungssystemen er-
möglicht es ihr, sich in der ganzen Bandbreite auch in
Zukunft auf die zu erwartenden Klima- und Witterungs-
änderungen einzustellen.
Unnötige Reibungsverluste und Fehlentwicklungen kön-
nen hierbei vermieden werden, wenn geeignete Anpas-
sungsmaßnahmen eingeleitet werden. Insbesondere ist
der in vielen Fällen autonome Anpassungsprozess durch
die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen z.B. an-
gewandte Forschung und Beratung zu begleiten und zu
unterstützen (A
BILDTRUP
u. G
YLLING
; 2001).
Aus diesem Grunde hat die Sächsische Landesanstalt für
Landwirtschaft begonnen sich dieser Thematik zuzuwen-
den.Dazu wurde im Jahr 2004 im Rahmen der angewand-
ten Forschung das Projekt „Entwicklung und Erprobung
standortangepasster Anbausysteme unter besonderer
Berücksichtigung der Klimaveränderungen“ begonnen,
welches aus den Teilprojekten „Fruchtfolge, Nährstoff-
empfehlungen und Pflanzenschutz in unterschiedlichen
Intensitätsstufen sowie Beregnung“ besteht. In dem Pro-
jekt sollen Fruchtfolgen mit trockentoleranten Sorten von
Getreide, Ölpflanzen, Futterkulturen und Hackfrüchten für
die sandigen niederschlagsarmen Standorte der sächsi-
schen Heide- und Teichlandschaft, die Löß-Lehmböden
des Übergangsgebietes von der Leipziger Tieflandsbucht
in das Mittelsächsische Hügelland und für die Verwitte-
rungsböden des Erzgebirges untersucht werden.
63

 
6.3
Auswirkungen des Klimawandels
auf die Forstwirtschaft
6.3.1
Einführung
Die Ergebnisse einer ersten regionalisierten Studie zu
möglichen Klimaänderungen in Sachsen (E
NKE
u. K
ÜCHLER
,
2001) sind für die Forstwirtschaft insofern von beson-
derer Bedeutung, als erstmals für Sachsen nicht nur all-
gemeine Angaben über die Erhöhung der Mitteltempe-
raturen vorliegen, sondern für konkrete Regionen die
Temperatur- und Niederschlagsentwicklung sowie deren
jahreszeitliche Verteilung projiziert wurden.
Erst auf dieser Basis können die Auswirkungen einer
angenommenen Klimaveränderung auf Waldökosysteme
abgeschätzt werden.
In Verbindung mit dem prognostizierten Temperaturanstieg
ergeben die Szenarien eine Tendenz zu wärmeren und
trockeneren Frühjahren bzw. Frühsommern. Dies allein ist
eine überaus wichtige Information bspw. für die Bewirt-
schaftung großer Teile der Sandstandorte im sächsischen
Tiefland, für die schon jetzt angespannte Bodenwasser-
ressourcen und periodische Trockenperioden typisch sind.
Seit 1991wurde in allen Standort- und Klimaregionen Sach-
sens ein repräsentatives Versuchsflächensystem zum Wald-
umbau angelegt (S
ÄCHSISCHE
L
ANDESANSTALT FÜR
F
ORSTEN
,
1999). Auf der Grundlage der umfangreichen Messungen
in diesem Versuchsflächensystem werden umweltabhän-
gige Wachstums- und Entwicklungsprognosen der Wald-
umbaubaumarten erstellt sowie Wasserhaushaltsänderun-
gen und die daraus erkennbaren Trockenstressverhältnisse
für bestimmte Baumarten und Waldstrukturen ermittelt.
Das sächsische Versuchsflächensystem Waldumbau, die
darin vorgenommenen Untersuchungen sowie die abge-
leiteten Erkenntnisse für den praktischen Waldbau wur-
den in der Schriftenreihe der Sächsischen Landesanstalt
für Forsten und anderen Berichten veröffentlicht, bspw.
in: (S
ÄCHSISCHE
L
ANDESANSTALT FÜR
F
ORSTEN
, 1997, 1999; I
RR-
GANG
, 2001).
Eine ausführlichere Darstellung der hier angewandten
Methodik und berücksichtigter Literaturquellen ist in (I
RR-
GANG
, 2002) vorhanden.Hier soll nur kurz die Ableitung der
klimatischen Eignung
bestimmter Hauptbaumarten für die
jeweils limitierend wirkenden
Umweltfaktoren Wasserver-
sorgung (im sächsischen
Tiefland) sowie Wärme und Licht
(im Mittelgebirgsraum) als Grundprinzip dieses ersten
Ansatzes der Klimafolgenabschätzung für die Forstwirt-
schaft dargestellt werden.
Tiefland
Auf der Grundlage von Untersuchungen zum Wald-
umbau und zum Wasserhaushalt repräsentativer Wald-
ökosysteme wurden Schwellwertbereiche der jährlichen
und vegetationsbezogenen Niederschlagsmengen für eine
Rangfolge der Trockentoleranz der gegenwärtigen Haupt-
baumarten ermittelt, die für die dauerhaft stabile Exis-
tenz dieser Hauptbaumarten (Waldgesellschaften) – dif-
ferenziert nach den wichtigsten Bodensubstrattypen –
zwingend notwendig erscheinen. Lediglich ein Grund-
wassereinfluss kann diese Boden – bzw. Niederschlags-
abhängigkeit der Baumarten- und Waldstruktureignung
entscheidend verändern.
Da die Waldgesellschaften im sächsischen Tiefland ein
hohes Adaptationspotenzial gegenüber der in den regio-
nalen Szenarien angenommenen Erwärmung aufweisen,
wurde angenommen, dass im wesentlichen nur die
Wasserversorgung in Wechselwirkung mit einigen eda-
phischen Faktoren (Substrattyp, Grundwassernähe) über
die Existenz der ansonsten angepassten Waldgesellschaf-
ten entscheidet.
Mittelgebirgsraum
Die regionalen Klimaszenarien berechnen für die sächsi-
schen Mittelgebirge einen Rückgang der Niederschläge
hauptsächlich in der Vegetationsperiode. Aufgrund des
hohen Ausgangsniveaus der Niederschläge wird jedoch
angenommen, dass die Wasserversorgung grundsätzlich
nicht zum limitierenden Umweltfaktor für die Existenz
und die Entwicklung der Waldökosysteme wird.
Sowohl aus allgemein verfügbaren standörtlichen
(S
CHWANECKE
et al., 1996) und vegetationskundlichen
(S
CHMIDT
, 1995) Betrachtungen, aber auch über Unter-
suchungen typischer Standort- und Bestandsbedingungen
in sächsischen Mittelgebirgen (S
ÄCHSISCHE
L
ANDESANSTALT FÜR
F
ORSTEN
,1999) ist bekannt, dass hier die Umweltfaktoren
Wärme und Licht unter heutigen klimatischen Bedingun-
gen die Anbaufähigkeit (im Sinne von Standortgerechtig-
keit) wichtiger Waldumbaubaumarten einschränken.
Daher werden für den sächsischen Mittelgebirgsraum
die vorherrschenden Jahresmitteltemperaturen (als Aus-
druck des Wärmeangebotes) als das entscheidende
Kriterium für die vertikale Zonierung der potenziell natür-
lichen Waldgesellschaften herangezogen.
Um die Folgen der Klimaänderung im Mittelgebirge abzu-
schätzen, wurden nun Schwellwertbereiche der durch-
schnittlichen Lufttemperatur für die regional-klimatische
Eignung der Hauptbaumarten festgelegt.
Weiterhin wurde eine Adaptionsfähigkeit der Hauptbaum-
arten/Waldgesellschaften an die Veränderung der Jahres-
mitteltemperatur bei die Festlegung der Schwellwert-
bereiche berücksichtigt. Diese Annahme geht davon aus,
dass eine weitere Temperaturerhöhung, welche die
gegenwärtige Amplitude der Jahresmitteltemperatur für
die aktuellen Waldgesellschaften um mindestens plus
64

image
 
Szenario 1
Verringerung der Jahresniederschläge um 13%
(mit Schwerpunkt in der Vegetationsperiode
Frühjahr und Sommer)
50% des Jahresniederschlages entfallen auf die
Vegetationsperiode
(Ausgangsbasis sind die Wuchsbezirksangaben und das
mittlere
Niederschlagsniveau der letzten 50 Jahre)
Bei einer mittleren jährlichen Niederschlagssumme von
600 mm entfallen gegenwärtig ca. 310 mm auf die -
Vegetationsperiode.
Nach diesem Klimaszenario wäre
während der Vegetationsperiode von einer Reduktion
der Niederschläge auf ca. 230 mm auszugehen (vgl.
Abb. 6.3.2).
Für die grundwasserfernen (terrestrischen) Standorte
zeigt sich schon bei einem moderaten Rückgang der
Niederschläge eine deutliche Ausdehnung der trocken-
toleranteren Waldgesellschaften, so dass bspw. Kiefern-
und Eichen-Kiefern-Wälder auf den Sandstandorten
dominieren. Eine Ausnahme bilden grundwasserbeein-
flusste und lößbetonte Standorte.
Waldgesellschaften, deren Struktur und Baumarten-
zusammensetzung höhere Ansprüche an die Wasserver-
sorgung stellen, ziehen sich auf Standorte mit besseren
Substraten (Lößanteile) und/oder klimatisch günstigere
0,5 Grad überschreitet, durch die Elastizität dieser Öko-
systeme und die ökologische Valenz der beteiligten Baum-
arten kompensiert werden kann.
6.3.2
Klimafolgen für den Wald im sächsischen
Tiefland/Hügelland
Für die derzeitigen klimatischen Bedingungen (S
CHWAN-
ECKE
et al.,1996 ) wurden durch das angewandte Berech-
nungsverfahren Karten der potenziell natürlichen Wald-
gesellschaften angefertigt. Das Ergebnis entspricht im
wesentlichen der aktuellen Verteilung der potenziell
natürlichen Waldgesellschaften (S
CHMIDT
, 1996), was die
Eignung des gewählten Ansatzes grundsätzlich be-
stätigt.
Auf den Sandstandorten Nordsachsens ist die Dominanz
von Kiefern-Eichen-Mischwäldern zu erkennen. Kiefern-
wälder kommen ausschließlich auf extrem armen Stand-
orten vor. Die Niederungen der Flusssysteme bzw. die
grundwassernahen Standorte sind mit den hier typischen
Waldgesellschaften gut zu erkennen. Auf den gegen-
wärtig fast ausschließlich landwirtschaftlich genutzten
Löß-Standorten würden Laubbaum (Trauben-Eichen) do-
minierte Mischwälder vorherrschen. Die Standortregion
„Hügelland“ wäre mit Eichen- und Eichen-Rotbuchen-
Mischwäldern bestockt. (vgl. Abb. 6.3.1).
65
Abb. 6.3.1:
Verteilung der Waldgesell-
schaften im sächsischen
Tiefland unter den gegen-
wärtigen Umweltbedin-
gungen nach der oben
genannten Methodik

image
Standorte im Übergangsbereich zur Hügellandregion
zurück. Rotbuchen-dominierte Waldgesellschaften kom-
men nur noch in den niederschlagsbegünstigsten Regio-
nen und/oder auf Standorten mit begünstigtem Boden-
wasserhaushalt vor.
Darüber hinaus entstehen Gebiete, in denen der
Wasserhaushalt auch für die trockentoleranten Kiefern-
Waldgesellschaften in der uns jetzt vertrauten Struktur,
Vitalität und Leistung problematisch wird. Die Nieder-
schläge wären dann so gering,dass als Waldgesellschaft
ein hypothetischer „adaptierter Trockenwald“ angenom-
men wurde. Die Baumschicht könnte aus Baumarten mit
einer besonders hohen Trockentoleranz gebildet werden.
Eine stark aufgelockerte horizontale Struktur würde zur
weiteren Optimierung des Wasserverbrauchs beitragen.
Dabei ist nicht auszuschließen, dass die relativ gute
Trophie der Standorte das Aufkommen einer vita-
len, trockenadaptierten Bodenvegetation begünstigt,
welche als zusätzliche Wasserkonkurrenz, aber auch
als Verjüngungshindernis größere Bedeutung erlangen
könnte.
Als Baumarten für diese trockenen Bereiche kämen ne-
ben der Kiefer – insbesondere auf Standorten mit besse-
ren (bspw. lehmige bzw. schluffige) Bodensubstraten –
alternativ weitere einheimische Baumarten (z.B. Eiche
und Winterlinde) aus besonders trockentoleranten,
kontinental geprägten Klimabereichen in Betracht so-
wie Baumarten, die bis jetzt nicht als standortheimisch
angesehen werden (z. B. Robinie und weitere Eichen-
arten etc.).
Alle potenziellen Baumartenalternativen sollten mög-
lichst aus besonders geeigneten Ökotypen oder Pro-
venienzen dieser Arten stammen, die für den Aufbau
nachhaltig funktionsfähiger Waldökosysteme geeignet
sind.
Szenario 2
Verringerung der Jahresniederschläge um 13%
(mit Schwerpunkt im Frühjahr und Sommer)
Zusätzlich erhöhter Transpirationsbedarf
(durch ansteigende Temperaturen und höheres
Strahlungsangebot)
Zusätzlich zur Verringerung der Niederschläge in der
Vegetationsperiode (Szenario 1) wird nun ein gesteigerter
Transpirationsbedarf der Waldgesellschaften angenom-
men.Dieser ist durch ansteigende Temperaturen und ein
höheres Strahlungsangebot (Sonnenscheindauer) wäh-
rend der Vegetationsperiode begründet. Der angenom-
mene Mehrbedarf von 20 mm Niederschlagsäquivalent
pro Vegetationsperiode ist in diesem Zusammenhang eher
eine optimistische Schätzung.
66
Abb. 6.3.2:
Mögliche Verteilung der
Waldgesellschaften unter
der Annahme einer Verrin-
gerung der Niederschläge
in der Vegetationsperiode
um 13%

image
gerung des Transpirationsbedarfs um 40 mm Nieder-
schlagsäquivalent pro Jahr ein.
Obwohl die Annahmen auch im Szenario 3 noch im Rah-
men der regionalen Klimaprojektion bleiben, kann man
hierbei bereits von einem „worst case – Szenario“ ausge-
hen. In großen Teilen des sächsischen Tieflandes würden
extreme Wasserversorgungsbedingungen vorherrschen,
die nur noch den „adaptierten Trockenwald“ als fiktive,
sehr gut an diese Bedingungen angepasste Waldgesell-
schaften/Waldaufbauform zuließen (vgl. Abb. 6.3.4).
Kiefernwälder heutiger Prägung würden auf solche Sand-
dominierte Tieflandsstandorte zurückgedrängt werden, die
relativ höhere Niederschläge und noch die günstigeren
edaphischen Bedingungen aufweisen. Eichen-Kiefern-
Waldgesellschaften wären schon an Standorte mit besse-
ren Bodensubstrattypen/Grundwassereinfluss gebunden.
Anspruchsvollere und produktivere (Misch-)Waldgesell-
schaften (Trauben-Eichen) benötigen dann offenbar das
edaphisch und klimatisch günstigere Löß-Hügelland.
Rotbuchen-dominierte Waldgesellschaften wären im Tief-
und Hügelland Sachsens unter diesen extremen Bedin-
gungen auf größeren Flächen praktisch nur noch in den
Standortregionen mit den günstigsten Boden- und Klima-
bedingungen am Rand der Mittelgebirge überlebensfähig.
Die zusätzliche Berücksichtigung eines Mehrbedarfs
der Transpiration führt im Vergleich zum Szenario 1 zur
erheblichen Ausweitung der extremen
Trockengebiete
(adaptierter Trockenwald) und der (Sand-)
Standorte, die
durch Kiefernwaldgesellschaften besiedelt
werden (vgl.
Abb. 6.3.3).
Szenario 3 – größte klimatische Änderung
Verringerung der Jahresniederschläge
auf 95 mm
Erhöhter Transpirationsbedarf um 40 mm/Jahr
In diesem Szenario vergrößert sich der angenommene
Niederschlagsrückgang im Mittel auf 95 mm pro Jahr.
Dies liegt noch immer im Rahmen des möglichen Nieder-
schlagrückgangs der regionalen Klimaszenarien.
Zudem werden nicht die mittleren Niederschlagsniveaus
der letzten 50 Jahre als Ausgangsbasis angenommen,
sondern die gemittelten unteren Werte der Nieder-
schlagsmengen, die für einen Wuchsbezirk registriert
wurden. Dieses untere Niederschlagsniveau dürfte dem
aktuellen Niederschlagsangebot in den Wuchsbezirken
sehr nahe kommen (Messungen an Waldklimastatio-
nen des Landesforstpräsidiums), womit dieses Szenario
durchaus die aktuellen Ausgangsbedingungen für eine
prognostizierte Klimaänderung berücksichtigt. Außer-
dem geht in die Simulation eine realistischere Stei-
67
Abb. 6.3.3:
Mögliche Verteilung der
Waldgesellschaften unter
der Annahme einer Verrin-
gerung der Niederschläge
in der Vegetationsperiode
um 13% und gleichzeitiger
Steigerung des Transpira-
tionsbedarfs um 20 mm
(Niederschlagsäquivalent)

image
Ökologische und forstwirtschaftliche Konsequenzen
Aufgrund bisheriger Untersuchungen (bspw. M
ÜLLER,
2001,
H
OFMANN
et al., 2000, S
ÄCHSISCHE
L
ANDESANSTALT FÜR
F
ORSTEN
,
1999) ist die Wasserversorgung schon heute der limitieren-
de Umweltfaktor für die Waldökosysteme auf Sandstand-
orten. Diese Situation wird sich unter den angenommenen
Klimaveränderungen zukünftig weiter verschärfen und sich
zunehmend auch auf edaphisch bessere Standorte ohne
Grundfrische oder Grundwassereinfluss ausdehnen. Die
Wasserversorgung wird im sächsischen Tiefland nicht nur
über das Baumwachstum sondern auch über die nachhal-
tige Existenz bestimmter Waldgesellschaften entscheiden.
Die prognostizierte Abnahme der Niederschläge in Ver-
bindung mit der Temperaturerhöhung, einer längeren Son-
nenscheindauer und dem daraus folgenden steigenden
Transpirationsbedarf wird Verschiebungen der Standort-
gerechtigkeit von Baumarten
und Waldgesellschaften
verursachen. Damit ist eine eingeschränkte Anbaufähigkeit
anspruchsvollerer Baumarten zu erwarten. Die ohnehin
standörtlich begrenzten Möglichkeiten des Waldumbaus
im Sinne eines Baumarten- und Waldstrukturwandels ver-
ringern sich erheblich. Die Grundwasserneubildung wird
auf ein sehr geringes Niveau sinken,fast nur noch im Win-
ter erfolgen oder bleibt unter bestimmten Bedingungen
ganz aus.
Die Bewirtschaftung der Wälder im Tieflandbereich muss
auch unter sich ändernden Umweltbedingungen eine öko-
logische Stabilisierung zum Ziel haben. Da trotz aller Simu-
lationen das genaue Ausmaß klimatischer Veränderungen
nicht vorhergesagt werden kann, sollten waldbauliche
Maßnahmen vorrangig auf eine
Risikominimierung
und
Risikoverteilung
ausgerichtet sein.
Baumartenzusammensetzung und Waldstruktur müssen
auch für den Fall, dass die heute angenommenen Klima-
änderungen nicht oder nur zum Teil eintreten, eine hohe
Stabilität des Waldökosystems gewährleisten. Dies kann
aus heutiger Sicht hauptsächlich durch eine Baumarten-
verteilung erreicht werden, die sich stärker an den klein-
standörtlichen Bedingungen orientiert.
Grundsätzlich sind heute vorkommende wärmeadap-
tierte und trockentolerante Baumarten bzw. Ökotypen zu
fördern. Neben Baumarten wie Traubeneiche, Roteiche,
Hainbuche, Winterlinde, Spitzahorn und Douglasie sind
hochwertige Baumarten von Interesse,die sich durch ein
noch höheres Maß an Trockentoleranz auszeichnen, wie
z.B. die Robinie. Im Fall der Rotbuche werden selbst
Ökotypen mit einer hohen Anpassung an Trockenperio-
den nur auf Standorten anbauwürdig sein, die eine güns-
tige Wasserversorgung bzw. bessere Substrattypen auf-
weisen.
68
Abb. 6.3.4:
Mögliche Verteilung der
Waldgesellschaften unter
der Annahme einer jah-
reszeitlich indifferenten
Abnahme der Nieder-
schläge um 95 mm bei
gleichzeitiger Steigerung
des Transpirationsbedarfs
um 40 mm
(Niederschlags-
äquivalent)

 
und der Traubeneiche als Hauptbaumarten, welche durch
besonders trockentolerante, standortheimische
oder
gegenwärtig noch nicht standortheimische Baumarten
erweitert werden.
6.3.3
Klimafolgen für den Wald im sächsischen
Mittelgebirgsraum
Auch für die Waldökosysteme unter Mittelgebirgsbedin-
gungen
wurden verschiedene Untersuchungen zur Ab-
schätzung der Veränderung des Wasserhaushaltes durch-
geführt. Danach wird in diesen Regionen auch zukünftig die
Wasserversorgung der Wälder ausreichend sein. Nur für
bestimmte Kombinationen aus Standort und Hauptbau-
mart werden auch im Mittelgebirge die Niederschläge zum
begrenzenden Umweltfaktor. In diesen Fällen ist, ähnlich
wie im Tiefland, eine Baumartenzusammensetzung und
Waldstruktur
erforderlich, die sich zur Sicherung einer
ausreichenden Wasserversorgung streng am Kleinstan-
dort ausrichtet.
Die Standortgerechtigkeit der insgesamt für den sächsi-
schen Mittelgebirgsraum angepassten Waldgesellschaf-
ten wird dagegen weitaus stärker durch den Wärme-
bedarf bzw. die Wärmetoleranz der beteiligten Baumarten
beeinflusst. Damit werden die Jahresmitteltemperaturen
zu einem entscheidenden Kriterium für die vertikale
Zonierung der Standortgerechtigkeit potenziell natürlicher
Waldgesellschaften.
Die mögliche Verteilung der Waldgesellschaft auf der
Grundlage aktueller klimatischer Kenngrößen der einzel-
nen Wuchsbezirke (S
CHWANECKE
et al., 1996) und der Zu-
ordnung von klimatischen „Existenzbereichen“ für die
jeweilige Waldgesellschaft führt im wesentlichen zur
gegenwärtigen Verteilung der potenziell natürlichen
Waldgesellschaften in den sächsischen Mittelgebirgen
(S
CHMIDT
, 1995), was den gewählten methodischen An-
satz grundsätzlich bestätigt (vgl. Abb. 6.3.5).
Die Fichtenwälder dominieren klar in den Kammlagen
des Erzgebirges. In den Hochlagen findet ein Über-
gang zu den Fichten-Buchen-Mischwäldern statt. Der
eigentliche Bergmischwald unter Beteiligung von
Fichte, Weißtanne, Rotbuche und Bergahorn prägt die
Vegetation der mittleren Berglagen. In den unteren
Lagen sind Eichen-Buchenwaldgesellschaften vorherr-
schend.Die Beteiligung der Höhenkiefer ist als Hinweis
auf flachgründige und/oder exponierte Standorte mit
angespanntem Wasserhaushalt zu werten.
Szenario 1
Erhöhung der Jahresmitteltemperatur
um 1,5 Grad
Dieses Szenario geht für die betrachteten Wuchsbezirke
(S
CHWANECKE
et al.,1996 ) von einer Temperaturerhöhung
Die Verbesserung der Strukturvielfalt, der mikroklima-
tischen Bedingungen und Ressourcenverfügbarkeit in den
großflächigen Reinbeständen des sächsischen Tieflandes
kann im Wesentlichen nur über die horizontale Differen-
zierung dieser Bestände erreicht werden.
Vertikale Strukturierungen bspw. mit dauerhaft mehreren
Baumschichten scheiden aus Gründen der begrenzten
Wasserressourcen auf einem Großteil der grundwasser-
fernen sand-dominierten Standorte prinzipiell aus.
Anspruchsvollere Baumarten sollten hier nur auf Klein-
standorten mit einer optimalen Wasserversorgung für
die jeweilige Baumart angebaut werden. Standörtliche
Grenzbereiche sind wegen möglicher Verschiebungen der
Standortbedingungen für den Anbau anspruchsvollerer
Laubbaumarten zu meiden.
Dadurch kann unter den gegebenen standörtlichen und
klimatischen Bedingungen ein Optimum der Widerstands-
fähigkeit gegenüber klimatischen Extremen, anthro-
pogenen Stoffeinträgen und biotischen Schaderregern
erreicht werden. Gleichzeitig werden die Investitions-
risiken minimiert.
Die Bestandspflege muss im Sinne eines Wasser-Res-
sourcenmanagements eine mäßige ganzflächige Kon-
kurrenzauflockerung (Dichteregulierung) herbeiführen.
Dabei sollte insbesondere die übermäßige Entwicklung
von Konkurrenzpotenzialen, bspw. der Bodenvegetation,
durch die Steuerung der Waldstruktur vermieden werden.
Auch Maßnahmen der Waldpflege sollten die Förderung
standortgerechter Mischbaumarten unter Beachtung
des kleinstandörtlichen Mosaiks verstärkt berücksichti-
gen. Die Notwendigkeit von Unterbaumaßnahmen gerin-
ger Intensität zur Verhinderung der flächig als (Wasser-)
Konkurrenzpotenzial und/oder dämmend wirkender
Bodenvegetation muss nach der örtlichen Tendenz zur
Bodenverwilderung und vorhandenen Verjüngungsvor-
räten eingeschätzt werden.
Die Auswahl und Prüfung der Anbaueignung von Öko-
typen einheimischer Baumarten, deren ökologische
Valenz auch künftigen Umweltbedingungen entspräche,
ist ein entscheidender Beitrag zum Aufbau stabiler
Waldökosysteme. Ähnlich sind Anbauversuche von aus-
gewählten fremdländischen Baumarten zu bewerten, die
sich durch eine hohe Trockenheitstoleranz, hinreichende
Resistenz gegenüber Frostereignissen sowie eine mög-
lichst hohe Produktionsleistung und Holzeigenschaften
auszeichnen, die zu einer nachhaltigen Rohstoffproduk-
tion beitragen. Um den notwendigen Forschungsvorlauf
zu gewährleisten, sollten entsprechende Untersuchungen
in nächster Zukunft eingeleitet werden.
Langfristig entsteht so ein horizontal strukturiertes, unter
Berücksichtigung der projizierten Klimaänderungen stand-
ortgerechtes Baumartenmosaik mit der Gemeinen Kiefer
69

image
image
Abb. 6.3.5: Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter den gegenwärtigen Umweltbedingun-
gen nach der oben genannten Methodik
70
Abb. 6.3.6: Mögliche Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter der Annahme einer Erhöhung
der Jahresmitteltemperatur um 1,5 Grad
Wollreitgras-Fichtenwald
Wollreitgras-Fichten-Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
mit Höhenkiefer
Submontaner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hochkolliner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Kiefern-(Buchen) wald
Wärmeliebende Eichenmischwälder
Erlen-Eschen-Auen-,Quell- und Niederungs-
wälder und Erlenbruchwälder
Waldmeister-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Buchenwald mit Höhen-
kiefer und Waldmeister-Buchenwald-Komplex
Wärmeliebende Eichenmischwälder mit Kiefer
FoA - Grenzen (Stand 2003)
Wollreitgras-Fichtenwald
Wollreitgras-Fichten-Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
mit Höhenkiefer
Submontaner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hochkolliner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Kiefern-(Buchen) wald
Wärmeliebende Eichenmischwälder
Erlen-Eschen-Auen-,Quell- und Niederungs-
wälder und Erlenbruchwälder
Waldmeister-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Buchenwald mit Höhen-
kiefer und Waldmeister-Buchenwald-Komplex
Wärmeliebende Eichenmischwälder mit Kiefer
FoA - Grenzen (Stand 2003)

image
Abb. 6.3.7: Mögliche Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter der Annahme einer Erhöhung
der Jahresmitteltemperatur um 2,0 Grad
Szenario 2
Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um 2 Grad
Dieses Szenario geht von einer Temperaturerhöhung um
2 Grad aus,die den Annahmen der regionalen Klimaszena-
rien entspricht. Nach diesem Temperaturanstieg werden
in den Hoch- und Kammlagen der Mittelgebirge überwie-
gend die wärmeadaptierteren Varianten des Bergmisch-
waldes unter Beteiligung der Höhenkiefer vorkommen.
Vermutlich werden Buchenwälder mit größeren Misch-
anteilen von Tannen und Fichten die am besten adap-
tierte Waldgesellschaft darstellen. Hochkolline Eichen-
Buchenwaldgesellschaften prägen dann die Vegetation
der mittleren Berglagen.
Wärmebegünstigte Standorte mit temporär ange-
spanntem Bodenwasserhaushalt könnten bereits von
Kiefern-Eichen oder wärmeliebenden Eichenmisch-
wäldern besiedelt werden. Ansonsten dominieren diese
Waldgesellschaften auf den entsprechenden Standorten
der unteren Berglagen.
Größere Fichtenanteile/Fichten-dominierte Waldgesell-
schaften werden vermutlich an Standorte gebunden
sein, deren Bodenwasserhaushalt und Exposition auch
unter einem veränderten Temperaturniveau eine aus-
reichende Wasserversorgung und kühleres Lokalklima
ermöglichen
(vgl. Abb. 6.3.7).
um 1,5 Grad (gegenüber dem langjährigen Mittel 1961–
1990) aus und liegt damit noch unter den regionalen
Klimaszenarien für Sachsen (E
NKE
et al., 2001).
Selbst unter Berücksichtigung der Anpassungsfähig-
keit der Baumarten in einem Bereich von + 0,5 Grad führt
diese Temperaturerhöhung zu gravierenden Verände-
rungen in der Verteilung der potenziell natürlichen Wald-
gesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum.
Waldgesellschaften, in deren Baumschicht die Fichte als
alleinige Hauptbaumart dominiert, sind quasi nicht mehr
existenzfähig.
Die Bergmischwälder dringen bis in die Kammlagen vor.
Die Fichte als Mischbaumart dieser Waldgesellschaften
ist dann flächendeckend nur noch in den Hoch- und
Kammlagen der Mittelgebirge vorhanden. Ihre Konkur-
renzkraft ist deutlich reduziert. Submontane Eichen-
Buchen-Mischwaldgesellschaften prägen das Bild der
mittleren Berglagen.
Die unteren Berglagen werden dann von hochkollinen
Eichen-Buchenwaldgesellschaften dominiert, die ur-
sprünglich für den Hügellandbereich charakteristisch wa-
ren. Auf wärmebegünstigten Standorten werden diese
Waldgesellschaften bis in die mittleren Berglagen auf-
steigen (vgl. Abb. 6.3.6).
71
Wollreitgras-Fichtenwald
Wollreitgras-Fichten-Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
Hainsimsen-(Tannen-Fichten-) Buchenwald
mit Höhenkiefer
Submontaner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hochkolliner Hainsimsen-Eichen-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Kiefern-(Buchen) wald
Wärmeliebende Eichenmischwälder
Erlen-Eschen-Auen-,Quell- und Niederungs-
wälder und Erlenbruchwälder
Waldmeister-Buchenwald
Hainsimsen-Eichen-Buchenwald mit Höhen-
kiefer und Waldmeister-Buchenwald-Komplex
Wärmeliebende Eichenmischwälder mit Kiefer
FoA - Grenzen (Stand 2003)

image
Ökologische und forstwirtschaftliche Konsequenzen
Veränderungen in der Standortgerechtigkeit der Baum-
arten und die daraus folgende Verschiebung der poten-
ziell natürlichen Waldgesellschaften sind anhand der zu-
vor dargestellten Simulationsergebnisse offensichtlich.
Waldgesellschaften, in deren Baumschicht die Fichte
vorherrscht, werden danach an Bedeutung verlieren. Da-
gegen werden Eichen-, insbesondere aber Buchenwald-
gesellschaften in mittleren Lagen bzw. in den Hoch- und
Kammlagen der Mittelgebirge wesentlich adaptierter und
damit ökologisch stabiler erscheinen. Insgesamt wird die
Wasserversorgung für den Wald im Mittelgebirgsraum
auch zukünftig ausreichend sein.
In Verbindung mit höheren Temperaturen und steigen-
dem Transpirationsbedarf wird jedoch die Anbaufähigkeit
von feuchteadaptierten Baumarten oder von Baumarten,
die eine hohe Anpassung an ein feucht-kühles Standort-
klima aufweisen, eingeschränkt.
Insbesondere auf flachgründigen Standorten mit einer
geringen Wasserspeicherkapazität und auf besonders
exponierten Standorten könnte es dann verstärkt zu
periodischen Trockenstresserscheinungen kommen. Zu-
dem muss von einer Verringerung der Abflussraten aus
Waldökosystemen ausgegangen werden, was beson-
ders in waldbestockten Einzugsgebieten von Talsperren
von Bedeutung sein wird.
Da die heutigen Bestände noch überwiegend durch
großflächig gleichaltrige Fichtenreinbestände geprägt
sind, muss über den Waldumbau ein intensiver Baum-
artenwechsel betrieben werden. Dies kann nur lang-
fristig erreicht werden, die Möglichkeiten der Extensivie-
rung sind hierbei begrenzt.
Da das reale Ausmaß der Klimaänderungen auch für den
Mittelgebirgsraum derzeit nicht mit Sicherheit bekannt ist,
müssen waldbauliche Strategien auch hier auf eine Risiko-
minimierung gerichtet sein. Diese ist mit kleinflächig
horizontal differenzierten Waldstrukturen gegeben, die in
enger Anlehnung an den Kleinstandort ein möglichst
weites Spektrum standortgerechter Baumarten mit einer
größeren Wärme- und Trockentoleranz
in den Waldumbau
einbezieht. Unter sächsischen
Mittelgebirgsbedingungen
dürften modifizierte „Femelbewirtschaftungsverfahren“
(Waldumbauverfahren) mit den angestrebten Mindest-
flächengrößen und Mindestauflichtungen (LAF, 1999) am
effektivsten diesem Ziel dienen.
Ziel muss sein, die Elastizität von Waldökosystemen
soweit auszubauen, dass ihre Fähigkeit zur strukturellen
Erneuerung auch unter veränderten Umweltbedingungen
erhalten bleibt. Nur auf diese Weise wird eine höchst-
mögliche Widerstandsfähigkeit gegenüber klimatischen
Extremen, anthropogenen Stoffeinträgen und biotischen
Schaderregern (bspw. von periodischen Borkenkäfer-
katastrophen) zu erreichen sein.
Deshalb sind verstärkt Bemühungen zur Erweiterung des
Baumartenspektrums erforderlich. Das betrifft vorrangig
die Einbringung wärme- und trockentoleranterer Ökotypen
autochthoner, aber auch gegenwärtig nicht standortheimi-
scher Baumarten mit entsprechenden ökophysiologischen
Eigenschaften. Die notwendige ökologische Amplitude er-
gibt sich aus der Bandbreite der in den Szenarien ange-
nommenen zukünftigen klimatischen Bedingungen.
Im Sinne der o.g. Risikominimierung sollte bei vorhan-
denen Baumartenalternativen möglichst die „sicherere“
Alternative hinsichtlich der Toleranz gegenüber den zu
erwartenden klimatischen Änderungen unter Beachtung
72
Abb. 6.3.8:
Herbststimmung im Natur-
schutzgebiet Trostgrund,
Forstamt Brand-Erbisdorf

image
bei Erhalt der Steuerungsmöglichkeiten gegenüber der
Bodenvegetation und zur Anreicherung von Verjüngungs-
vorräten standortgerechter Mischbaumarten führen.
Unter Berücksichtigung der sich abzeichnenden Umwelt-
veränderungen ist in den sächsischen Mittelgebirgen die
langfristige Weiterführung des Waldumbauprogramms
der wichtigste Grundpfeiler für eine ökologisch nach-
haltige multifunktionale Forstwirtschaft.
Das Ergebnis dieses Waldumbaus wird ein ungleich-
altriges, räumlich strukturiertes und standortgerechtes
Baumartenmosaik mit einem Maximum an ökologischer
Stabilität und Multifunktionalität der Wälder sein.
Praktische Probleme und flankierende Maßnahmen
Der notwendige intensive Waldumbau auf größeren
Flächen und über längere Zeiträume ist kostenintensiv
und erfordert eine erhebliche staatliche Förderung. Im
Verhältnis zum zeitlichen Rahmen (50 Jahre) der Klima-
szenarien sind die waldbaulichen Rationalisierungs-
möglichkeiten relativ gering. Diese Situation ist vor allem
durch das geringe Samenangebot standortgerechter Baum-
arten und deren Verteilung auf der Waldfläche bedingt.
Das bedeutendste Rationalisierungspotenzial birgt die
strikte Umsetzung der Verwaltungsvorschrift Jagd, deren
Ziel die Waldverjüngung ohne Zaunschutz ist. Hiervon
werden nicht nur die Höhe der Investitionen sondern
der angestrebten hohen Stabilität und Produktivität des
Waldökosystems gewählt werden.
Baumartenanteile und Flächenverteilungen können letzt-
endlich nur an konkreten standörtlichen Bedingungen und
Beständen entschieden werden.
Folgende Baumarten sind für einen Waldumbau in den
sächsischen Mittelgebirgen, der sich an den zukünftig
möglichen klimatischen Bedingungen orientiert, von be-
sonderer Bedeutung:
Stiel- und Traubeneiche,
(Roteiche) –
gehören zu den Hauptbaumarten in den unteren Berg-
lagen mit abnehmender Bedeutung bis in die mittle-
ren Berglagen, wärmebegünstigte Standorte,
Rotbuche
dominierende Baumart der mittleren und höheren Berg-
lagen, auf wärmebegünstigten Standorten bis in die
Kammlagen.Überschreitet das Niederschlagsangebot
eine für die Rotbuche erforderliche Schwelle, ist diese
Baumart aufgrund Ihrer Belaubungsdynamik, Transpira-
tionseffizienz und Glattrindigkeit (M
ÜLLER
, 2001) eine
den Wasserhaushalt und die Abflussdynamik positiv
beeinflussende Baumart, auch in Mischung mit ande-
ren Baumarten,
Weißtanne
Mischbaumart zur Rotbuche in allen Berglagen, in
den Kammlagen auf wärmebegünstigten Standorten,
stabilisierendes Element im Hinblick auf die vertikale
Standorterschließung, die Sturmfestigkeit der Be-
stände und den Oberbodenzustand,
Douglasie
unter Beachtung geeigneter Herkünfte und Ökotypen
von den unteren Berglagen bis in die Kammlagen,von
besonderer Bedeutung für die Holzproduktion unter
veränderten Umweltbedingungen,
Bergahorn/Esche
in den mittleren und höheren Berg- und Kammlagen
sowie auf Standorten mit stabiler Wasserversorgung
und einem feucht-kühlen Mesoklima,
Höhenkiefer
bevorzugt auf austrocknungsgefährdeten Standorten
der unteren bis höheren Berglagen.
Dem Erhalt der Fichte in standortgerechter Mischung
mit anderen Baumarten sollte auf geeigneten Standorten
eine angemessene Bedeutung zukommen.
Inwiefern andere, wirtschaftlich interessante Nadel-
baumarten mit hoher Produktivität, aber einer deutlich
höheren Temperatur- und Trockentoleranz in den Wald-
umbau einbezogen werden, ist durch entsprechende
Untersuchungen und auf der Grundlage von Anbauver-
suchen zu klären.
Pflegemaßnahmen müssen wiederum zu einer ganz-
flächigen Konkurrenzauflockerung in der Baumschicht
73
Abb. 6.3.9: Bergmischwald im Forstamt Brand-Erbisdorf

 
auch deren Erfolgschancen, also letztendlich die prak-
tische Realisierbarkeit des Waldumbauprogramms ent-
scheidend beeinflusst.
Die Einführung fremdländischer Baumarten, für die bis-
her kaum repräsentative Erfahrungen vorliegen, erfor-
dert einen umfassenden Forschungsvorlauf. Soll auf den
heute bewaldeten Flächen der Wald nicht nur als Vege-
tationsform erhalten werden, sondern auch der nach-
haltigen Rohstoffproduktion dienen, ist es unausweich-
lich, diesen Fragen entsprechende Aufmerksamkeit zu
widmen.
Weiterhin ist es zwingend notwendig darauf zu verwei-
sen, dass den forstlichen Möglichkeiten Grenzen gesetzt
sind, die mit fortschreitenden anthropogen verursachten
Umweltveränderungen weiter eingeengt werden. Die
bisherigen, in sehr kurzer Zeit erreichten Erfolge sollten
dazu ermutigen, die Schadstoffbelastung weiter zu redu-
zieren.
Grenzbelastungen von Waldökosystemen, die das critical
load – Konzept vorgibt, wurden bisher nur in Ausnahme-
fällen erreicht (R
ABEN,
1999). In diesem Zusammenhang
müssen auch lokal differenzierte flankierende Maßnah-
men zur Bodensanierung (Kompensations- und meliorative
Kalkungen) langfristig fortgesetzt werden (R
ABEN,
2000).
6.3.4
Zusammenfassung und Ausblick
Im Jahr 2001 wurde auf der Grundlage der im Auftrag
des Sächsischen Landesamtes für Umwelt und Geologie
erstellten regionalen Klimaszenarien für Sachsen eine
Abschätzung ihrer Auswirkungen auf die Waldentwick-
lung durchgeführt. In einem ersten Ansatz wurde die kli-
matische Eignung bestimmter Hauptbaumarten bezüg-
lich der jeweils limitierend wirkenden Umweltfaktoren
Wasserversorgung (im sächsischen Tiefland) sowie
Wärme (im Mittelgebirgsraum) betrachtet. Auf der
Ba-
sis der ermittelten Trockentoleranzreihen und Wärme-
adaptionen der Hauptbaumarten erfolgte eine „modell-
hafte“ Anpassung an die „veränderten“ klimatischen Be-
dingungen der einzelnen Wuchsbezirke.
Die Klimaänderungsszenarien sind danach so weit-
reichend,dass es zu erheblichen Verschiebungen der po-
tenziell natürlichen Baumartenverteilung kommen kann.
In der Tieflandsregion Sachsens wird der Wasserhaus-
halt weit über das aktuelle Maß hinaus zum limitierenden
Umweltfaktor für die Baumartenzusammensetzung und
Struktur der Wälder.
Der Waldumbau, verbunden mit einem Hauptbaumarten-
wechsel hin zu anspruchsvolleren Baumarten, wird im
trockeneren Spektrum der Sandstandorte des Tieflandes
fragwürdig.
Bewirtschaftungseingriffe müssen streng ressourcen-
orientiert durchgeführt werden. In den trockensten Re-
gionen wird eine Waldstrukturanpassung und der Anbau
besonders trockentoleranter Baumarten bzw. Herkünfte
erforderlich, um den Wald zu erhalten.
In den Mittelgebirgen wird das Wasser nicht generell
zum limitierenden Umweltfaktor, wenngleich auch hier
häufiger mit temporären Austrocknungserscheinungen
gerechnet werden muss. Vielmehr werden ehemals pla-
nare und kolline Waldgesellschaften aufgrund der Tem-
peraturerhöhung bis in die höheren Lagen der Mittel-
gebirge hinein standortgerecht sein.
Anpassungsstrategien der Forstwirtschaft, die im
wesentlichen als Risikominimierung und -verteilung
zusammengefasst werden können, sollten heute so
ausgerichtet sein, dass sie auch dann noch zu stabilen
Wirtschaftwäldern führen, wenn die angenommenen
Klimaänderungen nicht oder nicht in vollem Umfang statt-
finden sollten.
Die Berücksichtigung der dargestellten Klimaszenarien
bedeutet keine prinzipielle Abkehr vom aktuellen Wald-
umbauprogramm in Sachsen, sondern zielt eher auf
eine Optimierung. Es erscheint jetzt zweckmäßig, den
Forschungsvorlauf für potenzielle Fragen der Praxis zu
schaffen.
Die dargestellten ersten Überlegungen zu möglichen re-
gionalen Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald
und die Forstwirtschaft müssen natürlich in einem Pro-
zess der Weiterentwicklung und Berücksichtigung neuer
Erkenntnisse laufend überarbeitet werden.
Neben vielen anderen ökologischen und forstwirtschaft-
lichen Faktoren sind diese ersten Erkenntnisse dennoch
wichtige Aspekte, die in strategische Bewirtschaftungs-
entscheidungen einfließen.
Die Weiterentwicklung der Klimaszenarien für Sachsen
wird künftig eine feinräumigere Regionalisierung, eine
stärkere jahreszeitliche Differenzierung und die Berück-
sichtigung von Extremereignissen ermöglichen. Damit
werden unter Einbeziehung digitaler Standortinformatio-
nen, neuer Erkenntnisse zum Wasserhaushalt von Wald-
ökosystemen und zur Temperaturadaption wichtiger
Hauptbaumarten präzisere Analysen zu den Folgen der
Klimaänderungen auf den Wald und die Forstwirtschaft
abgeleitet werden können.
74

image
image
image
 
So wird u.a. von einer Abnahme der Jahressumme des
Niederschlages, einer Zunahme der mittleren Jahres-
temperatur und der Verdunstung und daraus resultierend
schließlich von einer Reduzierung der mittleren Talsperren-
zuflüsse bis hin zur Minderung der Leistungsfähigkeit für
Rohwasserabgaben der Talsperren ausgegangen.
Die Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sach-
sen, die für Planung, Bau, Betrieb und Unterhaltung der
landeseigenen Stauanlagen zuständig ist, wird sich bei
der Fortführung dieser Untersuchungen am jeweils ak-
tuellen Forschungsstand der Klimaforschung in Sachsen
orientieren. Nach Vorliegen aktualisierter Ergebnisse
sächsischer Klimaszenarien, insbesondere für meteoro-
logische
Extremereignisse (ausgeprägte Trockenperioden
und
Starkniederschlagsereignisse) werden die nach-
folgend dargestellten Untersuchungen aus dem Jahre
2001, die sich auf ein mittleres Systemverhalten bezie-
hen, weiter ausgebaut.
6.4.2
Das Talsperren-System Klingenberg/
Lehnmühle
Die Talsperren Lehnmühle und Klingenberg liegen hin-
tereinander in der Wilden Weißeritz (vergl. Abb. 6.4.3).
Beide Talsperren stellen im Verbundbetrieb Rohwasser
für die Trinkwasserversorgung der Stadt Dresden und
umliegender Versorgungsgebiete bereit. Das Talsperren-
6.4
Die Talsperrenbewirtschaftung
im Spannungsfeld von Trocken-
perioden und Hochwasser-
ereignissen
6.4.1
Einführung
Untersuchungen zu möglichen Auswirkungen von Klima-
änderungen auf die Bewirtschaftung der Talsperren in
Sachsen wurden bereits im Jahr 2001 beispielhaft für
das Talsperrensystem Klingenberg/Lehnmühle im Ost-
erzgebirge durchgeführt. Die Betrachtungen bezogen
sich dabei auf die Leistungsfähigkeit der beiden Stauanla-
gen für Rohwasserabgaben zur Trinkwasserversorgung.
Die erzielten Ergebnisse sind nachfolgend im Abschnitt
„Simulation der Auswirkungen von Klimaänderungen
auf die Bewirtschaftung des Talsperrensystems Klingen-
berg/Lehnmühle, Wilde Weißeritz im Osterzgebirge“ dar-
gestellt.
Mit der projizierten Klimaänderung in den kommenden
Jahrzehnten werden gravierende Auswirkungen auf die
Bewirtschaftung der Talsperren in Sachsen erwartet.
75
Abb. 6.4.2: Schwergewichtsstaumauer mit Dammanschluss
der Talsperre Lehnmühle
Abb. 6.4.3: Lage des Talsperren-Systems Klingenberg/
Lehnmühle einschließlich der „Beileitungs-
Talsperre” Rauschenbach
Abb. 6.4.1: Schwergewichtsstaumauer der Talsperre
Klingenberg

 
system kann durch Beileitungen von Rohwasser aus
der Talsperre Rauschenbach und ggf. auch aus der Tal-
sperre Lichtenberg im mittleren Erzgebirge gestützt
werden.Hierzu wurde in den letzten Jahren ein umfang-
reiches Überleitungssystem mit der Streckenführung
„TS Rauschenbach – Revierwasserlaufanstalt – Oberer
Großhartmannsdorfer Teich – TS Lichtenberg – TS Klin-
genberg“ geschaffen. Die wichtigsten, aktuellen Kenn-
daten zu den Talsperren Klingenberg, Lehnmühle und
Rauschenbach können der Tabelle 6.4.1 entnommen
werden.
Die nach dem Augusthochwasser 2002 vorgenommenen
Vergrößerungen der gewöhnlichen Hochwasserrück-
halteräume führten zur Verringerung der Betriebsräume.
Trotz dieser Maßnahme kann die Leistungsfähigkeit
für Rohwasserabgaben zur Trinkwasserversorgung von
1000 l/s unter verstärkter Einbeziehung der Talsperre
Rauschenbach weiterhin gewährleistet werden.
6.4.3
Grundzüge der Talsperrenbewirtschaftung
Die Mehrheit der sächsischen Talsperren, so auch die
Anlagen im Talsperrensystem Klingenberg/Lehnmühle,
sind Mehrzweck-Stauanlagen. Mit einer Talsperre wer-
den im Regelfall mehrere Bewirtschaftungsziele erfüllt.
Die durch das Talsperrensystem Klingenberg/Lehn-
mühle zu steuernden wasserwirtschaftlichen Haupt-
nutzungen sind die Rohwasserbereitstellung für die
Trinkwasserversorgung und der Hochwasserschutz für
den Unterlauf der Wilden und Vereinigten Weißeritz. Die
beiden Bewirtschaftungsziele stellen an die Bewirtschaf-
tung unterschiedliche Anforderungen. So verlangt die
Trinkwasserversorgung einen ausreichend groß bemes-
senen Reserve- und Betriebsraum (IR sowie IBR), um
die Anforderungen an die Rohwasserqualität und die
Mengenbewirtschaftung erfüllen zu können. Der Hoch-
wasserschutz für den Unterlauf erfordert einen aus-
reichend groß bemessenen gewöhnlichen Hochwasser-
76
TS Klingenberg
TS Lehnmühle
TS Rauschenbach
Baujahr
1908/1914
1927/1931
1960/1968
Fließgewässer
Wilde Weißeritz
Flöha
Nutzung im Verbund
1. Rohwasserbereitstellung zur Trinkwasserversorgung
2. Hochwasserschutz
3. Energieerzeugung
4. „sanfter Tourismus“
Hochwasserschutz
insbesondere für Dresden und Freital
Neuhausen, Olbernhau
Leistungsfähigkeit im Verbund
Q
A99%BSS
=1000 l/s
Inhaltsaufteilungen
Totraum (Mio. m
3
)
0,00
0,00
0,00
Reserveraum (Mio. m
3
)
2,00
2,50
2,30
Betriebsraum (Mio. m
3
)
12,38
12,42
8,90
gew. Hochwasser-
rückhalteraum (Mio. m
3
)
2,00
7,00
4,00
Stauraum 16,38 21,92 15,20
Ausbaugrade
für Eigeneinzugsgebiet (%)
146 (ohne TS Lehnmühle)
63
81 (ohne TS Flaje)
das Gesamteinzugsgebiet (%)
35 (mit TS Lehnmühle)
entfällt
36 (mit TS Flaje)
Bei Vollstau
Seefläche (ha)
116
135
98
mittlere Tiefe (m)
14
16
15
Einzugsgebiete
Eigeneinzugsgebiet (km
3
)
29 (ohne TS Lehnmühle)
60,4
26,9 (ohne TS Flaje)
Gesamteinzugsgebiet (km
3
)
89,4 (mit TS Lehnmühle)
entfällt
70,5 (mit TS Flaje)
Zuflüsse
aus Eigeneinzugsgebiet
(m
3
/s-Mio. m
3
/a)
0,350 m
3
/s = 11,0 Mio. m
3
/a
1,10 m
3
/s = 34,7 Mio. m
3
/a
0,600 m
3
/s = 18,9 Mio. m
3
/a
aus Gesamteinzugsgebiet
(m
3
/s-Mio. m
3
/a)
1,45 m
3
/s = 45,7 Mio. m
3
/a
1,34 m
3
/s = 42,2 Mio. m
3
/a
Vorhandene Pegelanlagen
Deutschgeorgenthal 1, 2
Zuflusspegel
Beerwalde
Ammelsdorf
und Neuwernsdorf
Abgabepegel
Klingenberg UP
Lehnmühle UP
Rauschenbach 1
Historische Zuflussreihe
für die 3 Talsperrren jeweils von 1921/2003
Tabelle 6.4.1: Kenndaten zu den Talsperren Klingenberg, Lehnmühle und Rauschenbach

zukünftiger Trockenperioden wird an die Bemessung
und die Größe des Betriebsraumes IBR zum Zwecke
der Rohwasserbereitstellung unter Umständen erhöhte
Anforderungen stellen. Vergleichbare Schlüsse können
auch zukünftige Hochwasserereignisse zulassen. Hier
können ebenso erhöhte Anforderungen an die Bemes-
sung und die Größe des gewöhnlichen Hochwasser-
rückhalteraumes IGHR entstehen. Dabei wird auch zu-
künftig zur Lösung der zahlreichen Bewirtschaftungs-
aufgaben nur ein begrenzter Stauraum zur Verfügung
stehen. Eine der vordringlichsten Aufgaben der Stau-
anlagenbewirtschaftung besteht deshalb in den kom-
menden Jahren und Jahrzehnten in der Entwicklung
geeigneter Steuerverfahren und Konzeptionen, um den
veränderten Bewirtschaftungsbedingungen begegnen zu
können.
Speziell für das Talsperrensystem Klingenberg/Lehn-
mühle beschreitet die Landestalsperrenverwaltung des
Freistaates Sachsen folgenden Weg: Für die Talsperren
Klingenberg, Lehnmühle und Rauschenbach sind Ver-
größerungen der gewöhnlichen Hochwasserrückhalte-
räume beantragt worden. Die Anträge wurden im Jahr
2003 durch die zuständigen Regierungspräsidien in
Dresden (für die Talsperren Klingenberg und Lehn-
mühle) und Chemnitz (für die Talsperre Rauschen-
bach) bewilligt. So konnten die in der Abbildung 6.4.5
dargestellten Vergrößerungen der gewöhnlichen Hoch-
wasserrückhalteräume in die Bewirtschaftung der Tal-
rückhalteraum (IGHR), um Hochwasserzuflüsse in der
Talsperre aufnehmen und schadlos abführen zu können.
Der gewöhnliche Hochwasserrückhalteraum muss auch
in Zeiten des Normalbetriebes erhalten bleiben und steht
für eine geregelte Bewirtschaftung für Rohwasser-
abgaben nicht zur Verfügung. Es gilt für verschiedene
Hauptnutzen, die sich zueinander konträr verhalten kön-
nen, eine Bewirtschaftungsform zu entwickeln, die ins-
gesamt auf ein Bewirtschaftungsoptimum abzielt und
damit den zur Verfügung stehenden Stauraum als
Summe von Totraum IT, Reserveraum IR, Betriebsraum
IBR und gewöhnlichem Hochwasserrückhalteraum
IGHR, bestmöglich ausnutzt (vergl. Abb. 6.4.4). Die vor-
liegenden Ergebnisse der Untersuchungen zu Klima-
änderungen in Sachsen lassen erhebliche Auswirkungen
auf den Betrieb der sächsischen Talsperren erwarten. So
wird mit einer sich allmählich vollziehenden Klimaände-
rung insbesondere ein häufigeres Auftreten von Wetter-
extremen erwartet. Dieses Phänomen bezieht sich dabei
sowohl auf vermehrt auftretende Trockenperioden als
auch auf eine „Häufung“ von Hochwasserereignissen.
Exakte Abschätzungen zu Größenordnungen der künfti-
gen Trockenperioden sowie der Hochwasserereignisse
sind allerdings aus heutiger Sicht nicht möglich.
Die sich abzeichnende Klimaänderung kann aber zu
einer weiteren Verschärfung der Nutzungsinteressen
u.a. zwischen Rohwasserbereitstellung und Hochwas-
serschutz führen. Die Registrierung und Auswertung
77
jeweils
die
Teile
Wasser-
güte
und
Wasser-
menge
Wasser-
wirtschafts-
plan für den
Hochwasser-
betrieb und
Betriebsplan
Wasser-
wirtschafts-
plan für den
Regel-
betrieb und
Betriebsplan
I
BR
zur Erfüllung des Rohwasserbedarfes
Ermittlung der Leistungsfähigkeit der Stauanlage
Q
min
I
R
wurde als wassergütewirtschaftlich
erforderlicher Reserveraum ermittelt
I
GHR
errechnet aus den Anfordungen
des Unterlaufes an den Hochwasserschutz
HW-Bemessungsfall 3 und HW-Steuerplan
I
AHR
als ein Resultat der Hochwasserbemessung
HW-Bemessungsfälle 1, 2 mittels HQ
1.000
, HQ
10.000
und Hochwassersteuerplan
I
T
als fest vorgegebene Größe
Zusammenspiel der einzelnen Staulamellen bei der Bewirtschaftung einer Talsperre
Krone
Überlauf
HWE
gegenseitige
Beeinflussung
gegenseitige
Beeinflussung
Abb. 6.4.4: Darstellung des Bewirtschaftungsprinzips einer Mehrzweck-Talsperre zur Rohwasserabgabe und zum Hochwasserschutz

image
image
 
sperren eingeführt werden. Diesen wichtigen, im Inte-
resse des Hochwasserschutzes vorgenommenen Bewirt-
schaftungsschritten gingen wassergüte- sowie wasser-
mengenwirtschaftliche Machbarkeitsstudien voraus.
Seit Ende des Jahres 2003 ist es möglich, mittels Roh-
wasserbeileitungen aus der TS Rauschenbach bis zur
TS Klingenberg zur Stabilisierung der Systembewirt-
schaftung beizutragen.
6.4.4
Vorliegende Beobachtungen
und deren Bewertung
Die Beobachtung, Registrierung und Auswertung der
Zuflussreihen zu den Talsperren ist unbedingte Voraus-
setzung für eine zuverlässige und plausible Bewirtschaf-
tung und Bemessung der Stauanlagen.
Lange Reihen von im Regelfall Monatsmittelwerten sind
notwendig, um zuverlässige Zuflussgenerierungen über
mehrere 1000 Jahre und damit Speicherrechnungen zur
Leistungsfähigkeitsbemessung für Rohwasserabgaben
vornehmen zu können. Dabei ist sowohl die Erfassung
von beobachteten Trockenperioden als auch die Simu-
lation von denkbaren, möglichen Trockenperioden und
deren Auswertung zur Leistungsbemessung besonders
wichtig.
Die Beobachtung und Registrierung von Hochwasser-
ereignissen ist unbedingte Voraussetzung der Hoch-
wasserbemessung von Stauanlagen. Hier wird zwischen
verschiedenen Hochwasserbemessungsfällen unter-
schieden. Mit fast jeder Stauanlage wird Hochwasser-
schutz für den Unterlauf des gestauten Fließgewässers
gewährleistet. Dieser Hochwasserschutz ist zu be-
messen und nachzuweisen. Darüber hinaus ist die Stau-
anlagensicherheit selbst für sehr große und zugleich
seltene Hochwasserereignisse zu bemessen und zu
gewährleisten. Nicht zuletzt spielt die Erarbeitung eines
umfassenden Hochwassersteuerplanes eine wichtige
Rolle.
In den vergangenen Jahren wurden im mittleren Zufluss
zum Talsperrensystem Klingenberg/Lehnmühle Verände-
rungen beobachtet, die erste Anzeichen einer Klima-
änderung erkennen lassen. Mit der Verschiebung des
mittleren Zuflusses ging eine Häufung von Extremereig-
nissen, sowohl von Niedrigwasser- als auch von Hoch-
wasserereignissen einher.
78
Vergröfle rung der gewöhnlichen
Hochwasserrückhalteräume I
GHR
0
1
2
3
4
5
6
7
Talsperre
Klingenberg
bis zum Jahr 2002
eingerichtet
ab dem Jahr 2003
eingerichtet
Talsperre
Lehnmühle
Talsperre
Rauschenbach
Inhalt I
G HR
in Mio. m
3
Abb. 6.4.5: Vergrößerung des gewöhnlichen Hoch-
wasserrückhalteraumes in den Talsperren
Klingenberg, Lehnmühle und Rauschenbach
Abb. 6.4.7: Die Hochwasserentlastungsanlage der Tal-
sperre Lehnmühle bei einem Stauspiegel
über 524 m ü. NN in Betrieb. Ein Betriebsfall
im Rahmen der Hochwassersteuerung.
Abb. 6.4.6: Die TS Lehnmühle bei deutlich abgesenktem
Stauspiegel (508 m ü. NN). Ein Betriebsfall der
Regelbewirtschaftung, d.h. im Rahmen der
Rohwasserabgabe für Trinkwasser.

image
Niedrigwasserzuflüsse
Die Jahre 2000/2001 und 2003/2004 waren u.a. von sehr
intensiven, aber verhältnismäßig kurzen Trockenperioden
geprägt. So konnte im Zeitraum vom Mai 2000 bis Januar
2001 ein mittlerer Zufluss zum Talsperrensystem Klingen-
berg/Lehnmühle über 9 Monate in Höhe von 255 l/s beob-
achtet werden. Die Trockenperiode ab Mai 2003 erbrachte
über 9 Monate bis Ende Januar 2004 einen mittleren
Zufluss von 220 l/s, was nur 15% des langjährigen Mittel-
wasserzuflusses zur Talsperre Klingenberg entspricht. Da-
mit wurde der trockenste, jemals beobachtete, zusam-
menhängende Zeitraum über die Dauer von 9 Monaten im
Zufluss zum Talsperrensystem Klingenberg/Lehnmühle
registriert. Allerdings gab es bereits mehrere vergleich-
bare, trockene Zeiträume. Neben den Jahren 2000/2001
brachte auch die Periode von Juni 1962 bis Februar 1963
bei einem mittleren Zufluss von 230 l/s sehr geringe
Wassermengen.
Trotz der Trockenheit 2003/2004 bleibt für die Bemessung
der Leistungsfähigkeit für Rohwasserabgaben zur Trink-
wasserversorgung nach wie vor der Zeitraum von Juni
1962 bis März 1964 maßgebend. Diese Periode zeichnete
sich bei einem mittleren Talsperrenzufluss von 455 l/s, was
zirka 30% des langjährigen Mittelwasserzuflusses zur Tal-
sperre Klingenberg entspricht, besonders durch die Länge
der Trockenheit aus.
Die Abbildung 6.4.9 vergleicht den Verlauf der maß-
gebenden Trockenperiode von 1962/64 mit dem Verlauf
Verschiebung des mittleren Zuflusses
Aus den Beobachtungen des Talsperrenzuflusses zum
System Klingenberg/Lehnmühle lässt sich seit Beginn
der 90er Jahre eine innerjährliche Verschiebung des
Zuflusses ableiten, die jetzt bereits 15 Jahre anhält und
eine gewisse Stabilität erlangt hat. So sind die Winter-
monate vom November bis März abflussreicher gewor-
den. In den letzten Jahren war über diesen Zeitraum
seltener eine geschlossene Schneedecke bei anhalten-
dem Frost zu verzeichnen. Vielmehr traten oftmals Tau-
perioden mit Niederschlägen auf, die in den letzten Jah-
ren zu hohen Winterzuflüssen geführt haben. Der früher
in den Kammlagen des Erzgebirges zuflussreichste
Monat April ist heute vergleichbar mit den trockeneren
Frühsommermonaten. Die Sommer- und Herbstmonate
haben eine deutliche Reduzierung des Zuflusses erfah-
ren (vgl. Abb. 6.4.8). Trotz der deutlich sichtbaren, inner-
jährlichen Verschiebung des Abflusses zum Talsperren-
System Klingenberg/Lehnmühle sind Reduzierungen der
Jahressumme des Talsperrenzuflusses wie auch Ver-
änderungen des Zuflusses vieler Einzelmonate bis zum
heutigen Tage noch nicht signifikant nachweisbar.
Auswirkungen der sich bereits abzeichnenden Klima-
änderung auf die Wassermengenbewirtschaftung der
Talsperren konnten bisher nicht nachgewiesen wer-
den. Die Landestalsperrenverwaltung verfolgt die Ent-
wicklung des Zuflusses zu den Stauanlagen ständig und
wird rechtzeitig erforderliche Anpassungsmaßnahmen
in den Wasserwirtschaftsplänen der Stauanlagen vor-
nehmen.
79
Abb. 6.4.8: Mittlere Zuflüsse zum Talsperren-System Klingenberg/Lehnmühle

der aktuellen Trockenperiode von 2003/04. Dargestellt
sind sowohl die Zuflüsse zur Talsperre Klingenberg als
auch die Entwicklung des Betriebsinhaltes des TS-
Systems Klingenberg/Lehnmühle.
Die Tabelle 6.4.2 zeigt einen Vergleich der Talsperrenzu-
flüsse in historischen und in aktuellen Trockenperioden
ab dem Jahr 2000. Deutlich werden die absoluten „Minus-
rekorde“ der Trockenperiode 2003/04 für die relativ kurze
Dauer von 6 bzw. 9 Monaten. Die Trockenheitsrekorde
aus den Jahren 1962 bis 1964 über die längere Dauer
von 12 bzw. 24 Monaten, die für die Bemessung der Tal-
sperren-Leistungsfähigkeit im Erzgebirge maßgebend
sind, bleiben aber bestehen.
Hochwasserzuflüsse
Im Zufluss zur Talsperre Lehnmühle, der seit 73 Jahren
beobachtet wird, ereignete sich im März 2000 das bis
dahin höchste Hochwasser. Das Augusthochwasser
2002 hat wiederum das Ereignis des Jahres 2000 weit
übertroffen. Einen Vergleich beider Ereignisse zeigt
die Abbildung 6.4.10. Die Abbildung 6.4.11 gibt einen
Hinweis zur statistischen Einordnung des Augusthoch-
wassers 2002 im Zufluss zur Talsperre Lehnmühle. Das
zufällige Auftreten eines außergewöhnlich großen Hoch-
wasserereignisses im August 2002 kann allein nicht als
Nachweis einer Klimaänderung herangezogen werden.
Vielmehr fällt die Häufung von Extremereignissen in den
letzten Jahren auf, die erste Anzeichen einer Klimaände-
rung erkennen lässt. Diesen Umstand illustrieren die
Abbildungen 6.4.12 und 6.4.13. Dabei zeichnen sich
große, seltene Hochwasser durch einen schnellen Ver-
lauf ab. Ein solches Ereignis läuft innerhalb weniger Tage
ab. Trockenperioden im Sinne der Talsperrenbewirtschaf-
tung erstrecken sich im Gegensatz zum Hochwasser über
viele Monate bis hin zu mehreren Jahren.
80
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Monate nach dem Beginn der Trockenperiode
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Zufluss in der maßgebenden
Trockenperiode 1962/1964
Zufluss in der aktuellen
Trockenperiode 2003/2004
theoretisch angenommene
Inhaltsentwicklung 1962/1964
reale Inhaltsentwicklung
2003/2004
Stauziel
Talsperren-System Klingenberg/Lehnmühle
Vergleich der maßgebenden Trockenperiode 1962/1964 mit der aktuell laufenden Trockenperiode 2003/2004
T S -Zufluss in m
3
/s
Füllung I
BR
in Mio. m
3
Abb. 6.4.9: Vergleich der beiden Trockenperioden 1962/1964 und 2003/2004 im Zufluss zum Talsperren-System
Klingenberg/Lehnmühle
Dauer
Historisch
Aktuell
über 6 Monate
09/1953 – 02/1954
05/2003 – 10/2003
MQ = 170 l/s
MQ = 130 l/s
= – 24%
über 9 Monate
06/1962 – 02/1963
05/2003 – 01/2004
MQ = 230 l/s
MQ = 130 l/s
= – 4%
über 12 Monate 06/1962 – 05/1963
02/2003 – 01/2004
= 1 Jahr
MQ = 410 l/s
MQ = 460 l/s
= + 12%
über 24 Monate 08/1962 – 07/1964
05/2000 – 04/2002
= 2 Jahr
MQ = 610 l/s
MQ = 1140 l/s
= + 87%
Tab. 6.4.2: Vergleich der Intensität historischer und
aktueller Trockenperioden im Zufluss zur Tal-
sperre Klingenberg (MQ = mittlerer Zufluss)

81
Die beiden größten Hochwasser an der Sperrstelle der Talsperre Lehnmühle
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Zeit in Stunden
Augusthochwasser 2002
Märzhochwasser 2000
Zufluss in m
3
/s
Abb. 6.4.10: Darstellung der beiden größten Hochwasser im Zufluss zur Sperrstelle der TS Lehnmühle
Spitzenzufluss zur Sperrstelle der Talsperre Lehnmühle im August 2002
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
Jährlichkeit
HQ (Maximum) = 296 m
3
/s
HQ (August, 2002)
Abfluss in m3/s
1
10
100
1000
10000
Abb. 6.4.11: Statistische Einordnung des Augusthochwassers 2002 im Zufluss der TS Lehnmühle im Vergleich zum maximal
möglichen Hochwasser an diesem Querschnitt

82
Die Schwankungsbreite des Gesamtzuflusses zur Talsperre Klingenberg
in den Jahren 2000/01
100
1000
10000
März 00
April 00
Mai 00
Juni 00
Juli 00
Aug. 00 Sept. 00
Okt. 00
Nov. 00
Dez. 00
Jan. 01
Zufluss in l/s
Allein der Monat März 2000 brachte bedingt durch ein großes Hochwasser
(vergl. Abb. 11) einen Talsperrenzufluss in Höhe von 18 Mio. m
3
.
Die folgenden 9 Monate vom Mai 2000 bis Januar 2001 zeigten in
Summe insgesamt einen Talsperrenzufluss von 6 Mio. m
3
und
illustrieren die gravierende Trockenheit in diesem Zeitraum.
H o c h w a s
s e r
g
e fo lg
t
v o
n
e
in
e
r
in te n s
iv e
n
Trockenheit
Abb. 6.4.12: Das Märzhochwasser 2000 gefolgt von einer 9 Monate andauernden, intensiven Trockenheit an der Sperrstelle
der TS Klingenberg
Allein der Monat August 2002
brachte bedingt durch ein
außergewöhnlich großes
und zugleich seltenes Hoch-
wasser (vergl. Abb. 11) einen
Talsperrenzufluss in Höhe
von 23,5 Mio. m
3
.
Die folgenden 9 Monate vom
Mai 2003 bis Januar 2004 zeigten
in Summe insgesamt einen
Talsperrenzufluss von
5 Mio. m
3
und illustrieren
die gravierende Trockenheit
in diesem Zeitraum.
H o c h w
a s s e r
g e
fo lg t v o n e in e r in te
n s iv e n
Trockenheit
Die Schwankungsbreite des Gesamtzuflusses zur Talsperre Klingenberg
in den Jahren 2002/03/04
Aug. 02
S ept. 02
Okt. 02
Nov. 02
Dez. 02
Jan. 03
Aug. 03
S ept. 03
Okt. 03
Nov. 03
Dez. 03
Jan. 04
Feb. 03
Mä r z 03
Ap r il 03
Mai 03
Juni 03
Juli 03
10
100
1000
10000
Zufluss in l/s
Abb. 6.4.13: Das Augusthochwasser 2002 gefolgt von einer 9 Monate andauernden, intensiven Trockenheit an der Sperrstelle
der TS Klingenberg

 
Nach der Eichung des Modells AKWA-M für den Referenz-
zeitraum 1948 bis 1995 konnte aus den gewonnen Modell-
ergebnissen für diesen Zeitraum mit Hilfe statistischer
Methoden eine 2000 Jahre lange „Normalreihe bzw. Aus-
gangsreihe“ des Talsperrenzuflusses generiert werden.
Mit dieser Reihe wurde eine Speicherbewirtschaftung
des Talsperrensystems Klingenberg/Lehnmühle vollzogen.
In einem nächsten Schritt wurde das geeichte Modell
AKWA-M mit den Daten zweier Klimaszenarien (robustes
Szenario 1; lokal differenziertes Szenario 2) gespeist. Hier
entstand jeweils eine Talsperren-Zuflussreihe, die den ge-
änderten klimatischen Bedingungen Rechnung trägt.
Diese
beiden veränderten Reihen stellen die Grundlage für
eine jeweils 2000 Jahre lange, generierte Reihe dar und
sind schließlich Ausgangsbasis für Speicherrechnungen,
die etwa um das Jahr 2050 Relevanz erlangen könnten.
Die Modellergebnisse
Die zusammengefassten Projektergebnisse in Form
einer „Gewinn- und Verlustrechnung“ für die Speicher-
bewirtschaftung zeigen die Abbildungen 6.4.14 und
6.4.15. So stellt die Abbildung 6.4.14 die Entwicklung
des Niederschlagsdargebotes und daraus folgend des
Abflusses (gleichbedeutend mit dem Gesamtzufluss zur
Talsperre Klingenberg) für die Referenzperiode, Klima-
szenario 1 und 2 dar. Die Abbildung 6.4.15 geht auf die
Verdunstungshöhen ein.
So ist gegenüber der Referenzperiode von einer Nieder-
schlagsreduzierung um 9% im Klima-Szenario 1bzw.12%
im Szenario 2 auszugehen. Der Gebietsabfluss, der prak-
tisch als Gesamtzufluss zur Talsperre Klingenberg aufzu-
fassen ist,reduziert sich noch stärker.Im Szenario 1erfährt
diese Bewirtschaftungsgröße gegenüber der Referenz-
periode eine Abminderung um 26%, im Szenario 2 sogar
um 35%. Im Gegensatz hierzu nehmen die Verlustgrößen
aus der Verdunstung deutlich zu (vgl. Abb. 6.4.15).
Die innerjährliche Verteilung der Zuflüsse im Vergleich der
Referenzperiode 1921/2001 zu den Klimaszenarien 1 und
2 zeigt die Abbildung 6.4.16. Mit Ausnahme der Winter-
monate wird über den gesamten restlichen Zeitraum des
Jahres die gravierende Abnahme des Talsperrenzuflusses
deutlich. Nach den durchgeführten Speicherrechnungen
mit den nach Szenario 1 und 2 veränderten Zuflussreihen
ist abschließend die Veränderung bzw. Reduzierung der
Leistungsfähigkeit des Talsperrensystems für Rohwasser-
abgaben zur Trinkwasserversorgung von Interesse. Dieses
Ergebnis kann Abbildung 6.4.17 entnommen werden. Die
Leistungsfähigkeit des Speichersystems Klingenberg/
Lehnmühle für Rohwasserabgaben zur Trinkwasserversor-
gung beträgt ohne die Stützung durch die Talsperre Rau-
schenbach für die Referenzperiode, d.h. für den Ist-Zustand
= 920 l/s. Diesem Wert liegt eine Bereitstellungssicherheit
nach der Häufigkeit (bezogen auf die Bereitstellungsjahre)
von PH = 99% bei konstanter Abgabe (PH 99% const.)
zugrunde. Im Szenario 1 wird diese Leistungsfähigkeit auf
6.4.5
Simulation der Auswirkungen von Klima-
änderungen auf die Bewirtschaftung des
Talsperrensystems Klingenberg/Lehnmühle,
Wilde Weißeritz im Osterzgebirge
Grundlagen der Untersuchungen
Die Untersuchungen wurden im Auftrag der Landestal-
sperrenverwaltung des Freistaates Sachsen durch die
Firma Dr. Dittrich & Partner Hydro-Consult GmbH durch-
geführt.
Zur Wasserhaushaltsmodellierung wurde das Modell
AKWA-M genutzt. Dieses Modell berechnet die Kom-
ponenten des Wasserhaushaltes von Gewässerein-
zugsgebieten. Eingangsgrößen sind Niederschlag und
Energieeintrag bzw. potentielle Verdunstung (berechnet
aus Lufttemperatur, relativer Luftfeuchte und Sonnen-
scheindauer). In der Wechselwirkung dieser Eingangs-
größen mit den morphologischen, geologischen und
pedologischen Bedingungen sowie mit der Landnutzung
(berücksichtigt wurden Forst-, Grünland-, Gewässer-
und
versiegelte Flächen in ihrer jahreszeitlichen Entwick-
lung) entsteht eine bestimmte Aufteilung des Nieder-
schlages in Abfluss und Verdunstung.Der Abfluss setzt
sich aus den Komponenten Direktabfluss, schneller
Basisabfluss
(Zwischenabfluss) und langsamer Basis-
abfluss (Grundwasserneubildung) zusammen. Um die
Unterschiede dieser Bedingungen in dem relativ gro-
ßen, unterschiedlich genutzten und stark höhenabhängig
gegliederten Einzugsgebiet berücksichtigen zu können,
wurde eine Differenzierung in 42 hydrologisch ähnlich
reagierende Teilflächen vorgenommen.
Die Eingangsgrößen in das genutzte Wasserhaushalts-
modell AKWA-M waren homogene, konsistente Reihen
der Klimaelemente Niederschlagssumme, Summe der
Sonnenscheindauer, mittlere Lufttemperatur und mittlere
relative Luftfeuchte. Diese Werte stehen für den Feuchte-
und Energieeintrag, welcher die im Einzugsgebiet ab-
laufenden Verdunstungs-, Speicher- und Abflussprozesse
steuert. Darüber hinaus wurden die Messungen der mete-
orologischen Stationen Zinnwald-Georgenfeld, Geising-
berg
(repräsentativ für die Kammlagen des Einzugsgebie-
tes),Tharandt-Grillenburg (repräsentativ für die Tallagen des
Einzugsgebietes) und Dresden-Klotzsche herangezogen.
Weiterhin fanden die an den Talsperren Klingenberg und
Lehnmühle gemessenen Niederschläge Verwendung.
Die historischen Zuflussdaten zum Talsperren-System
wurden vom Pegel Ammelsdorf, Wilde Weißeritz
genutzt. Sowohl die Klima- als auch die Abflussdaten
wurden in der Auflösung von einem Monat zusammen-
gestellt.
Die entsprechenden Klimaszenarien wurden vom Sächsi-
schen Landesamt für Umwelt und Geologie bereitgestellt.
83

73,5% gegenüber dem Ist-Stand reduziert. Szenario 2 bringt
sogar eine Reduzierung auf 64,3% (vgl. Abb. 6.4.17). Un-
ter Zugrundelegung der gegenwärtigen Zuflusssituation ist
es mittels der Beileitungen von Rohwasser der Talsperre
Rauschenbach bis zur Talsperre Klingenberg möglich, eine
Leistungsfähigkeit von 1000 l/s aus dem Talsperrensystem
zu garantieren. Diese Abgabeleistung zur Trinkwasserbe-
reitstellung ist seit Jahren vertraglich mit den Rohwasser-
abnehmern gebunden.
In den Klimaszenarien 1 und 2 wäre es selbst bei Aus-
nutzung der vollen Beileitungsmöglichkeiten über die Tal-
sperre Rauschenbach bis zur Talsperre Klingenberg nicht
mehr möglich, diese 1000 l/s zu garantieren. Die Abnahme
der Talsperren-Leistung ist in den Klimaszenarien 1 bzw. 2
so beträchtlich, dass zum Abschluss der angestellten Un-
tersuchungen noch eine kurze Betrachtung zu möglichen
bewirtschaftungsseitigen Reaktionen auf Klimaänderun-
gen
erfolgt.
84
Abb. 6.4.14:
Modellergebnisse für den
Niederschlag und den Abfluss
(= Talsperrenzufluss)
Modellergebnisse für den Niederschlag und Abfluss
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
Referenz
Niede r s c hlag und Abflusshöhe in mm
Szenario 1
Szenario 2
Niederschlag
Abfluss
Abb. 6.4.15:
Modellergebnisse für die
Verdunstungshöhen
Modellergebnisse für Verdunstungshöhen
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
Referenz
Szenario 1
Szenario 2
Seeverdunstung
potentielle Verdunstung von der Landoberfläche
reale Verdunstung von der Landoberfläche
Ve r dunstungshöhe in mm
Folgende bewirtschaftungsseitige Maßnahmen an Tal-
sperren sind zusammenfassend als Reaktion auf mög-
liche Klimaänderungen
denkbar:
Eine höhere bzw. vollständige Auslastung der zur Zeit
vorhandenen Kapazitäten.
Verbundbewirtschaftung der zur Verfügung stehenden
Kapazitäten
im Rahmen eines Kapazitätsausgleichs zwischen
Talsperren.
zur Erhöhung der Talsperren-Leistungsfähigkeit.
Anpassung der bestehenden speicherwirtschaftlichen
Randbedingungen durch Flexibilisierung der Bewirt-
schaftung.
Erschließung neuer Wasserdargebote durch
Anschluss von Einzugsgebieten an bestehende
Talsperren durch Beileitungen.
Neubau von Talsperren.

85
Abb. 6.4.16:
Veränderung des innerjähr-
lichen Zuflussregimes sowie
des Gesamtzuflusses
Abb. 6.4.17:
Veränderung der Leistungs-
fähigkeit des TS-Systems
Klingenberg/Lehnmühle
unter Beachtung der TS
Rauschenbach
Vergleich der Zuflüsse zur TS Klingenberg
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
Referenzperiode 1921/2001
Szenario 1
Szenario 2
Novembe r
Dezembe r
Janua r
Feb r ua r
Mä r z
Ap r il
Mai
Juni
Juli
August
S eptembe r
Oktobe r
Jah r
Entwicklung der Leistungsfähigkeit des Talsperren-Systems
Klingenberg/Lehnmühle unter Einbeziehung der TS Rauschenbach
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
Referenz
Talspe
rren-System Klingenberg/Lehnmühle allein
TS-System Klingenberg/Lehnmühle bei maximaler
Stützung durch die TS Rauschenbach
Szenario 1
Szenario 2
Leistungsfähigkeit QA99% c onst. in l/s

image
 
86
Abb. 6.5.1:
Relativer Trend (%) der
potenziellen Verdunstung
in Sachsen, 1971–2000
(Quelle: TU Dresden, Pro-
fessur für Meteorologie)
6.5
Konsequenzen der klimatischen
Veränderungen für den Wasser-
haushalt in Sachsen
6.5.1
Einführung
Klimabedingte Veränderungen des Wasserhaushaltes
(Niederschlag, Verdunstung, Bodenwasser, Grundwasser,
Standgewässer, Fließgewässer) können bereits heute mit
ökologischen und ökonomischen Folgen verbunden sein.
Der EEA Report No 2/2004 (E
UROPEAN
E
NVIRONMENT
A
GENCY
,
2004) belegt anhand von Untersuchungen in ausgewähl-
ten Flussgebieten Deutschlands,
dass sich hier während
der letzten Jahrzehnte die mittleren
jährlichen Abflüsse
lokal um –4 bis +6% geändert haben.
Während in Deutschland insgesamt eine deutliche Zu-
nahme der Niederschlagsmenge im Winter bei gering-
fügigerer Abnahme im Sommer zu erkennen ist, wird in
Sachsen eher eine Entwicklung zu insgesamt geringeren
Jahresniederschlagsmengen festgestellt.
An der innerjährlichen Umverteilung der Niederschläge wird