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Thomas Pluntke
Wasserverfügbarkeit im
Einzugsgebiet der Lausitzer Neiße -
Ergebnisse aus dem Projekt NEYMO
Thomas Pluntke
Gliederung
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Einleitung
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Daten und Methoden
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Gegenwärtige Wasserverfügbarkeit
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Zukünftige Wasserverfügbarkeit
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Schlussfolgerungen
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Thomas Pluntke
Foto: P.Körner
Foto: B. Lehmann
Einleitung
NEYMO - Lausitzer Neiße/ Nysa Łużycka –
Klimatische und hydrologische Modellierung,
Analyse und Prognose
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Finanzierung über Europäischen Fonds für
Regionalentwicklung (EFRE)
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Umsetzung im Rahmen des operationellen
Ziel-3-Programms zur Förderung der
grenzübergreifenden Zusammenarbeit SN-PL
2007-2013
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Leadpartner: Landesamt für Umwelt,
Landwirtschaft und Geologie
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Projektpartner: IMGW, Wrocław
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Thomas Pluntke
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Erfordernis der Zusammenarbeit erwuchs
im Rahmen der dt./poln. Grenzgewässer-
kommission
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Stark anthropogen beeinflusster
Wasserhaushalt durch Braunkohletagebau
und Wassernutzung
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Flachland relativ trocken
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Einfluss von Klima- und Landnutzungs-
änderungen auf den Wasserhaushalt
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Grenzübergreifende Bewirtschaftung der
Wasserressourcen erforderlich
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Thomas Pluntke
Tagebau Nochten
Quelle:
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Thomas Pluntke
Ziele des Projektes Neymo:
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Erstellung einer grenzübergeifenden, konsistenten Datenbasis
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Entwicklung einer gemeinsamen Methodik
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Erstellung von Klimaprojektionen
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Klimaanalyse (aktuell und zukünftig)
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Analyse des Wasserhaushaltes unter Berücksichtigung der
Wassernutzungen (aktuell und zukünftig)
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Entwicklung von grenzübergreifenden Strategien zur effektiven
Nutzung der Wasserressourcen
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Stärkung des Problembewusstseins bei Stakeholdern und
Öffentlichkeit
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Thomas Pluntke
Daten und Methoden der Klimaanalyse
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27 Klima- und 63 Niederschlagsstationen
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Analyse des Klimas anhand ausgewählter
Indizes, die den Wasserhaushalt der
Region charakterisieren
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Temperatur, Niederschlag,
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Einstrahlung, Verdunstung,
Klimatische Wasserbilanz,
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Trockenheit und Starkniederschläge
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Referenzperiode: 1971-2000
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Trenduntersuchungen: 1971-2010
Untersuchungsgebiet, Klima- und
Niederschlagsstationen
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Thomas Pluntke
Es gibt viele Klimamodelle und viele mögliche Treibhausgas-Szenarien, und es ist kaum
möglich zu sagen, welches die wahrscheinlichste Klimaprojektion hervorbringt.
Für möglichst sichere (robuste) Ergebnisse sind mehrere Klimaprojektionen zu verwenden!
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Ensemble zur Klimamodellierung:
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ECHAM 5, Run 1: A1B
als Referenz zu vorherigen Arbeiten
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ECHAM 6, Run1, RCP 2.6
“globales
2°
Ziel“
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ECHAM 6, Run1, RCP 8.5
entspricht Entwicklung der letzten 15 Jahre
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ECHAM 6, Run2, RCP 8.5
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ECHAM 6, Run3, RCP 8.5
Erstellung von Klimaprojektionen
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Gegenwärtige Wasserverfügbarkeit
TEMPERATUR
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Starke Höhenabhängigkeit des
Jahresmittels:
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Sniezka:
0,7
°C
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Cottbus:
9,3
°C
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Positiver Trend:
1 - 1,2
°C
1971 - 2000
Analyse der relevanten Klimaelemente notwendig
NIEDERSCHLAG
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Der Jahresniederschlag hängt stark von der
Höhenlage ab:
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Tiefland
≤ 150 m: 608 mm
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Hügelland 151 - 350 m:
701 mm
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Bergland 351 - 650 m:
861 mm
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Kammlagen
> 650 m: 1183 mm
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Thomas Pluntke
1971 - 2000
Trend: Zunahme - im Winter etwas stärker
als im Sommer
STARKNIEDERSCHLAG
Tage mit mehr als 10 Niederschlag
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Starkniederschlag kommt im Flachland
an 14 Tagen und in den Kammlagen
an 35 Tagen im Jahr vor
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Trends: Ganzjährig zunehmend
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Tage mit mehr als 20 mm nehmen nur
im Sommer zu
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Thomas Pluntke
TROCKENPERIODEN
An mindestens 11 aufeinanderfolgenden
Tagen regnet es weniger als 1 l/m²
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Es wurden 3 - 5 Trockenperioden pro Jahr mit ca.
15 Tagen Dauer in der Vergangenheit beobachtet
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Trends:
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Im Sommer häufiger und länger.
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Im Winter seltener und kürzer.
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Alternativer Trockenindex SPI, welcher sich auf
Perioden > 3 Monate bezieht, zeigt Tendenz zu
Auffeuchtung an
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Thomas Pluntke
Foto: W. Küchler
Zunahme der Trockenheit? Hängt vom Betrachtungszeitraum ab!
Foto: W. Küchler
POTENTIELLE VERDUNSTUNG
Aus Temperatur und Sonnenscheindauer wird die maximal mögliche
Verdunstung nach Turc-Wendling (DVWK 2002) berechnet (mm).
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Von den ca. 643 mm Niederschlag im Gebiet können potentiell ca. 600 mm
verdunsten.
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Trends: Zunahme der potentiellen Verdunstung, besonders im Sommer
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Grund ist der Anstieg der Temperatur und Sonnenscheindauer
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Thomas Pluntke
KLIMATISCHE WASSERBILANZ (KWB)
Rest, der vom Niederschlag nach Abzug der potentiellen
Verdunstung verbleibt.
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KWB ist ein Kennwert, der die Wasserverfügbarkeit aus
klimatologischer Sicht beschreibt: Anteil, der für die Versickerung
ins Grundwasser oder den Abfluss zur Verfügung steht
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Negative Klimatische Wasserbilanzen sind ein Indiz für
Wasserarmut.
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Thomas Pluntke
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Thomas Pluntke
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Im Winterhalbjahr positive Bilanz (
blaue
Balken
) in allen Höhenlagen und positive
Trends (
rote Pfeile
)
KLIMATISCHE WASSERBILANZ
1971-2010
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Im Sommerhalbjahr negative Wasserbilanz
(bis auf die Kammlagen) und negative Trends
(
blaue Pfeile
)
Zugewinn im Winter kompensiert nicht Verlust
im Sommer
Insgesamt: abnehmendes Wasserdargebot
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Thomas Pluntke
Zukünftige Wasserverfügbarkeit
Vergleich von 30-jährigen Perioden:
2071-2100 im Vergleich zu 1971-2000:
Temperaturanstieg um
1-3,7°C
Niederschlag
Abnahme im Sommer um 2-15 %
Zunahme im Winter um 3-10 %
Zunahme der Globalstrahlung um 80-300
Stunden pro Jahr
Zunahme der potentiellen Verdunstung um
30-110mm Jahr
Quelle: radreisen.rad-net.de
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Thomas Pluntke
KLIMATISCHE WASSERBILANZ –
zukünftige Perioden im Vergleich zu 1971-2000
KWB = Niederschlag – Verdunstung
Abnahme im
Sommerhalbjahr um
20-100mm in naher
Zukunft
und um 30-250mm in
ferner Zukunft
Relative Änderungen
in Höhenregionen sehr
ähnlich
Wasserverfügbarkeit
drastisch reduziert
Trends:
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Starkniederschlag (10mm/ Tag):
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Abnahme um 0-2 Tage im Sommerhalbjahr
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Keine Änderung im Winterhalbjahr
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Bei 20mm/ Tag: kein Klimasignal
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Trockenperioden:
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Zunahme der Häufigkeit um bis zu einmal im Sommerhalbjahr bei
unveränderter Dauer
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Keine Änderung im Winterhalbjahr
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Thomas Pluntke
TROCKENPERIODEN UND STARKNIEDERSCHLAG –
simulierter Trend 1971-2100
Klimaparameter
Beobachtete Trends Projizierte Trends
Temperatur
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Niederschlag
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
-
Winterhalbjahr
+
Sonnenscheindauer
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Potentielle
Verdunstung
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Klimatische
Wasserbilanz
Sommerhalbjahr
-
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
-
Winterhalbjahr
+-
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Thomas Pluntke
Schlussfolgerungen
Klimaparameter
Beobachtete Trends
Projizierte Trends
Starkniederschlag
(10mm)
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
Sommerhalbjahr
-
Winterhalbjahr
+-
Starkniederschlag
(20mm)
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+-
Sommerhalbjahr
+-
Winterhalbjahr
+-
Trockenperioden
(>10 Tage)
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
-
Sommerhalbjahr
+-
Winterhalbjahr
+-
Trockenperioden
(12 Monate)
Sommerhalbjahr
-
Winterhalbjahr
-
Sommerhalbjahr
+
Winterhalbjahr
+
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Thomas Pluntke
Schlussfolgerungen
in Vergangenheit: Zunahme des Sommerniederschlags
Umverteilung:
mehr Starkniederschläge und mehr kurzfristigen Trockenperioden
in Zukunft: Abnahme des Niederschlags im Sommer
weniger
moderate Starkniederschläge und mehr langfristigen Trockenperioden
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Thomas Pluntke
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Aus klimatologischer Sicht: Wasserverfügbarkeit hat sich und wird sich
weiter verschlechtern im Sommerhalbjahr
Niedrigwasser im Fluss
Verminderte Grundwasserneubildung
Gefahr von Dürren
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Keine Zunahme von Starkniederschlägen für die Zukunft projiziert
Schlussfolgerungen
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Thomas Pluntke
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Sommerliche Zunahme von kurzfristigen Trockenperioden in
Vergangenheit (unverändert im Winter und in der Zukunft)
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Über mehrere Monate anhaltende Trockenperioden nahmen in der
Vergangenheit ab, aber nehmen in der Zukunft wahrscheinlich zu
Trockenstress für Pflanzen
Niedrigwasser
Schlussfolgerungen
Aussagen zu extremen Verhältnissen nur begrenzt belastbar,
aufgrund geringer Datenverfügbarkeit
Wassermanagement muss angepasst werden, um kritische
Situationen der Wassermenge und -güte im Sommer zu bewältigen
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Thomas Pluntke
Ob sich die klimatologischen Randbedingungen tatsächlich in
dem skizzierten Ausmaß auf den Wasserhaushalt auswirken,
wird mit hydrologischen Modellen im Projekt geprüft.
Klimafolgenonline.com
Anhaltspunkt für Veränderungen sind
negative Durchflusstrends vieler Flüsse
im Untersuchungsgebiet
sowie
Modellierungen anderer Arbeitsgruppen
