Klimawandel in Küstenregionen
hier speziell: Norddeutschland
Hans von Storch
Institut für Küstenforschung,
Helmholtz Zentrum Geesthacht
REKLIM-Tagung
8.-9. Spetember 2011 Leipzig
Übersicht
1. Das zentrale Thema: Sturmfluten – das
Badewannen-Problem
2. Ein sekundäres Thema:
Temperaturentwicklung
3. Regionaler Klimaservice: Klimaatlas
und Kimabericht für Norddeutschland
Das Badewannen-Problem
Graphik: Michael Schrenk
Graphik: Michael Schrenk
Graphik: Michael Schrenk
Derzeit mehr Wasser in der Wanne?
Global gesehen ist der
Meeresspiegel um ca. 20 cm
im vergangenen Jahrhundert
gestiegen. Hier wird eine
Beschleunigung zum Ende
des 20ten Jahrhunderts
konstatiert.
Für die Deutsche Bucht gilt
eine ähnliche Zahl. Eine
Beschleunigung ist nicht
festzustellen.
Anstieg des Meeresspiegels in der
Deutschen Bucht
(Albrecht et al., 2010)
Kind jüngst lebhafter geworden?
• Sturmtätigkeit variiert von
Jahr-zu-Jahr, von Jahrzehnt
zu Jahrzehnt.
• Sturmtätigkeit spiegelt sich
am besten an
Windstatistiken.
• Veränderlichkeit von Windstatistiken über viele Jahre
kaum beschreibbar.
• Daher Stellvertretergrößen
– z.B. Druckgradienten.
• Keine Tendenz zu höheren
Werten seit 1878.
Jährliche 90%-ile der Geschwindigkeit des geostrophischen Windes für
die Deutsche Bucht zwischen 1878
und 2007
(Hamburger Klimabericht, 2010).
Zukünftig mehr Wasser in der Wanne?
Abschätzung durch IPCC
2001.
Anstieg wird weiter zunehmen.
Je stärker die Emissionen,
desto stärker der Anstieg.
20-80 cm plausibel und
möglich
Hohe Unsicherheit.
Anstieg endet nicht 2100,
sondern setzt sich in die
absehbare Zukunft fort.
Kind zukünftig lebhafter?
• Szenariorechnungen
mit Downscaling
Hierarchie.
• Kind wird etwas
lebhafter – zum Ende
2010 bis 10 bis 30 cm.
•
Ensemble von Szenarien der
Änderung jährlicher 99,5%-ile des
Windstaus in 2071–2100 relativ
zu 1961–1990.
Oben/unten: Antrieb mit
regionalisierten Windfeldern aus
dem globalen HadAM3H/ECHAM
Modell.
Links/rechts: Für das A2/ B2
Emissionsszenario.
Hamburger Klimabericht (2010)
Stellungnahme für
SH Landtag, 2009
Quelle: GKSS, 2009 : Nordseesturmfluten im Klimawandel. GKSS Wissenschaftler fassen aktuellen
Forschungsstand zusammen.
Sonderfall Ästuare:
Elbe, Weser, Ems
1887
Material von : Hanz D. Niemeyer, Forschungsstelle Küste des NLWKN
2000
Weser Ästuar: Differenz der 99.5%ile des Tidenhochwassers
an verschiedenen Pegeln im Vergleich zu Alte Weser/Roter
Sand(19-jährige Mittel)
50
Bremerhaven
40
Brake
Oslebshausen
30
Große Weserbrücke
20
10
0
1940
-10
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
Sondersituation in den Ästuaren
• In allen drei Ästuaren sind die Sturmfluthöhen stromauf seit
den 1960er Jahren z.T. deutlich angestiegen.
• Diese Änderungen sind mit baulichen Maßnahmen in
Verbindung zu bringen.
• Die baulichen Maßnahmen beziehen sich auf Küstenschutz
und Schiffbarkeit.
• Der installierte Küstenschutz hat mit diesem zusätzlichen
Bedrohungspotential bisher umgehen können.
• Möglicherweise lässt sich in den Ästuaren die künftige
klimabedingte Verschärfung der Sturmflutgefahr teilweise
durch entsprechende Baumaßnahmen ausgleichen („TideElbe Projekt“ von HPA und WSVen).
Verschiedene Zeithorizonte
Implementation neuer
Strategien –
Nähere Zukunft, z.B. 2030:
(noch) nicht nötig;
weitere Zukunft, z.B. 2085:
durchaus denkbar.
nach Woth (2006)
Beispiel: Nordfriesland –
Unsicherheiten
Die Unsicherheiten in der Abschätzung von Kenndaten für
zukünftige Bemessungsgrenzen sind erheblich.
Vor allem wegen des mittleren Meeresspiegels, dessen
Entwicklung nicht nur abhängig ist von zukünftigen
Emissionsmustern sondern auch von der Zukunft der großen
Eisschilde Grönland und Antarktis.
Diese Unsicherheit wird auf absehbare Zeit kaum vermindert
werden.
Regionale Maßnahmenplanung muß daher flexibel ausfallen,
um mit diesen nur graduell verminderten Unsicherheiten
umgehen zu können.
Mögliche Maßnahmen?
Graphik: Michael Schrenk
Wellenüberlauf am Deich
– Belastungsreserven
Ergebnisse der Überlauftests in Delfzijl
 Keine Schäden an der Grasnarbe
bis 50 l / (m ∙ s)
 Funktionserhalt bis 50 l (m ∙ s)
nach künstlicher Vorschädigung
– Nach Generalplan Schleswig-Holstein
derzeit akzeptabel: 2 l/(m∙s)
Niemeyer & Kaiser 2008, NLWKN
Minderung von Sturmfluthöhen (und gleichzeitig des
Sedimenttransports) in der Elbe und in Hamburg
Dämpfung der einlaufenden
Tideenergie durch wasserbauliche
Maßnahmen im Mündungsbereich
des Ästuars.
2030
Sediment Management
considering the whole System
Hochwasser Gebiete in
oberen Flußlauf
2085
Graphik: Michael Schrenk
Erik Pasche,
TU HH
Zusammenfassung: Sturmfluten
Sturmfluten sind eine reale Gefahr an den deutschen Küsten.
Klimawandel und der Ausbau von Wasserstrassen bewirken Änderungen der
Sturmflutgefahren.
Der Bereich der Nordsee ist ein der besten untersuchten Gebiete der Welt – weder
eine Beschleunigung des regionalen Meerespiegelanstiegs noch ein signifikante
Verstärkung der Sturmtätigkeit sind bisher dokumentiert worden.
Für die Zukunft sind Änderungen zu erwarten, primär beim mittleren
Wasserstand, sekundär bei Stürmen.
Handlungsbedarf zeichnet sich für die Zeit nach 2030 ab.
Neben der Verstärkung traditioneller Maßnahmen müssen neue
Anpassungsoptionen müssen entwickelt und geprüft werden, etwa:
- Dämpfung der Tideenergie in Ästuaren.
- Verbesserten Design von Deichen (etwa im Hinblick auf Kleibelegung).
- Kaskadierende Gebietsaufteilung für den Versagensfall
Temperaturen in Hamburg: 1876-2005
• 5-Jahresmittel der Temperatur zwischen 1876 und 2005.
• Erst seit etwa 50 Jahren genügen die Instrumente und Beobachtungsverfahren den notwendigen hohen Anforderungen zur Bestimmung von Klimatrends und deren Änderung.
Abbildung: Rosenhagen (2009)
Zunahme der Jahresmitteltemperatur in Hamburg seit 1901 um etwa 1°C.
Der Trend in den letzten drei Jahrzehnten ist deutlich verstärkt.
Klima der Region –
mögliche Entwicklungen in Zukunft (bis 2100)
Zusammenfassung
www.norddeutscher-klimaatlas.de
Aktuelle Zahlen zum Klimawandel in Norddeutschland
Interaktive Nutzung im Internet und am Infostand
Klima der Region – mögliche
Entwicklungen in Zukunft (bis 2100)
Mögliche Änderung der durchschnittlichen
Jahrestemperatur bis 2100
Regionale Klimaszenarien in der Praxis
Zahlen zum Klimawandel in
Norddeutschland im Überblick
Hinweise zur Nutzung von
Regionalen Klimaszenarien
Verständliche Zusammenfassung wissenschaftlicher
Expertise über Nordseesturmfluten und Klimawandel
Katsman, C.A., Sterl A., J.J. Beersma, H.W. van den Brink, J.A. Church, W. Hazeleger , R.E. Kopp, D. Kroon
J. Kwadijk, R. Lammersen, J. Lowe, M. Oppenheimer, H.-P. Plag, J. Ridley, H. von Storch, D.G. Vaughan, P.
Vellinga , L.L.A. Vermeersen, R.S.W. van de Wal and R. Weisse, 2011: Exploring high-end scenarios for local
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von Storch, H., G. Gönnert, and M. Meine, 2008: Storm surges an option for Hamburg, Germany, to mitigate
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Woth, K., 2005: Projections of North Sea storm surge extremes in a warmer climate: How important are the
RCM driving GCM and the chosen scenario? Geophys Res Lett: 32, L22708, doi: 10.1029/2005GL023762
Infos zum Klimawandel in
Norddeutschland
am Infostand Norddeutsches Klimabüro /
Aktuelle Zahlen zum Klimawandel in Norddeutschland:
KlimaCampus
Zusammenfassung:

Klimawandel in Norddeutschland