Durch den Klimawandel steigen nicht nur die Temperaturen, sondern es verändert sich auch der Wasserhaushalt. Die Niederschläge, Verdunstung und die Neubildung von Grundwasser werden bald einem neuen Rhythmus folgen. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher, die untersuchten, welche Folgen der Klimawandel für Wasserstände, Ökosysteme, sowie für Nutzer in der Landwirtschaft haben könnte.
Die Rheinscheife von Gedeonseck. © Raayab. CC BY-SA 3.0. Wikimedia Commons.
Sicher erinnern sich viele von uns noch an den Rekordsommer 2003: Im Verlaufe einer Hitzewelle in der ersten Augusthälfte stiegen die Temperaturen an einigen Orten in Deutschland auf über 40 Grad Celsius. Viele Menschen litten unter der extremen Hitze. Da das ganze Jahr über nur wenig Niederschlag gefallen war, sanken die Wasserpegel in Flüssen und Talsperren im Spätsommer teils massiv ab. Auf einigen Abschnitten der Elbe und der Donau konnten keine Schiffe mehr fahren. Kernkraftwerke sahen sich gezwungen ihre Leistung zu drosseln, weil nicht genug Kühlwasser vorhanden war. Die Feldfrüchte verdorrten zum Teil auf den Feldern, und die Waldbrandgefahr stieg deutlich an.
Mit der globalen Erwärmung müssen wir damit rechnen, dass sich solche Szenarien häufen, schreiben die Autoren der GERICS-Studie „Der Einfluss des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme in Deutschland“, die im Februar 2017 erschienen ist. Die Analyse fasst die Ergebnisse von 29 Einzelstudien zusammen, die zwischen 2009 und 2013 entstanden sind und sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt in Deutschland befassen. Die Forscher betonen, dass sie nicht genau vorhersagen können, wie sich die Pegelstände einzelner Flüsse entwickeln werden. Einige Trends und deren Folgen sind allerdings absehbar.
So zeigen Beobachtungen, dass die Niederschläge in Deutschland seit 1881 um elf Prozent zugenommen haben – eine Entwicklung, die sich Prognosen zufolge fortsetzen wird. Fast überall in Deutschland regnet es im Winter deutlich mehr, teils ist die Niederschlagsmenge in der kalten Jahreszeit um 30 Prozent gestiegen. Im Sommer dagegen ist es in vielen Bundesländern sogar trockener geworden.
Längere Phasen mit niedigen Pegelständen
Als Folge werden sich auch die Pegelstände der großen Flüsse verändern, schreiben die Autoren. In den meisten Fließgewässern ist der Wasserstand bislang im Frühjahr zur Schneeschmelze am höchsten und im Sommer oder Herbst am niedrigsten. Generell gehen die Autoren davon aus, dass sich die Phasen mit niedrigen Wasserständen bis zum Ende des Jahrhunderts verlängern werden. Das hat beispielsweise Auswirkungen auf die Binnenschifffahrt. Für die Elbe rechnen Hagemann und Kollegen ab dem Jahr 2050 mit einer schlechteren Schiffbarkeit im Sommer, vor allem in den Bundesländern Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. „Das Niedrigwasser wird früher eintreten, länger andauern und unter die üblichen Niveaus fallen“, heißt es in dem Bericht. Beim Rhein können die Forscher dagegen keinen Trend erkennen, und bei der Donau wird der Pegel in Zukunft wahrscheinlich schon im Spätsommer und nicht erst im Herbst seinen niedrigsten Stand erreichen – wegen der früheren Schneeschmelze.
Die sinkenden Wasserstände im Sommer wirken sich auch auf die Energieversorgung aus, die große Mengen Flusswasser zur Kühlung benötigt. Wenn nicht genug Kühlwasser zur Verfügung steht, müssen etwa Kernkraftwerke zunächst gedrosselt und dann ganz heruntergefahren werden. Ein weiteres Problem: Auch die Wassertemperaturen in den deutschen Flüssen steigen durch den Klimawandel bis 2100 um durchschnittlich ein bis zwei Grad, was die Kühlung der Kraftwerke erschwert. Weil hohe Wassertemperaturen und niedrige Wasserstände häufiger als bisher gemeinsam auftreten werden, werde sich die Kraftwerksleistung in den Sommermonaten bereits während der kommenden 40 Jahre verringern, schreiben die GERICS-Forscher.
Die Landwirtschaft muss sich ebenfalls auf häufigere, längere und intensivere Trockenzeiten im Sommer einstellen. In Nordrhein-Westfalen verdoppelt sich beispielsweise die Zahl der Tage, an denen Felder bewässert werden müssen, bis zum Jahr 2100 von 30 auf 60. Im Winter steigt nach Angabe der Autoren dagegen die Hochwassergefahr – unter anderem, weil in den Gebirgen weniger Niederschlag als Schnee fällt. Das Regenwasser wird daher in niedrigeren Lagen sofort von den Flüssen abtransportiert und bleibt nicht bis zum Frühjahr liegen. Genauere Prognosen für die Zukunft seien aber schwierig, da die Häufigkeit von Hochwasser nicht nur vom Klima, sondern auch von vielen anderen Faktoren abhängt, etwa von der Landnutzung oder von Talsperren.
Lebensgemeinschaften in Mooren, Sümpfen und Seen unter Stress
Besondere Belastungen sehen die Autoren um Hagemann auf Süßwasser-Ökosysteme zukommen. „Das ökologische Gleichgewicht terrestrischer Wassersysteme wurde durch den Menschen bereits erheblich verändert“, heißt es in dem Bericht. Veränderte Landnutzung, Bevölkerungswachstum und Umweltverschmutzung bedrohen die Lebensgemeinschaften in Mooren, Sümpfen, Seen und Flüssen. Durch den Klimawandel kommen weitere Stressfaktoren hinzu: Sinkende Grundwasserspiegel lassen Seen oder kleine Bäche austrocknen, höhere Wassertemperaturen verschärfen bestehende Probleme mit der Überdüngung und fördern Algenblüten. Auch fremde Arten könnten sich noch stärker ausbreiten als bisher. Das genaue Ausmaß der Folgen sei aber nur schwer zu beurteilen, da Ökosysteme auf Umweltveränderungen oft unvorhersehbar reagieren.
Der Klimawandel wirkt sich auch auf das Grundwasser aus, aus dem der größte Teil des Trinkwassers gewonnen wird. Die deutsche Bevölkerung wird jedoch auch in Zukunft nicht unter Wasserknappheit leiden. Der Studie zufolge wird im ganzen Land genügend Wasser vorhanden sein. Allerdings kann es in einigen Regionen zeitweise zu Engpässen kommen, etwa in Brandenburg oder in Ostbayern, schreiben die Forscher. Außerdem werden die Grundwasserspiegel in Zukunft stärker schwanken – zum einen, weil sich ein Teil der Niederschläge vom Sommer in den Winter verschoben hat, zum anderen, weil im Sommer während trockener Perioden mehr Grundwasser zur Bewässerung entnommen werden muss. Gleichzeitig erwarten die Forscher aber einen Rückgang des Wasserbedarfs, weil die Bevölkerung zurückgeht. Auch effizientere Haushaltsgeräte und die vermehrte Nutzung von Regenwasser führen dazu, dass weniger Trinkwasser verbraucht wird. In jedem Fall sollten sich Wasserversorger mit den Folgen des Klimawandels auseinander setzen, empfehlen die Autoren – etwa, um Bedarfsspitzen an heißen Tagen oder in Trockenperioden decken zu können.
Max-Planck-Gesellschaft, 22. März 2017
Originalpublikation:
Bender, S., Butts, M., Hagemann, S., Smith, M., Vereecken, H. & Wendland, F. (2017). Einfluss des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme in Deutschland. Eine Analyse ausgesuchter Studien der Jahre 2009 bis 2013. Report 29. Climate Service Center Germany. Hamburg.