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Das WS-Klimaportal
Auf dieser Seite finden Sie Informationen und Daten zu den Auswirkungen
des Klimawandels auf die großen Flüsse und Küstengewässer in
Deutschland.
Das Angebot umfasst Informationen zu vergangenen und zukünftigen
Änderungen von Abflüssen, Wassertemperaturen und weiteren Kennwerten der
Wasserbeschaffenheit an Binnenwasserstraßen sowie zu
Meeresspiegeländerungen und zur Tidecharakteristik in den
Küstengebieten.
Ein Angebot für die Wasserwirtschaft und Schifffahrt
Unser Angebot richtet sich an Akteure, die sich für die Auswirkungen des Klimawandels auf die großen Flüsse und die Küstengewässer in Deutschland interessieren, sich mit der Anpassung an den Klimawandel auseinandersetzen müssen oder die Forschungsarbeit zu diesem Zukunftsthema voranbringen möchten. Angesprochen sind die Politik, Behörden, wissenschaftliche Einrichtungen, Unternehmen, Medien sowie die Öffentlichkeit.
Teil des DAS-Basisdienstes “Klima und Wasser”
Der Dienst ist Teil des DAS-Basisdienstes “Klima und Wasser” und liefert Grundlagen für die Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel der Bundesregierung. Das Angebot befindet sich noch im Aufbau. Sollten Sie weitergehenden Beratungs- oder Datenbedarf haben, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.
Hinweis für WSV-Mitarbeitende
Für wiederkehrende Informationsbedarfe, z.B. im Zuge von routinemäßigen Planungsvorgängen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung, können spezifische flussabschnittsbezogene Berichte konfiguriert, generiert und bereitgestellt werden. Bitte wenden Sie sich bei Interesse an das Beratungsteam der BfG.
Stationsbezogene Auswertungen
Zu den stationsbezogenen Auswertungen geht es hier lang; zum Beispiel Abflussänderungen an Flusspegeln., MHQ.png)
Karten
Hier erreichen Sie direkt unseren Atlas; zum Beispiel regional differenzierte Änderungen im Gewässernetz.
Rohdaten
Falls Sie Interesse an Zeitreihen- und Rohdaten haben, wenden Sie sich bitte unser Funktionspostfach das-basisdienst@bafg.de.
Stationsauswahl
Sie haben die Möglichkeit zur Auswahl einer Station. Die von Ihnen
getätigten Eingaben beeinflussen jeweils die Auswahlmöglichkeiten der
darunterliegenden Menüpunkte.
Durch ‘Auswahl bestätigen’ gelangen Sie zu den Informationen an der
gewählten Station.
Zur Auswahl stehen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur Pegel, deren
Einzugsgebietsgröße mindestens 10000 km² umfasst. Bitte wenden Sie sich
bei Interesse an weiteren Stationen an das Postfach
das-basisdienst@bafg.de.
Die Auswahl kann zusätzlich auch über eine Karte oder eine Tabelle
erfolgen.
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Atlas
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Rohdaten
Neben aggregierten Kennwerten und Karten können Sie auch die “rohen”
Simulationsdaten über den DAS-Basisdienst beziehen. Dabei handelt es
sich um Zeitreihen (meist Tageswerte) für verschiedene Größen (Abfluss,
Wassertemperaturen) und eine Vielzahl von Pegeln und Messstellen und –
sofern es sich um zukunftsbezogene Daten handelt – viele Projektionen
(siehe Beispielgrafik unten).
Diese Daten können aufgrund des Datenvolumens ohne weitere technische
Kenntnisse (z.B. Programmiererfahrung) meist nicht sinnvoll eingesetzt
werden. Sie sind i.d.R. für Experten/-innen und Wissenschaftler/-innen
geeignet. Sollten Sie Interesse an Rohdaten haben, wenden Sie sich bitte
unter Angabe eines Bezugspegels an das Funktionspostfach
das-basisdienst@bafg.de.
Hintergrund
- Einstieg
- Grundlegende Arbeitsweise
- Modellsimulation
- Überblick
- Klimaszenarien und -modelle
- Aufbereitung der Klimamodelldaten
- Klimamodellensemble für die Wasserwirtschaft
- Das Wasserhaushaltsmodell
- Sachstand AR5 (BMDV-Expertennetzwerk)
- Sachstand AR4 (BMDV-KLIWAS)
- Das Wassergütemodell
- Vorliegende Projektionen
- Vorliegende Projektionen (Sachstand AR5 (BMDV-Expertennetzwerk), Stand 06/2021)
- Vorliegende Projektionen (Sachstand AR4, BMDV-KLIWAS)
- Beobachtungsdaten
- Küstenpegel
- Pegelcluster Bremerhaven
- Pegelcluster Büsum
- Pegelcluster Cuxhaven
- Pegelcluster Dagebüll
- Pegelcluster Emden
- Pegelcluster Husum
- Pegelcluster Wilhelmshaven
- Küstenpegel
- Verwendete Kennwerte
- Datenquellen
- Wasserstands- und Abflussdaten
- Tidepegeldaten
- Wassertemperaturdaten
- Klimadaten
- Wissenschaftliche Begleitforschung
- Pressemitteilungen zum Dienst, Veröffentlichungen der Beteiligten
- 2021
- 2020
- 2019
- 2018
- Archiv
- Literatur
Einstieg
Wasser ist zugleich wichtige Lebensgrundlage, Lebensraum und Rohstoff, kann in Extremsituationen jedoch auch eine Gefahr darstellen. Das Wissen zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit von Wasserressourcen, auf Hoch- und Niedrigwasser, die Wasserbeschaffenheit und Änderungen des Meeresspiegels ist somit zentraler Baustein einer Klimafolgenbewertung und Klimaanpassungsstrategie.
Der DAS-Basisdienst “Klima und Wasser” stellt Informationen zu diesen Themen bereit, aktualisiert diese regelmäßig und liefert Antworten auf wiederkehrende Fragestellungen. Die Daten und Auswertungen beruhen auf konsolidierten und bundesweit vergleichbaren wissenschaftlichen Methoden.
Beobachtungsdaten und Zukunftsprojektionen zeigen, dass die im DAS-Basisdienst „Klima und Wasser“ betrachteten Systeme einer hohen Variabilität und einem ständigen Wandel auf unterschiedlichen Zeitskalen unterliegen. Der Begriff “Klimawandel” wird verwendet, wenn Änderungen in vieljährigen Statistiken sichtbar werden, wenn sich also beispielsweise 30-jährige Mittelwerte von Niedrigwasser-, Hochwasser-, Wassergüte und Tidegrößen ändern. Auf eine solche, mindestens einige Jahrzehnte umfassende Zeitskala fokussiert das Angebot dieses Portals.
Zum Verständnis der Daten ist es wichtig, sich mit der grundlegenden Arbeitsweise und Unsicherheitsanalysen vertraut zu machen.
Grundlegende Arbeitsweise
Die Grundlage der hier angebotenen Auswertungen sind zum einen
Beobachtungsdaten, zum anderen Simulationsdaten verschiedener
gewässerkundlicher Größen der betrachteten Gewässer. Die
Beobachtungsdaten werden durch die Wasserstraßenverwaltung des Bundes
sowie teilweise durch gewässerkundliche Dienste der Bundesländer und der
Nachbarstaaten betrieben (Datenquellen). Die
Beobachtungsdaten dienen der Feststellung bereits erfolgter
Veränderungen (Klimawandelmonitoring). Dabei ist zu berücksichtigen,
dass beobachtete Veränderungen in der Regel nicht allein auf den
Klimawandel zurückzuführen sind.
Die Basis für alle zukunftsbezogenen Änderungsanalysen sind
Modellsimulationen. Sie sind das Ergebnis einer Kette von Modellen und
Datenverarbeitungsschritten, die ausgehend unterschiedlichen Szenarien
der Zusammensetzung der Erdatmosphäre das komplette Erdsystem abbilden
und im Fall des DAS-Basisdienstes “Klima und Wasser” letztlich auf die
Einzugs- und Küstengebiete Deutschlands fokussieren. Auch hier gibt es
zahlreiche Unsicherheiten und – für Zukunftsaussagen unvermeidlich –
Ungewissheiten.
Modellsimulation
Überblick
Die Bundesanstalt für Gewässerkunde führt Modellsimulationen durch, anhand derer Folgen des Klimawandels für die Wasserwirtschaft, insbesondere für die Verkehrswasserwirtschaft in Deutschland bewertet werden können. Der dabei angewendete Arbeitsablauf (s. Abb. Ablaufschema) beginnt mit hydrometeorologischen Größen (Lufttemperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Wind, relative Luftfeuchte) und deren für die Zukunft projizierten Änderungen. Die meteorologischen Größen werden mittels eines Wasserhaushaltsmodells in hydrologische Größen wie Abfluss, Verdunstung und Schnee umgesetzt. Ausgehend von ausgewählten meteorologischen Größen (u.a. maximale tägliche Lufttemperatur) und hydrologischen Größen (Abfluss) werden ferner physikalische Eigenschaften (Temperatur) und Güteparameter des Gewässers simuliert. Dieser Arbeitsablauf wird auch als Modellkette bezeichnet.
Ablaufschema zur Erstellung von Projektionen von Wasserhaushalts- und Wassergüteparametern. Arbeitsmodule, übergebene Größen und Modelle
Klimaszenarien und -modelle
Ausgangspunkt bilden derzeit (Sachstand 2020) 8 globale Klimamodelle
(GCM, davon zwei mit zwei unterschiedlichen Realisierungen, d.h. 10
GCM-Läufe) des Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5, Meehl
und Bony, 2011), die mit 3 unterschiedlichen Entwicklungspfaden von
Treibhausgaskonzentrationen angetrieben werden. Dabei wird von
unterschiedlichen Erfolgen im Klimaschutz ausgegangen, von “gering”
(RCP8.5, also hohe Konzentrationen), über “mittel” (RCP4.5) bis “hoch”
(RCP2.6, also niedrige Konzentrationen; van Vuuren et al., 2011).
In den Projekten EURO-CORDEX (Jacob et al., 2014) und REKLIES-DE
(Hübener et al., 2017) wurden die GCMs mit 9 regionalen Klimamodellen
(RCM, davon zwei in je zwei unterschiedlichen Versionen, also 11
RCM-Varianten) für Mitteleuropa dynamisch bzw. statistisch
regionalisiert.
Die hier verfügbaren Auswertungen basieren auf einem Datenbestand aus
den Jahren 2018/2019. Zu diesem Zeitpunkt waren 44 Simulationen
(basierend auf 21 Kombinationen von RCP-Szenarien sowie globalen und
regionalen Klimamodellen) Teil des “Referenz-Ensembles” für die
Klimafolgenbewertung in Deutschland. In diesem Ensemble wurden einige
Simulationen ausgeblendet, die von den Klimamodellierern als fehlerhaft
markiert wurden. Hinweise hierzu finden sich z.B. in den
Mitteilungen zu Klimaprojektionen des DWD (externer Link).
Die finale Auswahl von Klimaprojektionen findet sich in der Tabelle
Modellkombinationen.
Aufbereitung der Klimamodelldaten
Der Deutsche Wetterdienst nimmt die Aufbereitung und meteorologische Auswertung der regionalen Klimamodelldaten für die verschiedenen Klimawirkungsanalysen des Bundes und der Länder vor (Sachstand 12/2020, z.B. Brienen et al., 2019; vgl. Modul Klima@DWD in Abb. Ablaufschema und Tabelle Modellkombinationen). Zu den Aufbereitungsschritten gehört eine multivariate Biasadjustierung (Cannon, 2018) auf Basis des hydrometeorologischen Referenzdatensatzes HYRAS (Tageswerte; z.B. Rauthe et al., 2013) sowie eine räumliche Disaggregierung auf das ebenfalls von HYRAS vorgegebene Raster von 5 km x 5 km.
Klimamodellensemble für die Wasserwirtschaft
Mit Blick auf eine plausible Projektion von Wasserhaushaltsgrößen und eine belastbare wasserwirtschaftliche Klimawirkungsabschätzung müssen die verwendeten Klimamodelle wesentliche Grundzüge des beobachteten Klimas und insbesondere des Niederschlagsgeschehens (z.B. den Jahresgang, wesentliche räumliche Gradienten) einigermaßen reproduzieren können. Daher wurden die Klimamodelldaten (vor der Bias-Adjustierung) durch die BfG einer grundlegenden Prüfung unterzogen (Nilson, 2021; Nilson et al., 2014). Aufgrund der Prüfung wurden von den oben genannten 21 Modellkombinationen fünf aus der weiteren Auswertung ausgeschlossen. Es ergeben sich somit Ensembles von 16 Simulationen für das Szenario 8.5 (geringer Klimaschutz, hohe Treibhausgaskonzentrationen), 11 Simulationen für RCP4.5 (mittlerer Schutz, mittlere Konzentrationen) und 10 Simulationen für RCP2.6-Szenario (niedrige Treibhausgaskonzentrationen) (Sachstand 12/2020).
Das Wasserhaushaltsmodell
Sachstand AR5 (BMDV-Expertennetzwerk)
Auf Grundlage des plausibilisierten Klimamodellensembles wurden
Wasserhaushaltssimulationen mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME für
die Einzugsgebiete von Rhein, Elbe, oberer Donau, Weser und Ems
durchgeführt (Sachstand 12/2020, Nilson et al., 2020; Modul
Hydrologie@BfG in Abb. Ablaufschema und Tabelle
Modellkombinationen).
LARSIM-ME ist ein räumlich verteiltes prozessorientiertes Modell, das
die deutschen Flusseinzugsgebiete inklusive ihrer oberstrom gelegenen
ausländischen Einzugsgebietsanteile in einer horizontalen Auflösung von
5 km und einer zeitlichen Auflösung von einem Tag abdeckt[1]. Die
Verdunstungsberechnung erfolgt nach dem Ansatz von Penman-Monteith
(ATV-DVWK, 2002), der die biaskorrigierten Eingangsgrößen
Lufttemperatur, Globalstrahlung, Windgeschwindigkeit, relative
Luftfeuchte und Luftdruck erfordert. Eine wesentliche Eingangsgröße ist
ferner der ebenfalls biasadjustierte Niederschlag, der hinsichtlich des
in den HYRAS-Daten enthaltenen Niederschlagsmessfehlers LARSIM-intern
nochmals korrigiert wird. LARSIM-ME generiert Tageswerte aller
Wasserhaushaltsgrößen (inkl. Schnee, aktuelle Verdunstung,
Grundwasserneubildung etc.), wobei der Durchfluss an den Pegeln der
großen Fließgewässer (Rhein, Elbe, obere Donau, Weser, Ems) zu den
Schlüsselprodukten zählt.
Sachstand AR4 (BMDV-KLIWAS)
Die hydrologische Modellierung erfolgte für die Flussgebiete Rhein, Elbe und obere Donau mit semidistributiven konzeptionellen HBV-Modellen. Zwischen den Flussgebieten gibt es Unterschiede in den verarbeiteten Eingangsdaten, die durch die unterschiedlichen Verdunstungsansätze begründet sind. Ferner liegen für die obere Donau lediglich Monatswerte vor, was sich auf die auswertbaren Kennwerte auswirkt.
| LARSIM-ME (AR5) | HBV-134 (Rhein, AR4) | HBV190 (Elbe, AR4) | COSERO (o. Donau, AR4) | |
|---|---|---|---|---|
| Modellsystem | LARSIM | HBV-SMHI | HBV-D | COSERO |
| Auflösung, räumlich | 5 km horizontale Auflösung | 134 TEZG | 190 TEZG | 12 TEZG |
| Auflösung, zeitlich | 1 Tag | 1 Tag | 1 Tag | 1 Monat |
| Verdunstung | Penman-Monteith | Penman Wendling | mod. Blaney-Criddle (T= 5°C), Ivanov (T < 5°C) | Turc, korr. mit Penman-Monteith |
| Wasserwirtschaft | 107 Talsperren, Rückhaltebecken und Seen | keine | keine | 13 größte Speicher |
| Met. Input | Prec, Tas, Rsds, Rlfu, Wind, AirP | Prec, Tas, Rsds | Prec, Tas | Prec, Tas, SD |
| Meteorologisches Beobachtungsprodukt | HYRAS | CHR\_OBS | HYRAS | Stationsdaten & HISTALP |
[1] Derzeit sind die küstennahen, tidebeeinflussten Bereiche und die Einzugsgebiete von Maas und Oder, deren Einzugsgebiete nur zu einem geringen Anteil in Deutschland liegen, ausgenommen.
Das Wassergütemodell
Die Wassergüte- und Wassertemperaturmodellierung erfolgt mit dem Modellsystem QSim für die Wasserstraßen Rhein und Elbe (Sachstand 12/2020, QSim 2018, Modul Wassergüte@BfG in Abb. Ablaufschema). QSim verwendet neben der Größe “Durchfluss” (s. o.) meteorologische Größen (Globalstrahlung, mittlere und maximale Lufttemperatur, Wind, Bewölkung), die den Wärmehaushalt eines Gewässers steuern. Die Stoffeinträge wurden auf dem aktuellen Niveau belassen, um die spezifischen Folgen des zukünftigen Klimawandels unabhängig von anderen Veränderungen (z. B. der Landnutzung oder Technik der Abwasserbehandlung) betrachten zu können. Aus demselben Grund wurden Wärmeeinleitungen, z.B. durch Kraftwerke oder und Abwasser, nicht berücksichtigt. Der Aspekt “Klimawandel” basiert zurzeit aufgrund begrenzter Rechen-, und Zeitressourcen auf einem weiter reduzierten Teilensemble. Ausgehend von den 16 Durchflussprojektionen des RCP8.5 wurden nach dem Verfahren der “Repräsentativen Simulationen” (Nilson, 2021; Nilson und Krahe, 2012) fünf Projektionen ausgewählt (vgl. Wassergüte@BfG in Tabelle Modellkombinationen), die die Spannweite möglicher Änderungen des Niedrigwasserkennwertes NM7Q an Rhein und Elbe gut abdecken. Der Niedrigwasserkennwert NM7Q errechnet sich als das niedrigste 7-Tagesmittel des Durchflusses.
Vorliegende Projektionen
Vorliegende Projektionen (Sachstand AR5 (BMDV-Expertennetzwerk), Stand 06/2021)
| Kurzbezeichnung GCM-Realisierung-RCM | DWD-Referenzensemble | BfG-Ensemble Wasserhaushalt | BfG-Ensemble Wassergüte | KLIWA-Ensemble |
|---|---|---|---|---|
| CAN-01-CLM | 8.5 – – | – – – | ||
| CAN-01-REM | 8.5 – – | 8.5 – – | ||
| ECE-01-WRF | 8.5 – – | (8.5 – –) | 8.5 – – | |
| ECE-01-RAC | 8.5 4.5 – | 8.5 4.5 – | 8.5 – – | 8.5 4.5 – |
| ECE-12-CLM | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 – – | 8.5 4.5 2.6 |
| ECE-12-RAC | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 – – | 8.5 4.5 2.6 |
| ECE-12-RCA | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | |
| ECE-12-REM | 8.5 – – | 8.5 – – | 8.5 – – | |
| HAD-01-CLM | 8.5 4.5 – |
|
||
| HAD-01-RAC | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | ||
| HAD-01-RCA | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | ||
| HAD-01-REM | 8.5 – – | 8.5 – – | ||
| HAD-01-WRF | 8.5 – – | (8.5 – –) | 8.5 – – | |
| IPS-01-RCA | 8.5 4.5 – | 8.5 4.5 – | ||
| MIC-01-CLM | 8.5 – 2.6 | 8.5 – 2.6 | 8.5 – – | 8.5 – 2.6 |
| MIC-01-REM | 8.5 – – | 8.5 – – | ||
| MPI-01-CLM | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | |
| MPI-01-RCA | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | |
| MPI-01-REM | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | ||
| MPI-02-REM | 8.5 4.5 2.6 | 8.5 4.5 2.6 | ||
| MPI-01-WRF | 8.5 – 2.6 | (8.5 – 2.6) | 8.5 – 2.6 | |
| n = | 20(21) 12 11 | 16 (19) 11 10 (11) | 5 – – | 9 (7) 6 7 (6) |
Vorliegende Projektionen (Sachstand AR4, BMDV-KLIWAS)
| Kurzbezeichnung | BfG-KLIWAS-Ensemble |
|---|---|
| ARP-ALD45 | A1B |
| ARP-ALD51 | A1B |
| BCM-HH | A1B |
| BCM-RCA | A1B |
| EH5r1-CLM24 | A1B |
| EH5r1-RE-UBA | A1B |
| EH5r2-CLM24 | A1B |
| EH5r2-RE-BFG | A1B |
| EH5r3-RACMO | A1B |
| EH5r3-RCA | A1B |
| EH5r3-RE-ENS | A1B |
| EH5r3-REGCM | A1B |
| EH5r3-RE-KLM | A1B |
| HCQ0-CLM24 | A1B |
| HCQ0-HH | A1B |
| HCQ0-HRQ0 | A1B |
| HCQ0-RE-BFG | A1B |
| HCQ16-RCA3 | A1B |
| HCQ3-HRQ3 | A1B |
| HCQ3-RCA | A1B |
| MIROC-RACMO | A1B |
| n = | 21 |
Beobachtungsdaten
Küstenpegel
Bei allen Pegelstellen ist zu beachten, dass die Beobachtungsorte, z.T. auch mehrfach, mit der Zeit geändert worden sind. Die dargestellten Datenreihen bestehen entsprechend nicht aus Messwerten eines einzelnen Pegels, sondern aus einem Cluster von Pegeln, also mehreren Pegeln deren Beobachtungsergebnisse aus hydrologischen Abschätzungen vergleichbare Eigenschaften aufweisen und somit als einheitliches Ganzes betrachtet werden können.
Es muss auch beachtet werden, dass die Pegel nicht dazu erbaut worden sind ein langfristiges Monitoring von Tidewasserständen durchzuführen. Vielmehr wurden die Pegel für navigatorische, wasserbauliche, sielrechtliche und -technische Gründe erbaut. Einzig für den ersten Pegel „Alte Liebe“ in Cuxhaven lässt sich vermuten, dass die Messungen auch der Beobachtung einer säkularen Veränderung dienen sollte, denn es wurde vom Erbauer erkannt, dass die Beobachtungen „oft in späteren Zeiten unerwartet hohen Nutzen“ haben.
Es ergibt sich für jeden Pegelcluster eine lange und komplexe Historie, die bei der Betrachtung der Zeitreihen immer mitgedacht werden sollte. Die Angaben zu den folgenden Pegelstellen beruhen im Wesentlichen auf Angaben in den Pegelstammbüchern, Rhode (1975) und Lohrberg (1989).
Pegelcluster Bremerhaven
An der Geestemündung bestanden schon in der ersten Hälfte des 19. Jahrhundert Pegel, von denen aber kein längeres Beobachtungsmaterial bekannt ist. Ab 1862 liegen Beobachtungsdaten von einem Pegel an der Geestebrücke vor, später ab 1879 wurden Wasserstände an einer zugeschütteten Hafeneinfahrt beobachtet. Ab 1898 bis 1943 wurden vom Geodätischen Institut in Potsdam Wasserstände im Vorhafen der Kaiserschleuse aufgezeichnet. Zusätzlich wurde 1927 ein neuer Pegel an der Doppelschleuse, also fast drei Kilometer von der Kaiserschleuse entfernt, errichtet. An dieser Stelle werden bis etwa 1980 Wasserstände beobachtet. Ab 1965 wurde ein weiterer Pegel, der Pegel „Alter Leuchtturm“, in Betrieb genommen. An diesem Pegel werden bis heute Wasserstände gemessen. Für den Pegelcluster Bremerhaven muss der Weserausbau berücksichtigt werden. Hierdurch gilt in einigen Zeitabschnitten ein langfristiges Absinken der Tideniedrigwasserstände als wahrscheinlich.
Pegelcluster Büsum
Der erste Pegel in Büsum wurde 1868 am Standort „Alter Hafen“ gebaut, hier wurden zunächst die Tidehochwasser beobachtet, es kann angenommen werden, dass der Pegelort bei Tideniedrigwasser trockenfiel. Erst mit der Errichtung eines Pegels am Standort „Neuer Hafen“ im Jahr 1930 konnten auch die Tideniedrigwasser erfasst. Der Büsumer Hafen wurde 1937 bis 1941 umfangreich ausgebaut und bekam eine Seeschleuse zum Schutz vor Sturmfluten. Dieses bedingte den Bau eines neuen Pegels an ebendieser Schleuse im Jahr 1941, doch bereits 1943 wurde der Pegel geringfügig innerhalb der Schleusenanlage umgesetzt. Ab 1953 wurde der Pegel wieder versetzt, dieses Mal an den Kopf der Westmole. Dieser Pegel wurde bis 1984 verendet, danach bis 1987 existierte nur ein Hilfspegel. Ab 1987 bis heute befindet sich ein Pegel am „Neuen Westmolenkopf“. Die Tidewasserstände sind möglicherweise durch die Schließung der Meldorfer Bucht 1969 bis 1978 beeinflusst.
Pegelcluster Cuxhaven
Schon im Jahr 1786 wurde vom Wasserbaudirektor Woltmann in Cuxhaven ein komplexer „Fluthmesser“ errichtet und mit der regelmäßigen Beobachtung von Tidewasserständen begonnen. Der erste Pegel stand an der „Alten Liebe“, einer künstlich angelegten Mole des Hafens. Durch Erwähnungen in verschiedenen zeitgenössischen Dokumenten und Wasserstandlisten lässt sich die Existenz des Pegels bis mindestens 1898 nachweisen. Der Pegel diente ähnlich, wie der Pegel in Amsterdam oder Hamburg zugleich bis 1875 als Höhenbezugspunkt des Höhensystems in Cuxhaven. Im Jahr 1899 wurde etwa 700 m Stromauf am „Landungshöft“, dem inneren einer Hafenmole, ein Schreibpegel eingerichtet. 1916 wurde der Pegel nochmal um 130 m östlich zum „Steubenhöft“ versetzt. Dort steht der Pegel noch heute. Es ist nicht auszuschließen, dass wasserbauliche Maßnahmen in der Tideelbe Spuren im historischen Verlauf der Tideniedrigwasserstände hinterlassen haben.
Pegelcluster Dagebüll
Der Pegelcluster Dagebüll besteht aus mehreren Pegelstellen die sich in einem Umkreis von etwa 20 m befinden. Der erste Pegel wurde 1873 eingerichtet. An diesem wurden zunächst nur Tidehochwasser beobachtet. Danach sind jeweils 1930, 1953, 1963,1964, 1965 neue Pegelstellen aufgebaut worden. Obwohl seit 1914 ein Schreibpegel vorliegt, liegen derzeit Tideniedrigwasserstände erst ab 1935 vor, ggf. ist der Pegel vorher trockengefallen.
Pegelcluster Emden
In Emden gab es wahrscheinlich seit Ende des 18. Jahrhunderts Pegelstellen um den Betrieb der Siele zu sichern. Ab Anfang des 19. Jahrhunderts lassen sich dazu auch beobachtete Wasserstände in Archiven finden, deren Nullpunkt sich derzeit nicht nachvollziehen lassen. Dieses ist erst ab 1848 mit der Einrichtung des Pegels an der Nesserländer Schleuse möglich, dessen Nullpunkt in der Höhe durch Nivellement und Berechnungen bekannt ist. Der Pegel Nesserland wird seit 1901 im Gewässerkundlichen Jahrbuch veröffentlicht. Bei den Tideniedrigwasserwerten ist zu beachten, dass es sich um einen Sielpegel handelt und das Sielen Einfluss auf die Niedrigwasserstände haben kann. Ab 1931 liegen Daten für den Pegel „Neue Seeschleuse“ vor. Um Lücken vor 1900 zu schließen wurden Beobachtungen des Pegels am Siel in Knock verwendet, deren Werte auf Emden reduziert wurden.
Pegelcluster Husum
Der Pegel Husum wurde 1868, ggf. auch ein bis zwei Jahre früher errichtet. Bis 1906 liegen nur Beobachtungen des Tidehochwassers vor, seit 1906 wurden auch die Tideniedrigwasser beobachtet. Im Jahr 1961 wurde ein neuer Pegel etwa 620 m in Richtung der Nordsee erbaut. Im Jahr 1975 wurde die Pegelstelle „Neue Schleuse“, etwa 35 m in Richtung Süden in Betrieb genommen. Bei der Bewertung der Veränderungen der Tidewasserstände sollte die Lage des Pegels am Ende des Heverstroms, die Lage am Siel, und auch die wasserbaulichen Maßnahmen, wie die Landverbindung nach Nordstrand mit beachtet werden.
Pegelcluster Wilhelmshaven
Der erste Pegel in Wilhelmshaven wurde 1854 am „Dauenfelder Groden“ eingerichtet. 1871 wurde der Pegelort an die 2. Hafeneinfahrt verlegt. Bis zu Bauarbeiten 1911 wurden an dieser Stelle Wasserstände beobachtet, ab 1878 mittels eines Schreibpegels. Von 1911 bis 1913 wurde als Ersatz ein Pegel in die Nähe der „Nassaubrücke“ betrieben. Letztendlich seit 1913 wurde ein neuer Pegel unmittelbar in der Nähe des vorherigen, am alten Vorhafen gebaut, welcher bis heue Existiert. Dieser Pegel wurde mehrfach umbenannt, aber nicht wieder verlegt. Für den Pegelcluster von Wilhelmshaven lässt sich seit 1854 für alle Pegel ein Bezug zum übergeordneten Referenzsystem herstellen.
Verwendete Kennwerte
| MNQ | Langjähriges Mittel (30 Jahre) des niedrigsten Abflusses in einer Periode (hier: Wasserhaushaltsjahr, April bis März) |
| NM7Q | Niedrigstes 7-Tagesmittel des Abflusses in einer Periode (hier: Wasserhaushaltsjahr, April bis März), meist noch einmal gemittelt über einen langjährigen Zeitraum (30 Jahre) |
| GlQ | wasserstraßenbezogener Kennwert; stellt sich ein beim korrespondierenden gleichwertigen Wasserstand, der im Mittel an maximal 20 eisfreien Tagen pro Jahr unterschritten wird. Die Berechnung der Kennwerte GlQ20 orientiert sich an der Festlegungspraxis der WSV, wonach alle zehn Jahre eine Prüfung und Festlegung des Kennwertes anhand der Abflussdaten der vergangenen 30 Jahre stattfindet. |
| MQ | Langjähriges Mittel (30 Jahre) des Abflusses in einer Periode (hier: Hydrologisches Jahr, November bis Oktober) |
| MQS | Langjähriges Mittel (30 Jahre) des Abflusses in einer Periode (hier: Hydrologisches Sommerhalbjahr, Mai bis Oktober) |
| MHQ | Langjähriges Mittel (30 Jahre) des höchsten Abflusses in einer Periode (hier: Hydrologisches Jahr, November bis Oktober) |
| Tw | Langjähriges Mittel (30 Jahre) der Wassertemperatur für den Tag des Jahres |
| Meeresspiegel | Langjähriges Mittel (19 Jahre) des Wasserstandes an der Küste (Definition nach IHO S-52) |
| MHThw | Langjähriges Mittel (19 Jahre) der höchsten Tidehochwasserstände eines Jahres (sinngemäß nach DIN 4049-3) |
| MThb | Langjähriges Mittel (19 Jahre) des Tidehubs eines Jahres (sinngemäß nach DIN 4049-3) |
| MThw | Langjähriges Mittel (19 Jahre) der Tidehochwasserstände eines Jahres (sinngemäß nach DIN 4049-3) |
| MTmw | Langjähriges Mittel (19 Jahre) der Tidemittelwasserstände eines Jahres (Definition nach IHO S-52) |
| MTnw | Langjähriges Mittel (19 Jahre) der Tideniedrigwasserstände eines Jahres (sinngemäß nach DIN 4049-3) |
Datenquellen
Wasserstands- und Abflussdaten
Die verwendeten Beobachtungsdaten beruhen auf Messungen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, sowie der gewässerkundlichen Dienste der Bundesländer und der Nachbarstaaten. Die Daten der WSV können über die Datenstelle der Bundesanstalt für Gewässerkunde bezogen werden: datenstelle-m1@bafg.de. Im Küstenbereich werden zusätzlich Pegeldaten aus historischen Quellen verwendet, die die BfG erschlossen hat. Diese Daten können wie auch alle simulierten Daten bezogen werden über das-basisdienst@bafg.de. Zu den gewässerkundlichen Diensten der Länder können Kontakte vermittelt werden.
- Simulationsdaten: das-basisdienst@bafg.de
- Beobachtungsdaten: datenstelle-m1@bafg.de
Tidepegeldaten
Der größte Teil der Rohdaten aller Pegel entstammen den Datenbanken der Wasser- und Schifffahrtstraßenverwaltung des Bundes, diese Daten beginnen mit wenigen Ausnahmen etwa um 1935 und es liegen für Tidehoch- und Tideniedrigwasser für alle Pegel als digitale Tageslisten vor. Daten vor dieser Zeit entstammen meist den Archiven der Bundesanstalt für Gewässerkunde, hier liegen für viele Pegel Wasserstandslisten und Pegelbögen in analoger Form (größtenteils Mikrofiche) seit Beginn der Beobachtungen am jeweiligen Pegel vor. Weitere Daten entstammen den Gewässerkundlichen Jahrbüchern, sowie den statischen Jahrbüchern des Deutschen Reiches. Die Rohdaten vom Pegelcluster Cuxhaven von 1843 bis 1900 wurden vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie zur Verfügung gestellt. Für einzelne Pegel wurden Daten aus anderen Quellen gefunden, zu nennen sind an dieser Stelle Woltman (1788), Woltman(1788ff), Woltman (1825), Barghoorn (1864), Keller (1901), Krüger (1925), Lüders (1936), Otte und Brand (1926), Giszas (1969), Sievert (1969, 1970), Rohde (1975) und Rohde (1977). Grundlage der Tidekennwerte sind Jahresmittelwerte (Kalenderjahr). Diese wurden mit einem neunzehnjährigen Tiefpassfilter geglättet.
Wassertemperaturdaten
Das Wassergütemodell wurde anhand von gemessenen Daten der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes und der Bundesanstalt für Gewässerkunde validiert. Alle simulierten Daten wurden durch die Bundesanstalt für Gewässerkunde erstellt und können bezogen werden über das-basisdienst@bafg.de.
Klimadaten
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Die verwendeten Beobachtungsdaten stammen vom Deutschen Wetterdienst. Zentrales Produkt ist HYRAS, das neben DWD-Stationsdaten auch Stationsdaten der Wetterdienste aus den Nachbarländern einbezieht. Weitere Informationen finden sich auf der Hauptseite des DAS-Basisdienstes.
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Die Klimamodelldaten stammen aus verschiedenen Forschungsprojekten und koordinierten Modellieraktivitäten zahlreicher Forschungsinstitute:
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CMIP (Globale Klimamodelldaten): “We acknowledge the World Climate Research Program’s Working Group on Coupled Modelling, which is responsible for CMIP, and we thank the climate modeling groups for producing and making available their model output. For CMIP the U.S. Department of Energy’s Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison provides coordinating support and led development of software infrastructure in partnership with the Global Organization for Earth System Science Portals.” https
://www .wcrp-climate.org/wgcm-cmip -
EURO-CORDEX (Regionale Klimamodelldaten): “We acknowledge the World Climate Research Programme’s Working Group on Regional Climate, and the Working Group on Coupled Modelling, former coordinating body of CORDEX and responsible panel for CMIP5. We also thank the climate modelling groups for producing and making available their model output. We also acknowledge the Earth System Grid Federation infrastructure an international effort led by the U.S. Department of Energy’s Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison, the European Network for Earth System Modelling and other partners in the Global Organisation for Earth System Science Portals (GO-ESSP).” https
://www .euro-cordex.net -
REKLIES-DE (Regionale Klimamodelldaten): Hübener, H., Bülow, K., Fooken, C., Früh, B., Hoffmann, P., Höpp, S., Keuler, K., Menz, C., Mohr, V., Radtke, K., Ramthun, H., Spekat, A., Steger, C., Toussaint, F., Warrach-Sagi, K., Woldt, M., 2017. ReKliEs-De, Regionale Klimaprojektionen Ensemble für Deutschland, Ergebnisbericht. https
://reklies.hlnug.de
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Die Aufbereitung der Klimamodelldaten erfolgt durch den DWD (Modul Klima
@DWD). Einzelheiten hierzu finden Sie auf der zentralen Seite des DAS-Basisdienstes.
Wissenschaftliche Begleitforschung
Die Methoden, Modelle und Datengrundlagen des DAS-Basisdienstes “Klima und Wasser” werden in Forschungsprojekten vorbereitet und weiterentwickelt. Derzeit ist das Themenfeld “Klimawandelfolgen und Anpassung” des BMDV-Expertennetzwerkes ein wichtiger Motor der Entwicklungsarbeiten (Phase 1: 2016-2019, Phase 2: 2020-2025, Phase 3: 2026-2030). Zentrale Grundlagen wurden aber bereits im Forschungsprogramm KLIWAS (2007-2013) geschaffen und auch andere Projekte haben den Erkenntniszuwachs gefördert:
- BMDV-Expertennetzwerk, Themenfeld “Klimawandelfolgen und Anpassung” (externer Link)
- BMDV-Forschungsprogramm KLIWAS (externer Link)
- EU-Projekt IMPREX (externer Link)
- EU-Projekt ECCONET (externer Link)
- Copernicus Case Study SWICCA (externer Link)
Pressemitteilungen zum Dienst, Veröffentlichungen der Beteiligten
2021
- Pressemitteilung: Gemeinsam für Umwelt und Gesellschaft:
Umfangreiche Analyse zum Klimawandel vorgestellt;
https
://idw-online.de/de/news770673 - Pressemitteilung: Stress an den deutschen Flüssen: Der Klimawandel
setzt Umwelt und Wirtschaft unter Druck;
https
://idw-online.de/de/news761333 - Nilson, E., 2021. Vier Probleme bei der Umsetzung von ‘Klimawissen’ in die Praxis – Überlegungen zum Aufbau von Klimaprojektionsdiensten aus der Perspektive einer gewässerkundlichen Bundeseinrichtung. PROMET, 104: 63-70.
- Nilson, E., Fleischer, C., Becker, A., Fischer, H., 2021. Auswirkungen des Klimawandels auf Niedrigwasser, Wassertemperaturen und Wassergüte. In: Belz et al., Die Niedrigwassersequenz der Jahre 2015 bis 2018 in Deutschland. Analyse, Einordnung und Auswirkungen. BfG-Mitteilung, Koblenz.
2020
- Pressemitteilung: Hydrologisches Silvester läutet neue
Langzeitmessperiode 2021-2050 ein;
https
://idw-online.de/de/news758487 - Nilson, E., Astor, B., Bergmann, L., Fischer, H., Fleischer, C.,
Haunert, G., Helms, M., Hillebrand, G., Kikillus, A., Labadz, M.,
Mannfeld, M., Razafimaharo, C., Patzwahl, R., Rasquin, C., Riedel,
A., Schröder, M., Schulz, D., Seiffert, R., Stachel, H., Wachler,
B., Winkel, N., 2020. Beiträge zu einer verkehrsträgerübergreifenden
Klimawirkungsanalyse: Wasserstraßenspezifische
Wirkungszusammenhänge. Schlussbericht des Schwerpunktthemas
Schiffbarkeit und Wasserbeschaffenheit (SP-106) im Themenfeld 1 des
BMDV-Expertennetzwerks. DOI
:10.5675/ExpNNE2020.2020.07 - Nilson, E., Iber, C., 2020. Hochwasser und Klimawandel. Sind wir sicher? Gemeinde und Stadt, 11/2020: 325-328.
2019
- Pressemitteilung: Neuer Vorhersage- und Klimaberatungsdienst für
Schifffahrt und Manager: BfG will den großen Informationsdurst
stillen; https
://idw-online.de/de/news724230 - Gyldenfeldt, v., A., Hein, H., 2019: National report of Germany : Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO. 16th Session of the Group of Experts of Global Sea Level Observing System (GLOSS),11th–13thof April2019Busan, Republic of Korea
- Hein, H. 2019: Seegang unter Annahme eines beschleunigten Meeresspiegelanstieges: Untersuchung für die Schleusen in Kiel, Bfg-Bericht Nr. 1988, Koblenz.
- Nilson, E., Abalichin, J., Bilal, A., Brauch, J., Dick, S., Dröse, M., Ehlers, B.-M., Eichler, D., Emami, F., Fischer, H., Geläschus, H., Janssen, F., Keller, G., Knauft, F.-J., Krause, P., Rauthe, M., Rothe, M., Schröder, M., Stachel, H., Stegert, C., van Trang, P., Walter, A., Winkel, N., Zierul, R., 2019. ProWaS-Pilot - Projektionsdienst für Wasserstraßen und Schifffahrt. Interner Schlussbericht Phase 1.
- Nilson, E., Krahe, P., 2019. Klimawandel und Rheinschifffahrt. Geographische Rundschau, 12/2019: 4.
- Nilson, E., Wurms, S., 2019. Low flow extremes of the Rhine river – Causes, impacts and adaptation of the most important inland waterway in Europe.
- Nilson, E., Klein, B., 2019. Von der Forschung zum Dienst – Langfristige Vorhersage- und Projektionsprodukte der BfG, BfG-Veranstaltungen 2019, pp. 7.
2018
- Nilson, E., Abalichin, J., Bilal, A., Brauch, J., Dick, S., Dröse, M., Ehlers, B.-M., Eichler, D., Emami, F., Fischer, H., Geläschus, H., Janssen, F., Keller, G., Knauft, F.-J., Krause, P., Rauthe, M., Rothe, M., Schröder, M., Stachel, H., Stegert, C., van Trang, P., Walter, A., Winkel, N., Zierul, R., 2018. ProWaS - Climate Projection service for Waterways and Navigation in Germany. Geophysical Research Abstracts, 21: 1.
Archiv
- Pressemitteilung 2010: Auswirkungen des Klimawandels auf die
Abflüsse des Rheins https
://idw-online.de/de/news391572 - Pressemitteilung 2014: DKK-Klima-Frühstück: „Extrem-Sommer 2014 -
Wetter oder Klimawandel?“
https
://idw-online.de/de/event48252 - Görgen, K., Beersma, J., Brahmer, G., Buiteveld, H., Carambia, M., de Keizer, O., Krahe, P., Nilson, E., Lammersen, R., Perrin, C., Volken, D., 2010b. Assessment of Climate Change Impacts on Discharge in the Rhine River Basin: Results of the RheinBlick2050 Project, Lelystad.
- Gyldenfeldt, von, A.; Hein, H. National report of Germany : Intergovernmental oceanographic commission of UNESCO ; 15th Session of the Group of Experts of Global Sea Level Observing System (GLOSS) ; 8th - 9th of July 2017, New York, United States of America.
- Hardenbicker, P., Viergutz, C., Becker, A., Kirchesch, V., Nilson,
E., Fischer, H., 2017. Water temperature increases in the river
Rhine in response to climate change. Reg Environ Change, 17(1):
299-308. DOI
:10.1007/s10113-016-1006-3 - Hein, H., S. Mai, S., Barjenbruch, U., 2014. Klimabedingt veränderte Tidekennwerte und Seegangsstatistik in den Küstengewässern, KLIWAS Schriftenreihe KLIWAS-33/2014, Koblenz, 2014.
- Hein, H., R. Weiss, U. Barjenbruch, S. Mai, 2010. Uncertainties of tide gauges & the estimation of regional sea level rise. Proc. of the Int. Conf., Hydro 2010.
- Hein, H., S. Mai, S., U. Barjenbruch, 2011. What Tide Gauges Reveal
about the Future Sea Level, Proc. of the 4th AcquaAlta,
http
://acqua-alta.de/fileadmin/design/acqua-alta/pdf/abstracts/paper/13_10/Hein_Harmut_full_papers.pdf. - Hein, H., S. Mai, S., U. Barjenbruch, 2011. Coastal long-term processes, tidal characteristics and climate change, 5th International Short Conference on Applied Coastal Research, Aachen, Conference Proceedings.
- Hein, H., Mai, S., Barjenbruch, U, Blasi, C., 2012. Computer-aided quality assurance of high-resolution digitized historic tide-gauge records, Proc. of the Int. Conf. Hydro 2012, Rotterdam.
- Hein, H., S. Mai, S., U. Barjenbruch, 2013. The long way from uncertain data and knowledge to adaptive management of coastal waterways. Proc. Of the Int. Conf. European Climate Change Adaptation Conference 2013, Hamburg.
- Hein, H., Mayer, B., Mai, S., Barjenbruch, U., 2013. Variations of regional sea level and coastal tides: observations and model results. Book of Abstracts of 6th International Conference on Water Resources and Environment Research (ICWRER), Koblenz, 2013.
- Hein, H., Mai, S., Barjenbruch, U., 2013. Simulated future tides and sea state in the Elbe estuary. Proc. of the 1st Int. Conf. on Advances in Extreme Value Analysis and Application to Natural Hazards (EVAN), Siegen 2013.
- Hein, H., Mai, S., Barjenbruch, U., 2014. Long-term Changes of the Tidal Amplitudes and Phases in the Elbe Estuary. Proc. of 11th Int. Conf. on Hydroscience and Engineering, Hamburg, 2014.
- IKSR, 2011. Szenarienstudie für das Abflussregime des Rheins. IKSR-Bericht Nr. 188, Internationale Kommission zum Schutze des Rheins.
- Jenning, S., Hein, H., Schüttrumpf, H., Mai, S., Barjenbruch, U., 2013. Analyzing regional sea level changes: Tidal characteristics, intra- and inter-annual frequencies, probabilistic trends. Book of Abstracts of 6th International Conference on Water Resources and Environment Research (ICWRER), Koblenz, 2013.
- Krahe, P., Nilson, E., Carambia, M., Maurer, T., Tomassini, L., Bulow, K., Jacob, D., Moser, H., 2009. Wirkungsabschätzung von Unsicherheiten der Klimamodellierung in Abflussprojektionen – Auswertung eines Multimodell-Ensembles im Rheingebiet. Hydrol. Wasserbewirtsch., 53(5): 316-331.
- Mosner, E., Weber, A., Carambia, M., Nilson, E., Schmitz, U., Zelle,
B., Donath, T., Horchler, P., 2015. Climate change and floodplain
vegetation—future prospects for riparian habitat availability along
the Rhine River. Ecological Engineering, 82: 493-511.
DOI
:10.1016/j.ecoleng.2015.05.013 - Nilson, E., Krahe, P., Klein, B., Lingemann, I., Horsten, T.,
Carambia, M., Larina, M., Maurer, T., 2014. Auswirkungen des
Klimawandels auf das Abflussgeschehen und die Binnenschifffahrt in
Deutschland. Schlussbericht KLIWAS-Projekt 4.01, Federal Institute
of Hydrology (BfG), Koblenz, Germany.
DOI
:10.5675/Kliwas_43/2014_4.01 - Nilson, E., Krahe, P., Görgen, K., 2012. Climate Projections for the
Greater Alpine Region. An evaluation of selected regional climate
simulations with respect to hydrometeorological variations.
DOI
:10.5675/BfG-1749 - Nilson, E., Lingemann, I., Klein, B., Krahe, P., 2012. Impact of Hydrological Change on Navigation Conditions, ECCONET - Effects of climate change on the inland waterway transport network – contract number 233886 – FP7.
- Nilson, E. 2012. Zum Transfer der Unsicherheiten von Abfluss-Projektionen des 21. Jahrhunderts in den politisch-administrativen Raum. In: Weiler, M. (Hrsg.): Wasser ohne Grenzen. Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, Heft 31. 12, S. 287-292.
- Moser, H., Cullmann, J., Kofalk, S., Mai, S., Nilson, E., Rösner, S., Becker, P., Gratzki, A., Schreiber, K.-J., 2012. An integrated climate service for the transboundary river basin and coastal management of Germany. In: Organsation, W.M. (Ed.), Climate ExChange, pp. 88-91.
- Nilson, E., 2017. Service for Water Indicators in Climate Change Adaptation. Showcase Inland Navigation (Rhine River), BfG, SMHI.
- Schlüsener, M.P., Hardenbicker, P., Nilson, E., Schulz, M.,
Viergutz, C., Ternes, T.A., 2015. Occurrence of venlafaxine, other
antidepressants and selected metabolites in the Rhine catchment in
the face of climate change. Environmental Pollution, 196(Supplement
C): 247-256. DOI
:10.1016/j.envpol.2014.09.019
Literatur
- ATV-DVWK, 2002. Verdunstung in Bezug zu Landnutzung, Bewuchs und Boden. ATV-DVWK - Regelwerk, Merkblatt M 504, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef.
- Barghoorn, W., S., 1864. Beobachtungen zu Nesserland, in: Festschrift der naturforschenden Gesellschaft zu Emden.
- BMU, 2003. Hydrologischer Atlas von Deutschland. Projektträger: Bundesanstalt für Gewässerkunde, Projektleitung: Institut für Hydrologie der Universität Freiburg und BfG Koblenz, Beiträge: BfG, DWD, BGR, IHF Freiburg, UBA, BKG, StBA Wiesbaden, AmilGeo und LAWA. 100 Tafeln und Karten, Bonn.
- Brienen, S., Walter, A., Brendel, C., Fleischer, C., Ganske, A.,
Haller, M., Helms, M., Höpp, S., Jensen, C., Jochumsen, K.,
Krähenmann, S., Möller, J., Nilson, E., Rauthe, M., Rasquin, C.,
Razafimaharo, C., Rudolph, E., Schade, N., Stanley, K., Wachler,
B., 2019. Klimawandelbedingte Änderungen in Atmosphäre und
Hydrosphäre - Schlussbericht des Schwerpunktthemas Szenarienbildung
(SP-101) im Themenfeld 1 des BMDV-Expertennetzwerks.
DOI
:10.5675/ExpNBS2020.2020.02 - Cannon, A.J., 2018. Multivariate quantile mapping bias correction:
an N-dimensional probability density function transform for climate
model simulations of multiple variables. Climate Dynamics, 50(1):
31-49. DOI
:10.1007/s00382-017-3580-6 - Giszas, H., 1969: Wasserstandsaufzeichnungen von der Elbe aus den Jahren 1811 bis 1813. Hamburger Küstenforschung, H.5.
- Görgen, K., Beersma, J., Brahmer, G., Buiteveld, H., Carambia, M., de Keizer, O., Krahe, P., Nilson, E., Lammersen, R., Perrin, C., Volken, D., 2010. Assessment of Climate Change Impacts on Discharge in the Rhine River Basin, KHR.
- Hirschfeld, J., Nilson, E., Keil, F., 2014. Wasserflüsse in
Deutschland. http
://www.bmbf.wasserfluesse.de/ - Hübener, H., Bülow, K., Fooken, C., Früh, B., Hoffmann, P., Höpp, S., Keuler, K., Menz, C., Mohr, V., Radtke, K., - Ramthun, H., Spekat, A., Steger, C., Toussaint, F., Warrach-Sagi, K., Woldt, M., 2017. ReKliEs-De, Regionale Klimaprojektionen Ensemble für Deutschland, Ergebnisbericht.
- IKSR, 2011. Szenarienstudie für das Abflussregime des Rheins. IKSR-Bericht Nr. 188, Internationale Kommission zum Schutze des Rheins.
- Jacob, D., Petersen, J., Eggert, B., Alias, A., Christensen, O.B.,
Bouwer, L.M., Braun, A., Colette, A., Déqué, M., Georgievski, G.,
Georgopoulou, E., Gobiet, A., Menut, L., Nikulin, G., Haensler, A.,
Hempelmann, N., Jones, C., Keuler, K., Kovats, S., Kröner, N.,
Kotlarski, S., Kriegsmann, A., Martin, E., van Meijgaard, E.,
Moseley, C., Pfeifer, S., Preuschmann, S., Radermacher, C., Radtke,
K., Rechid, D., Rounsevell, M., Samuelsson, P., Somot, S., Soussana,
J.-F., Teichmann, C., Valentini, R., Vautard, R., Weber, B., Yiou,
P., 2014. EURO-CORDEX: new high-resolution climate change
projections for European impact research. Reg Environ Change, 14(2):
563-578. DOI
:10.1007/s10113-013-0499-2 - LAWA, 2017. Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft.
beschlossen auf der LAWA-Sondersitzung am 07. Dezember 2017 in
Berlin, Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser.
- Keller, H. (Ed.), 1901. Weser und Ems, ihre Stromgebiete und ihre wichtigsten Nebenflüsse (Band III), D. Reimer, Berlin.
- Krahe, P., Nilson , E., 2019. Wasserbilanz von Deutschland.
Umweltmagazin, 11/2019: 2.
- Krüger, 1918. Einleitung zu einer in Aussicht genommenen Zusammenstellung über Verlauf, Höhen und Wirkung von Wellen und Vorkommnisse bei Sturmfluten 1916 und 1917, Anlage 1: Über die Höhenlage des Wilhelmshavener Pegels seit dem Jahre 1854, 11 S., NLA OL Rep 675 BRA-OL Akz. 2010/057 Nr. 10.
- Lohrberg, W., 1989. Änderungen der mittleren Tidewasserstände an der Nordseeküste. Deutsche Gewässerkundliche Mitteilungen, 5(6).
- Lüders, K., 1936. Die Sturmfluten der Nordsee in der Jade., Die Bautechnik. 14. Jahrgang Berlin, 20. März 1936 Heft 13.
- Meehl, G.A., Bony, S., 2011. Introduction to CMIP5. CLIVAR Exchanges, 16(56): 2.
- Nilson, E., 2017. Service for Water Indicators in Climate Change Adaptation. Showcase Inland Navigation (Rhine River), BfG, SMHI.
- Nilson, E., 2021. Vier Probleme bei der Umsetzung von ‘Klimawissen’ in die Praxis – Überlegungen zum Aufbau von Klimaprojektionsdiensten aus der Perspektive einer gewässerkundlichen Bundeseinrichtung. PROMET, 104: 63-70.
- Nilson, E., Astor, B., Bergmann, L., Fischer, H., Fleischer, C.,
Haunert, G., Helms, M., Hillebrand, G., Kikillus, A., Labadz, M.,
Mannfeld, M., Razafimaharo, C., Patzwahl, R., Rasquin, C., Riedel,
A., Schröder, M., Schulz, D., Seiffert, R., Stachel, H., Wachler,
B., Winkel, N., 2020. Beiträge zu einer verkehrsträgerübergreifenden
Klimawirkungsanalyse: Wasserstraßenspezifische
Wirkungszusammenhänge. Schlussbericht des Schwerpunktthemas
Schiffbarkeit und Wasserbeschaffenheit (SP-106) im Themenfeld 1 des
BMDV-Expertennetzwerks. DOI
:10.5675/ExpNNE2020.2020.07 - Nilson, E., Fleischer, C., Becker, A., Fischer, H., 2021. Auswirkungen des Klimawandels auf Niedrigwasser, Wassertemperaturen und Wassergüte. In: Belz et al. (Ed.), Die Niedrigwassersequenz der Jahre 2015 bis 2018 in Deutschland. Analyse, Einordnung und Auswirkungen. . BfG-Mitteilung, Koblenz.
- Nilson, E., Krahe, P., 2012. Zum Transfer der Unsicherheiten von Abfluss-Projektionen des 21. Jahrhunderts in den politisch-administrativen Raum. Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, Heft 31: 287-293.
- Nilson, E., Krahe, P., Klein, B., Lingemann, I., Horsten, T.,
Carambia, M., Larina, M., Maurer, T., 2014. Auswirkungen des
Klimawandels auf das Abflussgeschehen und die Binnenschifffahrt in
Deutschland. Schlussbericht KLIWAS-Projekt 4.01, Federal Institute
of Hydrology (BfG), Koblenz, Germany.
DOI
:10.5675/Kliwas_43/2014_4.01 - Otte und Brand, 1926. Die Sturmfluten der Nordsee an der Wesermündung. Die Bautechnik, Heft 3, Berlin.
- Rauthe, M., Steiner, H., Riediger, U., Mazurkiewicz, A., Gratzki,
A., 2013. A Central European precipitation climatology - Part I:
Generation and validation of a high-resolution gridded daily data
set (HYRAS). Meteorologische Zeitschrift, 22(3): 235-256.
DOI
:10.1127/0941-2948/2013/0436 - Rohde, H., 1975: Wasserstandsbeobachtungen im Bereich der deutschen Nordseeküste vor der Mitte des 19. Jahrhunderts. Die Küste, 28, S. 1–96.
- Rohde, H., 1977. Sturmfluthöhen und säkularer Wasserstandsanstieg an der deutschen Nordseeküste. Die Küste, 30, (30), 52-143.
- Siefert, W., 1969. Die Sturmflut von1825 in der Elbe. Hamburger Küstenforschung, H.5.
- Siefert, W., 1970. Die Tideverhältnisse seit 1786 in der Elbe. Deutsche gewässerkundliche Mitteilungen.
- UBA, 2019. Wasserressourcen und ihre Nutzung.
https
://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/wasserressourcen-ihre-nutzung - van Vuuren, D.P., Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A.,
Hibbard, K., Hurtt, G.C., Kram, T., Krey, V., Lamarque, J.-F.,
Masui, T., Meinshausen, M., Nakicenovic, N., Smith, S.J., Rose,
S.K., 2011. The representative concentration pathways: an overview.
Clim. Change, 109(1): 5. DOI
:10.1007/s10584-011-0148-z - Woltman, R., 1788. Ergebnisse aus zweijährigen Beobachtungen der Ebbe und Fluth zu Cuxhaven, Hannoverisches Magazin, 26.Jg.
- Woltman, R., 1788ff. Witterung zu Cuxhaven am Ausfluss der Elbe 1788ff, Hannoverisches Magazin, http://ds.ub.uni-bielefeld.de/viewer/resolver?urn=urn:nbn:de:0070-disa-2105263_027_17 (Vierteljährig erschienen bis 1799).
- Woltman, R., 1825. Einige Bemerkungen über die hohe Sturmfluth in der Nacht vom 3. auf den 4. Februar 1825. Hannoverisches Magazin, 88., 89. u. 90., Nachdruck in Die Küste, 46, S. 5-18.
- Zebisch, M., Grothmann, T., Schröter, D., Hasse, C., Fritsch, U., Cramer, W., 2005. Klimawandel in Deutschland - Vulnerabilität und Anpassungsstrategien klimasensitiver Systeme, Umweltbundesamt.
- Zier C, Müller C, Komischke H, Steinbauer A, Bäse F. 2020. Das
Bayerische Klimaprojektionsensemble - Audit und Ensemblebildung.
Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU),
https
://www.bestellen.bayern.de/shoplink/lfu_klima_00169.htm.
Situationsberichte
Hier finden Sie BfG-Berichte zu hydrologischen Extremereignissen
Deutschlands Wasserbilanz im vergangenen Jahrszehnt
- Krahe, P. und E. Nilson (2021): Deutschlands Wasserbilanz. Umweltmagazin 07-08, VDI-Fachmedien, S. 32-35
Die Niedrigwassersequenz 2015 bis 2018
- Bundesanstalt für Gewässerkunde (2021): Die Niedrigwassersequenz der Jahre 2015 bis 2018 in Deutschland ‒ Analyse, Einordnung und Auswirkungen. Mitteilungen Nr. 35, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz, 412 S., DOI: 10.5675/BfG_Mitteilungen_35.2021, URL: https://doi.bafg.de/BfG/2020/BfG_Mitteilungen_35.2021.pdf
Niedrigwasser 2015
- Stockel, H., Willems, W., Belz, J. U. & Krahe, P. (2020): Das
Niedrigwasserjahr 2015: Ereignisdokumentation und Analyse
maßgeblicher Prozesse. Mit erweiterten Betrachtungen im Zusammenhang
mit dem Niedrigwasserjahr 2016. BfG-Bericht 2015. Koblenz. URL:
http
://doi.bafg.de/BfG/2020/BfG-2015.pdf
Hochwasser 2013
-
Belz, J.U et al. (2013): Länderübergreifende Analyse des Juni-Hochwassers 2013. Auftraggeber: BMVBS, BMU. BfG-Bericht 1797. Koblenz. https
://www .bafg.de/DE/Service/presse/archiv/2013_09_04_pm_bericht.pdf -
Belz J. U. et al. (2014): Das Hochwasserextrem des Jahres 2013 in Deutschland: Dokumentation und Analyse. Bundesanstalt für Gewässerkunde, Mitteilungen Nr. 31. Koblenz. URL: https
://doi.bafg.de/BfG/2014/BfG_Mitteilungen_31.2014.pdf -
Belz, J.U., Busch, N., Hammer, M., Hatz, M., Krahe, P., Meißner, D., Becker, A., Böhm, U., Gratzki, A. Löpmeier, F.-J., Malitz, G. & Schmidt, T. (2013): Das Juni-Hochwasser des Jahres 2013 an den Bundeswasserstraßen – Ursachen und Verlauf, Einordnung und fachliche Herausforderungen. In: Korrespondenz Wasserwirtschaft 2013 (6), Nr. 11, S. 624-634.
-
Belz, J. U. (2013): Das Juni-Hochwasser 2013 – ein Extremereignis, nicht nur für die deutsche Binnenschifffahrt. In: Zeitschrift für Binnenschifffahrt Nr. 9/2013, S. 62-64.
-
Belz, J.U. et al. (2013): Das Juni-Hochwasser des Jahres 2013 in Deutschland. BfG-Bericht 1793. Koblenz.
Niedrigwasser 2011
- Kohn, I., Freudiger, D., Rosin, K., Stahl, K., Weiler, M. &
Belz J. U. (2014): Das hydrologische Extremjahr 2011: Dokumentation,
Einordnung, Ursachen und Zusammenhänge. In: Bundesanstalt für
Gewässerkunde, Mitteilungen Nr. 29. Koblenz. URL:
http
://doi.bafg.de/BfG/2014/BfG_Mitteilungen_29.2014.pdf
Niedrigwasser 2006
- Belz, J. U., Bissolli, P., Klämt, A., Rademacher, S., Richter, K., Rudolf, B. & Theis, H.-J. (2008): Die Niedrigwassersituation des Jahres 2006 in den deutschen Stromgebieten. In: Deutscher Wetterdienst: Klimastatusbericht 2007 – Aktuelle Ergebnisse des Klimamonitorings. S. 95-101. Offenbach.
Hochwasser 2006
- Belz, J. U., Burek, P., Matthäus, H., Rudolf, B., Vollmer, S. & Wiechmann, W. (2006): Das Hochwasser der Elbe im Frühjahr 2006. BfG-Bericht 1514, Koblenz.
Niedrigwasser 2003
-
Koehler, G., Schwab, W., Finke, W. und Belz, J. U.: Überblick zur Niedrigwasserperiode 2003 in Deutschland: Ursachen – Wirkungen – Folgen. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 51, H.3, Koblenz, Deutschland, 2007
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Belz, J. U., Engel, H. & P. Krahe (2004): Das Niedrigwasser 2003 in Deutschlands Stromgebieten. – In: Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48, H. 4, S. 162-169
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Belz, J. U., Bergfeld, T., Engel, H., Heininger, P., Keller, M., Kolb, S., Koop, J., Krahe, P., Meyer, F., Müller, D., Rademacher, S., Schöl, A., Wahl, D. & M. Wetzel (2004): Das Niedrigwasser-Jahr 2003. – In: Jahresbericht 2003 der BfG. Koblenz.
Hochwasser 2002
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Engel, H. (2004): The flood event 2002 in the Elbe river basin, causes of the flood, its course, statistical assessment and flood damages. In: La Houille Blanche; volume 90, issue 6, page 33-36.
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Engel, H. (2002): Das Augusthochwasser 2002 im Elbegebiet. Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung. Koblenz.
Hochwasser vor 1999
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Engel, H. (1999): Die großen Hochwasser in Deutschland seit 1993 - eine vergleichende Bewertung. In: Informationsberichte / Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. S. 65-72
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Engel, H. (1999): Die großen Hochwasser in Deutschland seit 1993 - eine vergleichende Bewertung. In: Informationsberichte / Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft. S. 65-72
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Oppermann, R., Lauschke, C., Richter, K., Adler, M., Mürlebach, M., Siedschlag, S., Schmidt, A. & Heininger, P. (1997): Das Oderhochwasser 1997. Bericht für die Arbeitsgruppe „Aktionsplan Oder“ der IKSO. Berlin, BfG-Bericht 1084
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Engel, H. (1995): Das Januarhochwasser 1995. Koblenz, o. Berichtsnr.
Hochwasser vor 1989
- Engel, H. (1983): Hochwasser 1983 im Rheingebiet bis Andernach. Koblenz. BfG-Bericht 0255
FAQ
Vorhersage und Binnengewässer
Die extremen Witterungsereignisse der vergangenen Jahre zeigen: Viele
Politikfelder und Wirtschaftssektoren sind durch die Folgen des
Klimawandels direkt betroffen. Dürren, Starkregen- und
Hochwasserereignisse, Sturzfluten, Hitzewellen, Stürme und allmähliche
Verschiebungen in langjährigen Mittelwerten (Meeresspiegel,
Wasserdargebot, Globalstrahlung, Wind, Temperatur-, Niederschlags- und
Abflussregime) setzen Wirkungsketten in Gang, an deren Ende ökologische
und ökonomische Funktionen beeinträchtigt und Aspekte der
Daseinsvorsorge sowie der Sicherheit berührt sind.
Eine vorausschauende Planung und ein auf Resilienz ausgerichtetes
Handeln müssen den Aspekt Klimawandel berücksichtigen. Das BMDV hat
daher einen Informationsdienst für die wichtigen Aspekte “Klima und
Wasser” fachlich eingerichtet und hat Schritte zu dessen Etablierung im
Kontext der Deutschen Anpassungsstrategie (DAS) eingeleitet.
Der Aspekt „Anpassung an den Klimawandel“ ist in den vergangenen Jahren
ein zwingender Baustein politischer und unternehmerischer Entscheidungen
sowie von vielen Planungsprozessen geworden. Durch Daten- und
Beratungsdienste werden notwendige objektive und möglichst belastbare
Basisdaten zur Verfügung gestellt, um eine Anpassung an den Klimawandel
entwickeln und umsetzen zu können.
Aussagen zum zukünftigen Klimawandel und seinen Folgen sind keine
“Vorhersagen”. Sie stützen sich auf Szenarienannahmen und
Modellrechnungen, repräsentieren also mögliche Zukunftsbilder,
sogenannte “Projektionen”.
Die aktuellen Projektionen erfassen den Zeitraum bis zum Ende des 21.
Jahrhunderts und folgen denkbaren Entwicklungspfaden der Zusammensetzung
der Erdatmosphäre. “Niedrige” Entwicklungspfade gehen von einem Erfolg
der Emissionsminderungspolitik aus und unterstellen entsprechend geringe
Treibhausgaskonzentrationen. “Hohe” Entwicklungspfade unterstellen einen
geringen Erfolg der Klimaschutzbemühungen, was entsprechend hohe
Treibhausgaskonzentrationen zur Folge hätten. Derzeit folgt die
Weltgemeinschaft eher den “hohen” Entwicklungspfaden.
Aufgrund des langen Zeitraums, der hohen Komplexität des Klimasystems
sowie der notwendigen Szenarien- und Modellannahmen haben alle Aussagen
zu den Folgen des Klimawandels ein gewisses Maß an Ungewissheit
(Szenarienannahmen) und Unsicherheit (Modellannahmen). Um den
Kenntnisstand möglichst umfassend beschreiben zu können, verwendet die
BfG ein “Ensemble” aller verfügbaren Szenarien und Klimamodelle. Mit
diesem Ensemble werden die Folgen für deutsche Gewässer mit
Wasserhaushalts- und Wassergütemodellen bis zum Jahr 2100 simuliert. Für
die Vergangenheit werden neben simulierten auch Beobachtungsdaten
ausgewertet.
Die BfG erstellt neben langfristigen Zukunftsprojektionen auch
Vorhersagen und Abschätzungen der Abflüsse und Wasserstände für kürzere
Vorhersagezeiträume. Kurz- und mittelfristige Vorhersagen für bis zu
zehn Tage werden operationell über den Elektronischen
Wasserstraßen-Informationsservice der WSV
(ELWIS (externer Link))
bereitgestellt.
Eine 6-Wochen-Vorhersage ist in einem prä-operationellen Betrieb, d.h.
sie wird regelmäßig erstellt und kann auch bereits bezogen werden, hat
aber noch kein definiertes “Servicelevel”. Sollten Sie Interesse haben,
längerfristige Vorhersageprodukte in Ihren Arbeitsabläufen zu erproben,
wenden Sie sich an
vorhersage@bafg.de.
Weiterreichende Vorhersagen (z.B. Jahreszeiten) sind Gegenstand von
Forschungsprojekten, auch hierüber erhalten sie unter
vorhersage@bafg.de
Auskunft.
Alle Vorhersageleistungen der BfG fokussieren auf den Mittel- und
Niedrigwasserbereich. Im Hochwasserfall erfolgt die Bereitstellung der
Vorhersagen durch die zuständigen
Bundesländer (externer Link).
Alle Vorhersagen sind mit Unsicherheiten behaftet. Diese nehmen mit
wachsendem Vorhersagezeitraum zu. Um diese Unsicherheiten sichtbar zu
machen und eine Risikobewertung aufseiten des Nutzers zu ermöglichen,
setzt die BfG auf so genannte probabilistische Vorhersagen.
Abflussanteile aus Gletschern sind im Rhein und in der Donau zu
verzeichnen. Die Einzugsgebiete dieser Flüsse reichen im Unterschied zu
denen von Elbe, Weser, Ems und Oder bis in die hohen, teilweise
vergletscherten Lagen der Alpen. Die nachfolgenden Überlegungen beziehen
sich auf den Rhein:
An den Rheinpegeln liegt der Abflussanteil aus Gletschern im Normalfall,
d.h. im langjährigen Mittel, im niedrigen einstelligen Prozentbereich,
spielt also kaum eine Rolle. Im Längsschnitt des Rheins nimmt der Anteil
von rund 3 % am Pegel Basel (Schweiz) auf unter 1 % am Pegel Lobith
(Niederlande) ab, da die Fläche der nicht-vergletscherten Gebiete in
dieser Richtung zunimmt. Anders sieht dies in extremen
Niedrigwassersituationen aus, die sich infolge langanhaltender
Niederschlagsarmut und hoher Temperaturen meist im Spätsommer und Herbst
ergeben können. Anhand von Modellstudien wurde abgeschätzt, dass der
Anteil von Gletscherwasser im Rhein in solchen Situationen auch am
Niederrhein zwischen 15 und 20 % betragen kann.
Mit dem Klimawandel und steigenden Temperaturen geht ein Abschmelzen der
Gletscher einher. Dies ist für die Vergangenheit anhand von
Beobachtungen eindeutig nachweisbar und wird für die Zukunft durch
zahlreiche Modellstudien gestützt. Als Konsequenz einer fortschreitenden
Erwärmung wird die Gletscherschmelze die Niedrigwasserabflüsse im
Rheingebiet in den kommenden Jahrzehnten zunächst noch stützen. Dies
endet mit dem Zeitpunkt, an dem die Gletscher verschwunden sind.
Je nach Temperaturanstiegsszenario liegt dieser Zeitpunkt etwas früher
oder später. Nach allen gängigen Szenarien muss jedoch in der zweiten
Hälfte des 21. Jahrhundert damit gerechnet werden. Somit würde der Rhein
in extremen Niedrigwassersituationen einen zweistelligen Prozentbetrag
des Abflusses weniger führen als gegenwärtig.
Wie sich der Klimawandel auf das Abflussregime des Rheins insgesamt
auswirken könnte, hängt jedoch auch von den Abflussanteilen aus Schnee
und Regen ab.
Querverweise:
ASG Rhein (externer Link)
Projektsynthese ASG Rhein (pdf)
Küstenthemen
Der globale mittlere Meeresspiegel ändert sich mit Änderungen des Klimas. Durch die Erwärmung der Ozeane dehnt sich das Wasser aus, durch das Abschmelzen von Gletschern kommt zusätzlich Wasser hinzu. Beides führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels durch den Klimawandel an den Küsten weltweit. Da die Nord- und Ostsee im Austausch mit dem Nordatlantik stehen, gilt dieses auch an den deutschen Küsten. Für die Nordseeküste kommt hinzu, dass das Land sinkt.
Der Anstieg des Meeresspiegels ist durch Pegelmessungen gut dokumentiert, auch die Größenordnung lässt sich bestimmen. Global ist der Meeresspiegel in den letzten 100 Jahren um etwa 15 cm angestiegen, seit Mitte der 1990er Jahre beobachten Pegel und Satelliten sogar einen doppelt so schnellen Anstieg.
In der deutschen Bucht ist der Anstieg des Meeresspiegels durch Pegelmessungen gut nachweisbar. In den letzten 100 Jahren (1921 bis 2020) ist der Meeresspiegel um 15 cm bis 20 cm angestiegen. Weil das Land sinkt, liegen die Werte etwas über dem globalen Mittel. Gegenüber der Veränderung des Meeresspiegels im 19. Jahrhundert hat der Anstieg in den letzten 100 Jahren zugenommen.
In der Deutschen Anpassungsstrategie gibt es verschiedene Grundelemente. Ein Element ist die Dokumentation des bereits eingetretenen Klimawandels. Für den Meeresspiegel und die Sturmfluten an den deutschen Küsten ist die Dokumentation gut möglich da seit mehr als 200 Jahren die Wasserstände beobachtet werden. Diese Daten müssen teilweise digitalisiert, aufbereitet und qualitätsgesichert werden um sie bereitstellen zu können.
Im Rahmen des DAS-Basisdienstes übernehmen die Partnerbörden die Modellierung von zukünftigen Wasserständen an den deutschen Küsten (link Hauptseite) Link zum Portal des DAS-Basisdienstes (externer Link).
Die Tidewasserstände an der deutschen Küste verändern sich ständig, aus ganz natürlichen Gründen. Jeden Tag kommt zweimal Ebbe und Flut, welche den Wasserstand im Tagesverlauf verändern. Auch im Laufe eines Jahres ändert sich die Höhe der Wasserstände an der Küste. Jedes Jahr hat wiederum einen anderen Wasserstand als das Vorhergehende, mal ist er höher, mal ist er niedriger. Der längste bedeutende Zyklus der Wasserstände an der deutschen Küste, den die Wissenschaft heute beschreiben kann, ist der Nodaltidezyklus.
Die Nodaltide ist eine astronomische Gezeit, die eine Periode von 18,613 Jahre, als knapp 19 Jahre aufweist. Bei klimatologischen Betrachtungen von Tidewasserständen ist die Nodaltide die dominierende Periodizität. Dieses trifft insbesondere auf den Tidehub zu, aber auch auf das Tideniedrigwasser und auch auf das Tidemittelwasser. Diese Auswirkungen wurden zuerst durch Lentz (1873) vor fast 150 Jahren beschrieben. Da auch der rechnerische Trend beeinflusst wird, gilt es seit dieser Zeit als „Best Practice“ für klimatologische Betrachtungen neunzehnjährliche Mittel der Tidewasserstände zu verwenden. Die 19 Jahre entsprechen also der Klimanormalperiode die aus anderen Gebieten bekannt ist. Auch das IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) verwendet für die Beschreibung des zukünftigen Meeresspiegel 19jährliche Zeitscheiben.
Historische Pegeldaten sind unsicher. Denn die Pegel wurden meist nicht dazu eingerichtet den Klimawandel zu beobachten, sondern die Pegel dienten navigatorischen, wasserbaulichen, sielrechtlichen und -technischen Gründen. Hinzu kommt, dass einzelne Pegel immer wieder aufgegeben und durch andere Pegel in der Nähe ersetzt wurden. Oft konnten Ablesungen nur am Tage durchgeführt werden. Auch hat sich im Pegelumfeld oft viel verändert, Hafenbecken oder Deiche wurden gebaut, Fahrinnen vertieft.
Deshalb ist es notwendig einen Vertrauensbereich einzuführen, der angibt wie Vertrauenswürdig die Wasserstandzeitreihe ist. Ein Vertrauensbereich kann z.B. als Standardabweichung aus Differenzen von Messwerten zu einem „wahrem“ Wert berechnet werden. Leider kennen wir den wahren Wert der Wasserstände nicht. Stattdessen wird eine statische Rekonstruktion der Pegelmesswerte als wahrer Wert angewendet. Dazu werden Nachbarpegel benötigt. Mittels z.B. einer Hauptkomponentenanalyse, werden durch die Nachbarpegel Zeitreihen für den zu dokumentierenden Pegel berechnet (rekonstruiert).
Nun lässt sich gleitend zunächst eine systematische Abweichung zwischen beobachteten und rekonstruierten Pegel berechnen. Diese wäre z.B. bei Unsicherheiten im Pegelnullpunkt groß. Als nächstes lässt sich aus den restlichen Differenzen wiederum gleitend eine Standardabweichung schätzen. Da die Rekonstruktion wie schon betont kein „wahrer“ Wert ist, sondern eher wie eine zweite Beobachtung einzuschätzen ist, werden die Formulierungen der Standardabweichung aus Doppelbeobachtungen verwendet. Da sich die Unsicherheiten mit der Zeit ändern, werden die Berechnungen gleitend durchgeführt. Für das Zeitfenster der Schätzung wurde die Länge der späteren Mittelbildung von 19. Jahren gewählt.
Kontakt
Kontaktstelle der BfG
Der Beitrag der BfG zum DAS-Basisdienst “Klima und Wasser” umfasst Daten, Informationen und Beratung zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die großen Flüsse und Küstengewässer in Deutschland.
Telefonische Beratung: +49 (0)261/1306-5325
Funktionspostfach: das-basisdienst@bafg.de
Das DAS-Basisdienst-Team bei der BfG:
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Marieke Frassl: Wassergüte, Wassertemperatur, +49 (0)261/1306-5144
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Claudius Fleischer: Hydrologie, Web-Portal, +49 (0)261/1306-5044
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Hartmut Hein: Küstenhydrologie, +49 (0)261/1306-5226
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Enno Nilson: Koordination BfG-Module, Verkehrs-/Wasserwirtschaft, +49 (0)261/1306-5325
Zentrale Kontaktstelle DAS-Basisdienst “Klima und Wasser”
Der DAS-Basisdienst “Klima und Wasser” bietet neben den von der BfG bereitgestellten Daten zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die großen Flüsse und Küstengewässer auch weitere Informationen und Beratung zum Thema Klimawandel.
Webseite:
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Telefonische Beratung: +49 (0) 69 8062 2400
Funktionspostfach: das-basisdienst@dwd.de