Klimawandel in Küstenregionen hier speziell: Norddeutschland

1. Klimawandel in Küstenregionenhier speziell: Norddeutschland Hans von StorchInstitut für Küstenforschung,Helmholtz Zentrum Geesthacht REKLIM-Tagung 8.-9. Spetember 2011 Leipzig

2. Übersicht Das zentrale Thema: Sturmfluten – das Badewannen-Problem Ein sekundäres Thema: Temperaturentwicklung Regionaler Klimaservice: Klimaatlas und Kimabericht für Norddeutschland

3. Das Badewannen-Problem Graphik: Michael Schrenk

4. Graphik: Michael Schrenk

5. Graphik: Michael Schrenk

6. 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. Derzeit mehr Wasser in der Wanne? Anstieg des Meeresspiegels in der Deutschen Bucht (Albrecht et al., 2010)

7. Kind jüngst lebhafter geworden? • Sturmtätigkeit variiert von Jahr-zu-Jahr, von Jahrzehnt zu Jahrzehnt. • Sturmtätigkeit spiegelt sich am besten an Windstatistiken. • Veränderlichkeit von Wind-statistiken über viele Jahre kaum beschreibbar. • Daher Stellvertretergrößen – z.B. Druckgradienten. • Keine Tendenz zu höheren Werten seit 1878. Jährliche 90%-ile der Geschwindig-keit des geostrophischen Windes für die Deutsche Bucht zwischen 1878 und 2007 (Hamburger Klimabericht, 2010).

8. Abschätzung durch IPCC 2001. Anstieg wird weiter zu-nehmen. 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. Zukünftig mehr Wasser in der Wanne?

9. 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)

10. Stellungnahme für SH Landtag, 2009 Quelle: GKSS, 2009 : Nordseesturmfluten im Klimawandel. GKSS Wissenschaftler fassen aktuellen Forschungsstand zusammen.

11. Sonderfall Ästuare: Elbe, Weser, Ems 2000 1887 Material von : Hanz D. Niemeyer, Forschungsstelle Küste des NLWKN

12. Weser Ästuar: Differenz der 99.5%ile des Tidenhochwassers an verschiedenen Pegeln im Vergleich zu Alte Weser/Roter Sand(19-jährige Mittel)

13. 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 („Tide-Elbe Projekt“ von HPA und WSVen).

14. Verschiedene Zeithorizonte Beispiel: Nordfriesland – Implementation neuer Strategien – Nähere Zukunft, z.B. 2030: (noch) nicht nötig; weitere Zukunft, z.B. 2085: durchaus denkbar. nach Woth (2006)

15. 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.

16. Mögliche Maßnahmen? Graphik: Michael Schrenk

17. 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) Wellenüberlauf am Deich – Belastungsreserven • Niemeyer & Kaiser 2008, NLWKN

18. Minderung von Sturmfluthöhen (und gleichzeitig des Sedimenttransports) in der Elbe und in Hamburg Sediment Management considering the whole System Hochwasser Gebiete in oberen Flußlauf Dämpfung der einlaufenden Tideenergie durch wasserbauliche Maßnahmen im Mündungsbereich des Ästuars. 2085 2030

19. Graphik: Michael Schrenk

20. Erik Pasche, TU HH

21. Zusammenfassung: Sturmfluten Sturmfluten sind eine reale Gefahr an den deutschen Küsten. Klimawandel und der Ausbau von Wasserstrassenbewirken Änderungen der Sturmflutgefahren. Der Bereich der Nordsee ist ein der besten untersuchten Gebiete der Welt – weder eine Beschleunigung des regionalen Meerespiegelanstiegsnoch 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

22. Temperaturen in Hamburg: 1876-2005 5-Jahresmittel der Temperatur zwischen 1876 und 2005. Erst seit etwa 50 Jahren genügen die Instrumente und Beobachtungsverfahren den not-wendigen hohen Anforderungen zur Bestimmung von Klimatrends und deren Änderung. • Zunahme der Jahresmitteltemperatur in Hamburg seit 1901 um etwa 1°C. Der Trend in den letzten drei Jahrzehnten ist deutlich verstärkt. Abbildung: Rosenhagen (2009)

23. Klima der Region – mögliche Entwicklungen in Zukunft (bis 2100)

24. Zusammenfassung

25. www.norddeutscher-klimaatlas.de • Aktuelle Zahlen zum Klimawandel in Norddeutschland • Interaktive Nutzung im Internet und am Infostand

26. Klima der Region – mögliche Entwicklungen in Zukunft (bis 2100) Mögliche Änderung der durchschnittlichen Jahrestemperatur bis 2100

27. Regionale Klimaszenarien in der Praxis • Zahlen zum Klimawandel in Norddeutschland im Überblick • Hinweise zur Nutzung von Regionalen Klimaszenarien

28. 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 sea level rise to develop flood protection strategies for a low-lying delta - the Netherlands as an example. Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0037-5 von Storch, H., G. Gönnert, and M. Meine, 2008: Storm surges an option for Hamburg, Germany, to mitigate expected future aggravation of risk. Env. Sci. Pol. 11: 735-742 doi 10.1016/j.envsci.2008.08.003 von Storch, H. and K. Woth, 2008: Storm surges, perspectives and options. Sustainability Science 3, 33-44; DOI 10.1007/s11625-008-0044-2 Weisse, R. and A. Plüß, 2006: Storm related sea level variations along the North Sea Coast as simulated by a high-resolution model 1958-2002, Ocean Dynamics, 56(1), 16-25, DOI: 10.1007/s10236-005-0037-y 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

29. Infos zum Klimawandel in Norddeutschlandam Infostand Norddeutsches Klimabüro / KlimaCampus Aktuelle Zahlen zum Klimawandel in Norddeutschland: Zusammenfassung: