Klima- und Abflussprojektionen (RheinBlick2050)

Das Ziel des RheinBlick2050 Projektes ist die Entwicklung gemeinsamer Klima- und Ablussprojektionen für das internationale Rheingebiet. Diese Website soll einen knappen Überblick zu den wesentlichen Aspekten des Projektes geben; für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an den Projekt-Koordinator, Klaus Görgen (goergen [at] lippmann [dot] lu).

Hintergrund und Ziele

Im Zusammenhang mit einer Klimaänderung kommt es zu einer Zunahme der Variabilität im Klimasystem, die auch verbunden ist mit Änderungen in der Häufigkeit und Intensität meteorologischer Extremereignisse. Globale Klimaänderungs-Projektionen zeigen robuste großräumige Veränderungen im Niederschlagsregime (z.B. eine Abnahme der Sommer- und eine Zunahme der Winterniederschläge über Zentraleuropa) (siehe z.B. IPCC, 4AR WG1, 2007). Hieran gekoppelt sind Veränderungen des Abfluss (Niedrig- und Hochwasser) und des hydraulischen Regimes mit unterschiedlichen Auswirkungen auf anthropogene und natürliche Systeme in Abhängigkeit ihrer Sensitivität und Verwundbarkeit (Ökologie, Wirtschaft, Infrastruktur, Transport, Energieproduktion, Wasserwirtschaft, etc.). Selbst unter effizienten Klimaschutzstrategien wird der Klimawandel in den kommenden Jahrzehnten primär negative Auswirkungen haben. In diesem Zusammenhang brauchen Entscheidungsträger geeignete Anpassungs- und Minderungsstrategien, um negative Effekte, die sich aus einer Klimaänderung ergeben, zu minimieren. Ein verbessertes Wissen um die möglichen Auswirkungen ("impacts") inkl. der Unsicherheiten bedeutet für die Nutzer unserer Forschungsergebnisse eine Erweiterung ihrer Entscheidungsspielräume (mehr "informierte Optionen").

In diesem Kontext sind die primären Ziele des Projektes die Entwicklung gemeinsamer, konsistenter Klima- und Abfluss-Projektionen für das internationale Reineinzugsgebiet. Dies hilft in der Abschätzung der zukünftigen Änderungen der hydro-meteorologischen Regime im Rheineinzugsgebiet und dabei wie solche Einflüsse ihrerseits hydrologische und hydraulische Prozesse beeinflussen (d.h. es geht im Kern um ein verbessertes Verständnis der Veränderungen physikalischer Komponenten des Geoökosystems). Basierend auf den entsprechenden Datensätzen, ist eine Ableitung anwendbarer Informationen und Ergebnisse für den planungsrelevanten Zeitraum bis 2050 (insgesamt bis 2100) möglich. Der Fokus liegt auf meso- bis makro-skaligen Einzugsgebieten. Potentielle Nutzer der Daten, Akteure und Entscheidungsträger werden einbezogen: der Projektplan kann angepasst werden im Sinne der durchzuführenden Analysen, um die Anforderungen der Nutzer zu erfüllen (sog. "bottom up" Ansatz, die späteren Nutzer definieren die entgültige wissenschaftliche Fragestellung durch ihren Bedarf an spezifischer Information). Eine Abstimmung und Zusammenarbeit mit bestehenden Projekten und Initiativen ist daher eine Grundvoraussetzung des Projektes.

Ergebnisse

• Ein gemeinsamer hydro-meteorologischer beobachtungsgestützter Referenz-Datensatz.
• Ein Antriebs-Datensatz für hydrologische Modelle basierend auf Ensembles regionaler Klimaänderungsprojetionen für verschiedene Klimaänderungsszenarien.
• Simulationsrechnungen hydrologischer Modelle.
• Die entgültigen Ergebnisse werden quantifizierbaren Aussagen (z.B. -Extremwertstatistiken, Unsicherheitsabschätzungen, Validierungen) sein, welche die Grundlage bilden für weitere Planungen oder politisch relevante Entscheidungen indem die potentiellen Nutzer von Daten und Ergebnissen mit in das Projekt einbezogen werden.
• Alle Ergebnisse werden in einem technischen Report zusammengefasst.

Organisation

• RheinBlick2050 verwendet einen Daten-Synthese und multi-Modell Ansatz; Simulationsrechnungen transienter regionaler Klimaänderungsprojektionen werden als Antrieb für existierende kalibrierte hydrologische und hydraulische Modelle eingesetzt, nachdem umfassende Validierungsstudien und Fehlerkorrekturen für diese Antriebsdaten durchgeführt worden sind, basierend auf einem hydro-meteorologischen Referenzdatensatz.
• Da bereits viele Projekte in diesem Bereich existieren - allerdings ohne konsistente Datensätze und eine einheitliche Strategie fèr das gesamte Rheineinzugsgebiet zu verfolgen -, ist RheinBlick2050 soz. als "Meta"-Projekt ausgelegt, d.h. es versucht die Ergebnisse, Daten, Methoden, Werkzeuge und Modelle existierender / laufender Projekte zu nutzen, zu aggregieren und zusammenzufassen und dabei die Menge redundanter Arbeiten zu reduzieren.
• RheinBlick2050 ist ein internationales Projekt, bei dem Forschungseinrichtungen, Universitäten, öffentliche Einrichtungen und nationale (Wetter-)Dienste zusammenarbeiten. Um die notwendigen Rückmeldungen von den Nutzern und den verschiedenen Akteuren zu bekommen, ist das Projekt z.B. zur Zeit in Kontakt mit der IKSR und den entsprechenden Vertretern der deutschen Bundesländer.
• Im Rahmen des Projektes werden zwei offizielle Workshops stattfinden, die u.a. die regionalisierten Klimaänderungs-Simulationsergebnisse als Antriebe der hydrologischen Modelle und die Abflussprojektionen selbst sowie deren Analysen als Gegenstand haben werden.
• Der räumliche Fokus liegt auf dem gesamten Rheineinzugsgebiet , wobei Simulationsrechnungen und Analysen für jeweils für die mesoskaligen Einzugsgebiete darin durchgeführt werden.
• Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf Extremereignissen (Niedrig- und Hochwasser), was es notwendig macht regionale Daten zu verwenden.
• Die Gesamt-Projektlaufzeit ist ist auf zwei Jahre angesetzt, von Februar 2008 bis Januar 2010.

Methoden und Daten, Arbeitsprogramm

• Die Anforderungen der Nutzer werden definiert (weitere Anpassungen sind während des Projektes möglich); eine Übersicht zu bestehenden Projekten, Datensätzen und Methoden wird erarbeitet.
• Erstellung eines hydro-meteorologischen Referenzdatensatzes basierend auf Beobachtungsdaten nationaler Wetterdienste und sonstiger Quellen von 1961 bis 2005 für Zentraleuropa; Variablen (sofern verfügbar): Niederschlag, 2 m Luftfeuchte, Sonnenscheindauer, 2 m Lufttemperatur, 10 m Windgeschwindigkeit; zeitliche Auflösung: täglich; zwei Datensätze: Zeitreihen für Stationspositionen und gerasterte interpolierte Felder mit einer Auflösung von 5 km.
• Existierende regionale Klimaänderungs-Projektionen (z.B. REMO Läufe, KNMI Downscaling Projekte, das FP6 Ensembles Projekt) müssen einer sog. Bias-Korrektur unterzogen werden, bevor sie als Antrieb für die hydrologischen Modellsimulationen genutzt werden können. Verschiedene Bias-Korrekturverfahren werden für ausgewählte mesoskalige Einzugsgebiete vorab getestet.
• Modellrechnungen mit existierenden kalibrierten hydrologischen Modellen werden die Abfluss-Projektionen liefern, die in die abschliessende Analyse eingehen (z.B. Extremwertstatistiken) und können ihrerseits als Eingangsdaten für Untersuchungen zu den Auswirkungen veränderter Abflussregime sowie für Anpassungsstudien Verwendung finden.

Projektgruppe

Die Projektgruppe setzt sich aus Mitgliedern der nachfolgenden Institutionen zusammen.

Deutschland
Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz

Frankreich
Cemagref, Unité de recherche Hydrosystèmes et bioprocédés, Antony

Luxembourg
Centre de Recherche Public - Gabriel Lippmann, Département Environnement et Agro-biotechnologies (EVA), Belvaux

Niederlande
Rijkswaterstaat - Zentrum für Wasserwirtschaft, Lelystad

Schweiz
Bundesamt für Umwelt BAFU, Abteilung Hydrologie, Bern

Letzte Aktualisierung: 2008-03-16 durch GOERGEN [at] LIPPMANN [dot] LU.