Klimawandel in Nordrhein-Westfalen Regionale Abschätzung der Anfälligkeit ausgewählter Sektoren

Ziel der Studie

Darstellung der Verwundbarkeit ausgewählter Sektoren und Aufzeigen von Anpassungsoptionen

Erscheinungsjahr

Untersuchungsregion/-raum

Bundesland Nordrhein-Westfalen
Untersuchungsraum Nordrhein-Westfalen
Räumliche Auflösung 

naturräumliche Einheiten, Rasterdaten, Gemeindegrenzen, Kreisgrenzen

Verwendete Klimamodelle / Ensembles

Emissionsszenarien A1B
Klimamodelle ECHAM5/MPI-OM
Ensembles nein
Anzahl der Modellläufe nicht dokumentiert
Regionales Klimamodell 

CCLM, ergänzt um STAR-Vergleichsrechnungen

Weitere Parameter 

- Jahresmittel der Lufttemperatur im CCLM-Modell für den Zeitraum 2026-2065 und im STAR-Modell für den Zeitraum 2031-2060 mit 3 Realisierungen trocken, mittel und feucht

- Differenz des Jahresmittels der Lufttemperatur zwischen dem Basiszeitraum 1961-1990 und dem Zeitraum 2036-2065 für das CCLM-Modell bzw. 2031-2060 für das STAR-Modell;

- Jahressummen des Niederschlags nach dem CCLM-Modell für den Zeitraum 2026-2065 und im STAR-Modell für den Zeitraum 2031-2060 mit 3 Realisierungen trocken, mittel und feucht

- Differenz der Jahresniederschlagssumme zwischen dem Basiszeitraum 1961-1990 und dem Zeitraum 2036-2065 für das CCLMModell bzw. 2031-2060 für das STAR-Modell

Zeitraum 

CCLM: 2001-2100; STAR: 2007-2060

Klimawirkungen

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Boden

"Kernaussagen:
- Insgesamt gesehen sind die Ertragsaussichten für Winterweizen und Silomais für Nordrhein-Westfalen sehr günstig. Beide Kulturen könnten bis zur Mitte des Jahrhunderts von Temperaturerhöhungen profitieren.
- Trotz zunehmender Verdunstung wird in den meisten Regionen Nordrhein-Westfalens Wasserstress wahrscheinlich kein limitierender Faktor sein.
- Die ansteigende CO2-Konzentration kann zusätzlich einen deutlichen Ertragsanstieg bewirken. Allerdings werden die Ertragssteigerungen nach bisherigen Untersuchungen mit einer Qualitätsminderung und einer geänderten Proteinzusammensetzung bei Winterweizen einhergehen.
- Durch ähnliche Ansprüche an den Temperatur- und Wasserbedarf in den entsprechenden Vegetationszeiten der Sommer- und Winterkulturen können Analogieschlüsse auf die zu erwartenden Änderungen der anderen Kulturen gezogen werden." (Kropp et al. 2009: 25)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Biologische Vielfalt

"Kernaussagen:
- Terrestrische und aquatische Systeme reagieren bereits in komplexer Weise auf den Klimawandel, welcher ihre Lebensbedingungen beeinflusst.
- Feuchtlebensräume könnten Nordrhein-Westfalen durch die zu erwartenden Veränderungen beispielsweise in der sommerlichen klimatischen Wasserbilanz besonders gefährdet sein.
-In Nordrhein-Westfalen können FFH-Gebiete entlang von Flusstälern und Moorlebensräumen als sensitiv angesehen werden, während Trockenrasen und Heidevegetation im Vergleich wahrscheinlich eine geringere Sensitivität aufweisen.
- Seen werden bereits heute auf vielfältige Weise durch den Klimawandel beeinflusst, z.B. in ihrem Wasserhaushalt oder das Durchmischungsregime.
- Unter Klima- und Landnutzungswandel können starke Veränderungen in der Artenzusammensetzung erfolgen.
-Es sind bereits deutliche Verfrühungen in den phänologischen Hauptjahreszeiten innerhalb der vier Großregionen aufgetreten und weitere Verfrühungen der Jahreszeiten sind in Zukunft zu erwarten." (Kropp et al. 2009: 100)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Energiewirtschaft

"Da Wasser einen wichtigen Faktor für den Energiesektor im Zusammenhang mit der Kühlung von Kraftwerken darstellt, wird im Folgenden näher auf diesen Aspekt eingegangen. Hierbei wird der Fokus auf Niedrigwassersituationen und die Erwärmung der Flüsse gelegt. Daneben könnten jedoch auch eventuell zunehmende Hochwasserereignisse eine Gefährdung für den Kraftwerkspark darstellen, Näheres hierzu siehe ROTHSTEIN ET AL. (2008). Es wird zunächst ein Überblick über den Energiesektor in NRW gegeben, gefolgt von Erläuterungen zum Zusammenhang der Produktion, Kühlwasserbedarf und der thermischen Belastung von Gewässern. Zum Schluss werden mögliche Anfälligkeiten und daraus resultierende mögliche Produktionsrisiken beispielhaft für zwei Kraftwerke analysiert." (Kropp et al. 2009: 180)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Landwirtschaft

"Kernaussagen:
- Insgesamt gesehen sind die Ertragsaussichten für Winterweizen und Silomais für Nordrhein-Westfalen sehr günstig. Beide Kulturen könnten bis zur Mitte des Jahrhunderts von Temperaturerhöhungen profitieren.
- Trotz zunehmender Verdunstung wird in den meisten Regionen Nordrhein-Westfalens Wasserstress wahrscheinlich kein limitierender Faktor sein.
- Die ansteigende CO2-Konzentration kann zusätzlich einen deutlichen Ertragsanstieg bewirken. Allerdings werden die Ertragssteigerungen nach bisherigen Untersuchungen mit einer Qualitätsminderung und einer geänderten Proteinzusammensetzung bei Winterweizen einhergehen.
- Durch ähnliche Ansprüche an den Temperatur- und Wasserbedarf in den entsprechenden Vegetationszeiten der Sommer- und Winterkulturen können Analogieschlüsse auf die zu erwartenden Änderungen der anderen Kulturen gezogen werden." (Kropp et al. 2009: 25)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Menschliche Gesundheit

"Kernaussagen:
- Demographischer Wandel und Zunahme von Hitzewellen werden die Anfälligkeit in diesem Sektor stark erhöhen.
- Veränderte klimatische Bedingungen könne die Verbreitung von Vektoren (Zecken, Mücken) begünstigen und damit zu häufigerem Auftreten von vorhandenen und dem Ausbrechen neuer Krankheiten führen.
- Auswirkungen auf die pflanzlichen Ökosysteme können zur weiteren Ausbreitung von Pflanzen mit allergener Wirkung führen." (Kropp et al. 2009: 217)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Raumordnung, Regional- und Bauleitplanung

"Kernaussagen:
- Städte tragen einerseits durch einen hohen Anteil an den Gesamtemissionen massiv zum Klimawandel bei, gleichzeitig sind sie auch besonders von den Folgen betroffen.
- Oft existieren in der Stadtplanung Zielkonflikte, beispielsweise zwischen kompakteren Stadtstrukturen zur Emissionsminderung und damit verbundener Verstärkung von städtischen Hitzeinseln.
- Im Gegensatz zur Relevanz des Sektors im Zusammenhang mit dem Klimawandel schreitet die Geschwindigkeit eines nachhaltigen Stadtumbaus nur langsam voran.
- Zahlreiche Gesetzgebungen haben bereits stadtplanerische Elemente integriert.
- Grünflächen können die Wirkung von städtischen Hitzeinseln abschwächen. Viele Stadtflächen der Metropolregion NRW liegen jedoch außerhalb eines Wirkungsradius von städtischen Grünflächen und Wäldern." (Kropp et al. 2009: 243)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Tourismuswirtschaft

"Kernaussagen:
- Bereits heute machen Städte-, Kurz-, Geschäfts- und Tagungsreisen einen hohen Anteil an Übernachtungszahlen aus. Eine Steigerung dieses Anteils wird in Zukunft erwartet.
- Durch mehr Sommertage sind zunehmend positive Auswirkungen für die Tourismuswirtschaft im Sommer möglich.
- Durch mildere Winter und weniger Schneefall ist in Zukunft Wintersport wahrscheinlich nur noch eingeschränkt möglich. Der Wintersporttourismus in NRW kann damit als besonders anfällig gegenüber dem Klimawandel angesehen werden.
- Angebotsänderungen hin zu wetterunabhängigen Aktivitäten können die Anfälligkeit vermindern." (Kropp et al. 2009: 198)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Wald- und Forstwirtschaft

"Reaktionen der Baumarten auf Klimawandel:
- Die für die Modellierung des Waldwachstums verwendeten Flächen repräsentieren die drei wichtigsten Baumarten in NRW und die wichtigsten klimatischen und edaphischen Regionen.
- In den meisten Simulationen war die Reaktion der Bäume auf Klimaänderungen positiv.
- Zunehmende Konkurrenzkraft kann die Ergebnisse beeinflussen.
- Die Simulation zeigte keine extremen Veränderungen bei den betrachteten Baumarten.
Waldbrandgefährdung:
- Das klimatische Waldbrandrisiko könnte in Zukunft steigen und die Waldbrandsaison könnte sich in Richtung Spätsommer verlängern.
- Das Auftreten von Waldbränden ist jedoch vom menschlichen Verhalten bei der Entzündung und Bekämpfung abhängig.
Sturmwurf
- Das Risiko ist vor allem von der Höhenlage der Bestände, ihrer Exposition gegenüber Stürmen und der Bestandsbehandlung und Baumartenzusammensetzung abhängig. Die Einflussfaktoren überlagern sich jedoch räumlich.
- Besonders in den Bergregionen könnte das Sturmwurfrisiko in Zukunft weiter zunehmen.
Anpassungsoptionen
- Zunehmende Variabilität des Witterungsgeschehens erfordert anpassungsfähige Bestände, intensives Monitoring und Prävention gegen Schaderreger.
- Bei Verjüngungen sind lange Verjüngungszeiträume, Mischungen von Arten, Herkünften und Samenjahren zu empfehlen.
- Standortgerechte, zuwachsstarke Baumarten sollten aus Klimaschutzsicht bevorzugt werden.
Fazit: Der Wald in NRW kann vom Klimawandel profitieren, jedoch steigt gleichzeitig das Risiko." (Kropp et al. 2009: 50)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Wasser

"Kernaussagen:
- Es sind bereits Änderungen im Abflussregime vieler Flüsse beobachtet worden. Im Allgemeinen kann dies für NRW durch eine erhöhte Abflussmenge im Winter und durch weniger Abfluss im Sommer beschrieben werden.
- Für die Flüsse Ems, Weser und Wupper zeigen die Projektionen, dass sich dieser Trend in Zukunft fortsetzen wird. Die Abnahme der Abflüsse der Ems und Wupper in den Sommermonaten könnte in den nächsten Jahrzehnten besonders ausgeprägt sein.
- Trotz einer insgesamt zu erwartenden Zunahme an Niederschlägen könnten aufgrund der starken Erhöhung der Verdunstung in einigen Regionen der Abfluss und die Grundwasserneubildung abnehmen. Dies trifft besonders dort zu, wo im Lee der Mittelgebirge Eifel und Sauerland die Niederschläge einen abnehmenden Trend zeigen.
- Die zunehmende Erwärmung der Gewässer und die gleichzeitig zu erwartende Abnahme der Flüsse im Sommer könnten zu Risiken des Energiesektors im Zusammenhang mit der Kühlwasserverfügbarkeit führen.
- Aufgrund der zu erwartenden Veränderungen im Heiz- und Kühlbedarf von Gebäuden könnte sich der Energiebedarf und damit der Kühlwasserbedarf entsprechend verändern." (Kropp et al. 2009: 156)

"Kernaussagen:
- Es sind bereits Änderungen im Abflussregime vieler Flüsse beobachtet worden. Im Allgemeinen kann dies für NRW durch eine erhöhte Abflussmenge im Winter und durch weniger Abfluss im Sommer beschrieben werden.
- Für die Flüsse Ems, Weser und Wupper zeigen die Projektionen, dass sich dieser Trend in Zukunft fortsetzen wird. Die Abnahme der Abflüsse der Ems und Wupper in den Sommermonaten könnte in den nächsten Jahrzehnten besonders ausgeprägt sein.
- Trotz einer insgesamt zu erwartenden Zunahme an Niederschlägen könnten aufgrund der starken Erhöhung der Verdunstung in einigen Regionen der Abfluss und die Grundwasserneubildung abnehmen. Dies trifft besonders dort zu, wo im Lee der Mittelgebirge Eifel und Sauerland die Niederschläge einen abnehmenden Trend zeigen.
- Die zunehmende Erwärmung der Gewässer und die gleichzeitig zu erwartende Abnahme der Flüsse im Sommer könnten zu Risiken des Energiesektors im Zusammenhang mit der Kühlwasserverfügbarkeit führen.
- Aufgrund der zu erwartenden Veränderungen im Heiz- und Kühlbedarf von Gebäuden könnte sich der Energiebedarf und damit der Kühlwasserbedarf entsprechend verändern." (Kropp et al. 2009: 156)

Methodischer Ansatz

Kurzbeschreibung des methodischen Ansatzes 

Klimafolge/Indikationsfeld: zu fast allen der untersuchten Sektoren

Methodischer Ansatz: Aussagen zu Klimaänderungen; Aussagen zu ⁠Klimafolgen⁠ in verschiedenen Sektoren, keine Gesamtaggregation

Analysekonzeptansatz früherer IPCC-Ansatz (2004, 2007)
Komponenten im Analysekonzept  Klimatischer Einfluss, Sensitivität, Klimawirkung, Vulnerabilität, Anpassungskapazität
Methodik zur Operationalisierung Proxy-Indikatoren, Qualitative Informationen (z.B. Experteninterviews)

Wer war oder ist beteiligt?

Herausgeber Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (MUNLV)
Kontakt 

Auftraggeber: Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein- Westfalen (MUNLV), Düsseldorf
Auftragnehmer: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung mit Beiträgen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (PIK), Halle

Bibliographische Angaben 

J. Kropp, A. Holsten, T. Lissner, O. Roithmeier, F. Hattermann, S. Huang, J. Rock, F. Wechsung, A. Lüttger, S. Pompe, I. Kühn , L. Costa, M. Steinhäuser, C. Walther, M. Klaus, S. Ritchie, M. Metzger (2009): „Klimawandel in Nordrhein-Westfalen - Regionale Abschätzung der Anfälligkeit ausgewählter Sektoren“. Abschlussbericht des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) für das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (MUNLV)

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Handlungsfelder:
 Biologische Vielfalt  Boden  Landwirtschaft  Menschliche Gesundheit und Pflege  Raumplanung, Stadt- und Siedlungsentwicklung  Tourismuswirtschaft  Wald- und Forstwirtschaft  Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft