Einflüsse klimatischer Veränderungen

auf den Bodensee

Bernd Wahl

Institut für Seenforschung

Studien zu Klimafolgen für den Bodensee

Klima und Klimawandel am Bodensee

Temperatur, Schichtung und Durchmischung

Hydrologische Veränderungen

Auswirkungen auf die Ökologie des Sees

Folgen für Nutzungen des Sees

Handlungsoptionen

Topics

Studien zu Klimafolgen für den Bodensee

Folie 4

www.kliwa.de

KLIWA – Klimaveränderung und Konsquenzen für die

Wasserwirtschaft

Folie 5

Rückblick: Ermittlung bisheriger

Veränderungen

Ausblick: Abschätzung künftiger

Entwicklungen

A B Messnetz,

-programm

C

Niederschlag

Schneedecke

Grund-

wasser

Temperatur

Verdunstung

Flüsse

Seen

etc.

Regionalisierung

von Klimaszenarien

Wasserhaushalts-

Modelle

Abfluss-Modelle

hydrodynamische

Modelle

Bodensee:

Analyse von Langzeit-

messdaten

Bodensee:

Untersuchungen mit

numerischen

Modellen

etc.

Sozioökonomie,

Empfehlungen

D

KLIWA – Klimaveränderung und Konsquenzen für die

Wasserwirtschaft

Literaturstudie:

Einfluss des Klimawandels

auf Seen

KlimBo – Klimawandel am Bodensee

EUROPÄISCHE UNION

Europäischer Fonds

für Regionale Entwicklung

Schweizerische

Eidgenossenschaft

Conféderation suisse

Confederazione svizzera

Confederaium svizra

Projekt-Themen

• Wärmehaushalt

• Schichtung,Durchmischungsprozesse

• Schwebstoffeinträge aus dem EZG

• Einflüsse auf Wasserqualität

• Risiken für die Trinkwasserversorgung

• thermische Nutzung

...

Informationen

Webseite

www.igkb.org/aktuelles/klimbo

Broschüre

IGKB Blauer Bericht Nr. 60

EUROPÄISCHE UNION

Europäischer Fonds

für Regionale Entwicklung

Schweizerische

Eidgenossenschaft

Conféderation suisse

Confederazione svizzera

Confederaium svizra

Klima und

Klimawandel

am Bodensee

Lufttemperaturen

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

[°C

]

9,2°C

Lufttemperaturen bei Konstanz Jan 1947 bis Dez 2004

Luft- und Wassertemperaturen am/im Bodensee

Dokulil et al., 2006

Kohärenz in den Temperaturverläufen mitteleuropäischer Seen

Tem

pera

tur

im T

iefe

nw

asser

[°C

]

Folie 12

KLIWA Heft 5: „Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden-Württemberg und Bayern“

Mittlerer Anstieg Lufttemperatur 1931-2000 [°C]

Lufttemperaturen: KLIWA-Analyse für Süddeutschland

• Jahresmittel: - zwischen 0,5 und 1,2°C wärmer

• Winterhalbjahr: - stärkere Erwärmung

- einhergehend mit vermehrt

westlichen / milden Wetterlagen

• Sommerhalbjahr: - Erwärmung weniger ausgeprägt

Niederschlag

~800 mm/a

Niederschlag Konstanz aus Tagesmittelwerten [mm/Tag]

Jan 1941 bis Dez 2004

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Monat

[mm

][m

m/T

ag

]

~800 mm/a

Niederschlag Konstanz mm / Tag

nach Kiefer 1972

Niederschlag

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Monat

[mm

][m

m/T

ag

]

KLIWA Heft 7: „Langzeitverhalten des Gebietsniederschlags in Baden-Württemberg und Bayern“

KLIWA Heft 8: „Langzeitverhalten der Starkniederschläge in Baden-Württemberg und Bayern“

• Jahresmittel (1931-1997): - überwiegend keine signifikanten

Trends der Niederschlagsmengen

- Zunahme der Häufigkeit trockener,

aber auch überdurchschnittlich

regenreicher Tage

• Winterhalbjahr: - meist zunehmende Niederschlags-

mengen

- einhergehend mit vermehrt

westlichen / feuchten Wetterlagen

• Sommerhalbjahr: - meist abnehmende Niederschlags-

mengen

Niederschlag: KLIWA-Analyse für Süddeutschland

Die Windverhältnisse am Bodensee

• Überwiegend schwache Winde

• keine ausgeprägte Hauptwindrichtung

bei schwachen Winden (Land-See-Winde: lokale Ausrichtung)

• Südwestliche Hauptwindrichtung

bei hohen Windstärken

• Föhn: vorwiegend östlicher Seeteil

• Langjährige Veränderungen: ???

aus Stundenmittelwerten

DWD-Station Konstanz

Seewinde

Landwinde nach Kiefer 1972 Peppler 1926

Föhn

KLIWA Heft 11: „Zum Einfluss des Klimas auf den Bodensee“

Richtung in Grad

Richtung in Grad

Die Globalstrahlung

Fink et al. 2014 und KlimBo-Abschlussbericht 2015

• Zunahme der Globalstrahlung 1984 bis 2011: 6,4 W/(m² a)

(Messstation St. Gallen)

• vor allem im Sommer

• Beitrag durch weniger Aerosole

bzw. geringere Luftverschmutzung

Temperatur, Schichtung und Durchmischung

Temperatur, Schichtung und Durchmischung

Tie

fe [m

]

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

5 10 15 20

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

5 10 15 205 10 15 20

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

210

170

130

95

65

35

5

250

210

170

130

95

65

35

5

-0.02 0.02 0.06

[°C]

°C / JahrT

iefe

[m

]

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

210

170

130

95

65

35

5

250

210

170

130

95

65

35

5

-0.02 0.02 0.06

[°C]

°C / JahrT

iefe

[m

]°C

... und Trendwerte (1961-2005) Wassertemperatur (Mittelwert 1961-2005)

Temperatur, Schichtung und Durchmischung

Temperatur, Schichtung und Durchmischung T

iefe

[m

]

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

5 10 15 20

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

J F M A M J J A S O N D

J F M A M J J A S O N D

250

220

190

160

130

100

70

45

20

0

5 10 15 205 10 15 20

°C

Wassertemperatur (Mittelwert 1961-2005)

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

1980 1990 2000

Ch

loro

ph

yll-a

[µ

g/l]

Chlorophyll-a März/April, Deckschicht µg/l

Algenwachstum

im Frühjahr beginnt

früher

Feb

Mrz

Apr

Mai

1980 1990 2000Ze

itp

un

kt

be

ste

r D

urc

hm

isc

hu

ng

Durchmischung

endet früher

Beste Durchmischung

Hydrologische Veränderungen

Rhein 370 m³/s

Alpenrhein 230 m³/s

Wasserhaushalt des Bodensees

Wasser-

entnahme

5 m³/s

Verdunstung

9 m³/s Niederschlag 14 m³/s

Zufluss

370 m³/s

Ausstrom

370 m³/s

Bild: DLR

Rhein 370 m³/s

Alpenrhein 230 m³/s

250

300

350

400

450

500

550

Monat

Pe

ge

l K

on

sta

nz [cm

]

J F M A M J J A S O N D

1.4

m

3.3

m

Wasserstände

Bodensee

(1960-2008)

Wasserhaushalt des Bodensees

Bild: DLR

Rhein 370 m³/s

Alpenrhein 230 m³/s

250

300

350

400

450

Monat

Pe

ge

l K

on

sta

nz [cm

]

J F M A M J J A S O N D

---[1960 - 1974][1975 - 1989][1990 - 2008]

Wasserstand

Bodensee

Niedrigere

Sommer-

wasserstände

Wasserhaushalt des Bodensees

Bild: DLR

250

300

350

400

450

Monat

Pe

ge

l K

on

sta

nz [cm

]

J F M A M J J A S O N D

---[1960 - 1974][1975 - 1989][1990 - 2008]

Wasserstand

Bodensee

Niedrigere

Sommer-

wasserstände

• geringere Schneeretention

in den Alpen

• Veränderte Niederschläge

• Zunahme der Verdunstung

im Einzugsgebiet

Wahrscheinliche Ursachen

Wasserhaushalt des Bodensees

• Veränderungen bei Hoch- und Niedrigwässern: Intensität, Häufigkeit?

• Veränderungen bei Schwebstoffeinträgen?

• Verschwinden der Gletscher (Wassermenge, Schwebstoffe)?

Weitere hydrologische Veränderungen ?

Modellstudien

Szenarien: Wie wandelt sich der See bis „2085“?

• Klimaszenarien

• Wettergenerator

• Modellsimulationen

Schichtungsstabilität

nimmt zu

Durchmischung

nimmt ab

Wassertemperaturen

Modelluntersuchungen

Modelluntersuchungen

Sauerstoff im

Tiefenwasser

nimmt ab

Felchenei (ISF)

Szenarien: Wie wandelt sich der See bis „2085“?

Weitere Modellstudien ...

z.B. zu

• Wärmehaushalt

• Austauschprozesse, Aufenthaltszeiten

• Flusswassereinschichtung und –ausbreitung

• Biologische Prozesse (Phytoplankton, Nährstoffe, ...)

Einflüsse auf die Ökologie des Sees

(Mögliche) Einflüsse auf die Ökolologie des Bodensees

• Vegetations-/ Entwicklungsbedingungen und –perioden

- Plankton Schichtung, Temperatur

- Sauerstoff- und Nährstoffverfügbarkeit Durchmischung

- Entwicklung Fischeier/-larven Temperatur

- Auftreten von Blaualgenblüten ?

• Verhalten

- Laichzeit der Felchen Temperatur

- Aufenthalt Zugvögel, ...

• Artenzusammensetzung

• Begünstigung von Neobiota ?

• Begünstigung von Parasiten und Krankheiten ? (z.B. bei Fischen)

• Wasserstandsänderung: Einfluss auf Ufer- und Feuchtgebietshabitate

• ...

In Vorbereitung:

KLIWA-Bericht zur Literaturstudie „Einfluss des Klimawandels auf den Bodensee“

Folgen für die Nutzungen des Sees

(Mögliche) Einflüsse auf die Nutzungen des Bodensees

• Trinkwasser: Studie im Rahmen des Projektes KlimBo:

keine Gefährdung, aber Vorsorgemaßnahmen empfohlen

• Schifffahrt: Nutzbarkeit von Häfen und Anlegestellen bei niedrigeren

Sommerwasserständen

• Wärmenutzung des Bodensees (Kühlen, Heizen): Belastung oder Verbesserung im Wärmehaushalt des Sees?

Studien im Rahmen des Projekts KlimBo

• Baden im See: Zerkarien (Badedermatitis) abhängig von Temperaturen

Blaualgenblüten?

• ...

Handlungsoptionen

Handlungsoptionen

• Beobachten und Bewerten (Monitoring)

• Abschätzung möglicher künftiger Entwicklungen (z.B. Modellstudien)

• Trinkwasser: Vorsorgemaßnahmen

• Ökologie: Vermeiden von zusätzlichen Belastungen geringe Nähstoffbelastung gegen Sauerstoffdefizit

Vermeiden des Einschleppens von Neobiota (z.B. Quagga)

• Interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit