GLOWA-Elbe
Auswirkungen des Globalen Wandels auf Umwelt und Gesellschaft im Elbe-Gebiet

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koordiniert vom

Zusammenfassungen der Präsentationen zur Statuskonferenz (05.12.2002)

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Wasserhaushalt und landwirtschaftliche Erträge bei Klimaänderung
Valentina Krysanova

SWIM-Modell-Validierungen

Teil 1: Validierungsergebnisse für die Hydrologie-, Stofftransport- und Er-tragsmodule im Modellsystem SWIM

Validiert wurden die hydrologischen Prozesse in SWIM auf Basis der Simulation von 22 El-be-Teilgebieten und der Ertrag sowie die Stickstoffkreisläufe auf Basis der Ergebnisse für das gesamte deutsche Elbeeinzugsgebiet. Die hydrologischen Simulationen ergaben eine gute Wiedergabe der beobachteten Pegelwerte für die deutsche Elbe (Anpassungsgüte 0.92 nach Nash und Sutcliffe). Die Ergebnisse der Ertragsmodellierung als 4-jährige Mittelwerte sind für die Elberegion mit den entsprechenden Werten aus der Ertrags-Statistik auf Kreisebene vergleichbar.

SWIM-RAUMIS Verknüpfungen WATSIM ermittelt die zukünftigen globalen Randbedingungen für die Weltagrarmärkte. SWIM berechnet die potentiellen landwirtschaftlichen Erträge auf Hydrotop-Ebene. Aus den Ergebnissen von WATSIM und SWIM berechnet RAUMIS die Fruchtarten-Verteilungen auf Kreisebene. Diese Daten werden dann durch einen Anbaugenerator für die Hydrotope in SWIM disaggregiert. Aufbauend auf diesen Ergebnissen berechnet SWIM die Wasser- und Stoffbilanzen sowie die Erträge unter dem Einfluss des globalen Wandels.

Klimaauswirkungen auf Wasserhaushalt und Landwirtschaft im Elbegebiet Ein besonderer Focus wurde bei der Untersuchung der Folgen einer Klimaänderung auf die Betrachtung der Unsicherheiten im Klimaszenario gelegt. Dazu wurden die 100 Varianten des Klimaszenarios der Arbeitsgruppe Klima' für verschiedene Teilgebiete der Elbe durchge-rechnet und statistisch ausgewertet.

Unsicherheit im Klimaszenario:

• Beispiel 1: Teileinzugsgebiet obere Saale (Mittelgebirge): Die mittleren Niederschläge nehmen insgesamt ab. Dieser Trend setzt sich bei den simulierten Abflusskomponen-ten fort, wobei die Grundwasserneubildung als Restglied des Wasserhaushaltes die stärkste Abnahme zeigt.
• Beispiel 2: Teileinzugsgebiet Löcknitz (Norddeutsches Tiefland): Die insgesamt grö-ßere Unsicherheit im Klimaszenario (Niederschläge) setzt sich bei den simulierten Ab-flusskomponenten fort.

Für die weiteren Untersuchungen wurden die Auswirkungen der wahrscheinlichsten Variante des Klimaänderungsszenariums analysiert:

• Die mittleren Jahressummen der Niederschläge dieses Szenarios (2046-2055) liegen deut-lich unter denen der Referenzperiode (-17%). Besonders sind davon das zentrale Tiefland und die Lössregion betroffen.
• Im gesamten Elbegebiet kann man eine geringe Abnahme der Verdunstung aufgrund von Klimaänderungen (-4%) beobachten, wobei der nördliche Teil eine Zunahme und der süd-liche Teil eine Abnahme verzeichnet.
• Auf dem gesamten Gebiet zeigt sich bei der Grundwasserneubildung, im Gegensatz zur Verdunstung, eine stärkere (-41%) und homogene Abnahme. Dies ist von besonderer Be-deutung, weil der Grundwasserspiegel stark auf Änderungen in der Grundwasserneubil-dung reagiert.
• Es lassen sich außerdem Abnahmen der simulierten Erträge von Winterweizen und Win-tergerste (-14%, -11%) erkennen. Besonders stark sind diese in der Lössregion. Deutliche Ertragszunahmen findet man bei Silomais (+15%).

Die Anknüpfung der ökohydrologischen Gruppe an das IMA geschieht durch die Lieferung von simulierten Indikatoren für die Bewertungskriterien unter Berücksichtigung von Hand-lungsoptionen für unterschiedliche Handlungsstrategien. Für die nächste Phase ist geplant, den Modellverbund mit den anderen GLOWA-Gruppen auf das gesamte Elbegebiet, ein-schließlich Tschechien, auszuweiten und darauf aufbauend die Ergebnisse wieder an das IMA zu liefern.