Forschungsmethoden

Städte mit praxisnahen Klimakenngrößen im Alltag unterstützen

Städte sollen sich an den Klimawandel anpassen. Doch wie soll das genau geschehen? Bis heute sind kleinräumige Vorhersagen schwierig. Das Süddeutsche Klimabüro am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat daher untersucht, was etwa zunehmende Niederschläge und steigende Temperaturen für das konkrete Handeln der Verwaltungen bedeutet, z.B. in den Bereichen Baustoffe, Räumdienste, Forstwirtschaft oder Personalplanung.

Text: Dr. Hans Schipper (KIT)

Der globale Klimawandel hat Folgen für einzelne Regionen, auch in Deutschland. Regionalen Klimasimulationen zufolge werden der bis jetzt beobachtete Anstieg der Temperatur sowie die Änderungen im Niederschlagsverhalten zukünftig weiter anhalten. Daher ist es wichtig, mit Hilfe von Klimaschutzmaßnahmen weitere Änderungen als Folge des Klimawandels soweit möglich zu vermeiden. Dennoch werden auch bei großen Anstrengungen im Bereich des Klimaschutzes sogenannte Klimawandelfolgen auftreten. Um sich auf diese Folgen einzustellen, ist Klimawandelanpassung notwendig, was vor allem für Städte wegen der lokal hohen Bevölkerungsdichte eine besonders wichtige Rolle spielt. Grundsätzlich ist der Umgang mit dem vorherrschenden Klima nichts Neues, und es existiert bereits viel Erfahrung auf dem Gebiet. Die momentan auftretenden Änderungen bewegen sich allerdings in vielen Fällen außerhalb des bisher Erlebten, was eine Anpassung an diesen Änderungen notwendig macht.

Für die Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel ist es wichtig zu wissen, wie sich der Klimawandel auf verschiedene Bereiche des Alltags auswirkt. Das kann sehr unterschiedlich sein. Beispielsweise ist jemand in der Stadt eher von hohen nächtlichen Temperaturen betroffen, während ein Landwirt eine Veränderung in der Niederschlagsmenge besonders zu spüren bekommt. Das Land Baden-Württemberg hat bereits vor einigen Jahren erkannt, dass eine Anpassung an den Klimawandel ein wichtiger Schritt zu einer nachhaltigeren Zukunft ist. Aus diesem Grund enthält die 2015 verabschiedete Anpassungsstrategie zahlreiche Anpassungsmaßnahmen. Diesen sind neun Handlungsfelder zugeordnet: Wald und Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Boden, Naturschutz und Biodiversität, Wasserhaushalt, Tourismus, Gesundheit, Stadt- und Raumplanung sowie Wirtschaft und Energiewirtschaft. Innerhalb dieser Handlungsfelder lassen sich nun spezifische Maßnahmen entwickeln und umsetzen.

  • Eine Befragung in Baden-Württemberg zeigte, dass das Thema Anpassung - im Vergleich zu Klimaschutz - noch relativ neu ist.
  • Eine direkte Anbindung von praktischer Erfahrung bei der Auswertung von Klimaforschungsergebnissen führt zu neuen praxisorientierten Klimakenngrößen.
  • Mit Hilfe einer neu entwickelten "Sensitivitätsampel" lassen sich Grenzen festlegen, ab denen eine Änderung von Maßnahmen zur Anpassung notwendig wird.

Eine Herausforderung ist, die vorher beschriebenen Klimaveränderungen mit den praktischen Maßnahmen in den Handlungsfeldern zu koppeln. Ein Ansatz ist, die klimatischen Veränderungen greifbarer zu machen. Die Meteorologie greift oft auf Kenngrößen zurück, welche Grenzen meteorologischer Größen beschreiben – beispielsweise Eistage (Tagesmaximum der Temperatur unter 0 °C), Sommertage (Tagesmaximum der Temperatur größer oder gleich 25 °C) und heiße Tage (Tagesmaximum der Temperatur größer oder gleich 30 °C). Diese Größen haben den Vorteil, dass sie sich beispielsweise für einen ganzen Sommer summieren lassen und so Vergleiche zwischen den Jahren zulassen. Nun sind diese „klassischen“ Kenngrößen zwar ein guter Indikator, zum Beispiel für einen heißen Sommer. Und sie sind gut geeignet für die Feststellung eines Trends im Rahmen des Klimawandels. Für eine direkte Anbindung an Klimaanpassungsmaßnahmen jedoch sind womöglich zusätzliche Kenngrößen erforderlich. Dabei müssten die Kenngrößen, sprich die Grenzen der Temperaturüberschreitung oder auch von Niederschlagsmengen, auf die Erfahrung in der Entscheidungsfindung in der Praxis basieren. Wichtig dabei ist ein Dialog zwischen Vertretern aus den jeweiligen Handlungsfeldern und Klimawissenschaftlern auf Augenhöhe.

Neue Klimakenngrößen entwickeln

Das Süddeutsche Klimabüro am KIT hat ein Projekt durchgeführt, bei dem genau dieser Dialog im Mittelpunkt stand. Dafür wurde mit Unterstützung des Städtetags Baden-Württemberg eine Befragung von Städten durchgeführt. Darin wurde unter anderem nach dem Stand der Klimawandelanpassung gefragt und zu welchen Klimakenngrößen Informationen verwendet oder gewünscht sind.

Als ein Ergebnis der Befragung zeigte sich, dass Anpassung zwar als wichtiges Thema angesehen wird. Allerdings wird es aber noch wenig umgesetzt, weil das Thema relativ neu ist. Aus den Ergebnissen der Befragung (23 Städte) und zusätzlichen Interviews mit ca. 20 Experten aus verschiedenen Handlungsfeldern konnten ca. 40 neue Klimakenngrößen abgeleitet werden, deren zukünftige Entwicklung sich mit regionalen Klimasimulationen ausrechnen ließ. Sämtliche Größen beruhen auf der praktischen Erfahrung von Entscheidungsträgern. Die Beispiele reichen von der „Menge an Niederschlag während der Pflanzzeit“ aus der Forstwirtschaft über „günstige Wetterbedingungen für Zecken“ aus dem Bereich Gesundheit bis hin zu „Spaziergangtagen“ für den Tourismus. Ein weiteres Beispiel sind „Wetterbedingungen für den mittleren Winterdienst“. Diese sind stark an die Erfahrungen des Winterdienstes gekoppelt, da sich ein selteneres Auftreten solcher Wetterbedingungen auf die Personalplanung und den Einkauf von Streumaterial auswirken können.

Ausgewählte Klimakenngrößen

Gesundheit
Klimakenngröße: Tage mit Wetterwechseln

Eine Temperaturabnahme von 4 Kelvin (entspricht zahlenmäßig 4 Grad Celsius) und eine Luftdruckänderung von 6 Hektopascal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tagen.

Stadt- und Raumplanung
Klimakenngröße: Jahre zwischen trockenen und heißen Sommern

Durchschnittliche Anzahl von Jahren zwischen trockenen, heißen Sommern. In heißen, trockenen Sommern ist die Durchschnittstemperatur  mindestens 1 Kelvin höher als der klimatologische Mittelwert. Gleichzeitig ist die Niederschlagssumme geringer als 80 Prozent des klimatologischen Mittelwerts.

Wirtschaft und Energiewirtschaft
Klimakenngröße: Relative Luftfeuchte zwischen 40 und 70 Prozent

Tage pro Jahr mit einer mittleren, relativen Luftfeuchte zwischen 40 und 70 Prozent. Aufnahme von CO2 in Beton stark von relativer Feuchte abhängig. Dadurch kommt es zu Schäden an Bauwerken.

Nähere Erläuterungen zu einer Auswahl von Klimakenngrößen (pdf).

Klimakennkenngrößen und Erfahrungen vor Ort zusammenbringen

Nach Festlegung der neuen Klimakenngrößen wurden sie anschließend mit Beobachtungen und regionalen Klimasimulationen für Baden-Württemberg ebenfalls grafisch dargestellt. In einem iterativen Verfahren wurden jeweils die Vertreter der Handlungsfelder hinzugezogen, um für jede Klimakenngröße zu einer optimalen Definition zu gelangen. Letztendlich wurde die Darstellung der Klimakenngrößen für den Beobachtungszeitraum 1971 bis 2000 mit der Erfahrung aus den Handlungsfeldern überein gebracht. Mit einem Ensemble aus 12 regionalen Klimasimulationen mit COSMO-CLM wurde nun die Bandbreite der erwarteten möglichen Änderungen für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) ausgerechnet. Dieses Ensemble mit einer hohen horizontalen Auflösung von 7 Kilometern wurde am Institut für Meteorologie und Klimatologie des KIT erarbeitet. Anschließend spielten die Vertreter der Handlungsfelder wieder eine entscheidende Rolle, da sie einschätzen sollten, ab welcher Änderung für ihre eigens entwickelten Klimakenngrößen Anpassungsmaßnahmen nachfolgen könnten.

Dafür wurde eine sogenannte „Sensitivitätsampel“ entwickelt. Die Ampel sagt etwas über die Sensitivität eines Handlungsfelds in Bezug auf Änderungen einer für sie wichtigen Klimakenngröße aus. Dazu sollten die Vertreter der Handlungsfelder für ihre Klimakenngrößen Grenzen festlegen, ab welcher Änderung (mehr) Anpassungsmaßnahmen erforderlich würden. Abhängig von den angegeben Grenzen steht die Ampel entweder auf Grün (kein / kaum Anpassungsbedarf, keine / kaum Maßnahmen nötig, geringe Kosten), auf Gelb (mittlerer Anpassungsbedarf, unkomplizierte Maßnahmen nötig, mittlere Kosten) oder auf Rot (starker Anpassungsbedarf, aufwendige Maßnahmen nötig, hohe Kosten). Dabei ist die Ausgangssituation die Referenzperiode 1971 bis 2000, die nicht unbedingt Grün, sondern bereits Gelb oder Rot sein kann. Die Grenzen für die „Sensitivitätsampel“  festzulegen, erwies sich für die Vertreter der Handlungsfelder als herausfordernd. Nichtsdestotrotz konnten in Gesprächen für ca. die Hälfte der Klimakenngrößen Ampelgrenzen festgelegt und mit dem Ensemble an Simulationen dargestellt werden.

Ein großes Anliegen des verwendeten Konzepts war, die Vertreter der Handlungsfelder vom Anfang des Projektes bei der Entwicklung der Klimakenngrößen bis hin zum Ende hin aktiv zu beteiligen, dort wo Grenzen abgeschätzt wurden, ab denen praktische Maßnahmen erforderlich werden. Durch den Begleitprozess entstand ein großes Verständnis zwischen den Vertretern der Handlungsfelder und den Klimawissenschaftlern, was letztendlich zu einer großen Akzeptanz der Projektergebnisse führte.

Die zentralen Ergebnisse der Studie sind in der Broschüre „Klimawandelanpassung in Baden-Württemberg“ zusammengefasst.

Forschungssteckbrief:

Das Projekt wurde im Rahmen des KLIMOPASS-Vorhabens (Klimawandel und modellhafte Anpassung in Baden-Württemberg) durchgeführt und mit Mitteln des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg  finanziert.

Beitrag erstellt am 9. Mai 2018

Quellen

  • Hackenbruch, J., Kunz-Plapp, T., Müller, S. und Schipper, J. W., (2017): Tailoring climate parameters to information needs for local adaptation to climate change. Climate, 5. Link

Lesetipps

  • Medieninformation KIT (2016): "Anpassung an den Klimawandel in Baden-Württemberg". Link
  • Süddeutsches Klimabüro, Website.