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Küstenschutz Fachpläne

© M. Staudt / grafikfoto.de

Fachpläne Küstenschutz - Klimawandel

Der Klimawandel und der Umgang mit seinen Konsequenzen stellen zentrale Herausforderungen der heutigen Gesellschaft dar.

Konsequenzen des Klimawandels

Der vom Menschen verursachte Klimawandel und der Umgang mit seinen Konsequenzen stellen zentrale Herausforderungen der heutigen Gesellschaft dar. Kennzeichnend hierfür ist die Entwicklung der globalen Mitteltemperatur seit 1856. Der starke Anstieg seit etwa 1975 wird hauptsächlich auf menschliche Ursachen (Treibhausgasemissionen) zurückgeführt. Für den Küstenschutz sind durch den Klimawandel verursachte mögliche Veränderungen der mittleren und Höchstwasserstände sowie des Seeganges besonders relevant. Beide Kenngrößen, Wasserstand und Seegang, sind wesentliche Grundlage für die Dimensionierung der Küstenhochwasserschutzanlagen. Änderungen in Wasserstand und Seegang beeinflussen Küstenabtrag und Anwachs und sind somit ebenso wichtige Bemessungsgrundlagen für die Küstensicherung.

Entwicklung der globalen Mitteltemperatur seit 1856. Entwicklung der globalen Mitteltemperatur seit 1856. (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster)Entwicklung der globalen Mitteltemperatur seit 1856. http://www.ncdc.noaa.gov/cmb-faq/anomalies.html

Im Nachfolgenden wird der derzeitige Kenntnisstand über die mögliche künftige Entwicklung des mittleren Meeresspiegels, der Sturmflutwasserstände und der Seegangsverhältnisse beschrieben und ein Fazit für den Küstenschutz gezogen. Regionale Untersuchungen sind kaum vorhanden, weshalb auf großräumigeren Forschungen aufgesetzt wird.

Aussagen zum künftigen mittleren Meeresspiegelanstieg finden sich im vierten Klimabericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2007). Auf der Basis verschiedener Szenarien zum menschlichen Handeln, den so genannten IPCC-Szenarien, haben die Forschungsinstitutionen mit verschiedenen Modellfamilien die daraus resultierenden Änderungen der Temperatur und, in der Folge, des Meeresspiegels projiziert. Im IPCC-Bericht werden Werte zwischen etwa 0,2 m und 0,6 m für den zu erwartenden mittleren globalen Meeresspiegelanstieg für den Zeitraum 1990 bis 2100 angegeben. Beschleunigtes Abschmelzen der Eiskappe auf Grönland könnte nach IPCC die Werte um 0,1 m bis 0,2 m zusätzlich anheben. Neuere Untersuchungen deuten darauf hin, dass die Landeiskappe auf Grönland tatsächlich schneller an Volumen verliert als vom IPCC angenommen.

 Meeresspiegelszenarien für das 21. Jahrhundert für verschiedene IPCC-Szenarien Meeresspiegelszenarien für das 21. Jahrhundert für verschiedene IPCC-Szenarien (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster)Meeresspiegelszenarien für das 21. Jahrhundert für verschiedene IPCC-Szenarien Horton et al. (2008)

Seit der Veröffentlichung des letzten IPCC-Klimaberichtes gibt es vermehrt wissenschaftliche Aussagen, wonach die Projektionen des IPCC für den globalen Meeresspiegelanstieg vermutlich nach oben korrigiert werden müssen. Neuere Veröffentlichungen liefern Werte zwischen 0,4 m und maximal 1,4 m bis zum Ende dieses Jahrhunderts. Damit hat die Bandbreite in den Projektionen erheblich zugenommen. Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Meeresspiegelanstieg nicht linear, sondern mit der Zeit zunehmend erfolgen wird. Form und Ablauf sind unbekannt; eine Beschleunigung an den deutschen Küsten ist derzeit nicht erkennbar.

Hinsichtlich künftiger Sturmflutwasserstände ist zunächst festzuhalten, dass Sturmfluten auf den jeweiligen mittleren Wasserspiegel aufsetzen. Folglich nehmen die Sturmflutwasserstände in etwa entsprechend dem mittleren Meeresspiegelanstieg (siehe oben) zu. Sturmfluten entstehen während auflandiger Starkwindereignisse, die das Wasser vor der Küstenlinie aufstauen und dort zum so genannten Windstau führen. Die Höhe des Windstaus ist abhängig von der Windstärke, -richtung und -dauer sowie der Küstentopographie (Wassertiefe, Exposition zur Windrichtung, Buchteneffekt). Entsprechend fällt der Windstau lokal stark unterschiedlich aus und Projektionen sind für die Küsten Schleswig-Holsteins schwierig zu erstellen.

Das Institut für Ostseeforschung Warnemünde und das Helmholtz Zentrum Geesthacht haben für die Ostseeküste respektive Nordseeküste und Tideelbe erste Modellrechnungen zum künftigen Windstau und den künftigen Sturmflutwasserständen veröffentlicht. Beide Institute projizieren bis Ende dieses Jahrhunderts moderate Zunahmen des Windstaus um einige Dezimeter bis maximal 0,6 m in Hamburg. Die Institute weisen darauf hin, dass die Berechnungen jeweils für nur zwei IPCC-Szenarien erstellt wurden bzw. für weitere Szenarien zu überprüfen sind.

Die mittleren und maximalen Seegangsverhältnisse sind wie der Windstau von den Windverhältnissen und der Küstentopographie geprägt. Auch hier gilt, dass die Erstellung von (lokal gültigen) Projektionen sehr schwierig ist. Im Forschungsvorhaben STOWASUS 2100 wurden mögliche Änderungen des Seegangsklimas bei einer angenommenen Verdoppelung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre (vergleichbar mit dem IPCC-Szenario A2) untersucht. Die Modellergebnisse zeigen für die Nordsee eine etwa 5%ige Zunahme der mittleren signifikanten Wellenhöhen und eine noch geringere Zunahme der maximalen Wellenhöhen. Beide Änderungen liegen jedoch deutlich innerhalb der natürlichen Streubreite des 20. Jahrhunderts, so dass hieraus keine eindeutige Entwicklung abzuleiten ist. Für den deutschen Ostseebereich werden im Rahmen der Forschungsprojekte Radost und KLIWAS regionalisierte Untersuchungen durchgeführt.

Die projizierten hydrologischen Änderungen werden zwingend zu morphologischen Reaktionen an den hochdynamischen sandigen Küsten von Schleswig-Holstein führen. An der Außenküste des Wattenmeeres und entlang der Ostseeküste nimmt der Küstenabbruch grundsätzlich mit zunehmenden Meeresspiegelanstiegsraten zu (die so genannte Bruun Rule). Dabei ist zu bedenken, dass ein Meeresspiegelanstieg von 5 mm/a bereits eine Verdreifachung der heutigen Rate darstellt. Wie im Wattenmeer (siehe unten) hängt die Reaktion der Ostseeküste von der Sedimentverfügbarkeit ab. Falls genügend Sediment aus dem Küstenlängstransport zur Verfügung steht, kann die Küste trotz Meeresspiegelanstieg lagestabil bleiben oder abschnittsweise sogar anwachsen. Beispiele sind St.Peter-Ording und der Graswarder vor Heiligenhafen. Im Falle von Sylt wird die Lagestabilität der Küstenlinie künstlich durch Sandaufspülungen gewährleistet. In Anbetracht der oben dargestellten hydrologischen Änderungen muss mittel- bis langfristig mit verstärktem Küstenabbruch gerechnet werden – dann auch an Stellen, die heute noch stabil sind. Die Festlandssalzwiesen sind vermutlich in der Lage, einen Meeresspiegelanstieg von bis zu 15 mm pro Jahr durch vermehrte Sedimentablagerungen auszugleichen. Da die Sedimentation sich wie bisher an der Vorlandkante konzentrieren würde, würde sich das Problem der „Reliefinversion“ und damit der Vernässung der deichnahen Vorländer mittel- bis langfristig verstärken.

Nach Aussagen einer Deutsch-Dänisch-Niederländischen Expertengruppe könnte ein Meeresspiegelanstieg von bis zu 5 mm/a im Wattenmeer durch natürliche Materialumlagerungen generell ausgeglichen werden. Obwohl die Gesamtfläche des Wattenmeeres geringfügig abnehmen würde (zurückweichende Wattenmeer-Außenküste bei festgelegter Festlandsküstenlinie), würden Struktur und Funktion im Wesentlichen erhalten bleiben. Bei noch stärkeren Meeresspiegelanstiegsraten (> 0,5 cm/a) würde nicht mehr genügend Sediment für ein ausreichendes Höhenwachstum der Watten zur Verfügung stehen. In der Folge könnte der Anteil an Wattflächen im Wattenmeer signifikant abnehmen bzw. die permanent mit Wasser bedeckten Flächen zunehmen. Das Wattenmeer wäre in seiner Funktion als der Küste vorgelagerte Energie-Umwandlungszone zunehmend beeinträchtigt und der Küstenschutz müsste sich auf erhöhte hydrodynamische Belastungen der Küsten und Küstenschutzanlagen einstellen. Auch für den Naturschutz hätte die geänderte ökologische Struktur und Funktion des Wattenmeeres erhebliche Konsequenzen. Eines der wichtigsten Auswahlkriterien für das Weltnaturerbe, die weltweit größte zusammenhängende Fläche an Sand- und Schlickwatten, wäre langfristig gefährdet. Diese Einzigartigkeit des Lebensraumes stellt ebenfalls einen Grund für Schutzmaßnahmen dar.

Als Fazit ist festzustellen, dass die Folgen des Klimawandels für die schleswig-holsteinischen Küstengebiete ernst sind und nicht unterbewertet werden dürfen. Der Klimawandel wird sich nicht nur auf den Küstenschutz, sondern in allen Wirtschafts- und Umweltsektoren auswirken. Dies erfordert eine langfristig ausgerichtete ganzheitliche Strategie, die in einer im Dezember 2011 vom MELUR-SH herausgegebenen Broschüre: „Fahrplan Anpassung an den Klimawandel“ beschrieben ist. Die Küsten und Küstenschutzanlagen werden künftig erhöhten hydrologischen Belastungen ausgesetzt sein. Neben dem Anstieg des Meeresspiegels ist weiterhin mit einer Veränderung der Niederschlagsverhältnisse zu rechnen. Aktuelle Projektionen zeigen eine Erhöhung der Niederschläge im Winter und eine Abnahme im Sommer, während die Gefahr des Eintretens von Starkniederschlagsereignissen zunehmen könnte. Zusammen mit dem Meeresspiegelanstieg kann dies zu zusätzlichen Belastungen der Entwässerungsanlagen in den Küstenniederungen führen. Die vom Marschenverband eingesetzte Arbeitsgruppe „Niederungen 2050“ entwickelt für diese Problematik Lösungsansätze, die von einer Erhöhung bzw. Optimierung des Betriebes von Speicherräumen über veränderte Nutzungskonzepte bis hin zur Anpassung von Gewässern, Sielen und Schöpfwerken reichen.

Das genaue Ausmaß und der zeitliche Ablauf des Meeresspiegelanstieges sind derzeit nicht vorhersagbar; insgesamt hat die Bandbreite der Meeresspiegelszenarien in den letzten Jahren sogar wieder zugenommen. In Anbetracht dieser Unsicherheiten sind flexible „no-regret-Maßnahmen“ erforderlich. "No-regret-Maßnahmen“ (Maßnahmen, die man nicht bereut) sind Maßnahmen, die man vorsorglich ergreift, um eine Gefahr abzuwehren. Man sollte sie aber auch dann nicht bereuen, wenn der eigentliche Grund für ihre Wahl sich im Nachhinein als nicht stichhaltig erweisen sollte. Um den sich aus dem Klimawandel ergebenden Herausforderungen derzeit zu begegnen und nachfolgenden Generationen einen möglichst breiten Raum für eigene Entscheidungen zu erhalten, setzt sich das Handlungskonzept der Küstenschutzverwaltung aus folgenden Bausteinen zusammen. Die Berücksichtigung des Klimazuschlages und der Baureserve bei Verstärkungsmaßnahmen an Landesschutzdeichen gewährleistet eine den heutigen Erkenntnissen entsprechende Sicherheit. Zukünftigen Generationen wird eine flexible Herangehensweise an die dann vorherrschenden Randbedingungen ermöglicht.
Die Veränderungen des hydrologischen und morphologischen Zustandes der Küste und des Küstenvorfeldes werden durch den gewässerkundlichen Mess- und Beobachtungsdienst erfasst.

Diese Informationen werden zusammen mit dem vorhandenen Wissen über die Entwicklung der Küste und der Küstenschutzanlagen in laufend aktuell gehaltenen internetbasierten Fachplänen für die eigene Tätigkeit, als Planungsgrundlage für Dritte und zur Unterrichtung der Öffentlichkeit aufbereitet.
Die verfügbaren Kenntnisse und Informationen für das Wattenmeer werden gemeinsam mit dem Naturschutz in einem Strategiepapier Wattenmeer 2100 aufbereitet. Dabei werden Kriterien festgelegt, ob bzw. wann negativen Folgen des Klimawandels zu begegnen sein wird. In diesem Fall sind Handlungsoptionen zu entwickeln, mit denen die Fähigkeit der Natur, robust auf Änderungen wie dem Meeresspiegelanstieg zu reagieren, mobilisiert wird.
Anpassungsoptionen für einzelne Herausforderungen des Klimawandels, die nicht in der Trägerschaft des Landes liegen, werden gemeinsam mit den Betroffenen erarbeitet (AG Hallig 2050, AG Niederungen 2050).

Zur Stärkung des Gefahrenbewusstseins und der Eigenvorsorge wird die Risikokommunikation durch Warnung vor konkreten Gefahren (HSI) sowie durch allgemeine Informationen (HW-Gefahren- und HW-Risikokarten) intensiviert.

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