Grundlagen für die Entwicklungen von Anpassungsstrategien

an der deutschen Nordseeküste

Hans von Storch

Helmholtz-Zentrum Geesthacht und Universität Hamburg

October 16th – 17th, 2011 - Sino-German Kick-off

Workshop on Adaptation Strategies, Beijing

Für das niedrig liegende Norddeutschland stellen Sturmfluten das größte geophysikalische Bedrohungspotential dar.

In der Vergangenheit gab es immer wieder schwerste Sturmfluten mit vielen Toten und umfangreichen Schäden.

Seit 1962 ist die Gefahr weitgehend durch einen effektiven Küstenschutz gebannt, obwohl ein Restrisiko immer besteht.

Wie verändert der Klimawandel dies Risiko?

Weihnachtsflut 1717

Hamburger Flut 1962

Graphik: Michael Schrenk

Das Badewannen-Problem

Jährliche 90%-ile der Geschwindigkeit des geostrophischen Windes für die Deutsche Bucht zwischen 1878 und 2007 (Hamburger Klimabericht, 2010).

In der deutschen Bucht (SO Nordsee) ist der Meeresspiegel um ca. 20 cm im vergangenen Jahrhundert gestiegen. Eine Beschleunigung zum Ende des 20ten Jahrhunderts ist nicht festzustellen.

• Sturmtätigkeit variiert von Jahr-zu-Jahr, von Jahrzehnt zu Jahrzehnt.•Veränderlichkeit von Wind-statistiken über viele Jahre kaum beschreibbar.•Daher Stellvertretergrößen – z.B. Druckgradienten.•Keine Tendenz zu höheren Werten seit 1878.

Anstieg des Meeresspiegels in der Deutschen Bucht (Albrecht et al., 2010)

Derzeitige Änderungen

Mittlerer Meeresspiegel:

•Abschätzung durch IPCC 2001. Anstieg wird weiter zunehmen. Je stärker die Emissionen, desto stärker der Anstieg.

•20-80 cm plausibel und möglich.Anstieg endet nicht 2100, sondern setzt sich in die weitere Zukunft fort.

•Hohe Unsicherheit. (Antarktis, Grønland)

Sturmanteil:

•Szenariorechnungen mit Downscaling-Hierarchie.

•Windwirkung etwas stärker– zum Ende 2010 bis 10 bis 30 cm.

Szenarien: mögliche Zukünfte bis 2100

Sturmbedingter Anstieg von Sturmfluten 2070-2100: ein

RCAO/A2Szenario

IPCC 2001

Sondersituation in den Ästuaren

• In den drei Ästuaren von Elbe, Weser und Ems sind die Sturmfluthöhen stromauf seit den 1960er Jahren z.T. deutlich angestiegen.

• Diese Änderungen sind mit baulichen Maßnahmen in Verbindung zu bringen.

• Die baulichen Maßnahmen beziehen sich auf Küstenschutz und Schiffbarkeit.

• Der installierte Küstenschutz hat mit diesem zusätzlichen Bedrohungspotential bisher umgehen können.

• Möglicherweise lässt sich in den Ästuaren die künftige klimabedingte Verschärfung der Sturmflutgefahr teilweise durch entsprechende Baumaßnahmen ausgleichen.

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1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Bremerhaven

Brake

Oslebshausen

Große Weserbrücke

Weser Ästuar: Differenz der 99.5%ile des Tidenhochwassers an verschiedenen Pegeln

im Vergleich zu Alte Weser/Roter Sand(19-jährige Mittel)

Zusammenfassung: Sturmfluten

Sturmfluten sind eine reale Gefahr an den deutschen Küsten.

Klimawandel und der Ausbau von Wasserstrassen bewirken Änderungen der Sturmflutgefahren.

Der Bereich der Nordsee ist ein der besten untersuchten Gebiete der Welt – weder eine Beschleunigung des regionalen Meerespiegelanstiegs noch ein signifikante Verstärkung der Sturmtätigkeit sind bisher dokumentiert worden.

Für die Zukunft sind Änderungen zu erwarten, primär beim mittleren Wasserstand (bis 2100: 20-80 cm), sekundär bei Stürmen (bis 2100: bis 30 cm).

Handlungsbedarf zeichnet sich für die Zeit nach 2030 ab. Planungsbedarf besteht sofort.

Mögliche Maßnahmen?Graphik: Michael Schrenk

In Zusammenarbeit mit Küsteningenieuren

Beispiele

1. Kann der Wellenüberlauf am Deich erhöht werden?Überlauftests in Delfzijl: Funktionserhalt bis 50 l (m ∙ s) sogar nach künstlicher VorschädigungHeute: Nach Generalplan Schleswig-Holstein akzeptabel: 2 l/(m∙s)

2. Kann die Tideenergie in der Elbe, und damit die Sturmflutintensität vermindert werden?Vorschlag: Verengung des Zustroms im Mündungsbereich, Vergrößerung des Tide-raums in Hamburg.

Erik Pasche,

TU HH

Neben der Verstärkung traditioneller Maßnahmen müssen neue Anpassungsoptionen entwickelt und geprüft werden, darunter:

- Dämpfung der Tideenergie in Ästuaren.

- Verbesserten Design von Deichen (etwa im Hinblick auf Kleibelegung).

- Kaskadierende Gebietsaufteilung für den Versagensfall