Forschung im HLRN-Verbund 2011

68Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestaltenRegionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste (RADOST)U. Gräwe, H. Burchard, Leibniz Institut für Ostseeforschung,WarnemündeKurzgefasst• Einsatz von dynamischen Downscaling um globaleKlimasimulationen (Auflösung 250km) in hoherregionaler Auflösung (1km) für die deutschenKüsten in der Ostsee zu simulieren• Simulation von zwei IPCC Szenarien A1B und B1mit je zwei Realisierungen. Hierbei ist das A1BSzenario eher pessimitisch, das Bi Szenario eheroptimistisch.• Die hochaufgelösten Klimasimulationen sollenEntscheidungsträgern in Politik, Tourismus,Wirstschaft, Ämter zur Verfügung gestellt werden,um zukünftige Plannungen zu unterstützenDie RADOST-Projektregion umfasst die gesamtedeutsche Ostseeküste (Bundesländer Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern). DieseRegion ist ein sensibler, multifunktionaler Raum,zum einen geprägt von besonderer Erholungsqualität,zum anderen von internationaler Bedeutungfür den Natur- und Artenschutz. DerKüstenschutz ist eine wichtige öffentliche Aufgabe- die Stabilisierung der Uferlinie entlang derdeutschen Ostseeküste erfordert bereits heuteerhebliche Investitionsmittel, und die regionalenKüstenschutzbehörden sind wichtige Auftraggeberfür regionale Unternehmen. Insgesamt handelt essich um wirtschaftlich vergleichsweise schwacheund somit verwundbare Gebiete.Der Klimawandel stellt die deutsche Ostseeküstenregionvor massive Anpassungserfordernisse.Folgen des Klimawandels sind hierauf unterschiedlichen Ebenen zu erwarten: 1)Anstieg des Meeresspiegels, 2) Veränderungder Stärke und Häufigkeit von Stürmen sowiesee- und landseitigen Hochwasserereignissen,3) Änderungen der Strömungsdynamikund folglich von Sedimenttransporten, dadurchVeränderung von Küstenlinie und Bedingungenfür die Schifffahrt und 4) Veränderungender Wasserqualität der Küstengewässer durcherhöhte Durchschnittstemperatur und periodischveränderte Nährstoffeinträge aus den Zuflüssen,beispielsweise nach zunehmenden Starkregenereignissen.Veränderungen an diesen natürlichenParametern wirken sich in vielfältiger Weise aufdie regionale Wirtschaft aus. Ziel des RADOST-Vorhabens ist es Anpassungsstrategien für diedeutsche Ostseeregion zu erarbeiten auf derGrundlage verschiedener IPCC (IntergovernmentalPanel of Climate Change, [1]) Szenarien für dienächsten 100 Jahre.Die numerischen Simulationen werden mit dem3D-Zirkulationsmodell GETM (General EstuarineTransport Modell, [2]) durchgeführt, welchesdie physikalischen Zustandsvariablen Temperatur,Salzgehalt, Dichte, Strömung sowie die Oberflächenauslenkungberechnet. Die Simulationenam HLRN werden auf einem 426×433×35 Gitterpunkteumfassenden Gitter mit einer horizontalenAuflösung von ca. 1 km durchgeführt. Die Simulationenwerden mit den Atmosphären-Daten desGlobalmodells ECHAM5/MPI-OM von 1960-2100angetrieben, wurden aber am Deutschen Klimarechenzentrummit Hilfe des CLM-Models für Europamit einer Auflösung von 18 km verfeinert.Dabei sind zwei CO 2 Szenarien ausgewählt, A1Bund B1. Hierbei ist das B1 Szenario das optimistischere.Für beide Szenarien existieren jeweils zweiRealisierungen (Klimaläufe). Ozeanische Randbedingungenwerden aus Klimaläufen der gesamtenOstsee (räumliche Auflösung 3 Seemeilen) zuVerfügung gestellt [3].Aufgrund dieser hohen räumlichen Auflösunglassen sich die küstennahen Gewässer, insbesonderedie an die Ostsee direkt angrenzendenHaffe und Bodden, erstmalig realistisch inLangzeitsimulationen abbilden. Somit ist es auchmöglich Änderungen in dem Auftreten von Sturmflutenzu untersuchen. Dies ist ein wichtigerAspekt, da die Bemessung von Deichen oder demKüstenschutz entsprechend der zu erwartendenSturmfluthöhen ausgelegt werden muss. Des Weiterenwird es möglich sein Veränderungen im Sedimenttransportabzuschätzen, um so Aussagenzum Küstenschutz zu liefern. Durch die erhöhteräumliche Auflösung können Wasseraustauschprozessewesentlich besser simuliert werden alsin grob-aufgelösten Modellen [3]. Somit ist es mitHilfe von Partikelmodellen möglich, Änderungen inden Austauschzeiten oder Austauschpfaden vonWassermassen zu erkennen.Als Beispiel für die Veränderungen, die erwartetwerden können, sind in der Abbildung 1 dieUnterschiede der Oberlächentemperaturen, bezogenauf den Referenzezeitraum 1971-2000, dargestellt.Beide Szenarien zeigen einen Anstieg derOberflächentemperaturen an, wobei der Anstiegfür das A1B Szenario mit 2.5-3 ◦ C deutlich stärkerist als für das B1 Szenario. Die Simulationen zeigendes Weiteren, dass Temperaturextrema, dieheute an etwa 5 Tagen im Jahr auftreten, zum En-Geowissenschaften