Gönnert, G., Graßl, H., Kelletat, D., Kunz, H., Probst, B., von Storch, H ...

GÖNNERT, G./ GRASSL, H./ KELLETAT, D./ KUNZ, H. / PROBST, B./ VON STORCH, H. / SÜNDERMANN, J.
"Klimaänderung und Küstenschutz"
ca. 22 % (3500 km 2 ) der Fläche an West- und Ostküste durch entsprechende Anlagen geschützt. Dort
leben ca. 150000 Menschen (Probst, 1999). Durch einen Meeresspiegelanstieg als Folge einer Klimaänderung
(IPCC, 2001) und den damit verbundenen hydrodynamischen und morphologischen Veränderungen
im Küstenvorfeld werden die heutigen Küstenschutzsysteme veränderten Belastungen
ausgesetzt sein.
Für ein angenommenes Klimaänderungsszenario wurden die hydrodynamischen Auswirkungen im
Jade-Weser-Gebiet (Abb. 1 links) auf der Basis numerischer Simulationen untersucht. Dieser Küstenabschnitt
zeichnet sich durch große offene Wattflächen, Rückseitenwatten, Inseln, Sände, Wattrinnen
und die tiefen Schiffahrtsrinnen in Jade und Weser aus. Da Küstenschutzmaßnahmen wiederum die
Hydrodynamik beeinflussen können, wurden auch Auswirkungen von hypothetischen Sturmflutsperrwerken
und Sturmflutentlastungspoldern abgeschätzt. Diese Untersuchungen waren Teil der vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten interdisziplinären Verbundprojekte "Klimawandel
und präventives Risiko- und Küstenschutzmanagement an der deutschen Nordseeküste"
(KRIM, http://www.krim.uni-bremen.de, Schuchardt und Schirmer 2003) und "Klimawandel und
Unterweserregion" (KLIMU, u.a. Schuchardt und Schirmer 2004).
Im folgenden werden die Auswirkungen des Klimaszenarios auf die Wasserstände und auf die Überflutung
der Watten dargestellt. Auf die Veränderungen der Strömungen, des Seegangs und der daraus
resultieren Veränderungen der Bodenschubspannungen einschließlich möglicher morphologischer
Auswirkungen wird hier nicht eingegangen. Morphologische Aspekte werden nur insoweit diskutiert,
als neben den Auswirkungen für die heutige Topographie auch diejenigen für eine modifizierte Topographie
(erhöhten Wattflächen, vertieften Rinnen) untersucht werden. Die ausgewählten Küstenschutzmaßnahmen
werden auf ihre Auswirkungen auf die Sturmflutwasserstände im Klimaszenario
untersucht; ihre Kosten, die Akzeptanz der Maßnahmen in der Öffentlichkeit und mögliche ökologische
Folgen werden hier nicht betrachtet.
2 Methodik
Wasserstände und Strömungen wurden mit einem genesteten Modellsystem, das auf dem dreidimensionalen
Zirkulationsmodell TRIM (Casulli und Stelling 1998) aufbaut, simuliert. Um Skaleninkonsistenzen
zwischen Antriebsdaten (Auflösung: etwa 1 Seemeile, s.u.) und dem Gitter des Jade-Weser-
Gebietes (100 m) zu vermeiden, werden die Simulationen auf vier genesteten Gittern (800 m → 400 m
→ 200 m → 100 m) durchgeführt. Das Weserästuar zwischen Bremen und Brake, das nur einen kleinen
Teil des Jade-Weser-Gebietes ausmacht und für das die Auswirkungen einer Klimaänderung
bereits untersucht worden sind (u.a. Grabemann et al., 2001, 2004), wurde ausgespart. Die Topographien
für die vier Modellgitter wurden aus Peilungen der entsprechenden Wasserbehörden abgeleitet,
wobei die Topographie für das feinste Gitter vom Franzius Institut für Wasserbau und Küsteningenieurwesen
übernommen wurde.
Um die hydrodynamische Variabilität abzubilden, wurden verschiedene Wettersituationen simuliert:
schwache bis mäßige Winde (zwei Spring-Nipp-Zyklen im September 1999) und starke ablandige und
auflandige Winde (jeweils mehrere Tage im Februar, Oktober und Dezember 1999).
Zur Bewertung der Auswirkungen des angenommenen Klimaszenarios auf die Hydrodynamik im
Jade-Weser-Gebiet wurden die Differenzen zwischen Simulationen für den Status quo und denjenigen
für das Klimaszenario analysiert.
Für die Simulationen des Status quo wurden Modelldaten aus den operationellen Gezeiten- und Wettervorhersagemodellen
(Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) und Deutscher Wetterdienst
(DWD)) an den seeseitigen Modellrändern des 800 m * 800 m-Gitters und an der
Wasseroberfläche als Antriebsdaten eingesetzt. Des Weiteren wurden tägliche Werte der Oberwasser-
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