Klimabericht für die Metropolregion Hamburg

328 Pages·2011·15.648 MB·German

by  Martin Claussen, Hans von Storch (auth.), Hans von Storch, Martin Claussen (eds.)

Klimabericht
für die Metropolregion Hamburg
(cid:2)
Hans von Storch Martin Claussen
(Herausgeber)
KlimaCampus Autoren Team
Klimabericht
für die Metropolregion
Hamburg
123
Herausgeber
HansvonStorch
InstitutfürKüstenforschung
Helmholtz-ZentrumGeesthacht
ZentrumfürMaterial-undKüstenforschung
Max-Planck-Str.1
21502Geesthacht
[email protected]
MartinClaussen
MPIfürMeteorologie
Bundesstr.53
20146Hamburg
[email protected]
Projektkoordination
NorddeutschesKlimabüro
InstitutfürKüstenforschungHelmholtz-
ZentrumGeesthachtZentrumfürMaterial-
undKüstenforschung
Max-Planck-Str.1
21502Geesthacht
www.norddeutsches-klimabuero.de
www.klimabericht-hamburg.de
AlleBeteiligtenhabendieBeiträgenachbestemWissenundGewissenverfasst.Dennocher-
hebtdiehiervorliegendeFassungnichtdenAnspruchaufVollständigkeit.Anmerkungenund
ErgänzungenkönnenüberdieSeitewww.klimabericht-hamburg.deandasNorddeutsche
Klimabürogegebenwerden.
ISBN978-3-642-16034-9 e-ISBN978-3-642-16035-6
DOI10.1007/978-3-642-16035-6
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Danksagung
DasKlimaCampusAutoren-Teammöchtealljenendanken,diezurUmsetzungund
RealisierungdiesesBuchesbeigetragenhaben.GedanktseiderLenkungsgruppe,die
dasinhaltlicheKonzeptdiesesBucheserstellthatunddurchRatschläge,dasBereit-
stellenvonLiteraturunddieinhaltlicheDurchsichtundPrüfungderBeiträgeinvie-
lerleiHinsichtzudemProjektbeigetragenhat.InderLenkungsgruppehabenHans
von Storch, Direktor am Institut für Küstenforschung des GKSS Forschungszen-
trumsundProfessorfürMeteorologieanderUniversitätHamburg,alsVorsitzender,
Martin Claussen, Direktor am Max-Planck-Instituts für Meteorologie und Profes-
sorfürMeteorologieanderUniversitätHamburg,alsstellvertretenderVorsitzender,
PeterLindlahrvonderLeitstelleKlimaschutzderFreienundHansestadtHamburg,
JacobusHofstedevomMinisteriumfürLandwirtschaft,UmweltundländlicheRäu-
medesLandesSchleswig-Holstein,HarroHeyervonderBundesanstaltfürWasser-
bau,Erik Paschevonder TechnischenUniversitätHamburgHarburgundReinhard
ZöllnervomDeutschenWetterdienstmitgearbeitet.
Die Beiträge wurden jeweils durch zwei unabhängige Gutachter durchgesehen
undkommentiert.DieserTeildesArbeitsprozesseshateinengroßenundwichtigen
Platz eingenommenundwesentlich zurEntstehungdiesesBuchesbeigetragen.Al-
len GutachternseiandieserStelle herzlichstgedankt.Gedanktseiauchdenvielen
GästenausderwissenschaftlichenGemeinschaft,dieandererstenPräsentationsver-
anstaltung am 26. November 2008 am KlimaCampus Hamburg und an der Veröf-
fentlichungsveranstaltung am 25. November 2009 im Hamburger Rathaus und im
KesselhausderHafenCityGmbH,Hamburg,teilgenommenhaben.IhreAnregungen
undKommentarewurdendankendindieÜberarbeitungmitaufgenommen.
DasKlimaCampusAutoren-TeammöchtesichauchbeimNorddeutschenKlima-
büro mit seiner Leiterin Insa Meinke bedanken. Das Norddeutsche Klimabüro ist
eine Einrichtungdes Institutes für Küstenforschungam GKSS Forschungszentrum
unddesKlimaCampusHamburg.DieumfangreichenKoordinations-undOrganisati-
onsarbeitenwurdendortvonJulikaDoerfferstetsmitvielEnthusiasmusundGeduld
überdiezweiJahredesEntstehungsprozessesübernommen.DieseArbeitenwurden
von etlichen Kollegen am GKSS Forschungszentrumund am KlimaCampus Ham-
burgunterstützt.
DieendgültigeAufbereitungundFormgebungdesumfangreichenText-undBild-
materialswareineorganisatorischeMeisterleitung.BeateGardeike(InstitutfürKüs-
v
vi Danksagung
tenforschungdes GKSS Forschungszentrums)hat die vielen Abbildungenund Ta-
bellen sorgfältig aufbereitet. Die mühevolle Arbeit des Einholens der Bildrechte
hatKerstinWeinreich(InstitutfürKüstenforschungdesGKSSForschungszentrums)
übernommen.Nicht zuletzt sei MarkusMüller gedankt,der dem nun vorliegenden
BuchdenletztenSchliffgegebenunddieDruckdateiangelegthat.MitvielSorgfalt
hater,mitderUnterstützungvonRainerMüller,dieRechtschreibungkorrigiertund
geduldigletzteÄnderungenundEditierungenandemManuskriptvorgenommen.
Nutzungsrechte
FürdieindiesemBuchgezeigtenAbbildungenundTabellenwurdenvondenjewei-
ligenAutorendieNutzungsrechteeingeholt.SolltendennochUnklarheitenauftreten
bzw.Urheberrechteverletztwordensein,bittenwirdiesesausdrücklichzuentschul-
digenunderbeteneineklärendeRückmeldungfüreventuelleNachdruckeundNeu-
auflagendesBuches.
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis.............................................. xiii
1 EinleitungundZusammenfassung .............................. 1
H.vonStorchundM.Claussen
1.1 Kurzdarstellung......................................... 1
1.2 Einleitung.............................................. 3
1.2.1 Motivation ............................................. 3
1.2.2 KonkurrierendeWissensansprüche......................... 4
1.2.3 BetroffenheitinderRegion ............................... 5
1.2.4 MethodederErstellungdesBerichts ....................... 6
1.3 Zusammenfassung....................................... 9
1.3.1 DasKlimaderRegionbisher(1800bis2006)
undmöglicheÄnderungeninderZukunft(bis2100).......... 10
1.3.2 KlimabedingteÄnderungeninÖkosystemen................. 13
1.3.3 KlimabedingteÄnderungeninWirtschaftssektoren ........... 14
1.3.4 Planerisch-organisatorische und technische
Anpassungspotenziale ................................... 15
TeilI KlimaderRegionbisher(1800bis2006)undmöglicheÄnderungen
inderZukunft(bis2100)
2 DasKlimaderMetropolregionaufGrundlagemeteorologischer
MessungenundBeobachtungen................................. 19
G.RosenhagenundM.Schatzmann
2.1 KlimabeobachtungshistorieamBeispielHamburgs ........... 19
2.1.1 Einleitung.............................................. 19
2.1.2 EinigeErgebnissederLiteraturrecherche.................... 20
2.1.3 Fazit .................................................. 26
2.2 DasKlimaderMetropolregion ............................ 29
2.2.1 Einleitung.............................................. 29
2.2.2 KlimawirksameFaktoren................................. 29
2.2.3 AtmosphärischeZirkulation............................... 29
2.2.4 Wind.................................................. 33
vii
viii Inhaltsverzeichnis
2.2.5 Lufttemperatur.......................................... 37
2.2.6 Niederschlag ........................................... 41
2.2.7 Sonnenscheindauer...................................... 46
2.2.8 Extremereignisse........................................ 49
2.3 DasStadtklimavonHamburg ............................. 54
2.4 Zusammenfassung....................................... 58
3 DasKlimaderRegionundmöglicheEntwicklungen
inderZukunftbis2100 ........................................ 61
A.Daschkeit
3.1 AnthropogenbeeinflussteKlimaänderungen–
vonderglobalenzurregionalenEbene...................... 61
3.1.1 RegionalisierungsverfahrenundEmissionsszenarien .......... 62
3.1.2 RegionaleKlimamodelle:REMO, COSMO-CLM, STAR,
WETTREG ............................................ 64
3.2 ErgebnissederRegionalenKlimamodelle(Klimaprojektionen)
fürdieMetropolregionHamburg........................... 67
3.2.1 ErgebnisseeinzelnerModelle ............................. 67
3.2.2 DerNorddeutscheKlimaatlas ............................. 77
3.2.3 VergleichendeAuswertung ............................... 78
3.2.4 AussagekraftundAussagegrenzenderModellergebnisse ...... 87
3.3 ZusammenfassungundAusblick........................... 89
4 DasKlimaderRegionundmöglicheÄnderungen
inderDeutschenBucht ........................................ 91
R.Weisse
4.1 NaturräumlicheVerhältnisseundgegenwärtigesKlima ........ 91
4.2 Klimaänderungen1800–2006/2007 ........................ 96
4.2.1 Hydrographie........................................... 96
4.2.2 Wasserstand............................................ 101
4.2.3 Seegang ............................................... 107
4.2.4 Eis.................................................... 108
4.3 ZukünftigeKlimaänderungenbis2100...................... 109
4.3.1 Hydrographie........................................... 109
4.3.2 Wasserstand............................................ 110
4.3.3 Seegang ............................................... 116
4.3.4 Eis.................................................... 118
4.4 Zusammenfassung....................................... 118
5 DasKlimaderRegionundmöglicheÄnderungeninderTideelbe... 121
N.Winkel
5.1 Einleitung.............................................. 121
5.2 HydromorphologischeVerhältnissederTideelbe ............. 121
5.2.1 Wasserstand............................................ 126
5.2.2 Salzgehalt.............................................. 131
5.2.3 Wassertemperatur ....................................... 132
5.3 Klimaänderungen1880–2006/2007 ........................ 132
5.3.1 Wasserstand............................................ 133
5.3.2 Salzgehalt.............................................. 136
Inhaltsverzeichnis ix
5.3.3 Wassertemperatur ....................................... 136
5.4 ZukünftigeKlimaänderungenbis2100...................... 138
TeilII KlimabedingteÄnderungeninÖkosystemen
6 KlimabedingteÄnderungeninterrestrischen
undsemi-terrestrischenÖkosystemen ........................... 143
K.Jensen
6.1 ÖkologischeCharakteristikaderMetropolregionHamburg..... 143
6.1.1 GeologischeAusgangssituation,Bodengeneseund-verbreitung. 143
6.1.2 PostglazialeVegetationsentwicklungundVerbreitung
derPotentiellNatürlichenVegetation....................... 147
6.2 AuswirkungendesKlimasaufterrestrische
undsemi-terrestrischeÖkosysteme......................... 148
6.2.1 PflanzenundKlimaänderungen:Ökophysiologie,Phänologie,
VerbreitungsgrenzensowiebiotischeInteraktionen ........... 149
6.2.2 BödenundKlimaänderungen ............................. 153
6.3 CharakteristischeÖkosystemederMetropolregionHamburg ... 156
6.3.1 NaturnaheÖkosysteme–Wälder .......................... 157
6.3.2 NaturnaheÖkosysteme–
ÄstuarineMarschenundKüstenmarschen................... 160
6.3.3 NaturnaheÖkosysteme–Moore........................... 165
6.3.4 ÖkosystemederKulturlandschaft–Heiden.................. 169
6.3.5 ÖkosystemederKulturlandschaft–Feuchtgrünland........... 172
6.3.6 ÖkosystemedesurbanenRaums........................... 174
6.4 Fazit .................................................. 176
7 KlimabedingteÄnderungeninaquatischenÖkosystemen:
Elbe,WattenmeerundNordsee ................................. 177
F.ColijnundH.-U.Fanger
7.1 Einleitung.............................................. 177
7.2 AuswirkungendesprognostiziertenKlimawandelsfürdieElbe . 178
7.3 AuswirkungenvonKlimaänderungenfürdieWattgebiete
derNordsee ............................................ 179
7.4 AuswirkungenvonKlimaänderungen
fürdie(pelagische)Nordsee .............................. 182
7.4.1 FischfaunaderNordsee .................................. 182
7.4.2 FischfaunainderDeutschenBucht(AWZ) .................. 184
7.4.3 BenthosderNordsee..................................... 186
7.4.4 NahrungsnetzinderNordsee.............................. 190
7.4.5 RegimeShift ........................................... 191
7.5 Zusammenfassung....................................... 192
TeilIII KlimabedingteÄnderungeninWirtschaftssektoren
8 KlimabedingteÄnderungenimWirtschaftssektorTourismus ...... 197
H.Heinrichs
8.1 Einleitung.............................................. 197
8.2 KlimawandelundseineAuswirkungenaufdenTourismussektor 199
x Inhaltsverzeichnis
8.2.1 AllgemeineAuswirkungenaufdenTourismussektor .......... 199
8.2.2 Städte-undKüstentourismusunterKlimawandelbedingungen .. 200
8.3 Auswirkungendes Klimawandelsauf die Metropolregion
Hamburg .............................................. 203
8.3.1 GeschichtlicherRückblick................................ 204
8.3.2 DieStadtHamburg ...................................... 205
8.3.3 Nordseeküste........................................... 206
8.3.4 Umland................................................ 209
8.4 Fazit .................................................. 209
9 DerEinflussdesKlimawandels
aufdenWirtschaftssektorLandwirtschaft ....................... 211
F.-M.Chmielewski
9.1 Einleitung.............................................. 211
9.2 DieLandwirtschaftinderMetropolregionHamburg .......... 211
9.2.1 AuswirkungendesKlimawandelsaufdieLandwirtschaft ...... 213
9.2.2 DerCO2-DüngeeffektundseineAuswirkungen.............. 214
9.2.3 AgrarklimatischeVeränderungenundihreAuswirkungen...... 215
9.2.4 VeränderungenimAuftretenvonSchadorganismen........... 221
9.2.5 AnpassungandenKlimawandel ........................... 224
9.2.6 MöglicheKostendesKlimawandel......................... 225
9.3 Zusammenfassung/Fazit.................................. 227
TeilIV Planerisch-organisatorischeundtechnischeAnpassungspotenziale
10 Planerisch-organisatorischeAnpassungspotenziale
andenKlimawandel........................................... 231
J.Knieling
10.1 Climate Adaptation Governance– Regelungsformenzur
AnpassungandenKlimawandelinderMetropolregionHamburg 231
10.1.1 Ausgangslage........................................... 231
10.1.2 Klimawandelalsplanerisch-organisatorischeHerausforderung
fürMetropolregionen .................................... 232
10.1.3 ClimateAdaptationGovernance ........................... 234
10.1.4 ElementeeinerClimateAdaptationGovernance
fürdieMetropolregionHamburg........................... 235
10.2 KlimaanpassungundBauleitplanung ....................... 236
10.2.1 AufgabederBauleitplanung .............................. 236
10.2.2 RechtlicheundorganisatorischeEinordnungderBauleitplanung 237
10.2.3 KlimaanpassungundKlimaschutzalsAufgaben
derBauleitplanung ...................................... 238
10.2.4 MöglicheDarstellungenundFestsetzungenzurKlimaanpassung 239
10.2.5 UmgangmitdenRisikendesKlimawandels ................. 242
10.3 KlimaanpassungundRegionalplanung...................... 242
10.3.1 ZurRollederRegionalplanungbeiderAnpassung
andenKlimawandel..................................... 242
10.3.2 AnsatzpunktefürdieRegionalplanung...................... 244
10.3.3 Klimaanpassung in Regionalplänen und Regionalem
EntwicklungskonzeptderMetropolregionHamburg........... 245