Auswirkungen der Klimaänderung auf Österreichs Wasserwirtschaft - ein aktualisierter Statusbericht
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Originalarbeit
Österr Wasser- und Abfallw
https://doi.org/10.1007/s00506-018-0498-0
Auswirkungen der Klimaänderung auf Österreichs
Wasserwirtschaft – ein aktualisierter Statusbericht
Günter Blöschl · Alfred Paul Blaschke · Klaus Haslinger · Michael Hofstätter · Juraj Parajka · José Salinas ·
Wolfgang Schöner
© Der/die Autor(en) 2018
Zusammenfassung Dieser Beitrag fasst sehr groß. Einige zusätzliche Empfeh- Frage, ob die im Jahr 2011 getroffe-
die Ergebnisse der Studie „Klimawandel lungen werden gegeben. ne Einschätzung weiterhin gültig ist.
in der Wasserwirtschaft – Schwerpunkt Das damalige Bundesministerium für
Hochwasser und Dürre“ zusammen, Impact of climate change on Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und
die den aktuellen Stand des Wissens Austria’s water sector—an Wasserwirtschaft und die Wasserwirt-
der Klimaänderungen in Hinblick auf updated status report schaftlichen Abteilungen der Länder
die Auswirkungen auf die österreichi- beauftragten deshalb eine Studie mit
sche Wasserwirtschaft darstellt. Die Abstract This paper summarises the dem Ziel, den aktualisierten Stand des
Verdunstung hat in den letzten drei results of the study “Climate change Wissens über Klimaänderung in Öster-
Jahrzehnten, genauso wie der Jahres- and water management – a focus on reich in Hinblick auf die Auswirkungen
niederschlag, im Mittel für Österreich floods and droughts” which presents auf die Wasserwirtschaft zu beschrei-
um etwa 80 mm/a zugenommen. Die the current state of knowledge of cli- ben (Blöschl et al. 2017a).
zunehmenden Trends der gemesse- mate change with regard to the effects Die vorliegende Arbeit fasst die wich-
nen Hochwasserabflüsse haben sich on water management in Austria. Av- tigsten Ergebnisse dieser Studie zusam-
in den letzten Jahren etwas verstärkt, erage evaporation in Austria has in- men. Betrachtet werden die Schwer-
die abnehmenden Trends der gemes- creased by about 80 mm/yr over the punkte Hochwasser und Dürre. Wie
senen Niederwasserabflüsse etwas ab- past three decades, similar to annual die Vorgängerstudie (ZAMG und TU
geschwächt. Klimaprojektionen lassen rainfall. The increasing trends in mea- Wien 2011; Blöschl et al. 2011a) wid-
gewisse Zunahmen der Hochwasser er- sured flood discharges have become met sich diese Studie der Beurteilung
warten, die jedoch wesentlich kleiner somewhat more frequent in recent der Einflüsse des Klimawandels auf die
sind als ihre natürlichen Schwankun- years, while the decreasing trends of Wasserwirtschaft in Österreich. Ande-
gen. In den Alpen werden deutlich measured low flows have weakened re, insbesondere direkte anthropogene
höhere Abflüsse im Winter erwartet, in to some extent. Climate projections Effekte wurden zur besseren Fokussie-
den Flachlandregionen Ost- und Süd- suggest some increases in floods, but rung ausgeklammert. Manchmal sind
österreichs eher eine Abnahme der Ab- these are much smaller than the natu- jedoch klimainduzierte und anthro-
flüsse bei Niederwasser. Insgesamt sind ral flood variability. In the Alps, signifi- pogene Effekte nicht leicht zu tren-
die Änderungen im Vergleich zur Vor- cantly higher winter runoff is expected. nen. Der Klimawandel wird für die
gängerstudie aus dem Jahr 2011 nicht In the lowland regions of eastern and Wasserwirtschaft und für den „natürli-
southern Austria, low flows will possi- chen Zustand“ der Gewässer nach EU
bly decrease. Overall, the findings are Wasserrahmenrichtlinie als eine „na-
similar to those of the previous study türliche“ Veränderung und nicht als
Univ.-Prof. DI Dr. G. Blöschl () · from the year 2011. Some additional anthropogen verursachte Veränderung
Univ.-Prof. DI Dr. A. P. Blaschke · recommendations are given. der Umweltbedingungen betrachtet,
PD J. Parajka, PhD · Ing. Dr. J. Salinas da der Einfluss nationaler wasserwirt-
Institut für Wasserbau 1 Einleitung schaftlicher Maßnahmen auf das Klima
und Ingenieurhydrologie, vernachlässigbar gering ist (Montana-
Technische Universität Wien, Seit der letzten Bewertung möglicher ri et al. 2010). Die globalen Einflüsse
Karlsplatz 13, 1040 Wien, Österreich Anpassungsstrategien an den Klima- des Menschen auf das Klima werden
bloeschl@hydro.tuwien.ac.at wandel für Österreichs Wasserwirt- in dieser Studie in Form von Szenari-
schaft im Jahr 2011 (ZAMG und TU en berücksichtigt. Die Auswertungen
Mag. K. Haslinger · Mag. M. Hofstätter
Wien 2011; Blöschl et al. 2011a) sind erfolgen räumlich differenziert für das
Zentralanstalt für Meteorologie
eine Reihe von zusätzlichen Informa- gesamte Bundesgebiet. Es handelt sich
und Geodynamik (ZAMG), Hohe
tionen verfügbar geworden. Zum einen also um regionale Untersuchungen, die
Warte 38, 1190 Wien, Österreich
liegen nun die Ergebnisse mehrerer Detailstudien nicht ersetzen können.
Univ.-Prof. Dr. W. Schöner neuer Projekte zu dem Thema vor. Zum Wegen der großen Unsicherheiten
Institut für Geographie anderen sind sieben zusätzliche Jah- bei der Einschätzung der Einflüsse des
und Raumforschung, re an hydrologischen Daten verfügbar, Klimawandels auf die Wasserwirtschaft
Karl-Franzens-Universität Graz, in denen große Hochwasserereignis- verfolgte die Studie drei Grundprinzi-
Heinrichstraße 36, 8010 Graz, se und Trockenperioden in Österreich pien: (1) Weiche und harte Aussagen
Österreich aufgetreten sind. Es stellt sich nun die wurden im Sinne der Sicherheit der
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Abb. 1 Beobachtete Änderung der mittleren Lufttemperatur und des Niederschlags im Sommer (Juni–August) und Winter (Dezem-
ber–Februar) für den Zeitraum 1996–2014 im Vergleich zum Zeitraum 1976–1995 (Hiebl und Frei 2016)
Aussagekraft unterschieden; (2) Einan- (+1,2 °C Jahresmittel, Vorgängerstudie berücksichtigen. Schöner et al. (2016)
der ergänzende Informationsquellen +1,0 °C für 1996–2007 im Vergleich zu zeigten, dass in tiefen Lagen die mittlere
wurden herangezogen, um die Zuver- 1976–1995). Der Sommerniederschlag Schneehöhe im Winter (Dezember bis
lässigkeit der Aussage zu erhöhen und nahm im Vergleich zur Referenzperiode Februar) sensitiv auf Änderungen der
einzuschätzen; (3) Der Fokus wurde auf im Mittel über Österreich um +14 % Lufttemperatur reagiert, während sie in
Mechanismen gelegt, um differenzier- zu (Vorgängerstudie +12 %). Im Nord- hohen Lagen sensitiv auf Änderungen
tere und transparentere Aussagen über osten Österreichs war die Zunahme des Niederschlags reagiert. Dies hängt
Ursache-Wirkung als durch Szenarien bis zu 40 %. Der Winterniederschlag mit der Grenztemperatur von ca. 0 °C
alleine zu erhalten. Die Beurteilung er- nahm im Mittel über Österreich um zusammen, die zwischen festem und
folgt getrennt für die Situation in der –7 % ab (Vorgängerstudie –12 %), wobei flüssigem Niederschlag entscheidet.
Vergangenheit und die Situation in der die Abnahme im Süden Österreichs am Zur Beurteilung der aktualisierten
Zukunft. größten ist. In der Periode der Vorgän- Situation der Wasserbilanz zeigt Abb. 3
gerstudie war die Abnahme im Süden die mittlere Wasserbilanz von 166 Pe-
2 Klimavariabilität und allerdings noch wesentlich stärker (bis geleinzugsgebieten in Österreich für
Wasserdargebot zu –40 %) (harte Aussagen). den Zeitraum 1976–2014. Der Jahres-
Neue Informationen liegen auch für niederschlag im Zeitraum 1995–2014
2.1 Situation in der Vergangenheit die Veränderungen des Schnees in Ös- war auf einem relativ hohen Niveau im
terreich vor. Sowohl die Schneehöhe als Vergleich zum Mittelwert des 20. Jahr-
Der Alpenraum war bis jetzt stärker auch die Neuschneesumme haben seit hunderts. Im Zeitraum 1995–2014 war
vom globalen Klimawandel betroffen 1961 stark abgenommen, besonders im der mittlere Niederschlag in Österreich
als andere Gebiete der Erde. Seit dem Süden und Westen Österreichs (Abb. 2) etwa 80 mm/a höher als im Zeitraum
Jahr 1970 stieg in Österreich die Tem- (harte Aussagen). Die kleinen Verände- 1976–1990. Demgegenüber hat sich der
peratur um +2 ° an, während die Nord- rungen im Nordosten Österreich sind Jahresabfluss im Zeitraum 1976–2014
hemisphäre lediglich einen Anstieg von etwas überraschend und spiegeln die im Mittel für Österreich wenig geän-
+1,5 ° aufweist. Abb. 1 zeigt die jah- Komplexität der alpinen Schneeklima- dert. Die Differenz aus Niederschlag
reszeitliche Änderung der Mitteltem- tologie wider, insbesondere die kom- und Abfluss (Verdunstung plus Spei-
peratur in Österreich für den Zeitraum plexe Interaktion der Schneefallgrenze cheränderung) muss dementsprechend
1996–2014 im Vergleich zum Zeitraum mit der Orografie (siehe z. B. Minder um etwa 80 mm/a zugenommen haben.
1976–1995. Generell zeigt der Sommer 2010). Aus den Ergebnissen der Trend- Da anzunehmen ist, dass die Speicher-
eine größere Temperaturänderung als untersuchung kann geschlossen wer- änderung über einen Zeitraum von De-
der Winter. Die letzten Jahre waren be- den, dass eine allgemeine Zunahme der kaden relativ klein ist im Vergleich zu
sonders warm, sodass die aktualisierte Lufttemperatur nicht gleichbedeutend den anderen Komponenten der Wasser-
Periode in Abb. 1 eine etwas größe- mit abnehmenden Neuschneemengen bilanz, kann abgeschätzt werden, dass
re Temperaturänderung zur Referenz- und Schneehöhen ist. Es sind auch die die Verdunstung im Mittel für Öster-
periode zeigt als die Vorgängerstudie Veränderungen des Niederschlags zu reich um etwa 80 mm/a zugenommen
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Abb. 2 Trends der täglichen Neuschneesumme (links) und der Gesamtschneehöhe (rechts) gemittelt über die Periode Novem-
ber–April jeden Jahres für den Zeitraum 1961–2010. Orange: signifikant negativ (5 % Signifikanzniveau); Rot: signifikant negativ (1 %
Signifikanzniveau); Grau: Trends nicht signifikant; Blau: signifikant positiv (5 % Signifikanzniveau) (Schöner et al. 2016)
Abb. 3 Anomalien des mittleren Jahresniederschlags (blau) im Vergleich zum Mittelwert 1976–2014 von 166 Pegeleinzugsgebieten
in Österreich. Abfluss (rot). Differenz von Niederschlag und Abfluss (grün). Gleitendes Mittel über 20 Jahre (Duethmann und Blöschl
2018)
hat (harte Aussage). Die Zunahme der Simulationen zeigen im Mittel für Ös- sung der regionalen Klimamodelle wer-
Verdunstung ist zu 38 % auf die Zunah- terreich für 2021–2050 im Vergleich zu den bestimmte Niederschlagsprozesse
me der Lufttemperatur und der Strah- 1971–2000 eine Erwärmung von +1,5 °C. noch immer nicht explizit erfasst, wie
lung zurückzuführen, zu 30 % auf die Diese Erwärmung weist keine nen- beispielsweise der konvektive Anteil
längere Vegetationsperiode und zu 32 % nenswerten saisonalen Unterschiede des Niederschlags. Aus diesem Grund
auf die erhöhte Bodenfeuchte (Dueth- auf (harte Aussage). Der Winternieder- muss auch weiterhin vor allem der
mann und Blöschl 2018) (mittelharte schlag nimmt gemäß den Simulationen sommerliche Niederschlag als unsicher
Aussage). um +14 % zu, der Sommerniederschlag eingestuft werden.
nur um +3 %, der Jahresniederschlag Die Bewertung der Wasserbilanz der
2.2 Situation in der Zukunft um 6 % (mittelharte Aussage). Die Än- Vorgängerstudie bleibt im Wesentlichen
derungen sind räumlich sehr ähnlich, bestehen. Die natürliche Variabilität des
Für Europa liegen neue regionale Kli- nur im Winter dürfte die Zunahme im mittleren jährlichen Abflusses zwischen
mamodellsimulationen vor (EURO- Nordosten etwas stärker sein als auf der den Jahren ist größer als die zufolge
CORDEX, Giorgi et al. 2016). Diese zei- Alpensüdseite (weiche Aussage) (Abb. 4). Klimaänderung im Zeitraum 2021–2050
gen auch weiterhin ein räumlich stark Zeigte die Vorgängerstudie noch eine zu erwartenden Änderungen (mittel-
differenziertes Bild der zukünftigen Er- Abnahme des Winterniederschlags süd- harte Aussage). Geht man davon aus,
wärmung mit dem geringsten Tempera- lich der Alpen von 0 bis 10 %, so ergeben dass auch in Zukunft die Temperatur
turanstieg über Mittel- und Westeuropa die neuen Simulationen eine Zunahme in ähnlicher Weise ansteigen wird, und
und dem stärksten über Nordeuropa von etwa +10 bis +15 %. Dieses Sig- nimmt man gleich bleibenden Nieder-
und dem Westen Russlands (harte Aus- nal wird jedoch erheblich durch die schlag an, so ist damit zu rechnen,
sage). Weiterhin ist mit einer Zunahme relativ trockene Referenzperiode von dass die Gebiete trockener werden.
des Niederschlags über Skandinavien 1971–2000 (Alpensüdseite) bestimmt Im Südosten ist möglicherweise ei-
und einer Abnahme im Mittelmeer- und darf nicht als anthropogenes Kli- ne Abnahme des mittleren jährlichen
raum zu rechnen (mittelharte Aussage). masignal interpretiert werden. Trotz der Abflusses 2021–2050 im Vergleich zu
Die neuen hoch aufgelösten ÖKS15- mittlerweile hohen räumlichen Auflö- 1976–2006 zu erwarten (um ca. 5 %)
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Abb. 4 Projizierte Änderung der mittleren Lufttemperatur und des Niederschlags im Sommer (Juni–August) und Winter (Dezem-
ber–Februar)für denZeitraum2021–2050imVergleichzu1971–2000. RegionaleSimulationenÖKS15basierendaufEURO-CORDEX
für das Szenario RCP8.5 (Chimani et al. 2016)
1959–2015 hat jedoch nicht zugenom-
men, auch nicht für den in Mitteleuropa
besonders relevanten Zugbahntyp Vb
(Abb. 5). In der Periode 1986–2010 hat
in Österreich die Anzahl von Tagen mit
großen 24-stündlichen Niederschlag-
summen (>90. Perzentil) um +10 % bis
+15 % zugenommen und gleichzeitig
die Anzahl der schwachen (
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es 17 % (Vorgängerstudie 8 %). Betrach-
tet man alle Pegeleinzugsgebiete (gro-
ße und kleine), dann zeigen 26 % der
Gebiete einen signifikant steigenden
Trend (Vorgängerstudie 16 %). Wegen
der hohen Hochwasserdurchflüsse im
Zeitraum 2008–2014 hat also der Anteil
der Gebiete mit signifikant steigenden
Trends im Vergleich zur Vorgängerstu-
die zugenommen, sowohl nördlich als
auch südlich des Alpenhauptkammes.
Diese Zunahme ist auf eine Zunahme
der Sommerhochwässer zurückzufüh-
ren. 32 % der Gebiete 500 km2, unten: Gebiete
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derschlag-Abflussmodells; (c) Analyse
der Eigenschaften der Niederschlags-
und Abflussereignisse. Die Parameter
der Modelle wurden für die Szenarien
des Zeitraums 2021–2050 im Vergleich
zu 1976–2007 verändert. Beispielsweise
wurden für den ersten Mechanismus
die Parameter des stochastischen Nie-
derschlagsmodells so verändert, das
die Winter und Sommerniederschlä-
ge den Projektionen der Klimamodelle
entsprechen. Im Vergleich zu Vorgän-
gerstudie sind nun die folgenden neuen
Erkenntnisse verfügbar:
• Während das in der Vorgängerstudie
verwendete Regionale Klimamodell
COSMO-CLM eine deutliche Abnah-
me der Sommerniederschläge im
Westen Österreichs prognostizier-
te, ergeben die neuen Modellläufe
Abb. 7 Änderung der mittleren Niederschlagsmenge bei Auftreten einer Vb-Zugbahn aus EURO-CORDEX keine Abnah-
im Sommerhalbjahr (Mai–Oktober) aus den Globalen Klimamodellen Echam5 (Qua- me. In der Vorgängerstudie wurde
drat), Echam6 (Kreis) und EC-Earth (Dreieck) für den Zeitraum 2071–2100 im Vergleich in den Monte-Carlo-Simulationen
zu 1971–2000. Rosa: RCP4.5; Rot: SRES_A1B; Braun: RCP8.5 Klimaszenario. Die Zug- entsprechend eine Abnahme von –4
bahnen wurden aus der Luftdruckverteilung auf 700 hPa und Meeresniveau (SLP) abge- bis –7 % (2021–2050 im Vergleich zu
leitet 1976–2007) angesetzt. Nach den neu-
en Simulationen sind es 0 bis +5 %
(mittelharte Aussage) (Abb. 4).
zeigen, dass konvektive Sommernieder- tur, dadurch Erhöhung des Anteiles • In der Vorgängerstudie wurde ange-
schläge in den Alpen ergiebiger wer- konvektiven Niederschlags und da- nommen, dass eine Zunahme der
den bei gleichbleibender Häufigkeit, durch höhere Niederschlagsintensi- konvektiven Niederschlagsmengen
die Häufigkeit großräumiger, skaliger täten (weiche Aussage); Zunahme der mit zunehmender Temperatur wahr-
Niederschläge jedoch stark abnimmt Lufttemperatur, dadurch Erhöhung der scheinlich ist. Die neuen Auswertun-
(Giorgi et al. 2016). In den Simulationen Schneefallgrenze, dadurch größerer An- gen von Wang et al. (2017), Lepore
wird also das skalige Niederschlagsde- teil flüssigen Niederschlags von Ereig- et al. (2015) und Utsumi et al. (2011)
fizit durch konvektiven Niederschlag nissen (harte Aussage); Zunahme der deuten jedoch darauf hin, dass der
kompensiert. Generell kann man aus Lufttemperatur, dadurch Verschiebung Effekt der Temperaturzunahme auf
den Simulationen mit regionalen Kli- der Schneeschmelze in das Frühjahr, konvektive Niederschläge in Öster-
mamodellen ableiten, dass die Intensi- dadurch Verschiebung des Jahresver- reich geringer als zuvor angenom-
tät der Starkniederschläge auf Stunden- laufes des Abflussbeiwertes; Erhöhung men ist. Die Parameter des stochas-
und Tagesbasis im Sommerhalbjahr um der Verdunstung, dadurch Verringerung tischen Niederschlagmodells für die
+7 % pro °C Zunahme der Lufttempera- des Abflussbeiwertes (harte Aussage). Monte-Carlo-Simulationen wurden
tur ansteigen werden (weiche Aussage) Für jeden Mechanismus wurden in der in der alten Studie so gewählt, dass
(Westra et al. 2014; Frei et al. 2006; Vorgängerstudie Monte-Carlo-Simula- die Zunahme des 100-jährlichen Nie-
Trenberth et al. 2003). tionen für den Zeitraum 2021–2050 im derschlags für eine Dauer von 6 h je
Die Vorgängerstudie definierte Me- Vergleich zu 1976–2007 durchgeführt. nach Region zwischen 2 und 18 %
chanismen möglicher Veränderungen Für zehn hydroklimatologische Regio- betrug (im Mittel 7 %). Nach dem ak-
von Hochwässern in Österreich (Blöschl nen in Österreich bestanden die Simu- tuellen Informationsstand dürfen et-
et al. 2011b): Zunahme des Winternie- lationen aus drei Schritten: (a) Erzeu- was kleinere Werte realistischer sein
derschlags, Abnahme des Sommernie- gen von Niederschlagszeitreihen mittels (weiche Aussage).
derschlags (z. B. durch Verschiebung eines stochastischen Niederschlagsmo-
der Zirkulationsmuster) (mittelharte dells; (b) Umsetzen dieser Zeitreihen Auf Basis dieser neuen Erkenntnisse
Aussage); Zunahme der Lufttempera- in Abflusszeitreihen mittels eines Nie- wurde nun abgeschätzt, wie die Ergeb-
Tab. 2 Möglicher prozentueller Ein- Vorgängerstudie Aktualisierung
fluss eines veränderten Klimas auf das (%) (%)
HQ100 in einem typischen Gebiet nördlich Rhein, Donau und Elbegebiete –4 bis +10 –4 bis +10
und südlich des Alpenhauptkammes in Drau, Mur und Raabgebiete +3 bis +7 +1 bis +5
Österreich. 2021–2050 im Vergleich zu
1976–2007. Ergebnis der Monte-Carlo-
Sensitivitätsanalysen aus der Vorgänger-
studie und Aktualisierung
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(Vergangenheit) zeigt folgendes Bild:
Im Innviertel und Mühlviertel erge-
ben sowohl die Trendanalysen als auch
die Szenarien Anstiege. Am nördlichen
Alpenrand zeigen die Trendanalysen
Anstiege (möglicherweise wegen ver-
änderter atmosphärischer Zirkulations-
muster), die Szenarien zeigen jedoch
etwa gleichbleibende Hochwässer we-
gen geringer Änderung in den proji-
zierten Monatsniederschlägen und der
früheren Schneeschmelze. Die Aussa-
ge, dass die natürliche Variabilität der
Hochwässer wesentlich größer ist als
die Änderung zufolge des Klimawan-
dels, bleibt bestehen.
4 Niederwasser und
Grundwasserneubildung
4.1 Situation in der Vergangenheit
Zur Beschreibung trockener meteo-
rologischer Bedingungen und deren
Trends können Dürre-Indizes wie der
Standardized Precipitation Evapotran-
spiration Index (SPEI) herangezogen
werden, der die klimatische Wasserbi-
lanz (Niederschlag minus potenzieller
Verdunstung) abbildet (Vincente-Ser-
Abb. 8 Trends des Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) im rano et al. 2010). Trends des SPEI für
Sommer (Juni–August) und Winter (Dezember–Februar; Laaha et al. 2014). Ein Trend den Zeitraum 1976–2014 auf Basis der
von –0,1 pro Dekade entspräche einer Änderung von im Mittel normalen Bedingungen HISTALP Daten (Auer et al. 2007; Has-
(SPEI 0) hin zu im Mittel mäßig trockenen Bedingungen (SPEI –1) über einen Zeitraum linger et al. 2014) (Abb. 8) ähneln im
von 100 Jahren (vgl. Vincente-Serrano et al. 2010; McKee et al. 1993) Winter den Trends des Niederschlags.
Im Sommer sind in manchen Gebieten
nisse der Monte-Carlo-Simulationen 2014). Dabei wird angenommen, dass Österreichs (Norden, Osten) negative
anzupassen sind (Tab. 2). Im Vergleich sich die Verteilungsfunktion der Hoch- Trends des SPEI festzustellen, obwohl
zur Vorgängerstudie verschiebt sich wasserabflüsse mit der Zeit ändert. der Niederschlag in diesem Zeitraum
in Westösterreich eine Abnahme der Šraj et al. (2016) zeigten, dass die jähr- leicht zugenommen hat. Dies ist auf
HQ100 um bis zu –4 % auf nahezu kei- liche Niederschlagssumme ein guter den Anstieg der potenziellen Verduns-
ne Änderung. In Ost- und Südöster- Indikator für die Änderung der Ver- tung zurückzuführen. Duethmann und
reich verschiebt sich eine Zunahme teilungsfunktion ist, wobei sich das Blöschl (2018) zeigten durch einen Ver-
der HQ100 um bis zu +7 % auf eine ge- HQ10 um 8 % erhöht, wenn der Jahres- gleich mehrerer Methoden (z. B. Pen-
ringere Zunahme von bis zu +5 %. In niederschlag um 10 % zunimmt. Nach man-Monteith, Verdunstungswannen),
den anderen Regionen (Traun, Enns, Datenauswertungen von Perdigão and dass die potenzielle Verdunstung vor
Erlauf, Traisen, Innviertel, Mühlviertel, Blöschl (2014) erhöht sich das mittlere allem in den 1980er- und 1990er-Jah-
Waldviertel) gibt es keine Änderung im Jahreshochwasser (MHQ) um zwischen ren wegern höherer Lufttemperatur
Vergleich zur Vorgängerstudie. Insbe- 5 % (nördliche Alpen) und 16 % (Ostös- und stärkerer Einstrahlung stark zuge-
sondere in der Region Innviertel, Mühl- terreich) bei einer Zunahme des Jahres- nommen hat (siehe auch Abb. 3 und
viertel bleibt die erwartete Zunahme niederschlags um 10 %. Eine Zunahme Brunetti et al. 2009).
von +10 % bestehen. Im Mittel über alle des Jahresniederschlags bis 2021–2050 Trendauswertungen der beobach-
Regionen war die Änderung des HQ100 um 6 % (Abb. 4) würde demnach ei- teten Jahresniederwasserdurchflüsse
in der Vorgängerstudie +2 %, durch die ner Zunahme des MHQ um zwischen Q95 (der Durchfluss der im jeweiligen
Aktualisierung ändert sich dieser Wert ca. 3 und 10 % entsprechen. Der Vor- Jahr an 95 % der Tage überschritten
nicht. Das bedeutet, dass im Wesentli- teil dieser Methode besteht darin, dass wird) in Österreich für den Zeitraum
chen die Aussagen der Vorgängerstudie der zukünftige Jahresniederschlag zu- 1976–2014 (Abb. 9, Tab. 3, harte Aus-
durch die neuen Informationen bestä- verlässiger bestimmt werden kann als sagen) zeigen ähnliche Änderungen
tigt werden. der zukünftige extreme Ereignisnieder- wie im Zeitraum 1976–2007. Im Alpen-
Ein alternativer Ansatz zur Bestim- schlag. raum sind größtenteils Zunahmen der
mung sich veränderter Hochwasser- Ein Vergleich der Szenarien und Niederwasserdurchflüsse zu verzeich-
wahrscheinlichkeiten ist die instatio- der instationären Hochwasserstatis- nen. In Gebieten mit einer Seehöhe
näre Hochwasserstatistik (Delgado et al. tik (Zukunft) mit den Trendanalysen von über 900 m zeigen 22 % der Pegel-
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lag, war die jahreszeitliche Verteilung
unterschiedlich. Die Sommernieder-
schläge haben deutlich zugenommen
(+14 % für den Zeitraum 1996–2014 im
Vergleich zu 1976–1995), die Winter-
niederschläge hingegen abgenommen
(–7 %) (Abb. 1). Die Winter 2008–2014
waren im Süden und Südosten Öster-
reichs niederschlagsreich. Eine Erhö-
hung des Wintersniederschlags lässt auf
eine erhöhte Grundwasserneubildung
im Frühjahr schließen. Entsprechend
der Entspannung der Niederwasser-
trends dürften sich die abnehmenden
Trends der Grundwasserneubildung in
den letzten Jahren abgeschwächt haben
(mittelharte Aussage). Im Westen wa-
Abb. 9 Trends der Jahresniederwasserdurchflüsse Q95 für den Zeitraum 1976–2014. ren die Winter 2008–2014 eher nieder-
Große Kreise blau: signifikant steigende Trends, d. h. Zunahme des Q95. Große Kreise schlagsarm, was auf eine etwas redu-
rot: signifikant fallende Trends. Kleine Kreise: Trends nicht signifikant (Signifikanzniveau zierte Grundwasserneubildung schlie-
5 %). Kreuze zeigen Pegel, die durch Überleitungen oder Speicher beeinflusst sind ßen lässt. Trendanalysen im Zeitraum
1976–2006 (Blaschke et al. 2011) zeig-
einzugsgebiete einen signifikant stei- ten auch die Sommerniederschläge ten, dass rund 70 % der Messstellen in
genden Trend (Vorgängerstudie 12 %). gestiegen sind (Abb. 1), führte die stär- Österreich keinen signifikanten, 12 %
Dem gegenüber haben nur in 1 % (Vor- kere Verdunstung zu (nicht signifikant) einen signifikant steigenden und 18 %
gängerstudie 3 %) der Gebiete die Nie- fallenden Trends des Niederwasser- einen signifikant fallenden Trend im
derwasserdurchflüsse signifikant abge- durchflusses an mehreren Pegeln. Der Jahresmittel des Grundwasserstandes
nommen. Dies ist auf den geringeren mittlere Trend der Q95 in Gebieten über aufweisen. Das heterogene Bild aus der
Schneerückhalt (Abb. 2) zurückzufüh- 900 m betrug +3,7 %/Dekade (Vorgän- Vorgängerstudie dürfte auch mit den
ren. Ein größerer Teil des Niederschlags gerstudie +2,3 %/Dekade), in Gebieten aktualisierten Informationen zur Was-
kommt als Regen direkt zum Abfluss unter 900 m betrug er +2,2 %/Dekade serbilanz Gültigkeit haben. Diese Inter-
und die Schneedeckenperiode ist kür- (Vorgängerstudie –2,6 %/Dekade). Die pretation wird durch die verhältnismä-
zer, wodurch sich die Durchflüsse im abnehmenden Trends im Flachland ha- ßig gleichbleibenden Jahresabflüsse im
Winterhalbjahr, in denen die Nieder- ben sich also im Vergleich zur Vorgän- Mittel über Österreich (Abb. 3) gestützt.
wässer auftreten, erhöhen. gerstudie abgeschwächt. Das ist darauf
Unter 900 m Seehöhe haben in 4 % zurückzuführen, dass die letzten Jahre 4.2 Situation in der Zukunft
der Gebiete die Niederwasserdurchflüs- eher niederschlagsreich waren.
se signifikant abgenommen, vor allem Eine Analyse der einzelnen Was- Haslinger et al. (2015) wertete ein En-
im Innviertel. Die Abnahme der Durch- serbilanzkomponenten erlaubt auch semble an regionalen Klimasimulatio-
flüsse fällt deutlich geringer aus als Aufschlüsse über klimainduzierte Ver- nen mit unterschiedlichen Treibhaus-
in der Vorgängerstudie, in der 10 % änderungen hinsichtlich der Grund- gasszenarien für den Alpenraum aus,
der Gebiete signifikant abnehmen- wasserneubildung und damit auch hin- um zukünftige Dürresituationen abzu-
de Niederwasserdurchflüsse zeigten. sichtlich der quantitativen Grundwas- schätzen. Die Modelle zeigen gegen En-
Im Flachland des Nordens, Ostens so- serverhältnisse in Form der Grund- de des 21. Jahrhunderts meist deutlich
wie Südostens besteht der wesentliche wasserstände. Während der Jahresnie- trockenere Bedingungen gemessen am
Niederwassermechanismus in der Ver- derschlag im letzten Jahrzehnt auf ei- SPEI als derzeit. Diese Änderung geht
dunstung im Sommer, die gestiegen nem relativ hohen Niveau im Vergleich auch mit einer Erhöhung der Varianz
ist. Obwohl in den letzten Jahrzehn- zum Mittelwert des 20. Jahrhunderts zwischen den Jahren einher. Die Ände-
Tab. 3 Prozent der Pegel mit signifikant steigenden und fallenden Trends der Q95 Niederwasserdurchflüsse in Österreich. h ist
die mittlere Einzugsgebietshöhe. Entsprechend dem gewählten Signifikanzniveau von 5 % (jeweils 5 % an den beiden Enden der
Verteilung) sind Werte von 5 % und kleiner als zufällig anzusehen
Anzahl der Pegel 1976–2007 1976–2014
(min. 25 Jahre) (min. 32 Jahre)
Anteil d. Pegel [%] mit Anteil d. Pegel [%] mit
Steigendem Nicht signif. Fallendem Steigendem Nicht signif. Fallendem
Trend Trend Trend Trend Trend Trend
Alle Gebiete in Österreich 458 7 86 7 16 82 2
Seehöhe 222 3 87 10 11 85 4
h < 900 m
Seehöhe 236 12 85 3 22 77 1
h > 900 m
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mulationen geben einen Hinweis auf
die Unsicherheiten. Die Zunahme der
Niederwasserdurchflüsse in den Alpen
ist bei beiden Simulationsrechnungen
eindeutig, die Abnahme im Osten und
Südosten ist weniger klar. Da im Osten
und Südosten der Abfluss besonders
sensitiv auf das Niederschlagsverhal-
ten reagiert (Blaschke et al. 2011) ist
auch dessen Unsicherheit zufolge des
Niederschlags groß. Ändern sich die
Niederschläge nicht, ist für den Osten
und Südosten zufolge der erhöhten
Verdunstung mit einer deutlichen Ab-
nahme der Niederwasserdurchflüsse zu
rechnen. Im ungünstigsten Fall kann
diese Abnahme bis zu 30 % betragen
(Abb. 11 unten).
Die Szenarienrechnungen lassen für
den Zeitraum 2021–2050 gegenüber
1971–2000 eine Zunahme der Winter-
niederschläge in ganz Österreich er-
kennen (Abb. 4). Diese kann zu einer
Zunahme der Grundwasserneubildung
führen, die vorwiegend im Winter und
im Frühjahr stattfindet. Andererseits
wird ein Teil des zusätzlichen Nieder-
schlags durch die erhöhte Verdunstung
aufgebraucht, die besonders im Os-
ten Österreichs groß ist. In den nie-
derschlagsarmen Regionen im Osten
Österreichs können damit eher sin-
kende bzw. möglicherweise sich wenig
ändernde Grundwasserstände erwar-
tet werden (mittelharte Aussage). Dies
entspricht der Aussage der Vorgän-
Abb. 10 Wiederkehrintervall eines extremen Dürrezustands (SPEI < –2) im Sommer gerstudie. In den Alpen und nördlich
(Juni–August) und Winter (Dezember–Februar) für den Zeitraum 207–2100 im Vergleich der Alpen ist eher eine Zunahme der
zu 1971–2000 (Wiederkehrintervall 23 Jahre); braune Farben zeigen eine höhere Wahr- Grundwasserneubildung zu erwarten.
scheinlichkeit der Dürre an. Globales Klimamodell ECHAM5, regionales Klimamodell Für den Süden Österreichs (Kärnten,
COSMO-CLM, Szenario A1B (Haslinger et al. 2015) Steiermark), wo nun eine Zunahme der
Winterniederschläge erwartet wird, ist
rung des Wiederkehrintervalls für ein unterskaliert, und die Änderung von mit einer Zunahme oder einem Gleich-
extremes Dürre-Ereignis, welche für die Niederschlag und Lufttemperatur bei bleiben der Grundwasserneubildung zu
Referenzperiode (1971–2000) bei 23 Jah- der Niederschlag-Abflussmodellierung rechnen (mittelharte Aussage). Im Ver-
ren liegt, ist in Abb. 10 für die Winter berücksichtigt. Zwei Beispiele sind in gleich dazu hatte die Vorgängerstudie
und Sommer im Zeitraum 2071–2100 Abb. 11 dargestellt. Für die Alpen Ös- im Süden Österreichs einer Abnahme
dargestellt. Im Winter werden in den terreichs (Niederwasser treten im Win- der Grundwasserneubildung angege-
alpinen Gebieten die Wahrscheinlich- ter auf ) zeigt sich eine Zunahme der ben. Prognosen über Änderungen der
keiten der Dürre kleiner, im Flachland Q95 Niederwasserdurchflüsse von et- Grundwasserstände einzelner Messstel-
zeigen sich nur geringe Änderungen. wa 10–30 % (Zeitraum 2021–2050 im len sind jedoch nach dem derzeitigen
Im Gegensatz dazu ist im Sommer eine Vergleich zu 1978–2007) (harte Aussa- Kenntnisstand nicht möglich, da die-
stark erhöhte Wahrscheinlichkeit für ge). In den niedrig gelegenen Gebie- se von den lokalen Verhältnissen ein-
Dürre zu verzeichnen, wobei dieses Si- ten Österreichs sowie im Alpenvorland schließlich der menschlichen Eingriffe
gnal südlich der Alpen noch deutlicher (Niederwasser treten im Sommer auf ) geprägt werden.
ist als im Norden. zeigen die Simulationen differenzierte
Seit der Vorgängerstudie wurden Ergebnisse. Je nach Klimaszenario und 5 Zusammenfassung und
verschiedene Simulationsrechnungen Modellkombination wird eine leichte Schlussfolgerungen
für zukünftige Niederwässer und Dür- Zunahme oder eine deutliche Abnahme
ren in Österreich durchgeführt (siehe berechnet. Ein plausibler Wert ist eine Die Verdunstung hat in den letzten
z. B. Laaha et al. 2016). Dabei wurden mögliche Abnahme von etwa 10–20 % drei Jahrzehnten im Mittel für Öster-
die Ergebnisse globaler Klimamodelle (mittelharte Aussage). Die Unterschiede reich um etwa 80 mm/a zugenommen,
mittels regionaler Klimamodelle hin- der beiden in Abb. 11 gezeigten Si- der Jahresniederschlag ebenfalls ent-
Auswirkungen der Klimaänderung auf Österreichs Wasserwirtschaft – ein aktualisierter Statusbericht
Originalarbeit
Niederwasser von etwa 10–20 % eintre-
ten (mittelharte Aussage). Eine Orien-
tierung über die wasserwirtschaftlichen
Konsequenzen der Niederwassersitua-
tionen bei Klimaänderung im Sommer
können die Niederwasserjahre 2003
und 2015 geben.
Entsprechend der Entspannung der
Niederwassertrends dürften sich die
abnehmenden Trends der Grundwas-
serneubildung in den letzten Jahren
abgeschwächt haben (mittelharte Aus-
sage). Für die Zukunft (Zeithorizont
2021–2050 im Vergleich zur derzeiti-
gen Situation) wird ein regional un-
terschiedliches Verhalten erwartet. Im
Süden Österreichs, wo eine Zunahme
der Winterniederschläge erwartet wird,
könnte die Grundwasserneubildung
zunehmen oder gleich bleiben. Im Nor-
den und Westen Österreichs könnte sie
zunehmen, und in den niederschlags-
armen Regionen im Osten Österreichs
ist künftig eine Abnahme der Grund-
wasserneubildung oder eine geringere
Änderung wahrscheinlich (mittelharte
Aussage).
Insgesamt sind die Änderungen im
Vergleich zur Vorgängerstudie (ZAMG
und TU Wien 2011) nicht sehr groß.
Damit sind auch die im Nationaler
Abb. 11 Änderung des Q95-Niederwasserdurchflusses für den Zeitraum 2021–2050
Gewässerbewirtschaftungsplan 2015
im Vergleich zu 1978–2007 berechnet mit einem kontinuierlichen Niederschlag-
(BMLFUW 2015) dargestellten Anpas-
Abflussmodel. Oben: globales Modell ECHAM5, regionales Modell CLM ZAMG,
sungsstrategien weiterhin aktuell. Die
Klimaszenario A2. Unten: globales Modell HadCM3, regionales Modell CLM AIT, Kli-
zusätzlich empfohlenen Anpassungs-
maszenario A1B. Blau: Zunahme des Q95, rot: Abnahme des Q95 (Laaha et al. 2014)
maßnahmen beschränken sich deshalb
auf wenige Punkte, wie etwa, Oberflä-
sprechend zugenommen, wodurch sich wartet, die im Bereich von –4 bis +10 % chenabfluss und Hangwasser (pluviales
der Abfluss wenig geändert hat (harte liegen dürften (weiche Aussage). Natür- Hochwasser) verstärkte Aufmerksam-
Aussage). Für die Zukunft (Zeithorizont liche Schwankungen der Hochwässer keit zu widmen. Weiterhin sind die et-
2021–2050 im Vergleich zur derzeitigen sind wesentlich größer als Änderungen was zunehmenden Hochwässer im Nor-
Situation) könnte im Südosten Öster- aufgrund des Klimawandels (mittel- den Österreichs im Auge zu behalten,
reichs der mittlere jährliche Abfluss harte Aussage). Die Einführung eines sowie die zunehmende Verdunstung,
abnehmen (weiche Aussage). Die natür- generellen Klimazuschlags für Bemes- die sich negativ auf die Wasserverfüg-
liche Variabilität des mittleren jährli- sungswerte ist nach dem derzeitigen barkeit auswirken könnte.
chen Abflusses zwischen den Jahren ist Stand nicht erforderlich. Hochwässer
größer als die zufolge Klimaänderung durch Oberflächenabfluss und Hang- Danksagung Diese Studie wurde durch-
im Zeitraum 2021–2050 zu erwartenden wasser (pluviales Hochwasser) sind ein geführt im Auftrag des BMNT, Sektion
Änderungen (mittelharte Aussage). Thema, dem verstärkt Aufmerksamkeit I V und der wasserwirtschaftlichen
Im Vergleich zur Vorgängerstudie ha- geschenkt werden sollte. Abteilungen der Ämter der Landes-
ben sich die zunehmenden Trends der Im Vergleich zur Vorgängerstudie regierungen Österreichs. Wir danken
gemessenen Hochwasserabflüsse etwas haben sich die abnehmenden Trends den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
verstärkt. Dadurch hat sich die Hoch- der gemessenen Niederwasserabflüsse dieser Institutionen für die konstruk-
wasserproblematik ebenfalls verschärft etwas abgeschwächt, da die letzten Jah- tive Begleitung der Studie. Die Daten
(harte Aussage). Starkniederschlagsrele- re eher niederschlagsreich waren (harte wurden vom Hydrographischen Zen-
vante Zugbahnen dürften in den nächs- Aussage). Für die Zukunft (Zeithorizont tralbüro, den hydrografischen Diensten
ten Jahrzehnten an Häufigkeit nicht 2021–2050 im Vergleich zur derzeiti- der Länder und der Zentralanstalt für
zunehmen, aber könnten intensivere gen Situation) werden in den Alpen Meteorologie und Geodynamik zur Ver-
Niederschläge bringen. Für die Zukunft Österreichs deutlich höhere Abflüsse fügung gestellt.
(Zeithorizont 2021–2050 im Vergleich bei Winterniederwasser erwartet (um
zur derzeitigen Situation) werden regio- 10–30 %) (harte Aussage). In den Flach- Funding Open access funding provided
nal unterschiedliche Änderungen der landregionen Ost- und Südösterreichs by TU Wien (TUW).
Abflüsse bei Hochwässern (HQ100) er- kann eine Abnahme der Abflüsse bei
Auswirkungen der Klimaänderung auf Österreichs Wasserwirtschaft – ein aktualisierter StatusberichtOriginalarbeit Open Access Dieser Artikel wird unter Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, nennen, einen Link zur Creative Com- der Creative Commons Namensnen- Verbreitung und Wiedergabe in jeg- mons Lizenz beifügen und angeben, ob nung 4.0 International Lizenz (http:// lichem Medium und Format erlaubt, Änderungen vorgenommen wurden. creativecommons.org/licenses/by/4. sofern Sie den/die ursprünglichen Au- 0/deed.de) veröffentlicht, welche die tor(en) und die Quelle ordnungsgemäß Literatur Alaoui, A., Rogger, M., Peth, S. and Blöschl, G. variable analysis. Int. J. Climatol., 29, 2197–2225, Geographica Augustana 19. ISBN: 3-923273-96- (2018): Does soil compaction increase floods? https://doi.org/10.1002/joc.1857. 6; ISSN: 1862–8680; A review. 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