GLOSSAR des Themenfeldes 1 im BMVI-Expertennetzwerk
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GLOSSAR des Themenfeldes 1 im BMVI-Expertennetzwerk Themenfeld 1: Verkehr und Infrastruktur an Klimawandel und extreme Wetterereignisse anpassen
Zitiervorschlag BMVI-Expertennetzwerk (2020): Glossar des Themenfeldes 1 im BMVI-Expertennetzwerk. DOI: 10.5675/Ex- pNBMVI2020.2020.11 Impressum Digitale Publikationsreihe des Themenfeldes 1 „Verkehr und Infrastruktur an Klimawandel und extreme Wetter- ereignisse anpassen“ im BMVI-Expertennetzwerk „Wissen – Können – Handeln“ zu den Forschungsergebnissen der Schwerpunktthemen aus der 1. Forschungsphase (2016–2019). Das Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) hat die Forschungsarbeiten im Rahmen des Ressortforschungsprogramms BMVI-Expertennetzwerk „Wissen – Können – Handeln“ gefördert. Internet: www.bmvi-expertennetzwerk.de Autoren: Deutscher Wetterdienst: Dr. Stephanie Hänsel, Christoph Brendel, Christène Razafimaharo, Dr. Monika Rauthe Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie: Dr. Nils Schade, Dr. Kerstin Jochumsen Bundesanstalt für Gewässerkunde: Dr. Enno Nilson, Dr. Gudrun Hillebrand Bundesanstalt für Wasserbau: Dr. Elisabeth Rudolph, Dr. Regina Patzwahl Bundesanstalt für Straßenwesen: Anne-Farina Lohrengel, Kathrin Stube, Jens Kirsten Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung/ Eisenbahn-Bundesamt: Markus Forbriger, Carina Herrmann Redaktionsschluss: April 2020 Titelbild: Begriffswolke von Fachbegriffen im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerkes (eigene Darstellung) DOI: 10.5675/ExpNBMVI2020.2020.11
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 1 I. Glossar A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A lysieren Vulnerabilitätsbewertungen für einzelne Ele- mente der Straßenverkehrsinfrastruktur durchzufüh- Abfluss ren und Anpassungsoptionen und -technologien zu Engl.: runoff entwickeln und zu erproben. Wasservolumen, das einen bestimmten Querschnitt Quelle: BASt (o.J.) in einer Zeiteinheit durchfließt und einem Einzugs- gebiet zugeordnet ist. Adaptives Management Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) 2.2.13 Engl.: adaptive management Prozess der iterativen Planung, Umsetzung und Mo- Abflussprojektion difizierung von Strategien zur Ressourcenbewirt- Engl.: projection of river flow schaftung angesichts von Unsicherheit und Wandel. Eine Abflussprojektion ist die simulierte Reaktion Anmerkung: Adaptives Management ist verbunden des hydrologischen Systems auf ein Szenario zukünf- mit einer Anpassung von Ansätzen in Reaktion auf tiger hydrometeorologischer Bedingungen (Klimasze- Beobachtungen ihrer Auswirkungen und Verände- nario), d. h. möglicher Entwicklungen der Nieder- rungen im System, die durch resultierende Rückwir- schlagshöhe und -muster, der Lufttemperatur und kungen und andere veränderliche Größen hervorge- anderer verdunstungssteuernder Größen. Abfluss- rufen werden. projektionen werden häufig basierend auf Wasser- Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) haushaltsmodellen erstellt. Ein Ensemble von Abfluss- projektionen dient der Abschätzung von Unsicher- Änderungssignal heiten möglicher zukünftiger Entwicklungen und kann Engl.: change signal Grundlage für die Auswahl von Abflussszenarios sein. Unterschied zwischen dem Wert einer Größe in einer Quelle: abgeleitet aus IPCC (2016) Periode (z. B. in der Vergangenheit) und in einer spä- teren Periode (z. B. in der Zukunft). Abflussszenario Siehe auch Klimaänderungssignal Engl.: scenario of river flow Quelle: nach BL-Fachgespräch (2017) Ein Abflussszenario ist ein Szenario, d. h. eine plausible Annahme einer mögli- Ästuar chen zukünftigen Entwicklung, die in der Größe Engl.: estuary "Abfluss" angegeben wird. Abflussszenarien werden Tidenbeeinflusstes Mündungsgebiet eines Flusses. oft so gewählt, dass sie den durch das Ensemble von Quelle: BMVBS (2012) Abflussprojektionen wiedergegebenen Unsicherheitsbe- reich gut abdecken, d. h. jeweils eine "hohe" und eine Aktionsplan Anpassung (APA) "niedrige" Schätzung beinhalten. Ein im Jahr 2011 von der Bundesregierung beschlos- Quelle: abgeleitet aus IPCC (2016) sener Plan, der die konkreten Schritte, mit denen die Bundesregierung die Deutsche Anpassungsstrategie AdSVIS: Adaptation der Straßenverkehrs- an den Klimawandel (DAS) vorantreibt und verant- infrastruktur an den Klimawandel wortliche Akteure bei der Umsetzung entsprechen- Ein im Jahr 2011 von der BASt initiiertes Ressortfor- der Maßnahmen unterstützt, festlegt. schungsprogramm. AdSVIS besteht aus 15 Teilpro- Siehe auch Deutsche Anpassungsstrategie (DAS) jekten, die gemeinsam darauf abzielen, die Auswir- kungen des Klimawandels auf die Straßenverkehrsin- Quelle: nach UBA (2019) frastruktur und den Straßenbetriebsdienst zu ana-
2 Glossar des Themenfeldes 1 Anpassung (an den Klimawandel) eingesetzten Instrumente und Maßnahmen, um Engl.: adaptation (to climate change) Nachteile von tatsächlichen oder erwarteten Klima- Prozess der Ausrichtung auf das tatsächliche oder er- veränderungen und deren Folgen zu mindern sowie- wartete Klima und dessen Auswirkungen. In Syste- Vorteile zu nutzen. men des Menschen ist Anpassung darauf gerichtet, Siehe auch Deutsche Anpassungsstrategie (DAS) Schäden zu vermindern oder zu vermeiden, oder Quelle: ARL (2013) vorteilhafte Möglichkeiten zu nutzen. In einigen na- türlichen Systemen kann die Anpassung an das er- Anthropogen wartete Klima und dessen Auswirkungen durch Ein- Engl.: anthropogenic greifen des Menschen ermöglicht werden. Durch Aktivität des Menschen verursacht oder pro- Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) basierend auf duziert. IPCC (2016) Quelle: IPCC (2016) Anpassungsbedarf Asphalt Engl.: adaptation needs Engl.: asphalt Handlungsbedarf zur Gewährleistung der Sicherheit Mischung von Gesteinskörnungen mit einem bi- der Bevölkerung und der Sicherung von Vermögen tumenhaltigen Bindemittel. als Reaktion auf Klimafolgen. Quelle: FGSV (2003) Quelle: IPCC (2016) Auftrittswahrscheinlichkeit Anpassungsfähigkeit Engl.: probability of occurrence Engl.: adaptive capacity Siehe Wiederkehrperiode Fähigkeit von Systemen, Institutionen, Menschen und andere Lebewesen, sich auf potentielle Schädi- gungen einzustellen, Vorteile zu nutzen oder auf Auswirkung (Folge) Auswirkungen zu reagieren. Engl.: impact Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) basierend auf Wirkung auf natürliche Systeme und solche des Men- IPCC (2016) schen. Im Kontext des Klimawandels wird der Be- griff „Folgen“ primär verwendet, um Auswirkungen Anpassungsmaßnahme extremer Wetter- und Klimaereignisse sowie des Kli- Engl.: adaptation measures mawandels auf natürliche Systeme und solche des Menschen zu beschreiben. Folgen beziehen sich im Konkrete Einzelmaßnahme zur Erhöhung der Resi- Allgemeinen auf die Auswirkungen auf Leben, Exis- lienz oder Reduzierung der Vulnerabilität gegenüber tenzgrundlagen, Gesundheitsstatus, Ökosysteme, beobachteten oder erwarteten Ereignissen. Wirtschaftssysteme, Gesellschaften, Kulturen, Quelle: verändert nach UKCIP (o.J.) Dienstleistungen und Infrastruktur aufgrund der Wechselwirkung von Klimawandel bzw. gefährli- Anpassungsoptionen chen Klimaereignissen, die innerhalb eines bestimm- Engl.: adaptation options ten Zeitraums auftreten, und der Verwundbarkeit ei- Die Palette von für den Anpassungsbedarf verfügba- ner exponierten Gesellschaft oder eines solchen Sys- ren und geeigneten Strategien und Maßnahmen (An- tems. Folgen werden auch als Konsequenzen und passungsmaßnahme) Sie beinhalten eine große Band- Auswirkungen bezeichnet. Die Folgen der Klimaän- breite von Maßnahmen, die als strukturell, institutio- derung für geophysikalische Systeme, einschließlich nell oder gesellschaftlich klassifiziert werden können. Überschwemmungen, Dürren und Meeresspiegelan- Quelle: IPCC (2016) stieg, stellen eine Teilmenge der sogenannten physi- schen Folgen dar. Anpassungsstrategie Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) basierend auf In Bezug auf den Klimawandel sind Anpassungsstra- IPCC (2016) tegien langfristig angelegte Konzepte oder Verhal- tensweisen einschließlich der zu ihrer Umsetzung
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 3 Außenwasserstand und Schäden auf diesem Weg wirksam begrenzt und Engl.: downstream water level minimiert werden. Wasserstand seeseitig eines Deiches oder Sperrwerks. Quelle: eigene Definition in Norpoth et al. (2020) Quelle: eigene Definition Bemessungswert B Engl.: design value Bemessungswerte oder -größen liefern eine Grund- Ballast lage für eine ausreichende Dimensionierung von An- Engl.: ballast lagen und Arbeitsmitteln, die zum Betrieb, Bau und Unterhaltung von z. B. Bundesverkehrswegen die- Schwere Last, die zum Gewichtsausgleich auf einem nen. Es handelt sich hierbei in der Regel um quanti- Verkehrsmittel mitgeführt wird. tativ erhobene Werte, deren Grundlage auf einer aus- Quelle: nach Duden Online (2019) reichend robusten Statistik bestimmter Grundgrößen wie z. B. Klimaparameter basieren. Bandbreite (auch Streuung) von Klimamo- dellen Quelle: eigene Definition Engl.: bandwidth, model spread Betriebliche Unterhaltung Wertebereich, innerhalb dem sich die Variablen eines Engl.: operational maintenance gegebenen Auswerteumfangs bewegen. Die Band- breite kann unter anderem durch Verwendung unter- Für den Verkehrsträger Straße betrifft dies laufende schiedlicher Klimamodelle (Multi-Modell-Ensemble), Reinigungs- und Pflegearbeiten (z. B. Kehren der Fahr- durch Rechnen unterschiedlicher Emissionsszenarien bahn, Reinigen der Entwässerungseinrichtungen, mit demselben Klimamodell oder durch Rechnen Pflege der Vegetation) sowie Winterdienst. mehrerer Realisierungen desselben Emissionsszena- Quelle: FGSV (2003) rios mit demselben Klimamodell zustande kommen. Die Interpretation der Bandbreite hängt davon ab, Bezugszeitraum mit welcher der genannten Methoden oder Kombi- Engl.: reference period nationen davon diese Bandbreite erzeugt wurde. 30-jähriger Zeitraum, der für die Bestimmung des Quelle: verändert nach Climate Service Center (2012) Klimas der Gegenwart zugrunde gelegt wird. Im Ver- gleich zur von der WMO bestimmten Referenz- bzw. Bemessungsgrundlage Normalperiode von 1961–1990 wird im Experten- Engl.: design criteria netzwerk der Bezugszeitraum 1971–2000 verwendet, da einige Klimaprojektionsdaten erst ab 1970 vorliegen. Regelwerke (z. B. technische Normen, Richtlinien) und Bemessungsgrundlagen geben Handlungs- und Quelle: eigene Definition Ausführungsvorschriften oder Empfehlungen und technische Vorschläge in Planungsvorgängen vor Bias (ev. auch Modellbias) und basieren auf Erkenntnissen aus Wissenschaft, Engl.: bias Technik und/oder Erfahrung. Die Festlegungen in In der Modellierung bezeichnet der Bias die Diffe- den Regelwerken werden im Laufe von teilweise renz zwischen einer modellierten Klimastatistik und langwierigen Prozessen in Gremienarbeit mit Kon- der dazu korrespondierenden wahren (bzw. beo- sens erstellt und von anerkannten Institutionen an- bachteten) Klimastatistik. Ein aus Modell- und Be- genommen (z. B. Deutsches Institut für Normung). obachtungsdaten abgeleiteter Modellbias ist lediglich Sie sind ein wichtiges Instrument zur Realisierung eine Schätzung des wahren Modellbias, da er auch der Anpassung an den Klimawandel, da entspre- von der internen Klimavariabilität beeinflusst wird. chend zu erwartende Einflüsse in die Regelwerke in- Quelle: eigene Definition tegriert werden und dadurch automatisch in Pla- nungsvorhaben einfließen. Durch eine bessere Be- Bias-Adjustierung (auch Bias-Korrektur, rücksichtigung zukünftiger Klimabedingungen bei Bias-Minimierung) normativen Festlegungen können Beeinträchtigungen Engl.: bias adjustment, bias correction
4 Glossar des Themenfeldes 1 Bias-Adjustierung bezeichnet die Anpassung des si- Oberbegriff für Bundesautobahnen und Bundesstra- mulierten Datensatzes an die Beobachtungsdaten zur ßen, die ein zusammenhängendes Netz für den weit- Verringerung der systematischen Abweichung. Der räumigen Straßenverkehr bilden und deren Baulast oft genannte Begriff Bias-Korrektur ist dabei irrefüh- mit Ausnahme der Ortsdurchfahrten größerer Ge- rend, da der systematische Fehler nicht eliminiert, meinden dem Bund obliegt. sondern durch die Nachbearbeitung lediglich gemin- Quelle: FGSV (2012) dert wird. Zudem wird der systematische Fehler nur für das rezente Klima tatsächlich gemindert, jedoch Bundesoberbehörde nicht unbedingt auch für die Zukunft, da man im All- Engl.: federal authority gemeinen nicht von einem stationären Bias ausgehen Eine Bundesoberbehörde ist einer obersten Bundes- kann. behörde (vor allem dem Bundesministerium) unmit- Quelle: nach BL-Fachgespräch (2017) telbar nachgeordnet und für das gesamte Bundesge- biet zuständige Bundesbehörde. Bundesoberbehör- Binnenschifffahrtsstraße den können als Verwaltungsbehörden des Bundes Engl.: inland waterway nach Artikel 87 III Grundgesetz für Angelegenhei- Teil der Wasserstraße, auf der vorwiegend Binnen- ten, für die dem Bund die Gesetzgebung zusteht, schiffe verkehren und auf der der Schiffsverkehr ge- durch Gesetz errichtet werden. Ist eine Bundesober- setzlich geregelt ist. behörde errichtet, so führt sie (gegebenenfalls mit ei- Quelle: WSV (2017) genen Mittel- und Unterbehörden) die einschlägigen Bundesgesetze aus (in Abweichung von Artikel 83, Binnenwasserstraße 84 Grundgesetz, wonach die Ausführung der Bun- Engl.: inland waterway desgesetze grundsätzlich Sache der Länder ist). Quelle: Springer Gabler Verlag (2017) Oberirdisches Gewässer als Wasserstraße, im Küs- tengebiet gegen das Küstengewässer gesetzlich abge- grenzt. Binnenwasserstraßen sind Seeschifffahrts- Bundesverkehrswegeplan (BVWP) straßen, wenn diese wie die Unterläufe von Flüssen Engl.: Federal Transport Infrastructure Plan (Ems, Weser, Elbe, Trave) sowie der Nord-Ostsee- Verkehrsträgerübergreifender Rahmenplan für Ver- Kanal überwiegend der Seeschifffahrt dienen. kehrswegeinvestitionen auf Bundesebene. Quelle: WSV (2017) Quelle: FGSV (2012) Böschung C Engl.: embankment, bank Geländeanschnitt, der zwei Flächen, die sich auf un- Climate Proofing terschiedlichem Niveau befinden und eine geringere Dt.: Sicherung gegenüber dem Klimawandel sowie Neigung aufweisen, miteinander verbindet. Es wird Prüfverfahren zur Integration von Klimawandelfolgen zwischen künstlicher, natürlicher oder historischer Climate Proofing bezeichnet die systematische Be- Böschung unterschieden. Künstliche oder anthropo- rücksichtigung von Anpassungsfragen und die Ent- gene Böschungen sind die von Menschen mit Hilfe von wicklung von Risikominderungsstrategien gegenüber Werkzeugen oder Maschinen hergestellten Böschungen klimabezogenen Extremereignissen sowie schlei- an Straßen, Kanälen, Trassen und Tagebauten. chenden Veränderungen. Dabei kann Climate Proo- Quelle: Spektrum Akademischer Verlag (2000a), verändert fing sowohl im Sinne eines Prüfverfahrens verstan- den werden als auch als generelle Strategie zur Siche- Brackwasser rung von bestehenden Systemen (z. B. Infrastruktu- Engl.: brackish water ren) oder als zukunftsorientierte Investition gegen Mischung zwischen Meerwasser und Süßwasser. die Folgen des Klimawandels. Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) Quelle: ARL (2018) Bundesfernstraßen Engl.: federal highways
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 5 CMIP5 Dauerniederschlag, Dauerregen Die Phase fünf des Modellvergleichsprojektes (Coup- Engl.: long-lasting precipitation, persistent precipitation led Model Intercomparison Project 5, CMIP5), das Lang andauerndes Niederschlagsereignis (mehrere Klimamodellsimulationen basierend auf gemeinsa- Stunden) mit geringer, sich meist wenig ändernder men Modellvorgaben von Modellgruppen aus aller Niederschlagsintensität und ausgedehntem Nieder- Welt koordiniert und archiviert. Der CMIP5-Daten- schlagsfeld, auch Dauerregen genannt. Im Rahmen satz enthält Projektionen unter Verwendung der Re- des BMVI-Expertennetzwerks wurden verschiedene präsentativen Konzentrationspfade. Klimaindizes bezüglich der Anzahl der Dauernieder- Quelle: IPCC (2016) schlagsereignisse berechnet. Diese Ereignisse wur- den zum ersten als die Anzahl der Ereignisse mit Nie- CORDEX derschlag „größer gleich“ 30 mm in 48 Stunden fest- Abk.: Coordinated Regional Downscaling Experiment gelegt. Eine andere Definition bezieht sich auf die CORDEX ist ein vorgegebener Rahmen des Weltkli- Anzahl der Ereignisse mit Niederschlag „größer maforschungsprogramms (World Climate Research Pro- gleich“ 40 mm in 72 Stunden. Eine dritte Variante gramme, WCRP) zur Bewertung der Leistungsfähig- zählt die Anzahl der Ereignisse mit Niederschlag keit regionaler Klimamodelle durch eine Reihe von „größer gleich“ als 37 mm in 72 Stunden, wobei an Experimenten, die darauf abzielen, regionale Klima- einem Tag mindestens 25,6 mm Niederschlags ver- projektionen zu erstellen. zeichnet werden muss. Quelle: WCRP (2018) Quelle: DWD (2020) COSMO-CLM Deich Das aus dem regionalen Wettervorhersagemodell Engl.: dyke, embankment "COSMO" abgeleitete regionale Klimamodell Erdbauwerk zur Wasserrückhaltung innerhalb eines COSMO-CLM kann für längerfristige Simulationen bestimmten Gebietes entlang eines Flusses oder zum im Klimamodus angewendet werden. Dabei wird das Schutz vor Überflutung durch Gezeitenwellen. Modell sowohl vom COSMO-Konsortium als auch Quelle: IHP/OHP (1992) von der CLM -Community (CLM: Climate Limited- area Modelling Community) weiterentwickelt und Deutsche Anpassungsstrategie (DAS) verbessert. Die Koordination der CLM-Community, Die DAS wurde 2008 von der Bundesregierung be- zu dem sich 73 internationale Institute zusammenge- schlossen und schafft einen Rahmen zur Anpassung schlossen haben (Stand Juli 2016), erfolgt durch den an die Folgen des Klimawandels in Deutschland. Sie Deutschen Wetterdienst. Nähere Informationen gibt legt den Grundstein für einen mittelfristigen Prozess, es unter www.clm-community.eu. COSMO-CLM in dem Risiken identifiziert, der mögliche Hand- gehört zur Gruppe der regionalen numerisch-dyna- lungsbedarf benannt, die entsprechenden Ziele defi- mischen Klimamodelle. Sie berechnen in diskreten niert sowie mögliche Anpassungsmaßnahmen entwi- Zeitschritten die Veränderungen verschiedener Grö- ckelt und umgesetzt werden. ßen für festgelegte Punkte eines dreidimensionalen Quelle: BMVI (2015) Gitters, das eine bestimmte Region (z. B. Europa o- der Deutschland) überdeckt. Disposition (Grunddisposition) Quelle: DWD (2019) Engl.: disposition (basic disposition) Bei der Disposition handelt es sich um die Anlage o- D der Bereitschaft von Wasser, Schnee, Eis, Erd- und Felsmassen, sich (in reiner Form oder vermischt) un- Dauerlinie ter dem Einfluss der Schwerkraft so talwärts zu ver- Engl.: duration curve lagern, dass dies zu Schäden führen kann. Eine Graphische Darstellung von zeitäquidistanten Mittel- Grunddisposition stellt hingegen eine grundsätzliche, werten einer bestimmten Zeitspanne in Abhängigkeit über längere Zeit gleichbleibende Anlage oder Bereit- von der zugehörigen Unter- bzw. Überschreitungsdauer. schaft zu gefährlichen Prozessen dar. Die Grunddis- Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) position wird bestimmt durch über längere Zeiträume
6 Glossar des Themenfeldes 1 konstant bleibende Parameter wie Relief, Geologie, Durchschnittlicher werktäglicher Verkehr Klima, Pflanzenbestand usw. Im Vergleich hierzu ist (DTVw) die variable Disposition eine schwankende oder sich Engl.: average daily traffic on a weekday, notwith- entwickelnde Anlage oder Bereitschaft zu gefährli- standing holidays chen Prozessen. Bedingt wird diese beispielsweise Durchschnittlicher täglicher Verkehr an einem durch die Jahres- und Tageszeit gesteuerten Größen, Werktag außerhalb der Ferien. wie die meteorologische Situation oder der Wasser- Quelle: FGSV (2012) haushalt in einem potenziellen Rutschkörper. Quelle: Kienholz et al. (1998), leicht verändert DWD-Referenzensemble Sie sind eine Zusammenstellung aller zu einem gege- Downscaling (oder Herunterskalieren) benen RCP-Szenario verfügbaren regionalen Klima- Engl.: downscaling projektionen, die technische und wissenschaftliche Der rechnerische Prozess der Umwandlung von grob Mindeststandards erfüllen. skalierten räumlichen Modell-Ausgaben in eine feiner Siehe auch Ensemble aufgelöste Skalierung. Quelle: eigene Definition in BMVI-Expertennetzwerk Quelle: UKCIP (o.J.) (2020) Drempel E Engl.: jamb wall Schwelle am Schleusentor als Anschlag für das ge- Ebbdelta (auch Ebbedelta) schlossene Schleusentor. Engl.: ebb-tidal delta Quelle: DIN 4054 (2006) Fächer aus Sandbänken vor der Mündung eines Tiefs (Seegat) bzw. eines Fließgewässers mit Ebbstrom. Durchfluss Quelle: Schutzstation Wattenmeer (o.J.), leicht verändert Engl.: flow, flow rate Der Durchfluss Q gibt das Volumen an, das einen Ebbstrom (auch Ebbestrom) bestimmten Querschnitt in einer festgelegten Zeit- Engl.: ebb current einheit durchfließt. Strömung während der Ebbestromdauer, im Allge- Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) meinen seewärts gerichtet. Deren Geschwindigkeit (Ebbestromgeschwindigkeit) ist die gemessene Fließ- Durchlass geschwindigkeit an einem Punkt zu einem bestimm- Engl.: outlet ten Zeitpunkt. Ein Durchlass ist ein Kreuzungsbauwerk mit einer Der Termin der Ebbestromkenterung entspricht ei- lichten Weite von < 2,0 m, welche die Kreuzung von nem Zeitpunkt mit minimaler Strömungsgeschwin- Gewässern durch Anlagen, wie z. B. Bahndämmen, digkeit (lokales Minimum des Betrags der Strö- ermöglicht. mungsgeschwindigkeit), welcher der Eintrittszeit des Quelle: Definition vom EBA Tideniedrigwassers (Tnw) am nächsten liegt. An bestimmten Standorten lässt sich das Verhältnis Durchschnittlicher täglicher Verkehr (DTV) zwischen den mittleren maximalen Flut- bzw. Engl.: average daily traffic Ebbstromgeschwindigkeiten rechnen, wobei Werte Für ein ganzes Jahr repräsentative, auf 24 Stunden kleiner als 1 auf einen ebbstromdominanten Bereich bezogene Verkehrsstärke aller Verkehrsströme eines hinweisen. Querschnitts oder einer Fahrtrichtung eines Quer- Quelle: nach DIN 4049-3-1994-10 (1994), BAWiki schnitts. (o.J.), und eigene Definition Quelle: FGSV (2012) Economies of scale Dt.: Skaleneffekte
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 7 Rückgang der Stückkosten bei Erhöhung der Pro- Ensemble duktionsmenge unter gleichbleibenden Produktions- Engl.: ensemble bedingungen. Eine Sammlung von Modellsimulationen, die eine Quelle: Duden Online (2019) Klimaprognose oder Klimaprojektion kennzeichnet. Unterschiede in den Anfangsbedingungen und der Einzugsgebiet Modellformulierung führen zu unterschiedlichen Engl.: catchment area Entwicklungen der modellierten Systeme und kön- Dass durch eine ober- und/oder unterirdische Was- nen im Fall von Klimaprognosen Informationen zu serscheide abgegrenzte Gebiet, welches durch einen Unsicherheiten aufgrund von Modellfehlern und Fluss (hier auch Flusseinzugsgebiet genannt) oder Fehlern in den Anfangsbedingungen sowie im Fall Bach mit allen seinen Nebenflüssen entwässert wird. von Klimaprojektionen Informationen zu Unsicher- Einzugsgebiete sind die Bezugsräume für Wasser- heiten aufgrund von Modellfehlern und intern gene- haushaltsuntersuchungen und die Erfassung von rierter Klimavariabilität liefern. Stoffumsätzen in der Landschaft. Quelle: IPCC (2014) Quelle: Leser (2001) Entwässerung Eistage Engl.: drainage Engl.: ice days 1. Ableitung des Überschusswassers bei Bodennässe Ein Eistag ist ein Tag, an dem das Maximum der durch kulturtechnische Maßnahmen, wie Dränung, Lufttemperatur unterhalb des Gefrierpunktes (unter um Oberflächen-, Boden – und Grundwasser abzu- 0 C) liegt, d. h. es herrscht durchgehend Frost. leiten, die das Wachstum von Kulturpflanzen hem- men können. 2. Abführung des Abwassers über die Quelle: DWD (2020) Kanalisation. 3. Trockenlegen von Feuchtstandor- ten, kleinen Oberflächengewässern und Mooren, um Emissionen sie zu nutzen. Engl.: emissions Quelle: Leser (2001) Von Anlagen (Betriebsstätten, Maschinen, Geräten, Fahrzeugen, Grundstücken) ausgehende Luftverun- Entwässerungseinrichtung reinigungen, Geräusche, Erschütterungen, Licht, Engl.: drainage system Wärme, Strahlen und ähnliche Umwelteinwirkungen. Entwässerungseinrichtungen dienen dazu, schädli- Quelle: BImSchG (2013) che Wasseranreicherungen – z. B. während und nach Starkregenereignissen – im Umfeld von Straßen- Emissionsszenarien (Klima) bzw. Gleisbereichen zu verhindern und somit die Engl.: emission scenario Tragfähigkeit des Planums sowie die Funktionsfähig- Eine plausible Darstellung der zukünftigen Entwick- keit und die Standsicherheit der Infrastrukturbau- lung der Emissionen von Substanzen, die potenziell werke zu jeder Jahreszeit zu gewährleisten. strahlungswirksam sind (z. B. Treibhausgase, Aero- Siehe auch Entwässerung, Siel sole), basierend auf einer kohärenten und in sich kon- sistenten Reihe von Annahmen über Antriebskräfte Quelle: DIN 4048-1 (1987), und eigene Definition (wie demographische und sozioökonomische Ent- wicklung oder Technologiewandel, Energie und Entwässerungssiel Landnutzung) und deren Schlüsselbeziehungen. Engl.: drainage sluice Konzentrationsszenarien, die von Emissionsszena- Siehe Entwässerung, Entwässerungseinrichtung, Siel rien abgeleitet werden, werden als Vorgabe für ein Klimamodell verwendet, um Klimaprojektionen zu Erdsystemmodell berechnen. Engl.: Earth System Model (ESM) Quelle: IPCC (2014), verändert Ein gekoppeltes Allgemeines Atmosphären-Ozean- Zirkulationsmodell, das die Darstellung des Kohlen- stoffkreislaufs beinhaltet und eine interaktive Be-
8 Glossar des Themenfeldes 1 rechnung atmosphärischer CO 2- oder kompatibler Siehe auch Europäische Wasserrahmenrichtlinie Emissionen ermöglicht. Zusätzliche Komponenten Quelle: MUEEF (o.J.-b) (z B. Atmosphärenchemie, Eisschilde, dynamische Vegetation, Stickstoffkreislauf, aber auch urbane o- Europäische Meeresstrategie-Rahmen- der Anbaumodelle) können eingeschlossen sein. richtlinie (MSRL) Siehe auch Klimamodell Engl.: Marine Strategy Framework Directive Quelle: IPCC (2016) Die Europäische Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (EG-Richtlinie 2008/56/EG) stellt die Umweltsäule Erosion der Europäischen Integrierten Meerespolitik dar. Seit Engl.: erosion ihrem Inkrafttreten im Juli 2008 verpflichtet sie die Mitgliedsstaaten zur Umsetzung in nationales Recht Hydrologie: Abtragung von Gestein durch Wasser. und fordert sie auf, Maßnahmen zu ergreifen, um bis Man unterscheidet flächenhafte Erosion (Flächenab- zum Jahre 2020 einen guten Zustand der Meeresum- trag) und lineare Erosion (Rinnenerosion). Allge- welt zu erreichen und - auch darüber hinaus - zu er- mein: i. e. S. Oberbegriff für die Abtragungsprozesse halten. Ziel ist es, eine Verschlechterung des Zu- bei denen Material durch die Agenzien (natürliche stands der Meeresumwelt zu vermeiden, geschädigte Medien, die Material aufnehmen und transportieren) Ökosysteme wo möglich wiederherzustellen, die Ar- verlagert wird (fluviale Erosion, glaziale Erosion, tenvielfalt und menschliche Gesundheit zu erhalten, Winderosion, marine Erosion). Erosion tritt ein, sowie eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen wenn die vom Agens ausgeübten Kräfte (Scher- durch künftige Generationen zu ermöglichen. /Schubspannungen) Partikel aufnehmen und trans- portieren können. I. w. S. Oberbegriff für alle Abtra- Elf Themenbereiche (sogenannte Deskriptoren) ste- gungen der Erdoberfläche beitragenden Vorgänge, hen dabei besonders im Fokus, u.a. Biodiversität, die Boden- und Gesteinsmaterial aus ihrem Verband kommerziell genutzte Meerestiere, Eutrophierung, lockern, lösen und verlagern (inkl. Verwitterung und Meeresboden, Schadstoffe, Abfälle im Meer und die Massenbewegungen). Einleitung von Energie. Die Konkretisierung der Richtlinie erfolgt durch Beschlüsse der EU-Kommis- Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994), Spektrum Akademischer Verlag (2000a) sion zum guten ökologischen Zustand und zum Ver- fahren zur Überwachung und Bewertung, welche im Europäische Hochwasserrisikomanage- Jahre 2017 aktualisiert wurden. ment-Richtlinie (HWRM-RL) Quelle: NLWKN (2020) Engl.: EU Floods Directive Das Europäische Parlament und der Rat der Euro- Europäische Wasserrahmenrichtlinie päischen Union haben am 23.10.2007 die EU-Richt- (WRRL) linie 2007/60/EG über die Bewertung und das Ma- Engl.: EU Water Framework Directive nagement von Hochwasserrisiken verabschiedet. Die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (EG- Die Richtlinie verfolgt das Ziel, die nachteiligen Aus- Richtlinie 2000/60/EG) (WRRL) legt einen europa- wirkungen von Hochwasser auf die menschliche Ge- weiten Gemeinschaftsrahmen für den Schutz und die sundheit und die Umwelt sowie auf Wirtschaft, Inf- Bewirtschaftung des Wassers fest. Die WRRL strebt rastruktur und Kultur zu verringern und zu bewälti- einen integrierten Gewässerschutz an. Demnach sind gen. Um die hierzu erforderlichen Maßnahmen mög- sowohl Oberflächengewässer als auch das Grund- lichst effizient zu gestalten, sollen – analog zur Was- wasser zu schützen, wird der Gewässerschutz quali- serrahmenrichtlinie – Strategien und Maßnahmen tativ und quantitativ angegangen und erfolgt eine grenzüberschreitend innerhalb eines Einzugsgebiets ökologische und eine ökonomische Betrachtungs- abgestimmt, koordiniert und umgesetzt werden. Die weise. EU-Mitgliedsstaaten werden damit verpflichtet, Ziel der EG-WRRL ist die Erreichung bzw. der Er- künftig beim Hochwasserrisikomanagement auch halt eines guten Zustandes des Grundwassers und grenzübergreifend zusammenzuarbeiten. Die Richt- der oberirdischen Gewässer. Dies bedeutet: für die linie war nach dem Inkrafttreten von den Mitglieds- oberirdischen Gewässer eine Überwachung des öko- staaten innerhalb von 2 Jahren in nationales Recht logischen und chemischen Zustandes, für das umzusetzen. Grundwasser eine Überwachung des chemischen
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 9 und mengenmäßigen Zustandes. Oberflächengewäs- Extremereignis ser und Grundwasser sollen demnach geschützt, ver- Engl.: extreme event bessert und saniert werden. Eine Verschlechterung Extremereignisse sind per Definition (sehr) seltene des Zustandes der oberirdischen Gewässer und des und damit außergewöhnliche Ereignisse. Das heißt Grundwassers ist zu verhindern. sie haben bezogen auf den jeweiligen Ort und Zeit- Quelle: HLNUG (o.J.) punkt im Jahr verglichen mit anderen Ereignissen eine lange und unregelmäßige Wiederkehrperiode. Evaluierung (ev. auch Modellevaluierung) Quelle: BL-Fachgespräch (2017), verändert Engl.: (model) evaluation Mittels der Evaluierung wird die Güte einer spezifi- Extremszenario schen, modellbasierten Vorhersage bzw. Projektion Engl.: extreme scenario bewertet (Wetter, Klima, Hydrologie). Wettervorher- Extremszenarien sind Szenarien am Rand des Spekt- sagen werden fortlaufend erstellt und können leicht rums möglicher Entwicklungen in der Zukunft. Für mit Beobachtungen verglichen werden. Über einen ein Risikomanagement interessieren v. a. Extremszena- längeren Zeitraum können dabei Statistiken gesam- rien mit besonders ungünstigen Auswirkungen melt werden, auf deren Basis die Güte eines Modells („worst case“) sowie die Vielfalt möglicher Entwick- oder eines Vorhersagesystems bewertet werden lungen im Extrembereich. kann. Klimasimulationen basieren hingegen auf Mo- Extremszenarien zu Hochwasser- oder Niedrigwas- dellen deren Ziel es ist, langfristige Änderungen vor- serausprägungen werden durch Simulation extremer herzusagen und für die keine präzisen Analogien in Ereignisse unter in (noch) realistischem Rahmen va- der Vergangenheit vorliegen. Die Vertrauenswürdig- riierten Anfangs- und Randbedingungen erzeugt. keit eines bestimmten Modells kann bewertet wer- Diese Variation kann durch graduelle Änderung me- den, indem Simulationen eines historischen Zeit- teorologischer und hydrologischer Prozess- und Zu- raums oder des Paläoklimas erstellt werden. standsvariablen, durch Rekombination von Episo- Quelle: nach IPCC (2007) den aus real aufgetretenen Ereignissen oder durch die Annahme verschiedener Varianten wasserwirtschaft- Exposition licher Maßnahmen erfolgen. Engl.: exposure Siehe auch Das Vorhandensein von Menschen, Existenzgrund- Szenario lagen, Arten bzw. Ökosystemen, Umweltfunktio- nen, -leistungen und -ressourcen, Infrastruktur oder Quelle: eigene Definition ökonomischem, sozialem oder kulturellem Vermö- gen in Gegenden und Umständen, die betroffen sein Extremwertstatistik könnten. Engl.: extreme value statistics Die Exposition kann sich im Laufe der Zeit verän- Extremwertstatistik ist die mathematische Analyse dern, z. B. infolge einer Landnutzungsänderung. extremer Beobachtungen stochastisch unabhängiger Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) basierend auf Zufallsvariablen (Maxima oder Minima), die in der IPCC (2016) Praxis etwa bei außergewöhnlichen Wetterbedingun- gen, in der Zuverlässigkeitsanalyse komplexer Sys- Expositionsanalyse teme, oder bei Untersuchungen von Materialbestän- Engl.: exposure analysis digkeiten auftreten können. Im Gegensatz zum Die Expositionsanalyse als Teilschritt der Klimawir- asymptotischen Verhalten von Durchschnittswerten kungsanalyse im BMVI-Expertennetzwerk dient der (Summen) unabhängiger Beobachtungen, bei dem Ermittlung der räumlichen und zeitlichen Verteilung bekanntlich die Normalverteilung eine zentrale Rolle potentiell gefährdeter Objekte durch einen vorgege- spielt, sind im vorliegenden Fall die sogenannten benen Einfluss (z. B. Hoch- und Niedrigwasser, Extremwertverteilungen von Interesse, etwa als Sturm, Hangrutschung, Meeresspiegelanstieg). Grenzverteilungen geeignet normierter Extrema. Quelle: eigene Definition Quelle: Pfeifer (1989)
10 Glossar des Themenfeldes 1 Extremwetterereignis Ferne Zukunft Engl.: extreme weather event Im BMVI-Expertennetzwerk wird die Zeitscheibe Ein extremes Wetterereignis ist ein Ereignis, das an 2071–2100 als ferne Zukunft bezeichnet. Zum Teil einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Jah- wird sie auch als „Ende des Jahrhunderts“ bzw. reszeit selten, d. h. außergewöhnlich, ist. Die Defini- „langfristiger Planungshorizont“ benannt. In der Re- tionen für “selten” variieren, aber ein extremes Wet- gel werden die Klimaänderungssignale gegenüber dem terereignis wäre normalerweise so selten wie oder sel- Bezugszeitraum dargestellt bzw. bewertet. tener als das 10- oder 90%-Perzentil der beobachte- Quelle: Eigene Definition ten Wahrscheinlichkeitsverteilung. Per Definition kann die Charakteristik von so genanntem “Extrem- Feuchteperiode wetter” absolut gesehen von Ort zu Ort unterschied- Engl.: wet period lich sein. Wenn ein Muster von extremem Wetter Als Feuchteperiode gilt die maximale Periode von über eine bestimmte Zeitspanne, z. B. eine Saison, ununterbrochenen aufeinanderfolgenden Nieder- bestehen bleibt, kann es als “extremes Klimaereig- schlagstagen (mit Niederschlag über 1 mm). nis” klassiert werden, vor allem wenn es ein Mittel Quelle: eigene Definition bzw. eine Summe aufweist, die seinerseits bzw. ihrer- seits extrem ist (z. B. eine Dürre oder Starknieder- Fließakkumulation schlag während einer ganzen Saison). Engl.: flow accumulation Quelle: Bundesregierung (2008), verändert In der Reliefanalyse wird die Fließakkumulation aus der Fließrichtung abgeleitet und gibt die Anzahl der F Zellen wieder, die in eine Zelle entwässern (spezifi- sches Einzugsgebiet eines Punktes in Anzahl Zellen). Fahrwasser Hohe Zellwerte deuten somit auf ein Tal oder eine Engl.: waterway; navigable water Senke hin, wohingegen Zellen ohne Fließakkumula- Teil einer Wasserstraße, der den örtlichen Umstän- tion Gipfel oder Gebirgskämme darstellen. den nach vom durchgehenden Schiffsverkehr be- Quelle: nach GEOVLEX MLU Halle-Wittenberg (2009) nutzt wird. Quelle: DIN 4054 (2006) 2.1.7 Fließprozess Engl.: flow process Feinsediment Unter Fließprozessen fallen z. B. Erd-, Schutt, und Engl.: fine sediment Blockströme, Muren oder Kriechbewegungen, die Als Feinsedimente werden Partikel mit einem Korn- keine eindeutig definierten Gleitflächen aufweisen. durchmesser von weniger als 2 mm bezeichnet, d. h. Im Gegensatz zu den Rutschungen, ist der Wasser- die Fraktionen Schluff, Ton und Sand. In Fließge- gehalt der fließenden Massen meist deutlich erhöht. wässern liegen Feinsedimente meist in der Unter- Die Bewegung ist vergleichbar mit einer hochvisko- schicht der Flusssohle oder werden als Schwebstoffe sen Flüssigkeit. im Wasser transportiert. In der Deckschicht kom- Quelle: Reinartz (o.J.) men Feinsedimente vor allem vor, wenn die Fluss- sohle kolmatiert ist. Für die Mobilisierung und den Flusseinzugsgebiet Transport der Feinsedimente braucht es genügend Siehe Einzugsgebiet starke Turbulenzen wie in alpinen oder voralpinen Flüssen. In der Wassersäule nimmt die Konzent- Flusshochwasser ration von Schwebstoffen mit der Tiefe zu: Die Siehe Hochwasser höchste Konzentration befindet sich in Sohlennähe, wo die Schwebstoffe mit den Partikeln der Fluss- sohle im Austausch stehen.Die kleinsten Sediment- Flut partikel (< 0,1 mm) sind ständig in Schwebe und wer- Engl.: flood den als Feinstschwebstoffe („wash load“) bezeichnet. Das Steigen des Wassers vom Tideniedrigwasser zum Quelle: Juez et al. (2017) folgenden Tidehochwasser.
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 11 Siehe auch Sturmflut, Sturzflut herrscht. Die Anzahl der Frosttage ergänzt die Aus- Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) 2.4.1.44 sagen zur Strenge eines Winters, welche primär an- hand der Anzahl der Eistage ermittelt wird. Die mitt- Flutpolder lere Anzahl der Frosttage pro Jahr kann zur Effekti- Engl.: polder ven Klimaklassifikation herangezogen werden. (1) Zum Schutz gegen Überflutungen eingedeichte Quelle: DWD (2020) Niederung (Deich), die unter dem Meeres-, See- oder Flusswasserspiegel liegt. Sommer- oder Überlaufpol- Frost-Tau-Wechsel der sind durch niedrige Deiche (Sommerdeiche bzw. Engl.: freeze-thaw cycle Überlaufdeiche) gegen kleinere Hochwasser geschützt, Es handelt sich um einen hauptsächlich in der tech- sie werden zeitweilig überflutet (Küstengebiet). nischen Klimatologie verwendeten Begriff. Die Sta- (2) Meist großflächiges, durch steuerbare Einlaufbau- tistik der Frostwechseltage dient dabei als Planungs- werke zu flutendes Gebiet, das damit die Funktion grundlage für Maßnahmen zur Verhinderung von eines Hochwasserrückhaltebeckens übernimmt. technischen Frostschäden, welche durch Frostauf- brüche verursacht werden können, welche an Tagen Quelle: nach Spektrum Akademischer Verlag (2000a) stattfinden können, wo die Lufttemperatur sowohl Flutstrom positiv als auch negativ ist. Somit gibt die Anzahl der Frostwechseltage an, an wieviel Tagen eines Monats Engl.: flood current die Maximumtemperatur über 0 °C lag und die Mini- Strömung während der Flutstromdauer, im Allge- mumtemperatur desselben Tages sich aber unter meinen landwärts gerichtet. 0 °C befand. Die Flutstromgeschwindigkeit ist die beim Flutstrom Quelle: DWD (2020) gemessene Fließgeschwindigkeit zu einem bestimm- ten Zeitpunkt. Die Strömung während der Flut- G stromdauer ist im Allgemeinen landwärts gerichtet. An bestimmten Standorten lässt sich das Verhältnis Gefährdung zwischen den mittleren maximalen Flut- bzw. Engl.: threat Ebbstromgeschwindigkeiten rechnen, wobei Werte größer als 1 auf einen ebbstromdominanten Bereich Potentielle Schadensquelle hinweisen. Der potentielle Schaden kann in Bezug auf den Ver- Quelle: nach DIN 4049-3-1994-10 (1994), BAWiki lust von Menschenleben, Verletzungen oder sonstige (o.J.), und eigene Definition gesundheitliche Folgen, Schäden und Verluste von Besitz, Infrastruktur, Lebensgrundlagen, Bereitstel- FLYS lung von Leistungen, Ökosystemen und Umweltres- Flusshydrologisches Fachinformations- und Analy- sourcen bestehen. sesystem u. a. zur Berechnung stationärer Wasser- In diesem Dokument bezieht sich der Begriff normaler- spiegellagen zu frei wählbaren Abflüssen und zur weise auf klimatische oder klimabedingte physikalische Auswertung verschiedener weiterer hydrologischer Ereignisse oder Trends bzw. deren physische Folgen. und morphologischer Mess- und Modelldaten mit Gefährdungen umfassen sowohl allmähliche Ent- den berechneten Wasserständen. wicklungen (z. B. über lange Zeiträume ansteigende Quelle: BfG (2020) Temperaturen) als auch sich schnell entwickelnde kli- matische Extreme (z. B. Hitzewellen oder Erdrut- Frosttage sche) und auch eine größere Variabilität. Engl.: frost day Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) Ein Frosttag ist ein Tag, an dem das Minimum der Lufttemperatur unterhalb des Gefrierpunktes (0 °C) Gegenwartslauf (historical, ehemals 20C- liegt (ohne Beachtung des Lufttemperatur-Maxi- Simulation, Historischer Lauf) mums). Die Anzahl der Frosttage ist somit ≥ der An- Engl.: historical run zahl der Eistage, an denen durchgehend Frost vor-
12 Glossar des Themenfeldes 1 Der Gegenwartslauf bezeichnet die Simulation des Siehe auch Morphodynamik (Gewässer) Morphologie (Ge- gegenwärtigen Klimas – auf der Basis der gegenwär- wässer) tigen Treibausgasverhältnisse – mittels eines globalen Quelle: Spektrum Akademischer Verlag (2000a) Klimamodells (GCM), um zu testen, inwiefern das GCM das durch Messungen bekannte Gegenwarts- Geschiebe klima beschreibt. In der Regel handelt es sich um den Engl.: debris, boulders Zeitraum des 20. Jahrhunderts, weswegen dafür auch Feststoffe, die nur im Bereich der Gewässersohle – der Begriff 20C-Simulation (Engl.: 20th Century) be- mit Kontakt zu derselben – bewegt werden. nutzt wird. Häufig ist dieser Zeitraum auf das rezente Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994), DIN 4044 (1980) Klima, also nach 1950, eingegrenzt. Quelle: gekürzt nach BL-Fachgespräch (2017) Gewässerabfluss Siehe Abfluss Gekoppeltes Ozean-Atmosphäre Modell Engl.: coupled ocean-atmosphere model Gewässergüte Regionale Klimamodelle benötigen an ihren Rändern Engl.: water quality Informationen über den atmosphärischen Zustand Nach vorgegebenen biologisch-chemischen Krite- außerhalb des Modellgebietes. Bei Modellgebieten, rien bewertete Qualität eines Gewässers. die zum Beispiel Gesamteuropa einschließen, ist etwa ein Drittel der Oberfläche mit Ozean bedeckt. Die Quelle: UBA (2010) Lösung dieses Problems ist die Verwendung eines re- gionalen Ozeanmodells, das die physikalischen Vor- Gezeitenströme gänge im Ozean parallel zur Rechnung des Atmo- Siehe Ebbstrom, Flutstrom sphärenmodells simuliert. Während der Simulation tauschen beide Modelle gegenseitig Informationen Globales Klimamodell an der Meeresoberfläche aus, was als Zwei-Wege- Engl.: general circulation model, GCM Kopplung bezeichnet wird. Globale Klimamodelle, auch allgemeine Zirkulati- Quelle: nach Rockel et al. (2017) onsmodelle, Klimasystemmodelle oder Erdsystem- modelle genannt, sind numerische (Computer-)Mo- Geomorphologie delle, welche die zeitliche Entwicklung der globalen Engl.: geomorphology Atmosphäre, des Ozeans, des Bodens, der Biosphäre und der Kryosphäre simulieren. In ihnen werden die Lehre von den Oberflächenformen der Erde (Relief), physikalischen Prozesse des Klimasystems durch mit deren exakter qualitativer (Geomorphostruktur) mathematische Algorithmen repräsentiert. Übliche und quantitativer Beschreibung (Geomorphometrie), deren Klassifizierung, der Erklärung der Formungs- Gitterboxdimensionen liegen in der Größenordnung vorgänge (Geomorphodynamik) und der Formen- von 150 bis 200 km. entwicklung (Geomorphogenese) sowie der Erarbei- Quelle: BL-Fachgespräch (2017) tung der zeitlichen Stellung der Formen (Geomor- phochronologie). Der Begriff Geomorphologie wird Gravitative Massenbewegung im innerdisziplinären Sprachgebrauch oft verkürzt Engl.: mass movement (Morphologie, Morphostruktur). In der Praxis findet In der Geomorphologie ein Prozess der Materialver- man häufig auch eine weiterführende Differenzie- lagerung durch den Einfluss der Schwerkraft, ohne rung nach den dominierenden Einflußgrößen der dass ein Transport durch Agenzien (Wasser, Eis, Formung (Strukturgeomorphologie), nach Prozess- Luft) stattgefunden hätte. Dies wird durch die i. d. R. bereichen (Fluvialmorphologie, Karstmorphologie, fehlende Sortierung der verlagerten Massen belegt. Glazialmorphologie, Küstenmorphologie), nach dem Zu den gravitativen Massenbewegungen zählen vertretenen Interpretationsansatz (klimagenetische Sturzdenudation (Felssturz, Bergsturz, Steinschlag), Geomorphologie) oder bezugnehmend auf das For- Rutschungen und Gleitungen (Blockrutschung, Berg- schungsziel (allgemeine, historisch-geomorphogene- rutsch, Erdrutsch) sowie Fließ- und Kriechdenuda- tische, quantitative, qualitative, theoretische und An- tion (Mure, Erdfließen, Solifluktion). Wasser ist gewandte Geomorphologie). durch Änderungen des Porenwasser- und Aggregat-
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 13 zustandes (Frostwechsel) maßgeblicher Auslöser vie- Zunächst wurde eine Abfolge von mindestens 3 Ta- ler gravitativer Massenbewegungen. gen mit einer mittleren Temperatur über dem 95. Quelle: Spektrum Akademischer Verlag (2000a) Perzentil des Bezugszeitraums (1971–2000) im hyd- rologischen Sommer (Mai-Oktober) betrachtet. H Die mittlere Häufigkeit von Hitzeperioden über ei- nen 30-jährigen Zeitraum wurde auch untersucht. Hangrutschung Dafür gilt eine Abfolge von mindestens 6 bzw. 3 Ta- Engl.: landslide gen mit maximaler Temperatur „größer gleich“ 30 °C als Hitzeperiode. Siehe Gravitative Massenbewegung Darüber hinaus wurde auch die Kombination von Hangstabilität Hitzeperioden mit Tropennächten (an denen die mi- nimale Temperatur mindestens 20 °C beträgt) und Engl.: slope stability deren Häufigkeit berechnet. Unter Hangstabilität wird eine Gleichgewichtssitua- Quelle: DWD (2020) und eigene Definition tion zwischen antreibenden und rückhaltenden Kräf- ten ohne zahlenmäßige Angabe verstanden. Die Ab- Hochwasser schätzung der Hangstabilität basiert auf Erfahrungen und Berechnungen (nach DIN 4084 (2017)), wobei Engl.: flood ein stabiler Hang stets einem Standsicherheitsbeiwert (1) Kurzfristiger Anstieg des Wasserstandes in einem η>1 hat, d. h. die rückhaltenden Kräfte sind größer Fluss bis zu einem Scheitelwert. Danach geht der als die antreibenden Kräfte. Wasserstand langsam wieder zurück. Quelle: Krauter (2004) (2) Relativ hoher Abfluss, gemessen anhand von Wasserstand oder Durchfluss. Heißer Tag (3) Steigende Tide Engl.: hot day (4) Zustand in einem oberirdischen Gewässer, bei Ein heißer Tag ist ein Tag an dem das Maximum der dem der Wasserstand oder Durchfluss einen be- Lufttemperatur „größer gleich“ 30 °C beträgt. Ein stimmten Wert (je nach Betrachtungsweise unter- Heißer Tag wurde früher auch als Tropentag be- schiedliche) erreicht oder überschritten hat DIN zeichnet. Die Anzahl der heißen Tage ist immer 4049-3-1994-10 (1994). „kleiner gleich“ der Anzahl der Sommertage. Die An- Siehe auch Überschwemmung, Überschreitungswahrschein- zahl der heißen Tage ist ein Maß für die Güte eines lichkeit (Hochwasser), Jährlichkeit (Hochwasser), Wieder- Sommers. Diese Aussage kann durch das Hinzuzie- kehrperiode, Wiederkehrintervall, Wiederholungszeitspanne hen der Anzahl der Sommertage ergänzt werden. Quelle: IHP/OHP (1992) Quelle: DWD (2020) Hochwassergefahr Herunterskalieren Engl.: flood hazard Siehe Downscaling Gefahr einer zeitlich beschränkten Überschwem- mung von normalerweise nicht mit Wasser bedeck- Hitzewelle tem Land durch Hochwasser, insbesondere durch Engl.: heat wave oberirdische Gewässer oder durch in Küstengebiete Eine Hitzewelle ist eine mehrtägige Periode mit un- eindringendes Meerwasser. gewöhnlich hoher thermischer Belastung. Eine Hit- Quelle: LAWA (2018) zewelle ist ein Extremereignis, welches die menschli- che Gesundheit, die Ökosysteme und die Infrastruk- Hochwasserrisiko tur schädigen kann. In unseren Breiten treten Hitze- Engl.: flood risk wellen häufig im Zusammenhang mit andauernden Kombination der Wahrscheinlichkeit des Eintritts ei- sommerlichen Hochdrucklagen auf. nes Hochwasserereignisses und der hochwasserbe- Für das BMVI-Expertennetzwerk wurden Hitzewel- dingten potenziellen nachteiligen Folgen auf die len durch verschiedene Klimaindizes beschrieben. menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe
14 Glossar des Themenfeldes 1 und wirtschaftliche Tätigkeiten. HHQ Quelle: LAWA (2018) Höchster bekannter Wert des Abflusses. Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) Tabelle 1 Hochwassergefahrenkarte (HWGK) Die Hochwassergefahrenkarten (HWGK) informie- HQ100 ren über die mögliche Ausdehnung und Tiefe einer Hochwasserabfluss mit einer mittleren Eintritts- Überflutung. Dabei wird dargestellt, welches Aus- wahrscheinlichkeit von einmal in 100 Jahren. maß der Überflutung in extremen Hochwasserszena- Quelle: UBA (2017), verändert rien zu erwarten ist. Quelle: nach MULNV NRW (2017-2019) HQExtrem Hochwasserereignis mit niedriger Wahrscheinlich- Hochwasserschutz keit, das im statistischen Mittel deutlich seltener als Engl.: flood protection alle 100 Jahre auftritt. Maßnahmen zur Vermeidung von Überschwem- Quelle: LAWA (2010), verändert mungen und Schäden durch Hochwasser. Dazu zäh- len a) die Erhaltung des natürlichen Rückhaltes, wie Hydrodynamisches Modell z. B. die Ausweisung und Freihaltung von natürli- Engl.: hydrodynamic model chen Überschwemmungsgebieten, Deichrückverle- Die hydrodynamisch-numerische Berechnung von gungen und die Renaturierung ausgebauter Fließge- Strömungen gehört zu den grundlegenden Aufgaben wässer, b) technische Hochwassermaßnahmen, wie jeder wasserbaulichen Planung- und Optimierung. der Bau von Talsperren, Rückhaltebecken, Poldern, Die Strömungsberechnungen erfolgen im Rahmen Deichen und Dämmen und c) Maßnahmen zur Vor- der Modellbildung mit den für die jeweilige Fragestel- sorge und Warnung, wie Hochwasserwarnungen, die lung angepassten ein-, zwei- oder dreidimensionalen Herausgabe von Hochwasservorhersagen sowie das Modellierungswerkzeugen und liefern absolute Aussa- Bereithalten technischer Hilfsmittel zum Schutz bzw. gen über Wasserspiegellagen und Strömungsge- zur Rettung von Menschen, Tieren und Gütern. schwindigkeiten bzw. relative Aussagen über die Ver- Quelle: Spektrum Akademischer Verlag (2001a) änderung dieser Strömungsparameter durch geplante wasserbauliche Maßnahmen. Hochwasserwelle Diese Strömungsparameter sind auch die wesentlichen Engl.: flood wave Eingangsgrößen für weitergehende Betrachtungen, zu Eine Hochwasserwelle ist die kurzfristige Zunahme denen in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich der Wasserführung bis zu einem bestimmten Schei- die Feststofftransportmodellierung, die Fahrdynamik, tel, bedingt durch Niederschlag, Schneeschmelze, die Optimierung von Stauregelungsketten und seit Dammbruch oder Wasserabgabe aus einem Speicher kurzem auch wasserwirtschaftliche Fragestellungen und anschließende Abnahme der Wasserführung. Als im Zusammenhang mit der Umsetzung der EG- Hochwasserwelle wird auch der Ablauf eines Hoch- Wasserrahmenrichtlinie und solche zur Wiederher- wasserereignisses längs eines Fließgewässers bezeichnet. stellung der ökologischen Durchgängigkeit der Ge- Quelle: Wasser-Wissen (o.J.), DIN 4049-3-1994-10 (1994) wässer (§ 34 WHG) zählen. Darüber hinaus werden Wasserspiegellagen und Strömungsgeschwindigkei- Höchster Schifffahrtswasserstand (HSW) ten als wichtige Eingangsgrößen in der Abteilung Engl.: highest shipping water level Geotechnik (Grundwassermodellierung und Bemes- Oberer Grenzwert, bis zu dem der Verkehr auf der sung von Sohl- und Ufersicherungen) sowie zur öko- logischen Bewertung der wasserbaulichen Maßnah- Wasserstraße zulässig ist. men durch Dritte benötigt. Quelle: WSV (2017) Quelle: nach BAWiki (o.J.) HQ Hydrologischer Sommer (auch hydrologi- Höchster Wert des Abflusses in einer Zeitspanne. sches Sommerhalbjahr) Quelle: DIN 4049-3-1994-10 (1994) Tabelle 1 Engl.: hydrological summer
BMVI-Expertennetzwerk (2016–2019) 15 Periode vom 1.5. eines Jahres bis zum 31.10. Materialeigenschaften und ihrer erdgeschichtlichen Quelle: BAW (2019) Entwicklung untersucht. Das Anwendungsspektrum reicht dabei von der Planung und Ausführung geo- Hydrologischer Winter (auch hydrologi- technischer Projekte im Gebäude- und Verkehrswe- sches Winterhalbjahr) gebau bis zur Erschließung und Nutzung untertägi- Engl.: hydrological winter ger Speicher für Rohstoffe, Wärme und Abfälle. Periode vom 1.11. bis 30.4. des folgenden Jahres. Quelle: eigene Definition nach, Genske (2014), Geologische Bundesanstalt Österreich (2020), Prinz und Strauss (2011), Quelle: BAW (2019) TU Darmstadt (2020), Spektrum Akademischer Verlag (2000a) HYRAS-Daten HYRAS (hydrologische Rasterdaten) ist ein täglicher Intermodalität Rasterdatensatz hydrometeorologischer Parameter, Engl.: intermodality namentlich Niederschlag, Minimum-, Mittel- und Intermodalität bezeichnet die Kombination mehre- Maximumtemperatur, relative Feuchte sowie Glo- rer Verkehrsmittel auf einem Weg. balstrahlung, für Deutschland und seine Flussein- Sie ist damit ein Beispiel für die Ausdifferenzierung zugsgebiete. und Flexibilisierung der Verkehrsmittelwahl im Zuge Der Datensatz ist mit verschiedenen Methoden, pas- des gesellschaftlichen Wandels und stellt für die All- send zu den Eigenschaften der jeweiligen Parameter, tagsmobilität eine Form der Optimierung dar. aus täglichen Stationsdaten interpoliert. Er liegt auf Quelle: DLR (2015) einem Lambert Conformal Conic Gitter (ETRS89- LCC) in 5 km Auflösung für den Zeitraum von 1951 IPCC – Zwischenstaatlicher Ausschuss für bis 2015 vor. Klimaänderungen Quelle: eigene Definition Engl.: Intergovernmental Panel on Climate Change Der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaände- I rungen (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) ist eine Institution der Vereinten Nationen. In Impaktmodellierung seinem Auftrag tragen Wissenschaftlerinnen und Quantifizierung der Auswirkungen meteorologischer Wissenschaftler weltweit den aktuellen Stand der Kli- Ereignisse, mit Hilfe von Impaktdaten und statisti- maforschung zusammen und bewerten anhand aner- schen Methoden. kannter Veröffentlichungen den jeweils neuesten Quelle: FU Berlin (o.J.), verändert Kenntnisstand zum Klimawandel. Der IPCC bietet Grundlagen für wissenschaftsbasierte Entscheidun- Indikator gen der Politik, ohne jedoch konkrete Lösungswege Engl.: indicator vorzuschlagen oder politische Handlungsempfehlun- gen zu geben. Quantitative, qualitative oder binäre Variable, die ge- messen oder beschrieben werden kann, um eine Rück- Quelle: IPCC (2017) meldung zu einem festgelegten Kriterium zu geben. Quelle: DIN EN ISO 14090:2019 (2019) J Ingenieurgeologie Jährlichkeit (Hochwasser) Engl. engineering geology Engl. return period, recurrence interval Die Ingenieurgeologie stellt ein Teilgebiet der Ange- Mittlere Zeitspanne, in der ein Jahreshochwasser ei- wandten Geologie und der Geotechnik dar. Sie be- ner bestimmten Größe überschritten wird; entspre- fasst sich mit der Erkundung des Untergrundes und chend dem Kehrwert der jährlichen Überschrei- der Entwicklung von Modellen, die zu einer sicheren tungswahrscheinlichkeit. und effizienten Untergrundnutzung beitragen. Siehe: Wiederkehrperiode, Wiederkehrintervall, Wiederho- Dabei wird u. a. das Verhalten von Locker- und Fest- lungszeitspanne gesteinen entsprechend ihrer genetisch bedingten Quelle: DWA-M 552 (2011)
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