Untersuchungen zu den Auswirkungen aktueller Klimaprojektionen auf das Abfluss-Verhalten im Einzugsgebiet des Schäferbaches/Harz. - Beylich, Markus; Köhn, Janine; Reinstorf, Frido (Bundesanstalt für Gewässerkunde, 2018)
Es ist geplant, in einer mehrjährigen Untersuchung im Bodeeinzugsgebiet die skalenbezogenen Effekte des Klimawandels zu erforschen. Für das Kleineinzugsgebiet des Schäferbaches im Harz wurde ein Wasserhaushaltsmodell erstellt, mit dem Abfluss-Simulationen durchgeführt werden können. Die hier erläuterten Ergebnisse aus dem Schäferbach-Einzugsgebiet charakterisieren die kleinste Skalenebene in der Untersuchung und haben das Ziel festzustellen, inwieweit im Verlauf des prognostizierten Klimawandels mit einer Veränderung von Extremabflussereignissen in der Kleineinzugsgebietskala zu rechnen ist. In der Studie wird mit Hilfe einer etablierten Vorgehensweise, unter Nutzung eines kleinen Klimamodellensembles von vier Modellketten für das RCP8.5-Szenario, die zukünftige Entwicklung von Hochwasserspitzenabflüssen mit 20-jährigem Wiederkehrsintervall (HQ20), die Beeinflussung der Winterhochwasser durch Schneeschmelze und die Verteilung der Winterhochwasser im Schäferbach-Einzugsgebiet untersucht. Eine Herausforderung besteht insbesondere in der Untersuchung eines kleinen Einzugsgebiets bei Vorhandensein von vergleichsweise grob aufgelösten Klimamodelldaten. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Verringerung der HQ20-Winterspitzenabflüsse bis zum Jahr 2100, während gleichzeitig eine zunehmende Häufung von Winterhochwasser und eine Verschiebung der Abflussanteile in die früheren Wintermonate auftreten. In der Ursachenanalyse wird im Einzugsgebiet des Schäferbaches eine Verminderung der Schneeschmelze infolge Temperaturerhöhungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Niederschlagsmenge im Winterhalbjahr herausgearbeitet. Im Sommerhalbjahr deuten die Ergebnisse auf eine künftige Zunahme der HQ20-Spitzenabflüsse als Folge von häufigeren und erhöhten Starkniederschlagsereignissen hin.

The Bode catchment area has a high socio-economic relevance in central Germany. It is important for the fresh water supply of the Leipzig-Halle metropolitan area, for the energy supply, tourism and the flood protection. A study of the scale-related effects of climate change in the Bode catchment is planned over the span of several years. A water balance model was created for the small catchment area of the Schäferbach in the Harz with which runoff simulations can be performed. The results from the Schäferbach catchment characterize the smallest scale level in the study and pursue the goal of determining to what extent extreme runoff events in the small catchment scale can be expected in course of the predicted climate change. The study made use of a well-established approach. By using a small climate model ensemble of four climate model chains for the RCP8.5 scenario, the future development of 20-year return period flood peaks (RP20), the influence of snowmelt on winter floods and the distribution of winter floods in the Schäferbach catchment are examined. A particular challenge is the investigation of a small catchment area by using comparatively low resolved climate model data. The results show a significant reduction of the HQ20 winter peaks by the year 2100. At the same time, an increasing recurrence of winter floods and a shift of the runoff components into the earlier winter months occur. During the cause analysis, a reduction of the snowmelt in the Schäferbach catchment due to temperature increases accompanied by the simultaneous increase of the precipitation amount in the winter half-year was discovered. In the summer, the results point to a future increase in HQ20 peaks as a result of increasing heavy precipitation events.
Investigations of the effects of current climate projections on the runoff behavior in the catchment area of the Schäferbach/Harz Mountains.
Keywords: Klimaeinfluss; Fluss; Einzugsbereich; Hochwasser; Überschwemmung; Simulationsmodell; Prognose; Risikoanalyse; Klimawandel; Schneeschmelze