27. Analyse der Literatur zu Klimawirkungen in Deutschland: ein Gesamtbild mit Lücken

Die Deutsche Anpassungsstrategie DAS (Bundesregierung 2008) nennt 15 Handlungsfelder der deutschen Anpassungspolitik, darunter zwei Querschnittsthemen. Diese Untergliederung diente bei der Auswertung der in den Klimastudienkatalog des Netzwerks Vulnerabilität eingestellten 155 Studien als Grundlage für die inhaltliche Zuordnung (das DAS-Handlungsfeld Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft, Küsten- und Meeresschutz wurde hierbei in zwei Handlungsfelder geteilt). Die Mehrheit der untersuchten Studien (92 von 155) betrachtet nicht nur ein, sondern mehrere Handlungsfelder und ist somit als „handlungsfeld- oder sektorübergreifend“ zu bezeichnen, was jedoch nicht mit einer Aggregation bzw. Integration der Analyseergebnisse über die Handlungsfelder hinweg gleichzusetzen ist. 59 Studien hingegen beschränken sich auf Aussagen zu einem einzigen Handlungsfeld der Deutschen Anpassungsstrategie (Abb. 27.1). Die meisten Studien beschäftigen sich mit den Handlungsfeldern Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Menschliche Gesundheit sowie Forstwirtschaft. Am wenigsten gibt es zu den Handlungsfeldern Fischerei sowie Finanzwirtschaft. Die unausgewogene Verteilung fällt auf. Einerseits gibt sie einen Hinweis auf die Schwerpunkte der bisherigen Klimafolgenforschung und die Interessen der beauftragenden Institutionen, andererseits ist sie sicher auch auf die unterschiedlichen Umfänge der Handlungsfelder zurückzuführen.

Die Auswahl der untersuchten Handlungsfelder in Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien folgt keinem definierten Standard, sondern hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, etwa von den vermuteten Auswirkungen innerhalb eines Bezugsraums (was u. a. durch die naturräumliche Ausstattung eines Raums bestimmt wird), dem zur Verfügung stehenden Budget und Zeitrahmen für die Erarbeitung der Studie, von der Datenverfügbarkeit, der Expertise der Bearbeiter und von der Interessenlage der Auftraggeber.

Nicht alle ausgewerteten Studien enthalten konkrete Ergebnisse für klar definierte Regionen, sondern einige treffen allgemeine Aussagen für Deutschland oder Europa insgesamt bzw. setzen sich in erster Linie mit methodischen Fragen zur Ermittlung von Klimawirkungen in einem bestimmten Handlungsfeld auseinander. Aus deutscher Sicht interessant ist aber vor allem, welche räumlich konkreten Aussagen sich in Bezug auf einzelne Handlungsfelder für Deutschland insgesamt sowie für die Teilregionen (hier: Bundesländer) in den Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien finden. Dies ermöglicht einen Überblick über die tatsächlich für Deutschland bzw. die deutschen Bundesländer vorliegenden Informationen und zeigt bestehende Lücken auf.

Dazu wurden ausschließlich diejenigen Studien ausgewählt, in denen konkrete raumbezogene Aussagen zu den Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland getroffen wurden. Die für die deutschen Bundesländer sowie Deutschland insgesamt relevanten Aussagen wurden dann aus den vorliegenden Studien extrahiert und zu einer Datenbank mit Aussagen zur Klimawirkung auf Länder- und Handlungsfeldebene zusammengefasst.

Über 50 % aller Aussagen zu Klimafolgen wurden in den vier Handlungsfeldern Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Wald- und Forstwirtschaft sowie Biologische Vielfalt getroffen (adelphi et al. 2015, Abb. 27.4). Da bei diesen Handlungsfeldern ein enger Bezug zum Klimasignal besteht (insbesondere Temperatur, Niederschlag), kann hier eine starke Betroffenheit durch den Klimawandel vermutet werden. Ein weiterer Grund für den hohen Anteil dieser Handlungsfelder bei der Betrachtung in Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien besteht darin, dass es sich bei diesen Handlungsfeldern um Bereiche handelt, die für alle Bundesländer relevant sind. Ein weiterer Grund mag darin liegen, dass sich in diesen Handlungsfeldern aufgrund des genannten direkten Zusammenhangs die sich ändernden Klimaparameter relativ einfach in bereits bestehende Analysemodelle und -methoden einspeisen lassen. Dies gilt auch für das Handlungsfeld Menschliche Gesundheit, für das ebenfalls eine hohe Anzahl an Aussagen getroffen wurde. Hier wurde in erster Linie das Thema des Hitzeinseleffekts in großen Agglomerationsräumen untersucht (adelphi et al. 2015, Tab. 27.1), bei dem ebenfalls ein direkter Zusammenhang zu dem sich ändernden Klima gesehen wird. Gleichwohl bestehen hier auch verstärkt indirekte Zusammenhänge, insbesondere in Bezug auf die Folgen von klimabezogenen Naturgefahren.

In den fünf Handlungsfeldern Energiewirtschaft, Tourismuswirtschaft, Boden, Verkehr, Verkehrsinfrastruktur sowie Küsten- und Meeresschutz existiert nur eine relativ geringe Anzahl an Aussagen, was zum einen daran liegen könnte, dass in einem Teil dieser Handlungsfelder die Klimafolgen als nicht so gravierend eingeschätzt werden. Zum anderen liegt es aber auch daran, dass die Handlungsfelder nur für bestimmte Teilbereiche Deutschlands relevant sind, so etwa der Küsten- und Meeresschutz für die Küstenländer oder die Tourismuswirtschaft für die bedeutendsten Touristendestinationen. Schließlich sind die Zusammenhänge mit dem Klima in diesen Handlungsfeldern häufig indirekter Natur und in starkem Maße von sozioökonomischen Faktoren abhängig, d. h., die Klimafolgen werden hier insbesondere auch von der Sensitivität des Handlungsfeldes bestimmt. Da eine derartige Analyse einen höheren methodischen Aufwand erfordert, ist dies möglicherweise ein weiterer Grund, warum diese Handlungsfelder nur mit mittlerer Häufigkeit betrachtet werden.

Für eine Gruppe von vier Handlungsfeldern, nämlich Bauwesen, Fischereiwirtschaft, Industrie & Gewerbe sowie Finanzwirtschaft, sind nur sehr wenige Aussagen in den ausgewerteten Vulnerabilitätsstudien zu finden. Als Grund könnte man vermuten, dass nur geringe Auswirkungen erwartet werden. Darüber hinaus wird bei den Akteuren in diesen Handlungsfeldern die eigene Betroffenheit durch den Klimawandel wohl noch nicht als sehr groß eingeschätzt. Bei der Fischereiwirtschaft kommt hinzu, dass dieses Handlungsfeld volkswirtschaftlich nur einen geringen Anteil ausmacht und es neben den Küstenländern auf relativ wenige Fischereibetriebe an Binnengewässern bezogen ist.

Um näherungsweise eine Aussage darüber zu machen, welche Bundesländer welche Vulnerabilitätsstudien angefertigt haben und was es für Gesamtdeutschland gibt, wurden die Aussagen in den Studien den einzelnen Bundesländern zugeordnet. Um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, wurden die Handlungsfelder der Deutschen Anpassungsstrategie zu fünf Clustern zusammengefasst: Cluster 1: Umwelt und primärer Sektor, Cluster 2: Wasser und Fischerei, Cluster 3: Siedlungsentwicklung und Verkehr, Cluster 4: Produktion und Dienstleistung, Cluster 5: Gesundheit und Bevölkerungsschutz. Abb. 27.2 zeigt, wo die einzelnen Bundesländer die Schwerpunkte bei ihren Studien gesetzt haben. Hier zeigt sich, dass bei einigen Bundesländern bestimmte Cluster stärker im Vordergrund stehen als bei anderen (z. B. Dienstleistung und Produktion in Nordrhein-Westfalen), häufig aber auch ganze Cluster in einigen Ländern bislang gar nicht untersucht worden sind (beispielsweise fehlt das Cluster Siedlungsentwicklung und Verkehr in sechs Bundesländern).

Die aus den Studien extrahierten Aussagen wurden für die Literaturanalyse darüber hinaus inhaltlich ausgewertet, um eine Übersicht zum gegenwärtigen Wissensstand zur Betroffenheit Gesamtdeutschlands bzw. einzelner Bundesländer durch den Klimawandel erstellen zu können. So wurden u. a. alle Aussagen nach einem Codierleitfaden für die qualitative Bewertung der Informationen den folgenden Kategorien zugeordnet (adelphi et al. 2015):

Durch diese Bewertung der Aussagen kann für jedes Bundesland und für die gesamte Bundesrepublik ein farblich an die Darstellung einer Ampel angelehntes „Klimawirkungsdiagramm“ generiert werden, das alle vorliegenden Aussagen zu einem Handlungsfeld oder zu allen Handlungsfeldern in einem Bundesland nebeneinander abbildet und in gewissem Rahmen vergleichbar macht (adelphi et al. 2015, Abb. 27.3).

Abb. 27.4 nennt anhand der einzelnen DAS-Handlungsfelder die Anzahl der Aussagen zu erwarteten Auswirkungen sowie die Anzahl der Aussagen, die laut den entsprechenden Studien explizit mit einer deutlichen Unsicherheit bzw. Schwierigkeit der Bewertung verbunden sind (z. B. Aussagen wie „auf vielfältige Weise beeinflusst“, „wirken sich in unterschiedlicher Form und Intensität aus“, „lassen sich nur sehr schwer Trends feststellen“). Davon ausgehend, dass bei der Untersuchung eines Handlungsfeldes innerhalb einer Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudie jeweils ein methodischer Ansatz gewählt wurde, mit dem sowohl positive als auch negative Auswirkungen bestimmt werden können, kann man für diese Gegenüberstellung davon ausgehen, dass der Vergleich zwischen negativen und positiven Auswirkungen für ein Handlungsfeld tendenziell anzeigt, ob in diesem Handlungsfeld ausschließlich Nachteile oder ob in einem gewissen Maß auch positive Auswirkungen zu erwarten sind. Dieser Vergleich ist jedoch lediglich für die Betrachtung innerhalb eines Handlungsfeldes zulässig. Eine breite Streuung positiver und negativer Auswirkungen kann ein Hinweis darauf sein, dass unterschiedliche Studien auch zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen können, etwa weil einige Analysen auf Klimatrends, andere auf Extremereignissen aufbauen, neue Daten oder Modelle zur Verfügung stehen oder unterschiedliche Modellensembles gewählt wurden.

Um ein präziseres Bild von Forschungsschwerpunkten und -lücken zu erhalten, werteten die Autoren im Auftrag des Umweltbundesamtes (adelphi et al. 2015) die Literatur auch hinsichtlich einzelner Klimawirkungen und ihrer Zuordnung zu den jeweiligen Handlungsfeldern der Deutschen Anpassungsstrategie DAS (Bundesregierung 2008) aus (Tab. 27.1).

Die am häufigsten untersuchten Klimawirkungen (Tab. 27.1) gehören zu den Handlungsfeldern, die auch ihrerseits am häufigsten in Studien untersucht wurden, also Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Menschliche Gesundheit, Biologische Vielfalt sowie Wald- und Forstwirtschaft (Abb. 27.4). Insgesamt taucht nur die Hälfte der Handlungsfelder bei den am häufigsten untersuchten Klimawirkungen auf. Dies kann einerseits in der Bedeutung eines Handlungsfeldes begründet sein, andererseits liegt es aber möglicherweise auch daran, dass bestimmte Klimafolgen oft untersucht wurden, weil sie sich einfach untersuchen lassen (Bestehen geeigneter Modelle, Datenverfügbarkeit), ungeachtet der Tatsache, ob sie tatsächlich ein sehr bedeutendes Problem darstellen oder nicht.

Bei den am wenigsten untersuchten Klimafolgen zeigt sich, dass insbesondere in den eher technischen, infrastrukturellen Handlungsfeldern (Bauwesen, Energiewirtschaft, Tourismus und Verkehr, Verkehrsinfrastruktur) noch Lücken in der Forschung bestehen. Ein wesentlicher Grund ist vermutlich, dass die hier genannten Auswirkungen eher indirekte Klimafolgen darstellen und daher weniger gut abgeschätzt werden können, andererseits aber vonseiten der Experten aus handlungsfeldübergreifender Perspektive als bedeutend im Vergleich auch zu anderen Klimafolgen eingeschätzt werden (adelphi et al. 2015). Insgesamt zeigt sich daraus, dass die in der Deutschen Anpassungsstrategie genannten Handlungsfelder in der Analyse der Klimawirkungen – also letztlich in der aktuellen Klimafolgenforschungslandschaft – sehr ungleich repräsentiert sind.

Eine grundsätzliche Unterscheidung der Untersuchungsansätze zur Abschätzung von Klimafolgen ergibt sich bereits beim Grundverständnis. Hier steht auf der einen Seite das vom IPCC in der Vergangenheit verwendete Konzept zur Abschätzung der Klimawandelvulnerabilität (IPCC 2001, 2007; Kap. 26), das in rund 40 % der Studien (66 von 155) Verwendung findet. Es betrachtet die Verwundbarkeit eines Systems als Funktion seiner Exposition gegenüber einem Klimasignal, seiner Sensitivität gegenüber diesem Klimasignal und seiner potenziellen Anpassungskapazität. Auf der anderen Seite steht in erster Linie das später auch im Fünften IPCC-Sachstandsbericht verwendete Risikokonzept (IPCC 2014), das in etwa einem Viertel der Studien (37 von 155) zur Anwendung kommt. Hierbei wird zwischen den das Risiko determinierenden Faktoren (Exposition, Vulnerabilität und Gefahrenkomponente) unterschieden, also eine sogenannte Risikoperspektive eingenommen (Kap. 26).

In den restlichen Studien finden sich Mischformen aus beiden Ansätzen bzw. gänzlich andere Konzepte, teilweise führen die Autoren gar nicht aus, wie der konzeptionelle Zusammenhang zwischen Klimaänderungen und den betroffenen Handlungsfeldern zu verstehen ist (Abb. 27.5).

In den ausgewerteten Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien kamen unterschiedliche methodische Bewertungsansätze zum Einsatz: Bewertungen können rein qualitativ sein, d. h., sie verzichten gänzlich auf die „Rechenbarkeit“ der Informationen und beschreiben verbal. Die Bewertung erfolgt beispielsweise als Einschätzung „hoch“, „mittel“, „gering“. Sie können sich jedoch auch auf semiquantitative Bewertungsverfahren stützen. Bei diesen Verfahren erfolgt die Gewinnung der Daten nach qualitativen Kriterien, d. h., nicht direkt in Zahlen darstellbare Sachverhalte werden auf Basis subjektiver Bewertungen, etwa nach Kosten, Nutzen oder Punktwerten, in rechenbare Zahlenwerte übersetzt (etwa mittels einer Nutzwertanalyse). Schließlich kann die Bewertung quantitativ sein und auf Indikatoren fußen, die z. B. aus Messdaten oder durch Modellrechnungen ermittelt werden. Da die meisten dieser Analysen sich mit der Zukunft befassen, sind Daten aus Klimaprojektionen, aber auch sozioökonomische Szenarien, die zukünftige Zustände unserer Gesellschaft darstellen, notwendige Voraussetzung.

Die betrachteten Zeiträume in den ausgewerteten Vulnerabilitäts- und Klimawirkungsstudien variieren, sie reichen in den früheren Studien bis 2055, haben jedoch einen Schwerpunkt beim Zeitraum 2071–2100. Für die Politikberatung günstig sind Studien, die zwischen einer nahen (z. B. 2035) und einer fernen Zukunft (z. B. 2085) unterscheiden. Mit wenigen Ausnahmen, etwa ESPON Climate (ESPON Climate 2011) und KlimaMORO-Vorstudie (BMVBS 2010), werden keine integrierten Aussagen über mehrere Handlungsfelder hinweg getroffen. Ebenso spielt Anpassungskapazität – neben Klimawirkungen die zweite Komponente von Klimavulnerabilität – in den meisten Studien eine nur untergeordnete Rolle und wird allenfalls qualitativ einbezogen, sodass man hier in der Regel von Klimawirkungsstudien und weniger von Vulnerabilitätsstudien sprechen muss.

Zusammenfassend hat die Auswertung von adelphi et al. (2015) gezeigt, dass innerhalb einzelner Studien oft sehr unterschiedliche Ansätze verwendet wurden. Auch die Studien selbst unterscheiden sich erheblich voneinander, was zum einen am wissenschaftlichen Fortschritt (neue Emissionsszenarien, neue Modelle), zum Teil aber auch an der Auswahl der zu untersuchenden Handlungsfelder und der betrachteten Themen liegt.

Für einige Bundesländer liegen Einzelstudien zu verschiedenen Handlungsfeldern bzw. zu verschiedenen Themen innerhalb eines Handlungsfeldes vor. Diese Studien schätzen beispielsweise für die süddeutschen Bundesländer Bayern, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft ab (DWD et al. 2005). Für Sachsen-Anhalt wurde eine Studie zu den Kosten der Anpassung an den Klimawandel in Auftrag gegeben (UFZ 2011). In Hessen wurden knapp 20 Einzelstudien (zum Teil Aktualisierungen vorheriger Studien) zu den Auswirkungen des Klimawandels in verschiedenen Handlungsfeldern (insbesondere Biologische Vielfalt, Land- und Forstwirtschaft) angefertigt (HLUG 2013). Dabei fällt auf, dass die Studien keiner einheitlichen Begriffssystematik folgen bzw. je nach Handlungsfeld unterschiedliche Definitionen verwenden, die als jeweils geeignet oder üblich gelten.

Viele Studien, die Aussagen zu den Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland machen, beziehen sich nicht auf einzelne Bundesländer oder Teilregionen, sondern decken mit den Aussagen zu einzelnen Handlungsfeldern das gesamte Bundesgebiet ab. Als Beispiele aus den in den Literaturüberblick eingeflossenen Studien sind hier die Studien zu Auswirkungen des Klimawandels auf die Schadensituation in der deutschen Versicherungswirtschaft (GDV & PIK 2011), die Herausforderung des Klimawandels für den Bevölkerungsschutz (BBK 2011) oder die verschiedenen Studien der BASt zu den Auswirkungen auf Transport und Verkehr zu nennen (z. B. BASt 2010). Darüber hinaus sind auch europaweite Studien zu nennen, die zum Teil handlungsfeldübergreifende (z. B. von der EEA 2012 oder ESPON Climate 2011), zum Teil aber auch auf einzelne Handlungsfelder bezogene Aussagen machen.

Fast alle Studien, die sich auf mehrere Handlungsfelder beziehen, betrachten die einzelnen Handlungsfelder nebeneinander, d. h., es erfolgt keine Integration etwa im Sinne eines Gesamtindex. In der Regel werden bei der Abschätzung der zukünftigen Auswirkungen des Klimawandels die zukünftigen Klimaänderungen mit der gegenwärtigen Sensitivität in Beziehung gesetzt. Die Entwicklung der Sensitivitäten, die einen hohen Einfluss auf zukünftige Klimawirkungen haben, und deren zukünftiger Zustand wird in den ausgewerteten Studien nicht einbezogen. Diese Betrachtung war eines der Ziele bei der Analyse von Klimafolgen im Netzwerk Vulnerabilität. Daher wurde dort mit Szenarien der zukünftigen Siedlungs- und Bevölkerungsentwicklung gearbeitet (Greiving et al. 2015; adelphi et al. 2015).

Ein Vergleich der Betroffenheit der Bundesländer untereinander ist auf Basis der bestehenden Studien nicht möglich. Dafür sind die gegenwärtig vorhandenen Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien von zu großer Heterogenität: in Bezug auf Untersuchungsgegenstände, Methoden und Bewertungsmaßstäbe. Diese Grenzen der Aussagefähigkeit müssen bei der Verwendung des Klimastudienkatalogs (Umweltbundesamt 2014) und bei der Interpretation der Ergebnisse unbedingt berücksichtigt werden. Der Klimastudienkatalog ist daher als Informationssystem über bestehende Studien zu verstehen und sollte nicht als Grundlage für eine Vulnerabilitätsbewertung auf Bundesebene genutzt werden.