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Über dieses Buch

Erstmals stellt diese nationale Untersuchung den Forschungsstand zum Klimawandel umfassend für alle Themenbereiche und gesellschaftlichen Sektoren dar. Womit müssen wir in Deutschland rechnen, welche Auswirkungen werden die Klimaveränderungen auf Wirtschaft und Gesellschaft haben, und wie können wir uns wappnen? 126 Autoren aus ganz Deutschland äußern sich zu Themen wie bereits beobachtete und zukünftige Veränderungen, Wetterkatastrophen und deren Folgen, den Projektionen für die Zukunft, den Risiken sowie möglichen Anpassungsstrategien.

Die Autoren stellen in verständlicher Sprache den aktuellen Forschungsstand dar und veranschaulichen die wichtigsten Gedanken in Grafiken und Tabellen. Alle Texte wurden mehrfach wissenschaftlich begutachtet. Klimawandel in Deutschland ist die erste Gesamtschau zu dem Themenkomplex, benennt offene Fragestellungen und liefert eine Grundlage für Entscheidungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel.

Deutschland reiht sich damit ein in die Liste von Ländern wie die Vereinigten Staaten, Österreich und Großbritannien, in denen derartige Berichte bereits vorliegen.

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Open Access

1. Einführung

Guy Brasseur, Paul Becker, Martin Claußen, Daniela Jacob, Hans-Joachim Schellnhuber, Susanne Schuck-Zöller

Globale Klimaprojektionen und regionale Projektionen für Deutschland und Europa

Frontmatter

Open Access

2. Globale Sicht des Klimawandels

Klimamodelle ermöglichen mathematisch-physikalisch basierte und quantitative Aussagen über die Änderungen des Klimas. Neben Atmosphäre und Ozean berücksichtigen sie auch das Eis, die Landoberflächen, biologische Prozesse und die Variabilität der Sonneneinstrahlung. Globale Klimamodelle tragen dazu bei, Natur und Ursachen des globalen Klimawandels zu verstehen und mögliche zukünftige Entwicklungen abzubilden. Diese Modelle beschreiben die Entwicklung des Klimas unter der Annahme eines Szenarios künftiger Emissionen von Treibhausgasen und Aerosolen. Das Kapitel gibt Einblick in die Möglichkeiten und Grenzen der globalen Klimamodellierung. Es beschreibt, inwiefern sich die im aktuellen Weltklimabericht benutzten Szenarien deutlich von früheren Szenarien unterscheiden. Im Vordergrund stehen die globalen Veränderungen im Klimasystem, die mit Hilfe von Projektionen - basierend auf unterschiedlichen Szenarien - bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ermittelt werden.

Hauke Schmidt, Veronika Eyring, Mojib Latif, Diana Rechid, Robert Sausen, Daniela Jacob, Christoph Kottmeier

Open Access

3. Beobachtung von Klima und Klimawandel in Mitteleuropa und Deutschland

Wetterdienste und andere Forschungseinrichtungen in Deutschland und seinen Nachbarländern beobachten seit dem 19. Jahrhundert, wie sich das Klima in Mitteleuropa verändert. Auf Basis der gesammelten Beobachtungen lassen sich Aussagen über die Klimaentwicklung in Deutschland treffen: Die Daten erlauben Beschreibungen der Atmosphäre vom täglichen Wetter bis zu mehreren Jahrzehnten, über die sich das Klima ändert. Darüber hinaus liefern die Langzeitbeobachtungen auch Datensätze, welche die Überprüfung von Klimamodellen ermöglichen. Das Kapitel stellt schwerpunktmäßig die Geschichte der Beobachtungen sowie die tatsächlich gemessene Veränderung verschiedener Klimakenngrößen für Deutschland dar. Außerdem werden Nutzbarkeit und Einschränkungen der Datensätze für die Evaluation der Klimamodelle bewertet.

Frank Kaspar, Hermann Mächel, Daniela Jacob, Christoph Kottmeier

Open Access

4. Regionale Klimamodellierung

Regionalisierungen von globalen Klimaprojektionen liefern detailliertere Aussagen für bestimmte Gebiete innerhalb der Gitterweite globaler Modelle. Mit den Ergebnissen lassen sich Anwendungsfragen, etwa aus der Wasser- oder Landwirtschaft, besser beantworten als mit den Ergebnissen globaler Modellierung. Diese lassen sich auch direkter mit Beobachtungen vergleichen. Die Vielfalt der regionalen Klimamodelle wird vorgestellt. Dabei widmet sich das Kapitel ebenso den methodischen Ansätzen sowie Problemen der Klimamodellierung und der Validierung der einzelnen Modelle wie der Interpretation und Darstellung der Ergebnisse, die meistens nur in Bandbreiten zu fassen sind. Dargestellt werden Modellrechnungen im Vergleich mit Beobachtungen für zwei zukünftige Zeiträume dieses Jahrhunderts, der Schwerpunkt liegt auf Temperatur und Niederschlag.

Daniela Jacob, Christoph Kottmeier, Juliane Petersen, Diana Rechid, Claas Teichmann

Open Access

5. Grenzen und Herausforderungen der regionalen Klimamodellierung

Klimamodellrechnungen projizieren immer nur mögliche Zukünfte. Je nach Entwicklung der Treibhausgasemissionen und der Veränderungen der Schwebteilchen in der Atmosphäre kommen die Modelle zu unterschiedlichen Ergebnissen. Solche Unschärfen sind auch den komplexen Prozessen im Klimasystem geschuldet. Daher werden vielfach, global wie regional, mehrere Klimamodelle eingesetzt. Das Kapitel handelt von den Möglichkeiten und Grenzen regionaler Klimamodellierung, der Belastbarkeit ihrer Ergebnisse und zukünftigen Weiterentwicklungen.

Andreas Dobler, Hendrik Feldmann, Uwe Ulbrich, Daniela Jacob, Christoph Kottmeier

Klimawandel in Deutschland: regionale Besonderheiten und Extreme

Frontmatter

Open Access

6. Temperatur inklusive Hitzewellen

Haben sich extreme Temperaturereignisse in der Vergangenheit in Deutschland verändert? Welche Veränderungen sind in der Zukunft zu erwarten? Die Antworten auf diese Fragen variieren je nach Prozess, Region, Jahreszeit, Indikator und Bezugszeitraum. Anders als für andere Extremereignisse sind in Bezug auf die Temperaturentwicklung inzwischen relativ sichere Aussagen möglich. Das Kapitel stellt die meteorologischen Kennzahlen vor und widmet sich sowohl Untersuchungen auf Tagesbasis als auch der Auswertung länger andauernder Perioden, sowohl am oberen als auch am unteren Ende der Temperaturskala. Der Fokus liegt dabei allerdings auf extrem heißen Tagen oder Hitzewellen. Von der beobachteten Zunahme solcher Ereignisse in der nahen Vergangenheit schlagen die Autoren den Bogen zur möglichen zukünftigen Entwicklung und Auftrittswahrscheinlichkeit extremer Temperaturereignisse.

Thomas Deutschländer, Hermann Mächel

Open Access

7. Niederschlag

Niederschlag kann in flüssiger Form als Niesel oder Regen oder in gefrorener, fester Form als Graupel, Hagel oder Schnee fallen. Durch die globale Erwärmung intensiviert sich der Wasserkreislauf, was zu einer Veränderung der Niederschlagsmuster führt. Außerdem ist zu erwarten, dass sich im Zuge des Klimawandels auch die Häufigkeit bestimmter Wetterlagen ändern wird, die das Niederschlagsgeschehen grundsätzlich bestimmen. Bereits heute ist in Deutschland eine Änderung der Niederschlagsaktivität zu beobachten. Das Kapitel beschäftigt sich neben den sommerlichen und winterlichen Starkniederschlagsereignissen auch mit Hagelereignissen und dem Schneefall. Neben einer Zusammenfassung der bereits beobachteten Änderungen dieser Niederschlagsformen in der Vergangenheit wird auch der Frage nachgegangen, inwieweit man für diese Ereignisse belastbare Aussagen für die Zukunft treffen kann.

Michael Kunz, Susanna Mohr, Peter C. Werner

Open Access

8. Winde und Zyklonen

Für das zukünftige Klima ist eine Verschiebung der nordatlantischen storm tracks in Richtung Europa wahrscheinlich, was die Windaktivitäten stark beeinflussen wird. In Beobachtungen der vergangenen Jahrzehnte und in Klimaprojektionen für das zukünftige Klima wird eine starke zwischenjährliche Schwankung bei der Zyklonenaktivität über dem Nordatlantik festgestellt. In diesem Kapitel werden beobachtete Trends den Ergebnissen der Klimamodellierung zukünftiger Windaktivitäten gegenübergestellt. Die Autoren diskutieren die Robustheit der Ergebnisse und stellen dar, warum extreme Sturmereignisse künftig häufiger auftreten könnten.

Joaquim G. Pinto, Mark Reyers

Open Access

9. Meeresspiegelanstieg, Gezeiten, Sturmfluten und Seegang

Hohe Wasserstände stellen für die deutschen Küstenregionen an Nord- und Ostsee eine beträchtliche Gefährdung dar. Sie werden durch eine Reihe verschiedener Faktoren beeinflusst, deren Bedeutung in Nord- und Ostsee variiert: Wegen der Unterschiedlichkeit der Verhältnisse betrachten die Autoren Nord- und Ostsee getrennt. Sie dokumentieren den Forschungsstand zu bisherigen und zukünftigen Änderungen von Sturmflutwasserständen und thematisieren die damit verbundenen Bandbreiten.

Ralf Weiße, Insa Meinke

Open Access

10. Hochwasser und Sturzfluten an Flüssen in Deutschland

Flusshochwasser werden in lokale und plötzliche Sturzfluten und in Hochwasser an größeren Flüssen unterschieden. Für verschiedene Hochwasserindikatoren und Flusseinzugsgebiete ergeben sich erhebliche Unterschiede, wobei sowohl überwiegend aus Regen als auch überwiegend aus Schmelzwasser gespeiste Hochwasserereignisse betrachtet werden. Besondere Aufmerksamkeit finden Hochwasserereignisse an Rhein, Elbe, Weser und Ems sowie die Entwicklung von Sturzfluten infolge von Extremniederschlägen kurzer Dauer, wobei die Beobachtungen und Trends zu Modellierungsergebnissen in Beziehung gesetzt werden. Auch die Notwendigkeit von Anpassungsmaßnahmen aufgrund überwiegend positiver Trends wird diskutiert.

Axel Bronstert, Helge Bormann, Gerd Bürger, Uwe Haberlandt, Fred Hattermann, Maik Heistermann, Shaochun Huang, Vassilis Kolokotronis, Zbigniew W. Kundzewicz, Lucas Menzel, Günter Meon, Bruno Merz, Andreas Meuser, Eva Nora Paton, Theresia Petrow

Open Access

11. Exkurs: Unsicherheiten bei der Analyse und Attribution von Hochwasserereignissen

Extreme Wetter- und Klimaereignisse wie Hochwasser, Stürme oder Hitzewellen verursachten in Deutschland in der Vergangenheit beträchtliche ökonomische Schäden und Verluste an Menschenleben. Die Aufgabe, diese Ereignistypen in ihrem Auftreten zu quantifizieren, Trends darin nachzuweisen und eine kausale Zuschreibung in Bezug auf das Klima und andere Einflüsse vorzunehmen, stößt gegenwärtig auf erhebliche methodische Hindernisse. Selbst bei der vergleichsweise guten Datenlage für Deutschland ist es unsicher, wie stark eventuell vorliegende Trends sind und wie stark der Klimawandel ursächlich einwirkt. Gleichzeitig bilden diese Informationen eine wichtige Grundlage für Entscheidungsträger, die auf den Klimawandel reagieren müssen. Der Exkurs macht die Unsicherheiten, ihre Quellen und Ausmaße am Beispiel der Elbehochwasser transparent.

Manfred Mudelsee

Open Access

12. Dürre, Waldbrände, gravitative Massenbewegungen und andere klimarelevante Naturgefahren

Klimarelevante Naturgefahren sind auf vielfältige Faktoren zurückzuführen, deren Zusammenwirken in der Gesamtheit betrachtet werden muss. Die vorbereitenden, auslösenden und kontrollierenden Faktoren werden in unterschiedlichster Weise vom Klimawandel beeinflusst. Die Autoren beschreiben beobachtete Trends und Projektionen zu Dürre, Waldbränden, gravitativen Massenbewegungen (Muren, Fels- und Bergstürze, Hangrutschungen) und Schneelawinen sowie das Zusammenspiel der unterschiedlichen Ursachen. Sie diskutieren darüber hinaus, welche der Veränderungen in der Häufigkeit oder Stärke von Naturgefahren tatsächlich ausschließlich dem Klimawandel zuzuschreiben sein könnten und welche Anteile hierbei der direkte menschliche Einfluss hat und konstatieren, dass eine eindeutige Trennung häufig nicht vollzogen werden kann.

Thomas Glade, Peter Hoffmann, Kirsten Thonicke

Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland

Frontmatter

Open Access

13. Luftqualität

Die Qualität der Luft beeinflusst in besonderer Weise die menschliche Gesundheit und hat auch Auswirkungen auf die Landwirtschaft und Ökosysteme. Viele Luftschadstoffe absorbieren oder streuen zudem die Sonnen- oder Wärmestrahlung und sind daher klimawirksam. Luftchemische Prozesse hängen, ebenso wie die Emissionen, von klimatischen Faktoren wie Sonneneinstrahlung, Temperatur und Niederschlag ab. Deshalb ist zu erwarten, dass die projizierten Klimaänderungen für Deutschland auch die Luftschadstoffkonzentrationen beeinflussen werden, auch wenn dieser Zusammenhang noch nicht gut erforscht ist. Dieses Kapitel vermittelt einen Überblick über die Zusammenhänge und weist zumindest qualitativ auf mögliche künftige Entwicklungen hin. Im Vordergrund stehen die Entwicklungen bei Feinstaub und Ozon.

Martin G. Schultz, Dieter Klemp, Andreas Wahner

Open Access

14. Gesundheit

Obwohl multikausale Zusammenhänge konkrete Aussagen und Prognosen zu den gesundheitlichen Folgen des Klimawandels erschweren, hat die WHO 2009 den Klimawandel als bedeutende und weiterhin zunehmende Bedrohung für die Gesundheit eingestuft. Ein Einfluss klimatischer Veränderungen auf die Gesundheit der Menschen in Deutschland kann als wahrscheinlich angesehen werden. Gefährdet sind dabei insbesondere verwundbare (vulnerable) Bevölkerungsgruppen wie Kinder oder ältere Menschen. In diesem Kapitel betrachten die Autoren mögliche direkte und indirekte gesundheitliche Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland und die jeweils spezifischen Anpassungsmaßnahmen. Thematisiert werden besonders klimasensible Erkrankungen, die im Zusammenhang mit Hitze und Kälte, UV-Strahlung, Pollenflug, Luftverschmutzung und Infektionserregern stehen.

Jobst Augustin, Rainer Sauerborn, Katrin Burkart, Wilfried Endlicher, Susanne Jochner, Christina Koppe, Annette Menzel, Hans-Guido Mücke, Alina Herrmann

Open Access

15. Biodiversität

Als problematisch im Gesamtkontext des Klimawandels ist auch eine sich verändernde Biodiversität in Deutschland zu nennen. Biodiversität umfasst weit mehr als „Artenvielfalt“: die genetische Vielfalt innerhalb von Arten sowie die Vielfalt physiologischer Leistungen und biologischer Wechselwirkungen, z. B. Nahrungsnetze, Konkurrenz und Symbiosen. Sie schließt auch die Vielfalt an Lebensgemeinschaften und Ökosystemen ein. Der Klimawandel beeinflusst alle Elemente der Biodiversität. Auf allen Organisationsstufen des Lebens, vom Biomolekül bis zur Biosphäre, findet man Reaktionen auf klimatische Veränderungen. Wenn es weniger Arten gibt, dann verringern sich beispielsweise auch die ökologischen Leistungen für den Menschen, etwa die Produktion von Biomasse oder die Kohlenstoff- und Stickstoffbindung. In diesem Beitrag werden die direkten Wirkungen des Klimawandels charakterisiert und Reaktionsmöglichkeiten beschrieben.

Stefan Klotz, Josef Settele

Open Access

16. Wasserhaushalt

Mit der globalen Klimaänderung verändert sich auch der Wasserkreislauf, insbesondere die Quelle erneuerbaren Süßwassers, nämlich der Niederschlag. Aufgrund der Wechselwirkung von Atmosphärendynamik und Landoberflächen sind in manchen Regionen heftigere Niederschläge, in anderen Regionen aber entgegengesetzte Extreme, und zwar längere und häufigere Trockenperioden und Dürren möglich. Das Kapitel thematisiert die methodischen Probleme der hydrologischen Klimafolgenanalyse, um im Anschluss die mittleren winterlichen und sommerlichen Abflüsse von Flüssen und Gebirgsbächen zu betrachten. Änderungen der Grundwasserspiegel, der Bodenfeuchte und des Wasserstands in Seen werden ebenso angesprochen wie die Entwicklung der Küstengewässer. Ausführlich beschäftigt sich das Kapitel darüber hinaus mit möglichen Anpassungsmaßnahmen.

Harald Kunstmann, Peter Fröhle, Fred Hattermann, Andreas Marx, Gerhard Smiatek, Christian Wanger

Open Access

17. Biogeochemische Stoffkreisläufe

Der Klimawandel wirkt sich auf biogeochemische Stoffkreisläufe aus. So kann davon ausgegangen werden, dass sich die ökosystemaren Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse zwischen Biosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre zukünftig deutlich verändern werden, mit positiven wie auch negativen Rückkopplungseffekten auf den Klimawandel. Der Schwerpunkt dieses Kapitels liegt auf wenig intensiv bis nicht genutzten terrestrischen Ökosystemen, da intensiv landwirtschaftlich genutzte Systeme deutlich stärker von Nutzung und Management beeinflusst werden, als durch den Klimawandel. Die zu erwartenden Veränderungen für die einzelnen betroffenen terrestrischen Ökosysteme werden, soweit möglich, nach Faktoren getrennt dargestellt. Im Fokus stehen Wälder, Moore und Küstengebiete.

Nicolas Brüggemann, Klaus Butterbach-Bahl

Open Access

18. Landwirtschaft

Die Änderungen wichtiger Klimakenngrößen wie Temperatur und Niederschlag sowie der Konzentration von Spurengasen in der Atmosphäre beeinflussen unmittelbar physiologische Prozesse in Kulturpflanzen und damit die Ernte und die Landwirtschaft insgesamt. Zudem wirken sich Klimaänderungen indirekt auf die Pflanzenproduktion aus, indem sie strukturelle und funktionelle Eigenschaften von Agrarökosystemen verändern. Zu erwarten sind sowohl negative als auch positive Konsequenzen für die deutsche Landwirtschaft. Betrachtet werden neben direkten Auswirkungen auch mögliche Folgen für Schadorganismen und Nutztiere sowie die zu erwartende Entwicklung der Agrarproduktion. Entscheidend dafür, wie diese Effekte ausfallen, sind zum einen die Art und Intensität der Klimaveränderungen selbst, zum anderen die Empfindlichkeit der jeweils betrachteten Produktionssysteme und die Implementierung von Anpassungsmaßnahmen, mit deren Hilfe sich die Folgen des Klimawandels nutzen, vermeiden oder mildern lassen.

Horst Gömann, Cathleen Frühauf, Andrea Lüttger, Hans-Joachim Weigel

Open Access

19. Wald und Forstwirtschaft

In der Vergangenheit haben sich Wälder an die geringen Veränderungen des am Wuchsort herrschenden Klimas angepasst. Die gegenwärtige Geschwindigkeit des Klimawandels in Verbindung mit der aktuellen Verteilung der Baumarten überfordert jedoch die natürliche Anpassung. Vegetationszonen, Verbreitungsgebiete der Baumarten und Artzusammensetzung der Wälder verschieben sich. Das Kapitel charakterisiert die Folgen, die der Klimawandel für die Wälder mit sich bringt, stellt Schadfaktoren im Einzelnen vor und schildert die Auswirkungen auf die Produktivität. Darüber hinaus wird detailliert auf die Rolle des Waldes als Kohlenstoffspeicher eingegangen, denn Wälder produzieren nicht nur den nachwachsenden Rohstoff Holz, sondern sie leisten auch viel für die Umwelt und wirken ausgleichend auf das Klima. Auch mögliche Anpassungsoptionen werden dargestellt.

Michael Köhl, Daniel Plugge, Martin Gutsch, Petra Lasch-Born, Michael Müller, Christopher Reyer

Open Access

20. Boden

Auch wenn die Risiken bisher kaum quantifizierbar sind, ist davon auszugehen, dass aufgrund der Einbindung des Bodens in die Energie-, Wasser- und Stoffkreisläufe die zu erwartenden Temperatur- und Niederschlagsänderungen die Funktionen dieser zentralen Lebensgrundlage auch in Deutschland gefährden. Nach einer Darstellung der Vielfältigkeit von Böden geht es in diesem Kapitel um mögliche Änderungen der Standortfunktion von Böden und der Leistungen im Ökosystem sowie um den Bodenwasserhaushalt. An herausgehobener Stelle diskutieren die Autoren die Klimafunktion von Böden und stellen mögliche Strategien zu ihrem Schutz vor. Eine große Rolle spielt die Verschränkung mit den anderen Themenbereichen von Teil III, etwa Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Wasser.

Eva-Maria Pfeiffer, Annette Eschenbach, Jean Charles Munch

Open Access

21. Personen- und Güterverkehr

Im Jahr 2010 war in Deutschland der Verkehrssektor für fast 20 % der energiebedingten Treibhausgase verantwortlich. Das Klima hat sich bereits so weit verändert, dass zur Sicherung der Funktion der Verkehrssysteme auch Anpassungsmaßnahmen notwendig sind. Diese Maßnahmen müssen durch verkehrsreduzierende bzw. ‑beeinflussende Maßnahmen ergänzt werden. Ausgehend von den Emissionen im Verkehrssektor und möglichen Minderungen schlägt das Kapitel den Bogen zu Optionen der Anpassung an den Klimawandel, die ausführlich und konkret dargestellt werden. Besonders betrachtet werden die mannigfaltigen Gefahren der Rückkopplung sowie die vielfältigen Wechselwirungen mit anderen Themengebieten und Sektoren.

Heike Flämig, Carsten Gertz, Thorsten Mühlhausen

Open Access

22. Städte

Der globale Klimawandel stellt für Stadtregionen im Vergleich zu anderen Landnutzungsformen eine besondere Herausforderung dar. Städte sind wegen der hohen Bevölkerungs- und Infrastrukturdichte anfälliger gegenüber verschiedenen Klimafolgen; die Verschränkung mit den anderen Problemfeldern wie Verkehr, Wirtschaft und Gesundheit liegt auf der Hand. Die Aufrechterhaltung ihrer Funktionsfähigkeit ist unter sich verändernden Umweltbedingungen von grundlegender Bedeutung für die räumliche Organisation der Gesellschaft. Ausgehend von den Problemfeldern Hitze, Luftverschmutzung und Starkniederschläge stellt das Kapitel die besondere Verwundbarkeit von Städten dar und schildert, wie eine klimaangepasste Stadtentwicklung aussieht.

Wilhelm Kuttler, Jürgen Oßenbrügge, Guido Halbig

Open Access

23. Tourismus

Für den Tourismus haben Klima und Wetter eine große Relevanz: als Treiber des Verhaltens wie auch als Angebotsfaktor. Wetter und Klima sind demnach sowohl Bestandteil des touristischen Angebotes als auch limitierende Faktoren des Tourismus und Steuergrößen für die touristische Nachfrage. Insofern liegt es nahe, dass dieser Sektor vom Klimawandel betroffen sein wird. Der Tourismus ist aber auch ein Faktor, der seinerseits erheblich auf das Klima und den Klimawandel zurückwirkt. Dabei ist der Klimawandel aber nur einer von vielen voneinander abhängig erscheinenden Einflussfaktoren, denen der Sektor „Tourismus“ ausgesetzt ist. Das heißt, es handelt sich um ein komplexes Wirkungsgefüge. Das Kapitel widmet sich den Klimawandelfolgen im Tourismus und macht diese beispielhaft an den Regionen „Küsten“ sowie „Mittel- und Hochgebirge“ fest, um Anpassungsmöglichkeiten anzufügen.

Andreas Matzarakis, Martin Lohmann

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24. Infrastrukturen und Dienstleistungen in der Energie- und Wasserversorgung

Vielfältige Einflüsse wirken auf die Energie- und Wasserversorgung ein, auch aus Faktoren resultierend, die nicht mit dem Klimawandel zusammenhängen. Es besteht damit zum einen die Herausforderung, die Folgen des Klimawandels unter den allgemeinen Bedingungen gesellschaftlicher Transformation modellhaft zu erfassen. Die Produktions- und Versorgungssysteme in Deutschland müssen sich langfristig an die Folgen des Klimawandels anpassen. Das Kapitel thematisiert deshalb zum anderen die Verletzlichkeit von Energiesystem und Wasserinfrastruktur und stellt dar, wie sie in unterschiedlichen Szenarien berechnet werden kann. Die Ergebnisse dieser unterschiedlichen Szenariorechenläufe setzen einen Rahmen, der die vielfältigen Anpassungserfordernisse aufzeigt. Wenn die Versorgung in Zukunft sicher und effizient sein soll, sind darüber hinaus auch die anderen, nichtklimatischen Einflussfaktoren zu berücksichtigen.

Hagen Koch, Helmut Karl, Michael Kersting, Rainer Lucas, Nicola Werbeck

Open Access

25. Kosten des Klimawandels und Auswirkungen auf die Wirtschaft

Klimawandelbedingte Kosten entstehen in einer Kaskade von Wirkungsmechanismen und -kreisläufen, die jeweils mit zahlreichen Unsicherheiten verbunden sind. Die Menge der Treibhausgasemissionen bestimmt, wie sich Atmosphäre und Klima auf der Erde verändern. Die Reaktion des Klimasystems mit seinen zahlreichen Rückkopplungseffekten führt zu regional unterschiedlichen – positiven oder negativen -- Wirtschafts- und Wohlfahrtseffekten. Bei der Reaktion auf diese Effekte durch Einflussnahme auf die Emissionen schließt sich der Kreis.In diesem Kapitel werden Möglichkeiten und Grenzen der gesamtwirtschaftlichen Bewertung dargestellt und verschiedene Schadensschätzungen diskutiert. Potenzielle Probleme, Herausforderungen und Implikationen werden exemplarisch für den Bereich Gesundheit und Küstenschutz diskutiert. Darüber hinaus bietet das Kapitel einen Überblick über die Einschätzung von Unternehmen zu den Auswirkungen des Klimawandels.

Gernot Klepper, Wilfried Rickels, Oliver Schenker, Reimund Schwarze, Hubertus Bardt, Hendrik Biebeler, Mahammad Mahammadzadeh, Sven Schulze

Übergreifende Risiken und Unsicherheiten

Frontmatter

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26. Das Assessment von Vulnerabilitäten, Risiken und Unsicherheiten

Die Risiken und möglichen Folgen des Klimawandels für Menschen, Produktions- und Ökosysteme sind eng mit sozioökonomischen Entwicklungen und Rahmenbedingungen verflochten. Die Schlüsselbegriffe „Vulnerabilität“, „Risiko“ und „Unsicherheit“ werden näher beleuchtet, um u. a. deutlich zu machen, wie sie im neueren Risikoansatz des Fünften Sachstandsberichts (AR5) des Weltklimarats (IPCC) genutzt werden. Das Risikokonzept wird vom Vulnerabilitätskonzept unterschieden. In den Fokus rückt die Betrachtung von Gefahr und Exposition. Auch die Frage, was unter Unsicherheit und Bandbreiten möglicher Entwicklungen des Klimas und sogenannter sozioökonomischer Entwicklungspfade zu verstehen ist, spielt dabei eine wichtige Rolle. Bisherige Untersuchungsmethoden zu Risiken im Kontext des Klimawandels und darauf aufbauende Entscheidungsprozesse werden im Hinblick auf künftige Anpassungsmaßnahmen diskutiert.

Jörn Birkmann, Stefan Greiving, Olivia Maria Serdeczny

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

Dieses Kapitel präsentiert Ergebnisse einer umfassenden Literaturauswertung zu relevanten Klimawirkungen für Deutschland, die im Rahmen des Projekts „Netzwerk Vulnerabilität“ vorgenommen wurde. Es zeigt auf, dass ein aggregiertes Gesamtbild der Klimawirkungen für Deutschland als Grundlage für Folgenabschätzungen und Anpassungsplanungen noch nicht gezeichnet werden kann, da eine große Bandbreite an Ansätzen zur Bewertung von Vulnerabilitäten oder Klimawandelfolgen existiert und die gegenwärtig vorhandenen Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien von großer Heterogenität gekennzeichnet sind. Als erster Schritt wird deshalb eine Zusammenschau bereits vorhandener Ansätze geliefert.

Mark Fleischhauer, Stefan Greiving, Christian Lindner, Johannes Lückenkötter, Inke Schauser

Open Access

28. Klimawandel als Risikoverstärker in komplexen Systemen

Es ist viel darüber bekannt, wie sich der Klimawandel auf verschiedene Komponenten des Erdsystems auswirkt. Wie die einzelnen Teilsysteme zusammenspielen, ist aber noch wenig verstanden. Gibt es Änderungen in einem System, kann sich dies direkt oder indirekt auch auf andere Systeme auswirken. Diese verstärkenden Effekte durch komplexe Interaktionen in unserer vernetzten Welt sind im Zusammenhang mit dem Klimawandel oft noch nicht berücksichtigt. So können sich örtliche Ereignisse durch komplexe Wirkungsketten und Rückkopplungen über verschiedene räumliche und zeitliche Skalen ausbreiten. Daher wird der Klimawandel auch als „Risikoverstärker“ und „Bedrohungsmultiplikator“ bezeichnet. Das Kapitel beleuchtet einige wesentliche Aspekte dieser Risikoverstärkung durch Mensch-Umwelt-Interaktion, Kippeffekte und Risikokaskaden.

Jürgen Scheffran

Open Access

29. Übergreifende Risiken und Unsicherheiten

Inzwischen kann die Wissenschaft mit Klimamodellen künftige Entwicklungen und Gefährdungen durch den Klimawandel relativ gut projizieren. Doch das ist immer mit Unsicherheiten und Mehrdeutigkeiten verbunden, die Anlass für gesellschaftliche Debatten geben. Im Mittelpunkt dieses Kapitels steht daher die Frage, wie Individuen, Gesellschaften und die Weltgemeinschaft mit globalen Risiken umgehen sollen und wie sie die mit Risiko verknüpften Probleme von Komplexität, Unsicherheit und Mehrdeutigkeit angehen wollen. Zudem gilt es auszuhandeln, wie viel Aufmerksamkeit und wie viele Ressourcen eine Gesellschaft aufwenden soll, um das Risiko „Klimawandel“ zu mindern, während noch viele andere, ebenso gravierende Risiken die Menschheit bedrohen.

Ortwin Renn

Open Access

30. Entscheidungen unter Unsicherheit in komplexen Systemen

Das Kapitel nimmt Fragen des Umgangs mit Unsicherheiten und Bandbreiten der Klimafolgenprojektionen in den Blick, die vor allem angesichts hoher Schadens-, aber auch Vermeidungskosten eine große Herausforderung für die gesellschaftliche Meinungsfindung und das Handeln von Entscheidungsträgern darstellen. Wichtige gesellschaftliche Entscheidungen betreffen üblicherweise Handlungen, deren Ziel es ist, Veränderungen an komplexen Systemen vorzunehmen, um das System noch besser auf die Herausforderungen der Zukunft auszurichten. In der Regel lassen sich jedoch die Folgen solcher Entscheidungen nicht genau vorhersagen. Bei den meisten Entscheidungen, die komplexe Umweltsysteme betreffen, spielt Unsicherheit deshalb eine entscheidende Rolle. Das Kapitel stellt verschiedene Methoden vor, unter Unsicherheit zu entscheiden, und plädiert für Risikominderung durch breite und offene Dialogprozesse.

Hermann Held

Integrierte Strategien zur Anpassung an den Klimawandel

Frontmatter

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31. Die klimaresiliente Gesellschaft – Transformation und Systemänderungen

Die Autoren erörtern die Zusammenhänge zwischen Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel, die Chancen, Risiken und Grenzen der Anpassung sowie den nationalen und globalen Transformationsbedarf. Neben den einzel- und volkswirtschaftlichen Auswirkungen des Klimawandels stellt das Kapitel auch die sozialen, politischen und ökologischen Auswirkungen in einen systemischen Zusammenhang. Die Autoren zeigen zudem, wie wichtig und schwierig räumliche und zeitliche Differenzierung sein kann. Auf nationaler Ebene stehen gesellschaftliche Akteure und politische Entscheidungsträger vor komplexen Analyse- und Steuerungsproblemen. Um Klimarisiken zu begegnen und Chancen der Klimaanpassung auszuschöpfen, müssen die verschiedenen Dimensionen wirtschaftlicher, sozialer, politischer und ökologischer Systeme, räumliche und zeitliche Skalenebenen berücksichtigt und Praxisakteure einbezogen werden.

Jesko Hirschfeld, Gerrit Hansen, Dirk Messner

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32. Anpassung an den Klimawandel als neues Politikfeld

In Deutschland ist – wie in vielen Mitgliedstaaten der EU – Anpassung an den Klimawandel als eigenes Politikfeld mit einer nationalen Strategie, einem Maßnahmenplan sowie für die Umsetzung zuständigen Akteuren etabliert. Insbesondere bei physischen, raumwirksamen Maßnahmen kommt dabei der kommunalen und regionalen Ebene eine maßgebliche Rolle zu. Auf EU-Ebene kann die Umsetzung insbesondere durch einen geeigneten Förder- und Rechtsrahmen unterstützt werden. Im Mittelpunkt des Kapitels stehen Klimaanpassungsstrategien auf den unterschiedlichen politischen Ebenen – von der EU bis zur Kommune –, Ansätze erfolgreicher Umsetzung und entsprechende Hemmnisse.

Andreas Vetter, Esther Chrischilles, Klaus Eisenack, Christian Kind, Petra Mahrenholz, Anna Pechan

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33. Optionen zur Weiterentwicklung von Anpassungsstrategien

Anpassung an den Klimawandel kann zur nachhaltigen Entwicklung beitragen, insbesondere wenn sie mit sozialen Innovationen einhergeht. Das Kapitel untersucht transformative Ansätze zur Anpassung, die im Angesicht von tiefgreifenden Klimarisiken notwendig werden und über ein reines mainstreaming von Maßnahmen in bestehende Instrumente hinausgeht. Geschildert wird deren Steuerung mithilfe von Rechts-, ökonomischen und zunehmend auch informellen Instrumenten. Beispiele gelungener governance-Ansätze veranschaulichen die Möglichkeiten von Politik und privaten Akteuren, unter anderem durch Partizipation und Kommunikationsaktivitäten.

Petra Mahrenholz, Jörg Knieling, Andrea Knierim, Grit Martinez, Heike Molitor, Sonja Schlipf

Backmatter

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