StartClim2007: Auswirkungen des Klimawandels auf Österreich: Fallbeispiele

In StartClim2007 wurden Themen aus den Bereichen Gesundheit, Land- und Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft, Tourismus und Wirtschaft bearbeitet.

Grundlage für viele Untersuchungen sind verlässliche Klimadaten der Vergangenheit sowie Gegenwart: Der Satz qualitätsgeprüfter meteorologischer Daten konnte im Rahmen von StartClim2007 aktualisiert und erweitert werden. Die Analyse der Schneedatensätze war Teil eines der StartClim2007-Projekte.

Die Auswirkungen des abnehmenden stratosphärischen Ozons auf die Gesundheit der österreichischen Bevölkerung waren ebenso Untersuchungsgegenstand wie die Beobachtung der Veränderungen des Auftretens von Schadinsekten in der biologischen Landwirtschaft und die Auswirkungen der Verschiebung der Waldgrenze auf den CO2–Gehalt des Bodens. In einem weiteren Projekt wurde das veränderte Abflussverhalten von vergletscherten Einzugsgebieten im Hinblick auf Auswirkungen auf Speicherkraftwerke untersucht. In einem weiteren Projekt wurden Fragen zu den Auswirkungen auf den Sommerourismus behandelt und in Anlehnung an den STERN-Report wurde für Österreich ein Modell entwickelt, das Abschätzungen der wirtschaftlichen Auswirkungen des Klimawandel ermöglichen soll.

Endberichte der einzelnen StartClim2007-Teilprojekte:

StartClim2007.A: Erweiterung und Vervollständigung des StartClim Datensatzes für das Element tägliche Schneehöhe. Aktualisierung des existierenden

Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik: Ingeborg Auer,
Anita Jurkovi?, Reinhard Böhm, Wolfgang Schöner, Wolfgang Lipa

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Kurzfassung:

Grundlage für viele Untersuchungen sind verlässliche Klimadaten der Vergangenheit sowie Gegenwart: Der Satz qualitätsgeprüfter meteorologischer Daten und analysiert werden.

Aus den gemessenen Gesamtschneehöhen konnten durch einfache Differenzenbildung (Tag-Vortag) die fiktiven Neuschneesummen (Pseudoneuschnee) berechnet werden, welche dann zur Qualitätsprüfung der Zeitreihen herangezogen wurden. Zahlreiche vorhandene Beobachtungs- und Digitalisierungsfehler konnten dadurch eliminiert werden.

Eventuelle Lücken der Zeitreihen wurden mit Hilfe von gut korrelierten Nachbarstationen der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik oder des hydrographischen Dienstes vervollständigt. Weiters wurde, in Hinblick auf Trendanalysen der Gesamtschneehöhe, der Datensatz mittels des Programms HOCLIS auf Homogenität geprüft. Trendananlysen wurden auch für die Anzahl der Tage mit Schnee, die Schneedecken- sowie die Winterschneedeckendauer und die maximale Schneehöhe durchgeführt. Die beiden aussagekräftigsten Parameter, die Anzahl der Tage mit Schneedecke und die Dauer der Winterschneedecke wiesen im Süden vorwiegend statistisch signifikante negative Trends auf, im Norden gab es mehrere Stationen, die keinen signifikanten Trend aufwiesen.

Ein Versuch, die täglichen Gesamtschneehöhen mittels des Schneemodells nach Schöner aus den täglichen Temperatur und Niederschlagswerten zu errechnen, führte generell zur Unterschätzung der Höhe der Schneedecke. Je höher die Station situiert ist, desto größer sind die Differenzen zwischen modellierten und gemessenen Daten. Die Trendanalyse der berechneten Werte führte jedoch zu einem ähnlichen Schluss wie die Trendanalyse der gemessenen Zeitreihen. Dies bedeutet, dass man für Regionen ohne Schneedeckenbeobachtung zwar nicht die Gesamtschneehöhe an sich aus den tägli-hen Temperatur und Niederschlagswerten berechnen kann, wohl aber ihren Trend.

StartClim2007.B: Gesundheitsrisiken für die Österreichische Bevölkerung durch die Ab-nahme des stratosphärischen Ozons

Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur Wien: Stana Simic
Institut für Medizinische Physik und Biostatistik, Veterinärmedizinische Univer-sität Wien: Alois W. Schmalwieser
Institut für Umwelthygiene, Zentrum für Public Health, Medizinische
Universität Wien: Hanns Moshammer

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Kurzfassung:

Der Abbau des stratosphärischen Ozons gehört zu den gravierendsten Veränderungen der Erdatmosphäre in neuerer Zeit. Als Folge der langfristigen Ozonabnahme ist die Anzahl der Tage mit dünner Ozonschicht und daher erhöhter sonnenbrandwirksamer UV-Strahlung gestiegen. Episoden mit einem Ozonschwund von mehr als 30%, die zu einer merklich verstärkten UV-Belastung der menschlichen Haut führen, sind im Spätwinter und Frühling besonders häufig. Seit Anfang der 1990er-Jahre treten im Winter und Spätwinter auch über Österreich so genannte Ozon-Mini-Löcher auf. Während solcher Ozon-Mini-Löcher können die Ozonwerte auf ein ähnliches niedriges Niveau wie beim Antarktischen Ozonloch absinken. Dabei kann sich die Sonnenbrandgefahr um einen Faktor zwei und das Risiko einer DNS-Schädigung um einen Faktor vier erhöhen. Über die letzten zwei Jahrzehnte hinweg gab es eine deutliche Zunahme der Neuerkrankungen am bösartigen Melanom in Österreich. Während bei Frauen nur ein leichter Anstieg zu erkennen ist, ist dieser bei Männern deutlich höher.

Aufgrund des vor 20 Jahren unterzeichneten Montrealer-Protokolls zum Schutz der Ozonschicht sowie dem Verbot der Produktion von FCKWs und anderer halogenierter Spurengase haben die Konzentrationen ozonschädigender Substanzen in der Stratosphäre ihren Höhenpunkt überschritten und sind seit einiger Zeit rückgängig. Die noch offene Frage ist allerdings, wie sich der Klimawandel in der Stratosphäre auswirkt und die Erholung der Ozonschicht beeinflussen bzw. verzögern könnte.

Hinzu kommt, dass für die UV-Belastung neben dem Gesamtozon auch die Bewölkung und deren Veränderung eine Rolle spielt. Verschiedene regionalisierte Klimaszenarien für den alpinen Raum lassen einen deutlichen Rückgang der sommerlichen Bewölkung erwarten. Demzufolge würde die UV-Tagesdosis zunehmen und über das Freizeitverhalten zu vermehrter Sonnenexposition und erhöhten Hautkrebsraten führen.

StartClim2007.C: Anpassungen der Schadinsektenfauna an den Klimawandel im ostöster-reichischen Ackerbau: Konzepterstellung für ein Langfrist-Monitoringsystem

Bio Forschung Austria: Eva-Maria Grünbacher, Patrick Hann, Bernhard Kromp
Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur Wien: Herbert Formayer

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Kurzfassung:

In den letzten Jahren wurden rezente Veränderungen des Schädlingsauftretens im ostösterreichischen Ackerbau festgestellt, wobei vor allem wärmebedürftige Schädlingsarten mit bisherigem Hauptschadauftreten in Südost-Mitteleuropa auffällig geworden waren. Auch Verursacher ökonomisch schwerwiegender Schäden fanden sich darunter. Ob diese Veränderungen bereits eine Anpassung der Schadinsektenfauna an den Klimawandel darstellen, konnte aufgrund des Fehlens längerfristiger, kongruent erhobener Datensätze zu Populationsschwankungen der relevanten Schädlingsarten nur vermutet werden. Das Ziel dieses Projekts war daher die Erstellung eines Monitoring-Konzepts zur Beobachtung von Veränderungen des Schädlingsspektrums im österreichischen Ackerbau in Zusammenhang mit dem Klimawandel. In Österreich bereits vorhandene Schädlings-Monitoringsysteme bzw. deren Betreiber sollten dabei konsensual einbezogen werden. Grundlage für die Konzepterstellung waren eine Literatur- und Internetrecherche sowie Fachgespräche mit Pflanzenschutz- und Klima-ExpertInnen relevanter Institutionen.

Die Erhebungen zum aktuellen Schädlings-Monitoring im österreichischen Ackerbau zeigten Lücken auf, die ein Monitoring-System zur Erfassung klimabedingter Veränderungen im Schädlingsspektrum abdecken sollte. So werden derzeit nur wenige Schädlinge regelmäßig bzw. überregional erfasst, die Netzdichte an Standorten ist meist sehr gering und die Populationen werden üblicherweise nur bis zum Bekämpfungstermin beobachtet. Aufbauend auf eigenen Erhebungen (StartClim2005) sowie ExpertInnen-Aussagen wurde eine vorläufige Liste von zu erfassenden Feldfrüchten und Schädlingen erstellt. Das Netz an Monitoring-Standorten sollte die schädlingsrelevanten Faktoren wie die Anbaudichten der jeweiligen Kulturen und vor allem die unterschiedlichen Klimabedingungen im ostösterreichischen Ackerbaugebiet in ausreichender Dichte abdecken. Dafür wird ein zweistufiger Aufbau des Netzes aus Hauptstandorten (Landwirtschaftliche Fachstellen) mit hoher Erfassungsintensität, aber geringer Netzdichte und Nebenstandorten (Praxisbetriebe) mit geringerer Erfassungsintensität, dafür höherer Netzdichte vorgeschlagen. Die Auswahl der Monitoring-Methoden erfolgte nach den Kriterien Erfassungsgenauigkeit und –aufwand, wobei neben Exper-tenaussagen und Literatur auch die langjährigen methodischen Erfahrungen der Bio Forschung Austria einflossen.

Ein über das vorliegende Projekt hinausreichendes Fernziel ist die Umsetzung des Konzepts in einem längerfristigen Kooperationsprojekt im Rahmen der Klimafolgenfor-schung. Da im benachbarten Ausland keine Langfrist-Monitoring-Systeme für klimabedingte Veränderungen der Schädlingsfauna gefunden werden konnten, könnte ein der-artiges System in Österreich eine europaweite Innovation darstellen.

StartClim2007.D: Auswirkung der klimabedingten Verschiebung der Waldgrenze auf die Freisetzung von Treibhausgasen - Umsetzung von Kohlenstoff und Stickstoff im Boden

Forschungszentrum Wald: Robert Jandl, Andreas Schindlbacher,
Sophie Zechmeister-Boltenstern, Michael Pfeffer
Dept. Wald- und Bodenwissenschaften, Universität für Bodenkultur Wien:
Klaus Katzensteiner
Umweltbundesamt: Sabine Göttlicher
Universität Wien: Hannah Katzensteiner
Tiroler Landesforstdirektion: Dieter Stöhr

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Kurzfassung:

Die Waldgrenze verschiebt sich durch die Klimaänderung und durch die geänderte Form der Landbewirtschaftung nach oben. Der Effekt ist seit mehreren Jahrzehnten gut dokumentiert. Durch Bodenanalysen an einem Standort, der in den 50er Jahren untersucht und gut dokumentiert wurde, konnten Auswirkungen des Überganges von Zwergstrauchheide zu Zirbenwald auf den Boden ermittelt werden. Der Versuchsstandort Poschach in Obergurgl, Ötztal, war in den 1950er Jahren Gegenstand detaillierter pflanzenphysiologischer und kleinklimatischer Messungen, die im Zuge von großflächigen Hochlagenaufforstungen von der damaligen Forstlichen Bundesversuchsanstalt durchgeführt wurden. Im Zuge einer Neu-Aufnahme der Vegetation und der Böden konnte die Veränderung der Fläche innerhalb eines halben Jahrhunderts gut festgestellt werden.

In Obergurgl verdrängt der Wald Zwergstrauchheiden, die von Calluna und Rhododendron dominiert sind. Diese Zwergsträucher sind für ihre schlecht abbaubare Streu und für den extrem geschlossenen Nährstoffkreislauf bekannt. Die Böden unter Zwergsträuchern erwiesen sich als wesentlich kohlenstoffreicher als jene unter dem nunmehr 50 Jahre alten Zirbenwald. Dies hat weitreichende Implikationen für die Kohlenstoffbilanz: Zwar wird in der oberirdischen Biomasse im Wald ein großer Kohlenstoffvorrat aufgebaut, doch wird gleichzeitig der stabilere Kohlenstoffvorrat im Boden abgebaut.

Die Implikation für die österreichische Kohlenstoffbilanz ist, dass durch die Vegetations-änderung insgesamt nur ein kleiner Bodenkohlenstoffpool aufgebaut wird, der überdies stark auf Temperaturanstieg reagiert und leicht abbaubar ist. Zusammenfassend gilt für den spezifischen Standort, dass der Anstieg der (Zirben-) Waldgrenze zu signifikanten Änderungen im Boden führen, die mit erhöhter Kohlenstofffreisetzung verbunden sind. Diese Ergebnisse werfen viele Fragen auf, die in Folgeprojekten abgearbeitet werden sollen.

StartClim2007.E: Auswirkung von Klimaänderungen auf das Abflussverhalten von verglet-scherten Einzugsgebieten im Hinblick auf Speicherkraftwerke

Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck:
Michael Kuhn, Marc Olefs, Andrea Fischer

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Kurzfassung:

Klimaänderungen führen zu einer Änderung des Abflussverhaltens in vergletscherten Einzugsgebieten. Dies ist ein für die Energiewirtschaft wichtiger Aspekt des Klimawandels, da sowohl der zeitliche Verlauf als auch die Gesamtmenge des für Speicherkraftwerke in vergletscherten Einzugsgebieten zur Verfügung stehenden Wassers geändert werden. Bisherige Studien untersuchten den direkten Einfluss von Temperatur- und Niederschlagsänderungen auf den Abfluss in vergletscherten Einzugsgebieten ohne Berücksichtigung der Änderung der Gletscherfläche und -höhe.

Im dieser Studie wurde für ein stark vergletschertes (Gepatschferner, 17 km2), ein schwach vergletschertes und ein eisfreies Gebiet in Tirol die Wasserbilanz für den Zeitraum 1983-2003 als Referenz modelliert. Davon ausgehend wurden die Folgen einer Klimaänderung nach dem IPCC A1B Szenario modelliert.

Von der heutigen Verteilung der Eisdicke des Gepatschferners und ihrer gemessenen Änderung von 1997 bis 2006 wurden Gletscherspende, Eisvolumen und Eisfläche für Schritte von 1°C berechnet. Bis zu einer Erwärmung von 3°C (im Modell ca. 2030 - 2040) nimmt die Gletscherspende zu, danach überwiegt die fortschreitende Verringerung der Eisfläche über die Wirkung der Erwärmung. Bei kleineren Gletschern tritt dieser Effekt bereits früher auf.

StartClim2007.F: ALSO WIKI – Alpiner Sommertourismus in Österreich und mögliche Wirkungen des Klimawandels

Österreichisches Institut für Raumplanung: Cornelia Krajasits, Gregori Stanzer, Adolf Andel, Wolfgang Neugebauer, Iris Wach
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik: Wolfgang Schöner,
Christine Kroisleitner

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Kurzfassung:

Die Untersuchungen zu den Auswirkungen des Klimawandels auf den Sommertourismus beziehen sich nur auf die unmittelbaren Auswirkungen des Klimawandels. Welche Auswirkungen Klimaschutzmaßnahmen im Tourismus und in anderen Bereichen haben und wie diese sich auf den Tourismus auswirken ist nicht Gegenstand dieser Studie. Darüber hinaus beruhen die meisten Ergebnisse auf Plausibilitätsüberlegungen, da das für echte Analysen notwendige Datenmaterial nicht vorhanden ist.

Mittelfristig eröffnet der Temperaturanstieg Chancen für die Ausweitung der Sommersaison in den alpinen Regionen sowie die Möglichkeit einer verstärkten Orientierung auf Ganzjahrestourismus z.B. durch die erwartete Zunahme von Sommertagen und den Rückgang von Niederschlagstagen im Sommer. Allerdings werden in den Regionen entsprechende Anpassungen sowohl in der Infrastrukturentwicklung, in der Angebotsgestaltung, sowie in der Vermarktung notwendig werden. Da die erwarteten Klimatrends für bestimmte Höhenlagen klimatische Vorteile erwarten lassen, ist davon auszugehen, dass hier der Flächenbedarf weiter zunehmen wird und dadurch verstärkt ökologisch sensible Bereiche betroffen sein werden. Eine strikte ordnungsplanerische Vorsorge sowie entsprechende Rahmenbedingungen für die touristische Angebotsentwicklung im alpinen Raum ist in Betracht zu ziehen.

StartClim2007.G: Integrierte Modellierung von Wirtschaft und Klimaänderung in Umlegung des STERN-Reports

Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz:
Olivia Koland, Karl Steininger, Andreas Gobiet, Georg Heinrich, Claudia
Kettner, Alexandra Pack, Matthias Themeßl, Christoph Töglhofer, Andreas Türk, Thomas Trink
Joanneum Research, Institut für Technologie- und Regionalpolitik:
Raimund Kurzmann
Universität für Bodenkultur Wien: Erwin Schmid

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Kurzfassung:

Der Stern Report (Stern, 2007) analysiert und bewertet grob quantitativ auf der globalen Ebene die Auswirkungen des Klimawandels, die Anpassung und Minderungsoptionen. Er streicht aber ebenso heraus, dass detailliertere Analysen auf der lokalen Eben folgen müssen, da Auswirkungen, Verwundbarkeit, Anpassung, aber auch Minderung, über Wirtschaftssektoren und Regionen stark divergieren. Das Projekt STERN.AT zielt daher darauf ab, auf regionaler Ebene die Interaktion zwischen Klimawandel, seinen physischen und sozioökonomischen Folgen und den Antworten der Politik zur Emissionsvermeidung zu modellieren. Das Projekt koppelt ein regionales Klimaszenario, sektorale Analysen für zwei Sektoren, Landwirtschaft und Energie, und ein drei-regionales ökonomisches Angewandtes Allgemeines Gleichgewichtsmodell, um die wirtschaftlichen Folgen des lokalen Klimawandels für eine Studienregion in Österreich abzuschätzen. Die Auswirkungen werden für ein repräsentatives Jahr der 2040er Jahre berechnet. Untersucht werden jeweils separat die wirtschaftlichen Auswirkungen des Klimawandels und autonomer Anpassung, die Auswirkungen politikinduzierter Anpassung sowie die Auswirkungen einer Minderungsstrategie. Die Simulationsergebnisse zeigen beispielhaft die Richtung und Größenordnung der Effekte für wirtschaftliche Indikatoren wie Regionalprodukt und regionale Wohlfahrt. So ergibt sich z.B. als Auswirkung des Klimawandels durch veränderte Energienachfrage eine Erhöhung der Wohlfahrt (Konsumgütermenge) in den 2040er Jahren um 1,3%, als Auswirkung durch veränderte Produktion in der Landwirtschaft eine Verringerung um 0,3%. Durch Vermeidungspolitik in den Bereichen Raumwärme (Erhöhung der Sanierungsrate) oder erneuerbare Energie (Ausbau der Biomasse) lassen sich für realistische Politikszenarien Erhöhungen der regionalen Wertschöpfung um bis zu 3% und der regionalen Wohlfahrt um bis zu 0,7% erzielen.

Das Projekt zeigt, dass die Abschätzung von Schäden eine genaue Spezifizierung der Änderung von Klimaparametern nicht nur im Hinblick auf den betrachteten Zeitraum (jährlich, saisonal, monatlich, täglich) sondern auch auf die betrachte Ebene (global, national, regional, lokal) erfordert. Um zu realitätsnäheren Simulationen der wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen des Klimawandels zu kommen, müssten die derzeitigen sektoralen Analysen verfeinert und weitere Sektoren, wie z.B. der Tourismus aufgenommen werden. Das Projekt konnte jedoch nachweisen, dass der gewählte Ansatz machbar und erfolgversprechend ist.

Nähere Informationen:

Nikolaus Becsi und Univ.Prof. Dr. Helga Kromp-Kolb
BOKU, Department Wasser-Atmosphäre-Umwelt
Institut für Meteorologie, Peter Jordan-Straße 82, A-1190 Wien
Tel.: 01/476 54/81418

startclim@boku.ac.at
http://www.startclim.at
http://www.wau.boku.ac.at/met.html