Bundesverkehrswege : Wetter- und Klimadaten als zentrale Bausteine der Anpassung an den Klimawandel

Starkregen kann großflächige Überschwemmungen oder regional begrenzte Sturzfluten verursachen, die Straßen und Schienen zerstören können. Sturmereignisse führen zum Entwurzeln oder Abknicken von Bäumen, insbesondere wenn diese trockenheitsgeschädigt sind. Binnenwasserstraßen leiden unter Niedrigwasser, das die Schiffbarkeit von Flüssen einschränkt. Die Auswirkungen des Klimawandels auf diese extremen Wetterereignisse sind vielfältig und bereits heute deutlich erkennbar.

Um zu verstehen, wie wir die Resilienz der Bundesverkehrswege gegenüber dem zu erwartenden Klimawandel erhöhen können – und um zielgerichtet Anpassungsmaßnahmen ableiten zu können – sind detaillierte Klimarisikoanalysen notwendig. Räumlich und zeitlich hochaufgelöste Klimadaten sind dafür der zentrale Ausgangspunkt.

Gleichzeitig spielen sie zusammen mit präzisen Wetterdaten eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung eines klimawandelgerechten Risikomanagements für unsere Infrastrukturbauwerke und Verkehrssysteme, um auf veränderte Bedingungen reagieren zu können.

Für den Schutz der Bevölkerung

Wetter- und Klimadaten beschreiben den Zustand der Atmosphäre, decken jedoch unterschiedliche Zeiträume und damit auch unterschiedliche Anwendungsgebiete ab. Wetterdaten erfassen kurzfristige, örtlich begrenzte atmosphärische Bedingungen innerhalb von Stunden bis Tagen. Darunter fallen allgemeine Informationen zum aktuellen Wetter oder Warnungen vor extremen Wettersituationen. Wetterdaten sind damit eine wichtige Entscheidungsgrundlage zum Schutz der Bevölkerung vor katastrophalen Auswirkungen extremer Wetterbedingungen.

Dagegen beziehen sich Klimadaten auf vieljährige Durchschnittswerte und Muster von atmosphärischen Bedingungen über Monate bis zu Jahrhunderten. Sie ermöglichen die Analyse langzeitlicher Klimatrends und -veränderungen zur Bewertung des Anpassungsbedarfs der Verkehrsinfrastrukturen mit verschiedenen Zeithorizonten.

Das Klima-Monitoring zeichnet relevante meteorologische Variablen und deren Entwicklung in der Gegenwart mit Einordnung in die Vergangenheit auf, während Klimavorhersage und -projektionsdaten Einblicke in mögliche zukünftige Klimaentwicklungen auf verschiedenen Zeitskalen bieten. Durch die gemeinsame Analyse und Bewertung von Monitoring-, Vorhersage- und Projektionsdaten können langfristige Trends erkannt und die Auswirkungen des Klimawandels sowie Veränderungen im Auftreten von Extremereignissen verstanden werden.

Daten zur Ermittlung der Klimaexposition der Bundesverkehrswege

Zeitlich und räumlich detaillierte Klimamonitoring-, Klimavorhersage- und Klimaprojektionsdatensätze zu Temperatur, Niederschlag und Wind zeigen, wie sich diese Größen im zeitlichen Verlauf entwickeln, das heißt, wie sich die Häufigkeit, Dauer und Intensität von Extremereignissen wie Hitzewellen, Starkregen oder Stürmen verändern.

Die Analyse der Trends von Klimaindikatoren zu Hitze und Trockenheit zeigt, dass die Häufigkeit von Hitzewellen und extremen Starkregenereignissen in der Zukunft zunehmen wird. So steigt in Folge beispielsweise das Böschungsbrandrisiko, das insbesondere im Schienennetz zu Verkehrsstörungen führen kann.

Für Sturmereignisse ist hingegen kein eindeutiger Trend erkennbar. Jedoch ist in Folge der Verlängerung der Vegetationsperiode mit einem steigenden Gefährdungspotenzial durch entwurzelte oder abgeknickte Bäume im Herbst durch die klimawandelbedingt schon deutlich länger belaubten Bäume zu rechnen.

Die Kenntnis solcher Veränderungen in den meteorologischen Bedingungen ist äußerst wertvoll für die Betreiber von Infrastrukturen. Diese Daten können unmittelbar in die langfristigen Betriebsplanungen einfließen, sodass vorsorgende Maßnahmen ergriffen werden, um die Robustheit und Sicherheit der Infrastruktur zu gewährleisten und Störungen durch klimabedingte Extremereignisse zu minimieren.

Klimadaten entfalten einen weiteren Nutzen im Kontext der Klimaanpassung, indem sie als Eingangsdaten für Wirkmodelle dienen. Diese Modelle übersetzen atmosphärische Klimaveränderungen in konkrete und unmittelbare Auswirkungen auf den Verkehrssektor. Auf diese Weise ermöglichen sie die Erforschung des direkten Zusammenhangs zwischen klimatischen Veränderungen und deren Wirkung auf die Bundesverkehrswege.

So sind Klimadaten beispielsweise eine wichtige Grundlage, die herangezogen wird, um in Wasserhaushaltsmodellen die Entwicklung von Hoch- und Niedrigwasserabflüssen in Bundeswasserstraßen zu simulieren. Die Abflüsse wiederum haben konkreten Einfluss auf deren Schiffbarkeit.

Mittels Wetterdaten die Resilienz gegenüber Extremereignissen erhöhen

Wetterdaten sind für das Verkehrsmanagement von großer Bedeutung. Sie ermöglichen die rechtzeitige Warnung der Verkehrsteilnehmer vor Wettergefahren und kurzfristige Anpassungen im Betrieb der Verkehrsinfrastrukturen. Beispielsweise führen Starkregenereignisse in versiegelten Ballungsräumen zu extrem erhöhten Abflüssen in Wasserwegen, in denen der Wasserstand durch Stauanlagen wie Schleusen oder Wehre reguliert wird. Durch rechtzeitige und spezifische Information über den zu erwartenden Eintrag durch Starkregen kann das Betriebspersonal unmittelbar Einfluss nehmen und ist in der Lage, vorausschauend die Steuerung von Schleusen anzupassen.

Eine Vielzahl von Universitäten und Forschungseinrichtungen entwickelt neue räumlich und zeitlich hochaufgelöste Klimadatensätze, und das Klimawissen wächst beständig an. Damit dieses Wissen jedoch in der praktischen Anwendung zur Klimaanpassung umfassend genutzt werden kann, müssen Klimadaten kontinuierlich qualitätsgeprüft und dann zusammen mit Beratungsleistungen den Betreibenden der Verkehrsinfrastrukturen zur Verfügung gestellt werden.   

Um dies zu erreichen, wurde im Kontext der deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel im Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) der DAS-Basisdienst „Klima und Wasser“ aufgebaut. Über vier Bundesbehörden des BMDV stellt der Klimaservice aktuelle und qualitätsgesicherte sowie standardisierte Daten und individuelle Beratungsleistungen zum Klimawandel zur Verfügung.

Der operationelle Klimaservice für die Themen Klima und Wasser fasst das Datenangebot der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) und des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zusammen. So nutzen beispielsweise die Deutsche Bahn und die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes zur Klimaanpassung die gleiche Basis an Klimadaten, die durch den Dienst entwickelt, geprüft und fortgeschrieben werden.