Medium groundwater regeneration of the years 2071-2100 (projection (WMS service)

Die Karte zeigt die modellierte mittlere jährliche Grundwasserneubildungsrate für den 30-jährigen Zeitraum 2071-2100 in mm/a erstellt auf Basis von Klimaprojektionsdaten. Grundwasser ist ein Rohstoff, der sich regenerieren und erneuern kann. Hauptlieferant für den Grundwasservorrat ist versickerndes Niederschlagswasser. Es sorgt dafür, dass die Grundwasservorkommen der Speichergesteine im Untergrund aufgefüllt werden. Besonders hoch ist die Grundwasserneubildung im Winter, da zu dieser Zeit ein großer Teil der Niederschläge im Boden versickert. In den wärmeren Jahreszeiten verdunstet dagegen ein großer Teil des Niederschlags bereits an der Oberfläche oder wird von Pflanzen aufgenommen. Die Grundwasserneubildung ist nicht überall gleich. Sie hängt unter anderem von der Niederschlagsmenge und -verteilung, der Durchlässigkeit des Bodens, dem Bewuchs und dem Relief der Bodenoberfläche sowie dem Grundwasserflurabstand ab. Da sich diese Faktoren in Niedersachsen zum Teil auf kleinstem Raum deutlich unterscheiden, ist auch die Grundwasserneubildungsrate räumlich sehr ungleich ausgeprägt. Eine flächendifferenzierte Ausweisung der mittleren Grundwasserneubildungsraten eröffnet die Möglichkeit, eine Reihe von hydrogeologischen Fragestellungen zu beantworten. Die Beurteilung der Grundwasserneubildung erfolgt anhand des langjährigen Wasserhaushalts (i.d.R. 30 Jahre). Für eine auch zukünftig nachhaltige Nutzung des Grundwasserdargebots in Niedersachsen ist es notwendig, die möglichen Einflüsse des Klimawandels auf die Grundwasserneubildung zu identifizieren und dessen Auswirkungen zu beurteilen. Die Bewertung des gegenwärtigen Einflusses der Klimavariabilität auf den Grundwasserhaushalt erfolgt in Niedersachsen auf Landesebene unter Einsatz des rasterbasierten Wasserhaushaltsmodells mGROWA18 (HERRMANN et al. 2013; ERTL et al., in Vorbereitung). Für die Abschätzung des Grundwasserdargebotes unter Klimawandelbedingungen, werden statt gemessener Klimadaten vergangener Perioden aktuelle Klimaprojektionsdaten verwendet. Hierbei stehen drei Zeitabschnitte im Mittelpunkt der Untersuchungen: 1971-2000 als Referenzzeit, 2021-2050 als nahe Zukunft und 2071-2100 als ferne Zukunft. Grundlage für die Klimadaten ist die Annahme des „weiter-wie-bisher“-Szenario RCP8.5 des IPPC (Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) aus dem Fünften Sachstandsbericht (AR5). Hierbei handelt es sich um ein Szenario, welches einen kontinuierlichen Anstieg der globalen Treibhausgasemissionen beschreibt, der bis zum Ende des 21. Jahrhunderts einen zusätzlichen Strahlungsantrieb von 8,5 Watt pro m² gegenüber dem vorindustriellen Niveau bewirkt (IPCC, 2013). Für das Szenario RCP8.5 stehen eine Vielzahl von Klimaprojektionen zur Verfügung, die aus verschiedenen Kombinationen von Globalen und Regionalen Klimamodellen (bzw. Regionalisierungsmethoden) entstanden sind. Diese Modelldaten entstammen zum einen dem Projekt EURO-CORDEX (JACOB et al., 2014), zum anderen dem Projekt ReKliEs-De (ReKliEs-De, 2018). Aus dem maximal verfügbaren Gesamtensemble von 37 Klimaprojektionen wurde am LBEG nach einer Auswahlmethode des DWD (DALELANE, 2018) ein reduziertes Ensemble mit 10 Klimaprojektionen erstellt, welches hinsichtlich der Bandbreite zukünftiger Klimasignale verschiedener maßgeblicher Klimagrößen ein repräsentatives Ensemble für Niedersachsen darstellt. Alle benutzten Klimamodelldaten zeigen für den Zeitraum der Gegenwart (Referenzzeitraum 1971-2000) mehr oder weniger ausgeprägte Abweichungen von beobachteten Klimamessdaten. Um diesen Fehler nicht in die Betrachtung der möglichen zukünftigen 30-jährigen mittleren Grundwasserneubildungsrate einfließen zu lassen, wurden die wasserwirtschaftlich besonders relevanten Klimamodelldaten (Temperatur und Niederschlag) vor der Anwendung in den Modell mGROWA18 einer BIAS-Adjustierung unterzogen. Hierbei wurde das Verfahren des Linear Scaling (z.B. TEUTSCHBEIN & SEIBERT, 2012) monatsweise angewendet. Außerdem wurden die klimatischen Eingangsparameter Niederschlag und potentielle Verdunstung mit bilinearer Interpolation auf ein 500 x 500 m Raster für mGROWA18 übertragen (downscaling). Dargestellt sind jeweils der Mittelwert der simulierten jährlichen mittleren Grundwasserneubildungsrate der betrachteten 30-jährigen Periode sowie der minimale und maximale Wert der Bandbreite. HERRMANN, F., CHEN, S., HEIDT, L., ELBRACHT, J., ENGEL, N., KUNKEL, R., MÜLLER, U., RÖHM, H., VEREECKEN, H. & WENDLAND, F., (2013): Zeitlich und räumlich hochaufgelöste flächendifferenzierte Simulation des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen mit dem Model mGROWA. - Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 57(5): 206-224. DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_2 ERTL, G., BUG, J.F., ELBRACHT, J., ENGEL, N. & HERRMANN, F. (in Druckvorbereitung): Grundwasserneubildung von Niedersachsen und Bremen. Berechnungen mit dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA18. - Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie [Hrsg.]: GeoBerichte; Hannover. IPCC (2013): Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp. JACOB, D., PETERSEN, J., EGGERT, B. et al. (2014): EURO-CORDEX: new high-resolution climate change projections for European impact research. Reg. Environ. Change 14, 563-578. DOI: 10.1007/s10113-013-0499-2 ReKliEs-De (2018): http://reklies.hlnug.de/startseite (14.05.2018) DALELANE, C., FRÜH, B., STEGER, C. & WALTER, A. (2018): A Pragmatic Approach to Build a Reduced Regional Climate Projection Ensemble for Germany Using the EURO-CORDEX 8.5 Ensemble. J. Appl. Meteor. Climatol. 57, 477-491. DOI: 10.1175/JAMC-D-17-0141.1 TEUTSCHBEIN, C. & SEIBERT, J. (2012): Bias correction of regional climate model simulations for hydrological climate-change impact studies: Review and evaluation of different methods. J. Hydrol. 456-457: 12 – 29. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2012.05.052