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Zukunftsszenarien zur Förderung einer nachhaltigen Nutzung mariner Räume, Vorhaben: Szenarien für Ökosystemleistungen

Zukunftsszenarien zur Förderung einer nachhaltigen Nutzung mariner Räume, Vorhaben: Küstenschutz und Szenarien zum Sandmanagement

Improving the German Climate Adaptation Strategy

The German Adaptation Strategy (DAS) provides the basis for climate adaptation concepts and measure developments in Germany. The regular further development of the DAS offers crucial opportunities to incorporate new scientific findings and to optimize approaches and procedures. The report presents the results of a research project that identified potential for further development of the DAS based on a methodological analyses of different research strands as well as the transfer of results of a comparative policy field analysis in Germany. Central recommendations for the further development of the DAS include a more integrative design of a policy mix and the stronger involvement of stakeholders in its development. The interrelationship of concrete objectives and a common identity for the work of the network of authorities for climate change and adaptation are also addressed in the recommendations. Veröffentlicht in Climate Change | 46/2025.

Abflussprojektionen für die großen Flüsse Deutschlands basierend auf Bias-korrigierten Klimaprojektionen und dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) erstellt Abflussprojektionen für Pegel in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser und stellt diese als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" bereit. Die Projektionen fußen auf den Szenarien und Daten, die auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde liegen. Diese globalen Klimadaten werden durch Europäische Wetterdienste und Klimaforschungsinstitute für Europa regionalisiert. Für Deutschland und die internationalen Einzugsgebietsanteile werden diese Daten durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes aufbereitet. Die BfG setzt die hydrometeorologischen Größen (Lufttemperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Wind, relative Luftfeuchte) und deren für die Zukunft projizierten Änderungen mittels eines Wasserhaushaltsmodells in Tageswerte hydrologischer Größen (u.a. Abfluss) um. Die hier bereitgestellten Daten basieren auf einem Klimadatenfundus, der im Kontext des 5. IPCC-Sachstandsberichts (IPCC, 2013) durch das globale Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5, Meehl und Bony, 2011) und den europäischen Teil des Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX, Jacob et al., 2014) sowie nationale Modellaktivitäten (ReKliEs-De, Hübner et al., 2017) generiert wurden. Die rohen Klimamodelldaten wurden durch die BfG einer grundlegenden Prüfung unterzogen (Nilson, 2021; Nilson et al., 2014) um unplausible Projektionen auszuschließen. Auf Basis dieser Prüfung ergeben sich somit Ensembles von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5, 11 Projektionen für das mittlere Szenario RCP4.5 und 10 Simulationen für das bzgl. klimaschutzfortgeschritten optimistische RCP2.6-Szenario. Die verbliebenen Klimaprojektionen wurden durch den DWD aufbereitet. Zu den Aufbereitungsschritten gehört eine multivariate Biasadjustierung (Cannon, 2018) auf Basis des hydrometeorologischen Referenzdatensatzes HYRAS (Tageswerte; z.B. Rauthe et al., 2013) sowie eine räumliche Disaggregierung auf das ebenfalls von HYRAS vorgegebene Raster von 5 km x 5 km. Auf dieser Grundlage wurden durch die BfG Simulationen mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME (Version 2019; Fleischer et al., in Vorber.) durchgeführt und in die bereitgestellten 37 Abflussprojektionen generiert. Die Projektionen sind u.a. in Teile der Klimawirkungs- und Risikoanalyse des Bundes für Deutschland eingeflossen (KWRA 2021). Die Veröffentlichung der nächsten Risikoanalyse ist für 2028 geplant (KRA 2028). Die Pflege und Weiterentwicklung der Modelle und Daten erfolgt kontinuierlich u.a. im Rahmen der Ressortforschung der Bundesministerien für Verkehr und Umwelt.

Einfluss einer veränderten Wasserführung auf die Stoffkonzentration in großen Flüssen basierend auf Klima- und Abflussprojektionen (DAS-Basisdienst)

Der Datensatz zeigt den langfristigen Einfluss einer durch den Klimawandel veränderten Wasserführung auf die Konzentration von Stoffen in Fließgewässern bei Niedrigwasser. Hintergrund ist die Verdünnungswirkung der im Fluss vorhandenen Wassermenge. Alle weiteren Einflussgrößen auf die Stoffkonzentration (z. B. eingetragene Stofffracht, Stofftransport und -abbau) wurden dabei vereinfachend als unverändert angenommen. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde erzeugt die Ergebnisse mit Hilfe von numerischen Berechnungsverfahren für 56 Standorte in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser. Diese Daten stehen als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" frei zugänglich zur Verfügung. Grundlage sind Abflussprojektionen der Bundesanstalt für Gewässerkunde, die ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes frei verfügbar sind (Fleischer et al., 2025). Diese basieren ihrerseits auf globalen und regionalen Klimaprojektionen aus unterschiedlichen Projekten (Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5): Meehl und Bony, 2011; Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX): Jacob et al., 2014; ReKliEs-De: Hübener et al., 2017). Die verwendeten Emissionsszenarien liegen auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde. Für die Berechnung der langfristigen Änderungen der Stoffkonzentration wurde ein Ensemble von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5 berücksichtigt. Angegeben ist die relative Konzentrationsänderung im Vergleich zum Referenzzeitraum 1971-2000 als 30-jähriger gleitender Mittelwert für die Jahre 1971 bis 2099. Die zugrunde liegende Abflussmenge entspricht dem niedrigsten über 7 Tage gemittelten Abfluss in jedem Jahr (hier Wasserhaushaltsjahr von April bis März), der jeweils über 30 Jahre gemittelt wurde (Kennwert "MNM7Q").

Fiber optic data while primary cementing - Distributed Temperature and Distributed Vibrational Energy from a Distributed Dynamic Strain Sensing

For the safe and sustainable use of deep geothermal wells, construction must proceed as intended. An integer well ensures that all fluids within the borehole are always under control. One of the most critical steps is the cementing of the casings. Despite extensive experience in the petroleum industry, challenges with well integrity are a worldwide phenomenon. One reason could be that conventional measurement methods can only verify the success of cementing once the cement job has been completed. In contrast, distributed fiber optic sensing methods can monitor the entire cementing process along the entire drilling path. This data set contains the results of the Distributed Temperature Sensing (DTS) and the derived product "vibrational energy" of a Distributed Dynamic Strain Sensing (DDSS or DAS) of the whole cementing process. We collected this data during the primary cementing of an injection well's 874m surface casing at the geothermal site Schäftlarnstr, Munich. We measured the cement placement and 24 hours of the early hydration. We obtained the data with a fiber optic cable permanently deployed behind the casing. The cable contained Multi-Mode fibers (for DTS) and Single-Mode fibers (for DAS). Table 1 in the data description document shows the units used and the key parameters of our measurement. In the first step, we allocated each channel to its depth in the borehole. We used a cold spray (for DTS) and a tap test (for DAS) to locate the entry to the borehole. To obtain the vibrational energy of the DAS data, we summarized the raw dynamic strain with a Root Mean Square (RMS) in a window of 60 seconds. We calculated the vibrational energy for a wide range of different frequency ranges (Butterworth bandpass). The data are provided in csv formats and further explained in the data description document. Acknowledgement: GFK-Monitor is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action via the Project Management Jülich (PTJ) (funding code: 03EE4036, project duration: July 1, 2022 - June 30, 2025). The fiber optic infrastructure was provided by GAB (Geothermie Allianz Bayern): Funded by: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (Hauptgebäude: Salvatorstraße 2, 80333 München).

Improving the German Climate Adaptation Strategy

The German Adaptation Strategy (DAS) provides the basis for climate adaptation concepts and measure developments in Germany. The regular further development of the DAS offers crucial opportunities to incorporate new scientific findings and to optimize approaches and procedures. The report presents the results of a research project that identified potential for further development of the DAS based on a methodological analyses of different research strands as well as the transfer of results of a comparative policy field analysis in Germany. Central recommendations for the further development of the DAS include a more integrative design of a policy mix and the stronger involvement of stakeholders in its development. The interrelationship of concrete objectives and a common identity for the work of the network of authorities for climate change and adaptation are also addressed in the recommendations.

Das Anpassungspotenzial der Phänologie von Weizen an den Klimawandel

Das Wachstum und die Erträge von Weizen sind durch eine Veränderung der Dürre- und Hitzewellen, infolge des Klimawandels, beeinträchtigt. Eine Kombination aus Hitze- und Trockenstress kann sich zusätzlich auf die höheren Durchschnittstemperaturen direkt negativ auf die Phänologie der Pflanzen auswirken. Es werden keine alten und modernen Weizensorten auf das Vorhandensein oder das Potenzial von phänologischer Plastizität (PP) untersucht, um Überschneidungen zwischen den sensiblen Phasen und den extremen Hitze und Trockenheit zu vermeiden. Zudem gibt es nur wenige Informationen darüber, a. Ob die phänologische Plastizität (PP) als Escape-Mechanismus in alten Winterweizensorten, die in Deutschland unter Trocken- und Hitzestress angebaut werden, vorhanden sind oder ob es sich um eine neue Eigenschaft handelt b. Ob die Pflanzenmodelle die langfristigen Raum und zeitliche Variabilität des Weizenertrags erfassen können, indem der PP-Mechanismus als neues Modellierungsmodul implementiert wird c. Ob die Änderung der Sorte, der Aussaattermine integraler Bestandteile und die Anpassung an dem Klimawandel für die Weizenproduktion in Deutschland sein könnten. Diese Wissenslücken werden durch eine Reihe von Experimenten im Feld und in der Wachstumskammer (Hitze- und Trockenstress), durch langfristige Datenverarbeitung, Modellentwicklung und Experimente zur Modellierung von Kulturen geschlossen. Winterweizensorten (alte und moderne) werden den Feld- und Kammerversuchen unterzogen, um die Mechanismen zu entschlüsseln, die an ihrer phänologischen Reaktion auf den kombinierten Hitze- und Trockenheitsstress beteiligt sind. Auf der Grundlage der Ergebnisse wird eine neue Erntemodellierungsroutine entwickelt, die Hitze-/Trockenstress berücksichtigt. Die Validierung des Erntemodells wird anhand von Feldversuchen erfolgen. In dem deutschlandweiten Simulationsexperiment werden wir die neue Modellierungsroutine nutzen, um die Variabilität der Phänologie und des Ertrags von Winterweizen zu erfassen. Die Daten werden mit den langfristigen Phänologie Beobachtungen und Ertragsstatistiken verglichen. Daraus wird die Eignung langfristiger Änderungen von Sorten und Aussaatterminen als Anpassungsstrategie an den Klimawandel anhand von acht Modellrekonstruktionen getestet. Die Kombinationen aus historischem/aktuellem Klima - alten/modernen Sorten - historischem/modernerem Aussaattermin von Winterweizen enthalten.

Mögliche Prädisposition von Rotbuche und Weißtanne für Trockenschäden als Folge von Durchforstungsmaßnahmen

Möglichkeiten der Ausgestaltung und Umsetzung eines nationalen Hitzeaktionsplans für Deutschland

Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll aufbauend auf den Handlungsempfehlungen zur Erstellung von Hitzeaktionsplänen zum Schutz der menschlichen Gesundheit (2017) untersucht werden, ob eine Implementierung eines nationalen Hitzeaktionsplans auf Bundesebene möglich wäre und wie dieser inhaltlich und rechtlich ausgestaltet werden sollte. Dazu wird untersucht, welche Aspekte aus wissenschaftlichen Erwägungen auf nationaler Ebene umwelthygienisch sinnvoll und erforderlich sind sowie welche Aspekte des gesundheitsbezogenen Umweltschutzes in die Zuständigkeit des Bundes fallen oder vom Bund vorgegeben werden können. Die Analyse bezieht die Bundesländer sowie weitere Interessensgruppen und Bundesbehörden ein, um eine inhaltliche Abstimmung für eine vorzuschlagende nationale Regelung bestmöglich unter Berücksichtigung der Verantwortlichkeiten der Länder hinsichtlich der Anpassungserfordernisse und Möglichkeiten zu sondieren und vorzuschlagen. Hierzu dienen Fachthemenkonferenzen mit der Ebene des Bundes, der Länder und Kommunen sowie mit weiteren Interessenvertretungen, um die Grundlagen einer nationalen Regelung zu erörtern. Während zu Beginn fachliche Aspekte des hitzebezogenen Gesundheitsschutzes im Vordergrund stehen, sollen im Weiteren politische und rechtliche Umsetzungsaspekte behandelt werden. Eine abschließende Synthesekonferenz erstellt eine Synopsis, fasst die Einzelergebnisse, Empfehlungen und Teilschlussfolgerungen zusammen, diskutiert und sondiert daraus abgeleitete Empfehlungen für ausgestaltbare Maßnahmen, die für einen nationalen Hitzeaktionsplan auf Bundesebene umgesetzt werden könnten.

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