„Diese Klimaveränderungen werden sich notwendig auf den atmosphärischen Wasserhaushalt und bei weiterer Erwärmung nach dem Jahr 2100 ebenfalls auf die globale Wasserverteilung auswirken.“ (IPCC 2007)

1. Über diese Hausarbeit

Die vorliegende Hausarbeit setzt sich mit den Prognosen zur Veränderung des Wasserhaushaltes durch den anthropogenen Klimawandel auseinander. Da sowohl das Klima als auch der Wasserkreislauf zeitlichen, räumlichen und natürlichen Variabilitäten unterliegen und von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst werden, ist es schwierig eindeutige Prognosen über die Veränderungen im Wasserkreislauf aufzustellen. Die Folge sind voneinander abweichende Voraussagen über die Entwicklung des Klimas und somit für den Wasserkreislauf. Grundlage dieser Hausarbeit ist der Weltklimabericht des IPCC und die darin enthaltenen Auswertungen wissenschaftlicher Datenreihen und Klimamodelle. Zunächst wird auf den heutigen Wasserhaushalt der Erde eingegangen. Anschließend wird das IPCC vorgestellt und dessen Methoden zur Datenerfassung für seinen Klimabericht werden knapp erläutert. Im Hauptteil dieser Hausarbeit sollen die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserkreislauf anhand folgender Schwerpunkte näher dargestellt werden: Veränderung von Niederschlag, Abfluss und Verdunstung, die Zunahme von Wetterextremen und das Abschmelzen der Eisreserven der Erde. Die daraus resultierende Verschlechterung der Wasserqualität soll anschließend mit der Verschärfung der Wasserkrise in Verbindung gesetzt werden. Zum Schluss werden die Szenarien für die einzelnen Kontinente aus dem Klimabericht des IPCC behandelt. Das abschließende Fazit wird die derzeitigen Bemühungen im Kampf gegen den Klimawandel und für die Verbesserung der Wasserverteilung auf der Erde zusammenfassen. Da diese Hausarbeit im Rahmen des Seminars „Klimawandel und Wasserhaushalt“ verfasst wurde und grundlegende geographische Begriffe wie Wasserkreislauf oder anthropogener Treibhauseffekt bereits in anderen Hausarbeiten ausführlich behandelt wurden, werden diese hier nur knapp erläutert.

2. Wasser und Wasserkreislauf

Wasser gibt es auf der Erde im flüssigen, festen und gasförmigen Zustand in den Meeren, an Land und in der Atmosphäre. Nach heutigen Schätzungen befinden sich etwa 97 Prozent des Wassers in Form von Salzwasser in den Meeren. Zwei Prozent sind als Eis gespeichert. Weitere 0,6 Prozent sind Süßwasser, welches sich in Grundwasser, Flüssen und Seen befindet. (Lozán et al 2004: 157). Der Rest ist Wasserdampf (0,001%), das Grundelement der globalen Energie- und Wassersysteme. Dieses unsichtbare Gas entsteht, wenn Eis oder flüssiges Wasser genügend Wärme von der Sonne oder auch der Erde absorbieren, um den Gaszustand anzunehmen und in die Atmosphäre aufzusteigen. (Downs et al 2008: 65) Wasser spielt eine dominante Rolle im Klimasystem. Es findet eine ständige globale, kreislaufförmige Verlagerung des Wassers statt. Dies geschieht in drei Teilphasen: Verdunstung, Niederschlag und Abfluss. Wasser verdunstet zum größten Teil über den Meeresflächen in die Atmosphäre und wird mit den Luftströmungen auf Festlandflächen getragen. Dort gelangt es als Niederschlag auf die Erdoberfläche, wo es zum Teil wieder verdunstet, zum Teil versickert. Geschieht letzteres, so gelangt es über Grundwasserkörper zu den Quellen und fließt in offenen Gerinnen wieder dem Meer zu. Es fallen nur etwa 10% des über den Ozeanen verdunsteten Wassers als Niederschlag auf das Festland, denn in diesem globalen Wasserkreislauf sind verschiedene Teilkreisläufe eingebettet. Dabei handelt es sich hauptsächlich um über den Meeresflächen bzw. Festlandsflächen intern ablaufende Verdunstungs-Niederschlags-Kreisläufe. (Leser 2005: 1061)

Dieser Wasserkreislauf ist von besonderer Bedeutung für die Natur, einschließlich der Menschen, da er über die Wasserverfügbarkeit und Verteilung auf der Erde entscheidet und somit über das Leben. Er gibt vor, wo Vegetation oder Wüste vorzufinden ist, also in welchen Regionen wie viel Wasserdampf als Niederschlag fällt. (Lozán et al 2005: 154) Der Niederschlag ist neben der Temperatur eines der tragenden Klimaelemente. Die Niederschlagssysteme stehen in Beziehung zu den globalen Systemen der Sonneneinstrahlung, des Luftdrucks, des Windes, der Meeresströmungen und eben auch der Temperatur. (Downs et al 2008: 71)

Trotz der Variabilität des Niederschlages ist eine globale Niederschlagsverteilung festzustellen. (Schönwiese 2003: 223)

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Abb. 1: Verteilung des Nettoniederschlags 1 heute (langjähriges Mittel)

Quelle: Lozán et al 2005: 159

Erläuterung: Die dunklen durchgezogenen Flächen markieren Gebiete, in denen der Niederschlag überwiegt.

Die hellen gestrichelten Flächen markieren Gebiete, in denen die Verdunstung überwiegt.

Die heutige Niederschlagsverteilung lässt sich in der Abbildung 1 erkennen. Innerhalb der innertropischen Konvergenzzone ² steigt durch starke Sonneneinstrahlung erwärmte Luft auf (Konvektion). Dies führt zu starken Niederschlägen, da sich die erwärmte Luft mit zunehmender Höhe abkühlt und abregnet. Die Inneren Tropen weisen ganzjährig Niederschläge auf (Schönwiese 2003: 223). In den Subtropen hingegen überwiegt durch hohen Luftdruck die Verdunstung. Die intensivste Verdunstung findet in den subtropischen Ozeangebieten statt, die daher die wichtigsten Quellen des atmosphärischen Wasserdampfes darstellen. Über den subtropischen Kontinenten liegen die großen Wüsten der Erde, da hier der ohnehin geringe Niederschlag wieder verdunstet. In den nördlichen Breiten wiederum dominiert der Niederschlag die Verdunstung. Er wird allerdings zu den Polen hin mit abnehmender Temperatur schnell geringer, da kalte Luftmassen weniger Wasserdampf aufnehmen können als warme. In den Polargebieten fällt der Niederschlag dann in Form von Schnee. Schmilzt dieser im Sommer nicht ab, so bilden sich Eisschilden. Die zwei größten Eisschilde der Erde in der Antarktis bzw. auf Grönland haben ein Volumen von 25,71 bzw. 2,85 Mio. km³. (Lozán et al 2004: 158)

¹ Niederschlag minus Verdunstung

² Äquatoriale Tiefdruckrinne zwischen den Passatgürteln (Leser 2005: 383)

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3. Der Bericht zur Klimaänderung des IPCC

Um die Veränderungen im Wasserkreislauf zu verstehen, sind komplexe Modelle des Klimageschehens von Nöten, die nur mit aufwändigen Großrechenanlagen betrieben werden können. Sie machen es möglich, die Wechselwirkungen im Klimasystem zu untersuchen, zu verstehen und die zukünftige klimatische Veränderung vorauszudeuten. Die Ergebnisse dieser Modelle finden sich in den Berichten des „Intergovernmental Panel on Climate Change“ (IPCC, Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderung). (Lozán et al 2004: 157). Diese vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen ins Leben gerufene „Weltklimarat“ trägt die Ergebnisse der Studien zusammen, beurteilt die Risiken der globalen Erwärmung und versucht Gegenmaßnahmen zu entwerfen. (Internetseite IPCC) Der Bericht des IPCC zur Klimaänderung spiegelt den aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand über Auswirkungen von Klimaänderungen auf natürliche, bewirtschaftete und menschliche Systeme, ihre Anpassungsfähigkeit und ihrer Verwundbarkeit wider. Er basiert auf 29.000 durch Beobachtung erhobene Datenreihen aus 75 Studien, die den Zeitraum seit 1970 erfassen. Dabei steigen Quantität und Qualität der Studien stetig an, sind aber längst noch nicht ausgewogen. Es bestehen besonders bei der Datenerhebung in Entwicklungsländern große Lücken. (IPCC 2007)

Auch wegen der komplexen regionalen Unterschiede des Wasserkreislaufs ist es fast unmöglich, allgemeingültige Aussagen über den Einfluss des Klimawandels auf das Wassersystem zu treffen. Allerdings sind regionale Beobachtungen von Niederschlagsmustern mittlerweile zuverlässig genug um systematische Veränderungen zu identifizieren, die sehr wahrscheinlich Folge des Klimawandels sind. (Lozán et al 2004: 15) Zur Beschreibung dieser Unsicherheit bezüglich des derzeitigen Wissenstands benutzt das IPCC in seinen Berichten einen Satz von Ausdrücken, die die Richtigkeit der Hauptaussagen bewerten sollen. Sie sind Ergebnis quantitativer Analysen oder Expertenmeinungen. Folgende Ausdrücke sollen daraus in dieser Hausarbeit übernommen werden: Sehr hohes Vertrauen: Die Aussage ist in mindestens 9 von 10 Fällen richtig Hohes Vertrauen: Die Aussage ist in etwa 8 von 10 Fällen richtig Mittleres Vertrauen: Die Aussage ist in etwa 5 von 10 Fällen richtig

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