Änderung der relativen klimatischen Wasserbilanz zwischen Referenzperiode 1981-2010 und Zielperiode 2071-2100 des fehlerkorrigierten ÖKS15 EURO-CORDEX Modells ICHEC-EC-EARTH RCP8.5

© Andreas Schaumberger

CLIWA: Einfluss der Klimaveränderung auf die Wasserverfügbarkeit in der österreichischen Landwirtschaft

Projektleitung

Schaumberger Andreas

Forschungseinrichtung

HBLFA Raumberg-Gumpenstein

Projektnummer

101517

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Schlagwörter (deutsch)

Klimatische Wasserbilanz, Klimawandel, ÖKS15

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Impact of climate change on the availability of water in Austrian agriculture

Abstract (englisch)

Climate scenarios for different RCP (Representative Concentration Pathways) show significant changes of environmental conditions for agriculture in Austria. In some regions the water supply during the growing season will become a critical factor for the maintenance of land management as it has been practiced for decades. Adaptations will be necessary especially in areas that are particularly affected by climate change and scarcity of water resources respectively. The development and the implementation of appropriate adaptation strategies should be based on the best possible assessment of future changes. For this purpose, various climate scenarios have been calculated for Austria (ÖKS15) on behalf of the federal states and the Federal Ministry for Agriculture, Regions and Tourism. They describe different intensities of climate change for the 21st century in a comprehensive, spatially highly resolved data according to the current state of climate research. In the CLIWA project, the climate parameters provided in the ÖKS15 dataset are used to derive characteristic indicators that are relevant for agriculture and support the analyses of natural water supply for future growing seasons. With bias corrected ÖKS15 data, simple, climate-based water availability indicators are calculated on the base of daily weather parameters in one kilometer resolution. As a central indicator the climatic water balance, formed by precipitation and evapotranspiration, is used and evaluated in several variants. CLIWA will provide Austrian maps of future changes in water availability by comparing water availability information between reference and any target periods till 2100.

Projektziele

Klimaszenarien für unterschiedliche RCP (Representative Concentration Pathways) zeigen, dass sich die Rahmenbedingungen für die Landwirtschaft in Österreich stark verändern werden. Besonders die Wasserversorgung während der Vegetationsperiode wird in manchen Regionen zu einem kritischen Faktor für die Aufrechterhaltung einer Landbewirtschaftung, wie sie seit Jahrzehnten betrieben wird. Anpassungs- und Adaptionsmaßnahmen werden gerade in jenen Gebieten notwendig sein, die von der Klimaveränderung und der einhergehenden Verknappung der Ressource Wasser besonders betroffen sind.
Die Entwicklung und Umsetzung geeigneter Anpassungsstrategien kann nur auf der Grundlage einer möglichst guten Einschätzung zukünftiger Veränderungen erfolgen. Dazu wurden für Österreich verschiedene Klimaszenarien (ÖKS15) im Auftrag der Länder und des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus ausgearbeitet, die nach dem aktuellen Stand der Klimaforschung unterschiedliche Intensitäten der Klimaveränderung für das 21. Jahrhundert in einem flächendeckenden, räumlich hoch aufgelösten Datensatz beschreiben.
Im Projekt CLIWA werden aus den im ÖKS15-Datensatz bereitgestellten Klimaparametern Kennwerte abgeleitet, die für die Landwirtschaft relevant sind und in erster Linie dazu dienen, die natürliche Wasserversorgung für künftige Vegetationsperioden analysieren zu können.
Die klimatische Wasserbilanz ist eine vereinfachte Berechnung der Wasserverfügbarkeit, die ausschließlich auf meteorologischen Parametern basiert. In CLIWA wird angenommen, dass sich Boden und Bewirtschaftung konstant verhalten und sich zukünftige Änderungen ausschließlich auf das Klima beziehen. Aus diesem Grund werden in CLIWA nur die relativen Änderungen der Wasserverfügbarkeit und deren Indikatoren zwischen einer Referenz- und einer Zielperiode ausgegeben und kartografisch dargestellt.
Ziel ist die Aufbereitung einer für Österreich flächendeckenden Information einer zukünftigen Entwicklung der natürlichen Wasserverfügbarkeit für eine Bewirtschaftung der landwirtschaftlichen Nutzflächen. Beim Rückgang der zukünftigen Wasserverfügbarkeit in einer Region ergibt sich für die dort angesiedelten landwirtschaftlichen Betriebe je nach Intensität ein mehr oder weniger dringender Handlungsbedarf.
Die in CLIWA zu entwickelnde Software soll ein hohes Maß an Flexibilität bei der Berechnung gewährleisten. So sollen unterschiedliche Referenz- und Zielperioden innerhalb des Zeitraums zwischen 1980 und 2100 ausgewählt werden können. Aggregationen über die beiden Perioden sollen sich auf Monats-, Quartals- und Jahresmittelwerte beziehen. Zusätzlich soll die Möglichkeit bestehen, nur die Wetterdaten innerhalb einer Vegetationsperiode (März bis November) zu berücksichtigen. Die Anzahl an Indikatoren soll beliebig und modulartig erweiterbar sein und die zugrundeliegenden Klimaszenarien müssen austauschbar sein. Damit bleibt auch gewährleistet, dass die Software für neue Szenarien anwendbar bleibt.

Praxisrelevanz

CLIWA liefert Daten, wie sich gemäß Klimaszenarien die Verfügbarkeit des Wassers für landwirtschaftliche Kulturen verändern wird. Aus der Differenz zwischen Niederschlag und Evapotranspiration wird die klimatische Wasserbilanz berechnet, die eine vereinfachte Information der natürlichen Wasserverfügbarkeit darstellt und Auskunft über die agrarmeteorologische Situation einer Region gibt. Die Einschätzung über die zukünftige Entwicklung dieses Parameters bietet landwirtschaftlichen Betrieben die Möglichkeit, frühzeitig auf mögliche Engpässe in der Wasserversorgung zu reagieren. Technische Maßnahmen wie Bewässerungssysteme sowie die Anpassung von Kulturarten an sich ändernde Klimabedingungen können rechtzeitig überlegt und geplant werden. Wenn sich die CLIWA-Ergebnisse auch für hydrographische Anwendungen eignen (eine entsprechende Validierung ist Bestandteil des Projektes) sind diese Daten der Wasserverfügbarkeit auch für Modellrechnungen in allen Sektoren der Wasserwirtschaft einsetzbar.

Berichte

Abschlussbericht , 30.04.2022

Kurzfassung

Die landwirtschaftliche Produktion ist unmittelbar von den klimatischen Rahmenbedingungen abhängig und deshalb stellt die sich abzeichnende Veränderung des Klimas gerade für diesen Sektor eine enorme Herausforderung dar. Viele der wetter- und klimabestimmenden Kenngrößen sind zugleich wichtige Wachstumsfaktoren für landwirtschaftliche Kulturen, wodurch die Landbewirtschaftung vom Klimawandel besonders betroffen ist. Klimaszenarien zeigen, dass sich die Rahmenbedingungen für die Landwirtschaft in Österreich stark verändern werden. Besonders die Wasserversorgung während der Vegetationsperiode wird in manchen Regionen, vor allem im Osten und Südosten des Landes, zu einem kritischen Faktor für die Aufrechterhaltung einer Landbewirtschaftung, wie sie traditionell seit Jahrzehnten betrieben wird. Adaptionsmaßnahmen werden gerade in jenen Gebieten notwendig sein, die von der Klimaveränderung und der einhergehenden Verknappung der Ressource Wasser besonders betroffen sind. Die größten mit der Klimaveränderung in Zusammenhang stehenden Probleme für unser tägliches Leben werden sich durch eine Häufung von Extremereignissen ergeben. Besonders problematisch für die Landwirtschaft sind intensive und langanhaltende Dürreperioden, da sie einerseits großflächig auftreten und andererseits zu massiven Ernteausfällen führen. Die Entwicklung und Umsetzung geeigneter Anpassungsstrategien kann nur auf der Grundlage einer möglichst guten Einschätzung zukünftiger Veränderungen erfolgen. Dazu wurden für Österreich verschiedene Klimaszenarien (ÖKS15) im Auftrag der Bundesländer und des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus ausgearbeitet, die nach dem aktuellen Stand der Klimaforschung unterschiedliche Intensitäten der Klimaveränderung für das 21. Jahrhundert in einem flächendeckenden, räumlich hoch aufgelösten Datensatz beschreiben. In der vorliegenden Arbeit werden aus den im ÖKS15-Datensatz bereitgestellten Klimadaten Kennwerte für Trockenheit berechnet. Hier ist vor allem die klimatische Wasserbilanz ein Parameter, der besonders für die Landwirtschaft relevant ist und in erster Linie dazu dient, die natürliche Wasserversorgung für künftige Vegetationsperioden sowie deren zeitliche Veränderung analysieren zu können. Die klimatische Wasserbilanz ist eine vereinfachte Berechnung der Wasserverfügbarkeit, die ausschließlich auf meteorologischen Parametern basiert. Dabei wird angenommen, dass sich Boden und Bewirtschaftung konstant verhalten und sich zukünftige Änderungen ausschließlich auf das Klima beziehen. Ziel der Arbeit ist die Aufbereitung einer flächendeckenden Information der zukünftigen Entwicklung einer natürlichen Wasserverfügbarkeit für die Landbewirtschaftung in Österreich. Bei einem Rückgang der Wasserverfügbarkeit in einzelnen Regionen ergibt sich für die dort angesiedelten landwirtschaftlichen Betriebe ein auf diesen Rückgang abgestimmter Handlungsbedarf.

Berichtsdateien

Abschlussbericht CLIWA.pdf

Abstract (deutsch)

Klimaszenarien beschreiben mögliche Projektionen für die Zukunft und sind hilfreich, wenn es darum geht, wahrscheinliche Entwicklungen als Grundlage für früh- und rechtzeitigen Anpassungsstrategien heranzuziehen. Im vorliegenden Projekt wurden ÖKS15-Szenarien der Repräsentativen Konzentrationspfade (RCP) 4.5 und 8.5 verarbeitet. Eines der RCP8.5-Szenario setzt dabei verstärkt auf extrem trockene Bedingungen. Aus den relativen Veränderungen zwischen einer Referenz- (1981-2010) und einer Zielperiode (2071-2100) können Informationen über die zukünftige Entwicklung der Wasserverfügbarkeit abgeleitet werden. Die hier berechnete klimatische Wasserbilanz als Kombination von Niederschlag und Verdunstung ist ein Parameter, der sich sehr gut für zeitliche und räumliche Vergleiche eignet. Mit den Ergebnissen aus den verschiedenen Szenarien lassen sich Möglichkeitsräume zukünftiger Entwicklungen aufspannen, die regionale und hochauflösende Informationen über Veränderungen der Wasserverfügbarkeit zeigen. Sie können als Grundlage für bedarfsgerechte Anpassungsstrategien verwendet werden.

Abstract (englisch)

Climate scenarios describe possible projections for the future and are helpful to use as a basis for early and timely adaptation strategies. In the proposed project, ÖKS15 scenarios of Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5 and 8.5 were processed. One of the RCP8.5 scenarios focuses on extremely dry conditions. Information on the future development of water availability can be derived from the relative changes between a reference period (1981-2010) and a target period (2071-2100). The climatic water balance calculated as a combination of precipitation and evapotranspiration is a parameter that is very well suited for temporal and spatial comparisons. With the results from the various scenarios, it is possible to draw up possible spaces for future developments that show regional and high-resolution information about changes in water availability. They can be used as a basis for demand-based adaptation strategies.

Autor/innen

Andreas Schaumberger