{"id":69852,"date":"2023-03-24T10:19:19","date_gmt":"2023-03-24T09:19:19","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=69852"},"modified":"2023-03-24T14:38:11","modified_gmt":"2023-03-24T13:38:11","slug":"der-klimawandel-und-das-grundwasser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/der-klimawandel-und-das-grundwasser\/","title":{"rendered":"Der Klimawandel und das Grundwasser"},"content":{"rendered":"
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Zur ersten Wasserkonferenz seit 46 Jahren luden im M\u00e4rz 2023 die Vereinten Nationen. Es muss gehandelt werden, denn Wasser droht durch den Klimawandel vielerorts knapp zu werden \u2013 w\u00e4hrend andere Regionen unter \u00dcberschwemmungen leiden. S\u00fc\u00dfwasser macht nur rund 3 Prozent des Wassers auf der Erde aus \u2013 und nur ein Zehntel davon ist \u00fcber Fl\u00fcsse und Seen zug\u00e4nglich. In vielen Regionen versorgen sich die Menschen daher \u00fcber das Grundwasser. Wie sich der Klimawandel auf die Neubildung des Grundwassers auswirkt, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Petra D\u00f6ll von der Goethe-Universit\u00e4t untersucht. In Forschung Frankfurt 02\/2020 \u201eKlimakrise\u201c<\/a> berichteten sie \u00fcber ihre internationale Grundwasserstudie.<\/p>\n\n\n\n

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W\u00e4hrend Trockenperioden m\u00fcssen zum Beispiel Gem\u00fcsefelder wie dieses hier in den Niederlanden bew\u00e4ssert werden. Das Wasser stammt h\u00e4ufig aus Grundwasserbrunnen.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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Quell des Lebens<\/h1>\n\n\n\n

Wie der Klimawandel die globalen Grundwasserst\u00e4nde \u00e4ndert<\/h4>\n\n\n\n
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Mit dem Klimawandel k\u00f6nnte das Grundwasser k\u00fcnftig weltweit in vielen Regionen knapp werden. Das zeigt eine gro\u00dfe internationale Studie, die vom Doktoranden Robert Reinecke und der Geographin Prof. Petra D\u00f6ll initiiert wurde. Vielerorts k\u00f6nnte das zu Wassermangel f\u00fchren oder einen bestehenden Wassermangel versch\u00e4rfen. Gleichzeitig werden andere Regionen unter steigenden Grundwasserst\u00e4nden zu leiden haben. Ackerfl\u00e4chen k\u00f6nnten durch Vern\u00e4ssung verloren gehen.<\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

Grundwasser ist lebenswichtig. In vielen L\u00e4ndern gewinnen Menschen daraus ihr Trinkwasser. Auch pumpt man das Grundwasser \u00fcber tiefe F\u00f6rderbrunnen nach oben, um Felder zu bew\u00e4ssern und in trockenen Regionen Getreide, Gem\u00fcse und Obst anbauen zu k\u00f6nnen. Trotz seiner gro\u00dfen Bedeutung war das Grundwasser f\u00fcr viele Menschen in Mitteleuropa lange Zeit kein Thema, denn in der Regel gibt es er hier genug davon. Doch mit den extrem trockenen Sommern der vergangenen drei Jahre w\u00e4chst auch hierzulande die Angst, dass k\u00fcnftig mit dem Klimawandel das Wasser knapp werden k\u00f6nnte. Prof. Petra D\u00f6ll interessiert sich schon l\u00e4nger f\u00fcr das Schicksal des Grundwassers. Die Geographin leitet an der Universit\u00e4t Frankfurt die Arbeitsgruppe Hydrologie und ist mit ihrem Grundwasser-Fokus unter Hydrologinnen und Hydrologen eigentlich eine Exotin. \u00bbDie Hydrologinnen und Hydrologen befassen sich in der Regel mit B\u00e4chen und Fl\u00fcssen, mit Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern\u00ab, sagt sie. Doch in den letzten Jahren ist das Grundwasser und wie es durch den Klimawandel beeinflusst wird, zu einem gro\u00dfen Thema geworden. Denn in vielen Gebieten weltweit k\u00f6nnten sich die nachhaltig verf\u00fcgbaren Grundwasserressourcen durch den Klimawandel verringern, mit negativen Folgen f\u00fcr die Wasserversorgung f\u00fcr Landwirtschaft, Industrie und Haushalte.<\/p>\n\n\n\n

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Einmal zu viel, einmal zu wenig<\/h3>\n\n\n\n

Dabei geht es keineswegs nur um D\u00fcrren und sinkende Grundwasserst\u00e4nde. Auch das Gegenteil k\u00f6nnte eintreten. F\u00fcr manche Regionen erwarten Experten im Zuge des Klimawandels st\u00e4rkere Niederschl\u00e4ge. Die k\u00f6nnten den Grundwasserspiegel steigen lassen. \u00bbIn manchen Gebieten in Deutschland liegt das Grundwasser nur zwei oder f\u00fcnf Meter tief\u00ab, erkl\u00e4rt Petra D\u00f6ll. \u00bbSteigt der Grundwasserspiegel, k\u00f6nnten \u00c4cker vern\u00e4ssen und landwirtschaftliche Fl\u00e4chen verloren gehen. Keller m\u00fcssen aufw\u00e4ndig gegen eindringendes Grundwasser gesch\u00fctzt werden. Jede Abweichung vom Normalfall kann zum Problem werden \u2013 sinkende, aber auch steigende Grundwasserspiegel.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Gemeinsam mit ihrem Doktoranden Robert Reinecke und Kooperationspartnern von Forschungsinstituten aus Belgien, Japan, den Niederlanden und vielen anderen L\u00e4ndern hat Petra D\u00f6ll unl\u00e4ngst einen Blick in die Zukunft geworfen. In einer aufwendigen Studie haben die Forscherinnen und Forscher mithilfe von globalskaligen hydrologischen Modellen, die Grundwasserneubildung auf allen Landfl\u00e4chen der Erde berechnen, ermittelt, in welchen Regionen der Welt die Grundwasserspiegel k\u00fcnftig steigen oder sinken k\u00f6nnten. Der Aufwand war enorm, weil das internationale Team f\u00fcr die Studie die Ergebnisse einer Vielzahl von hydrologischen Modellen, die wiederum von einer Vielzahl von Klimaszenarien angetrieben wurden, miteinander kombiniert hat.<\/p>\n\n\n\n

Diese Studie w\u00e4re nicht m\u00f6glich gewesen ohne das internationale Gro\u00dfprojekt ISIMIP unter der Leitung des Potsdam-Instituts f\u00fcr Klimafolgenforschung. In ISIMIP haben mehr als 100 Forschergruppen weltweit modelliert, welche unterschiedlichen Auswirkungen der menschgemachte Klimawandel bis zum Ende dieses Jahrhunderts haben k\u00f6nnte, nicht nur auf die Wasserressourcen, sondern auch zum Beispiel auf landwirtschaftliche Ertr\u00e4ge oder die Vegetation. Da heute noch niemand wei\u00df, wie sich der Aussto\u00df von Treibhausgasen in den kommenden Jahrzehnten durch Klimaschutzma\u00dfnahmen ver\u00e4ndern wird, werden im Rahmen von ISIMIP vier verschiedene Szenarien durchgespielt \u2013 entsprechend den Emissionsszenarien des Weltklimarats.<\/p>\n\n\n\n

Diese reichen von einer starken Verringerung der Treibhausgas-Emissionen bis zum d\u00fcstersten Szenario, in dem die Emissionen unvermindert ansteigen. F\u00fcr jedes der vier Emissionsszenarien werden vier verschiedene Klimaszenarien, die von vier globalen Klimamodellen berechnet wurden, zur Verf\u00fcgung gestellt.<\/p>\n\n\n\n

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In Westafrika, wo dieses Bild aufgenommen wurde, wird der Grundwasserspiegel in einigen Regionen durch den Klimawandel voraussichtlich stark sinken. Dadurch k\u00f6nnte auch dieser Brunnen trockenfallen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Einmalige Kombination von Klimadaten und Grundwasserexpertise<\/h3>\n\n\n\n

Die Grundwasser-Expertinnen und \u2013Experten haben die im Rahmen von ISIMIP bereitgestellten Klimaszenarien \u2013 die f\u00fcr die Zukunft erwarteten CO2-, Niederschlags- und Temperaturwerte \u2013 jetzt mit acht verschiedenen globalen hydrologischen Modellen verkn\u00fcpft.<\/p>\n\n\n\n

Eine Herausforderung bestand darin, dass die globalen hydrologischen Modelle teils ganz unterschiedlich rechnen. Manche ber\u00fccksichtigen zum Beispiel, dass die Vegetation sich aufgrund des Klimawandels \u00e4ndern wird, andere nicht. Und da die Vegetation einen gro\u00dfen Einfluss auf die Verdunstung und damit die Grundwasserneubildung hat, liegen die Ergebnisse der acht verschiedenen globalen hydrologischen Modelle recht weit auseinander. \u00bbPflanzen verdunsten Regenwasser und spielen f\u00fcr die Wasserspeicherung im Boden eine wichtige Rolle, insbesondere W\u00e4lder\u00ab, sagt Petra D\u00f6ll. F\u00fcr S\u00fcdostasien beispielsweise weichen die Modellergebnisse stark voneinander ab. Zwar erwarten Klimaforscher in Zukunft st\u00e4rkere Regenf\u00e4lle w\u00e4hrend des Monsuns in Indien. Die Grundwassermodelle aber k\u00f6nnen nicht eindeutig vorhersagen, was das f\u00fcr das Grundwasser bedeutet.<\/p>\n\n\n\n

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Wassermangel im Mittelmeerraum und Nordost-Brasilien<\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr manche Regionen der Erde konnte die Studie sehr wohl eindeutige Ergebnisse liefern \u2013 Vegetation hin oder her, sagt Petra D\u00f6ll. So zeigten die Daten, dass in zwei schon heute unter Wasserknappheit leidenden Regionen, dem Mittelmeerraum und im trockenen Nordosten Brasiliens, die Neubildung von Grundwasser abnehmen d\u00fcrfte. \u00bbViele verbinden Brasilien mit dem immer feuchten Regenwald am Amazonas. In der N\u00e4he des \u00c4quators aber gibt es Gebiete, die schon heute trocken und hei\u00df sind. Man muss sich sowohl im gesamten Mittelmeerraum als auch in Nordost-Brasilien auf eine durch den Klimawandel bedingte Versch\u00e4rfung des Wassermangels einstellen, mit negativen Auswirkungen vor allem auf die Landwirtschaft.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Sinkendes Grundwasser kann zu Problemen f\u00fchren. F\u00f6rderbrunnen etwa, die f\u00fcr viel Geld gebaut wurden, k\u00f6nnten v\u00f6llig versiegen. Zwar ist es denkbar, durch noch tiefere Brunnen zu noch tiefer liegenden Grundwasserschichten vorzusto\u00dfen. Doch auch dort k\u00f6nnte das Wasser nach und nach knapp werden, wenn von Jahr zu Jahr weniger Grundwasser neu gebildet wird. \u00bbDie \u00dcbernutzung von Grundwasserspeichern ist ein bekanntes Problem\u00ab, erkl\u00e4rt Petra D\u00f6ll. \u00bbUm nat\u00fcrliche Grundwasserspeicher zu erhalten, muss man darauf achten, dass stets mehr Wasser neu gebildet wird, als man entnimmt. Es ist bereits ein No-Go, genau so viel Wasser zu entnehmen, wie neu entsteht, weil dann f\u00fcr den Lebensraum, die Fl\u00fcsse oder die Pflanzen nichts mehr \u00fcbrigbleibt.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Auch f\u00fcr den Regenwald am Amazonas k\u00f6nnten die sinkenden Grundwasserspiegel zum Problem werden. Denn hier regnet es keineswegs das ganze Jahr \u00fcber. Regen- und Trockenzeiten wechseln sich ab. Sollte der Grundwasserspiegel soweit sinken, dass die B\u00e4ume w\u00e4hrend der Trockenzeit mit ihren tiefen Wurzeln das Wasser nicht mehr erreichen, k\u00f6nnte der Wald mancherorts absterben. Das w\u00e4re eine weitere Belastung f\u00fcr den Regenwald, der durch Abholzung und Waldbr\u00e4nde ohnehin unter Druck steht.<\/p>\n\n\n\n

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Bei einer globalen Mitteltemperatur, die 3 Grad Celsius h\u00f6her ist als in der vorindustriellen Zeit um das Jahr 1850, w\u00fcrde sich die Neubildung des Grundwassers in weiten Teilen der Welt deutlich von den heutigen Werten unterscheiden. Quelle: Reinecke\/D\u00f6ll 2020<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Wichtige Erkenntnisse f\u00fcr Anpassungsma\u00dfnahmen<\/h3>\n\n\n\n

\u00bbEine solche Kombination von globalen Klimadaten mit einer Vielzahl von Modellen, die die Grundwasserneubildung simulieren, hat es vorher noch nicht gegeben\u00ab, betont Petra D\u00f6ll, die die internationale Studie initiiert und koordiniert hat. \u00bbInsofern liefert unsere Arbeit auch wichtige Grundlagen f\u00fcr politische Ma\u00dfnahmen \u2013 f\u00fcr Projekte und Initiativen, mit denen sich die Menschen in den betroffenen Gebieten rechtzeitig auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten k\u00f6nnen.\u00ab So k\u00f6nnten effizientere Bew\u00e4sserungsmethoden eingesetzt werden oder die bew\u00e4sserten Fl\u00e4chen reduziert werden.<\/p>\n\n\n\n

Auch f\u00fcr die vielen Regionen, in denen die verschiedenen Modelle zu unterschiedlichen Absch\u00e4tzungen der zuk\u00fcnftigen Grundwasser\u00e4nderungen kommen, sind die Studienergebnisse relevant f\u00fcr k\u00fcnftige Anpassungsbem\u00fchungen. \u00bbNehmen wir an, die berechneten potenziellen Abnahmen der Grundwasserneubildung l\u00e4gen zwischen zehn und 40 Prozent. Wenn man jetzt sehr risikoavers ist, also Risiko vermeiden m\u00f6chte, dann kann man Managementma\u00dfnahmen ergreifen, um zuk\u00fcnftig auch mit 40 Prozent weniger auszukommen. Wenn man risikobereiter ist, macht man nur so viel, dass man mit zehn Prozent weniger gut auskommt.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

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Photo: J\u00fcrgen Lecher<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Prof. Dr. Petra D\u00f6ll, <\/strong>Jahrgang 1962, studierte Geologie an den Universit\u00e4ten Erlangen und Colorado und schloss mit einem Master of Science mit dem Schwerpunkt Geohydrologie ab. Anschlie\u00dfend arbeitete sie am Geologischen Landesamt in Hamburg und promovierte dann im Fachgebiet Bodenkunde an der TU Berlin. Am Wissenschaftlichen Zentrum f\u00fcr Umweltsystemforschung der Universit\u00e4t Kassel habilitierte sie sich und wurde 2003 auf die Professur f\u00fcr Hydrologie am Institut f\u00fcr Physische Geographie der Goethe-Universit\u00e4t berufen. p.doell@em.uni-frankfurt.de<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Der Autor<\/em> Tim Schr\u00f6der, Jahrgang 1970, studierte Biologie mit dem Nebenfach Meeresphysik, volontierte bei der Nordwest-Zeitung und war anschlie\u00dfend Redakteur im Wissenschaftsressort der Berliner Zeitung. Seit 2001 arbeitet er als freier Journalist mit den Themenschwerpunkten Naturwissenschaften, Energie und Umwelt. kontakt@schroeder-tim.de<\/a><\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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