• Energy Research

In vielen Regionen werden Extremniederschlagsereignisse im Zuge des Klimawandels an Anzahl und Intensitat zunehmen, was insbesondere fur urbane Gebiete grose Herausforderungen im Oberflachen- und Grundwassermanagement bedeutet. Vor diesem Hintergrund wurden fur ein Untersuchungsgebiet im Ruhrgebiet hydrodynamische Modellierungen mit unterschiedlichen Niederschlagsintensitaten durchgefuhrt, basierend auf einer Kartierung abflussrelevanter Flieshindernisse und einem digitalen Gelandemodell. Zur Geodatenverarbeitung und Kartenproduktion dienten die Simulationsprogramme FloodArea und Hec-Ras. Ziel war die Erstellung szenarienbasierter Gefahrenkarten, darauf basierend wurden Optimierungsvorschlage fur die Anpassung an Starkregenereignisse erarbeitet. Die Modellierungen mit beiden Programmen zeigen Ahnlichkeiten bei der Lage der Hot Spots. Allerdings sind Unterschiede bei den Wasserspiegellagen zu beobachten: die FloodArea-Modelle zeigen, vermutlich durch limitierte Randbedingungsoptionen, deutlich hohere Werte als die Hec-Ras-Modelle. Dennoch liefern sie eine realistische Visualisierung uberschwemmungsgefahrdeter Gebiete. Die gezeigte Vorgehensweise kann genutzt werden, um Auswirkungen zukunftiger Starkregenereignisse zu simulieren, sie liefert fur die Stadtplanung Entscheidungshilfen zu Anpassungsmasnahmen an den Klimawandel. So lassen sich beispielsweise Standorte fur Retentionsflachen bestimmen.

The water-energy-land nexus requires long-sighted approaches that help avoid maladaptive pathways to ensure its promise to deliver insights and tools that improve policy-making. Climate services can form the foundation to avoid myopia in nexus studies by providing information about how climate change will alter the balance of nexus resources and the nature of their interactions. Nexus studies can help climate services by providing information about the implications of climate-informed decisions for other economic sectors across nexus resources. First-of-its-kind guidance is provided to combine nexus studies and climate services. The guidance consists of ten principles and a visual guide, which are discussed together with questions to compare diverse case studies and with examples to support the application of the principles.

Large cities and urban regions are confronted with rising pressure by environmental pollution, impacts of climate change, as well as natural and health hazards. They are characterised by heterogeneous mosaics of urban structures, causing modifications of atmospheric processes on different temporal and spatial scales. Planning authorities need reliable, locally relevant information on urban atmospheric processes, providing fine spatial resolutions in city quarters or street canyons, as well as projections of future climates, specifically downscaled to individual cities. Therefore, building-resolving urban climate models for entire city regions are required as tool for urban development and planning, air quality control, as well as for design of actions for climate change mitigation and adaptation. To date, building-resolving atmospheric models covering entire large cities are mostly missing. The German research programme “Urban Climate Under Change” ([UC]2) aims at developing a new urban climate model, to acquire three-dimensional observational data for model testing and validation, and to test its practicability and usability in collaboration with relevant stakeholders to provide a scientifically sound and practicable instrument to address the above mentioned challenges. This article provides an outline of the collaborative activities of the [UC]2 research programme.

ZusammenfassungDie Ergebnisse regionaler Klimaprojektionen für Deutschland weisen auf eine Zunahme der mittleren Lufttemperatur und eine innerjährliche Verschiebung der Niederschläge – mit feuchteren Wintern und trockeneren Sommern – hin. Darüber hinaus werden sich regional die Häufigkeit, Intensität und Dauer von Hitzewellen, Trockenperioden und Starkregenereignissen weiter erhöhen. Durch diese Veränderungen wird sich auch der Jahresgang der Grundwasserneubildung ändern. Als Folge dessen können sich Änderungen bei den hohen, mittleren und tiefen Grundwasserständen, Grundwasserschwankungsbreiten und dem Grundwasserdargebot ergeben. Aber nicht nur die Ressource Grundwasser wird durch die Folgen des Klimawandels betroffen. Auch die gesamte Infrastruktur – von der Förderung bis zur Verteilungsleitung zum Kunden – kann beeinträchtigt werden. Neben den direkten Einflüssen sind auch indirekte Beeinflussungen durch Kaskadeneffekte – beispielsweise ausgehend vom Energiesektor – möglich. Darum gilt es integrative, ganzheitliche und systemische Lösungen zu erarbeiten, um die Funktionalität der kritischen Infrastruktur dauerhaft auch unter Berücksichtigung der Folgen des Klimawandels gewährleisten zu können.

AbstractCities are key players in climate change adaptation and mitigation due to a spatial concentration of assets, people and economic activities. They are thus contributing to and especially vulnerable to climate change. Identifying, planning, implementing and monitoring respective measures in cities is challenging and resource consuming. The paper outlines challenges for adaptation, discusses most common approaches and argues why implementation of theoretical methods has its shortcomings. Based on case studies, an innovative, practice-oriented approach has been tested to develop a climate service prototype product. It provides a general framework that allows a flexible and customised support for cities to adapt to expected impacts of a changing climate.