Klimatförändringar innebär inte bara stigande temperaturer – det orsakar också förändringar i den hydrologiska balansen. Nederbörd, avdunstning och grundvattenbildning kommer att följa en ny rytm i framtiden. Konsekvenserna av dessa förändringar för vattennivåerna, ekosystem och sektorer som är beroende av vatten, som jordbruk, presenteras i en ny rapport av forskare från Climate Service Center Germany (GERICS). Bland författarna finns Stefan Hagemann från Max Planck Institute for Meteorology i Hamburg.

Människor har fortfarande mycket levande minnen från den rekordstora sommaren 2003:Under en värmebölja under första hälften av augusti, temperaturer på vissa platser i Tyskland översteg 40 grader Celsius, och många människor led av effekterna av den extrema värmen. Eftersom lite regn hade fallit under året, vattennivåerna i floder och reservoarer sjönk på sensommaren, drastiskt i vissa fall. Sjöfarten var tvungen att stoppas på vissa delar av floderna Elbe och Donau. Kärnkraftverk minskade sin produktion eftersom de inte hade tillräckligt med kylvatten tillgängligt. Växter vissnade på åkrarna och risken för skogsbränder ökade.

Enligt författarna till GERICS-studien, Der Einfluss des Klimawandels auf die terrestrischen Wassersysteme in Deutschland ("Klimatförändringarnas inverkan på markvattensystem i Tyskland"), som publicerades i februari 2017, Den globala uppvärmningen kommer att bana väg för liknande perioder av torka i framtiden. Studien sammanfattar resultaten av 29 individuella studier som genomfördes mellan 2009 och 2013 om klimatförändringarnas effekter på den hydrologiska balansen i Tyskland. De sex författarna betonar att de inte har möjlighet att ge detaljerade prognoser om hur flödeshastigheter och vattennivåer i enskilda floder kommer att utvecklas. Dock, Vissa trender och deras konsekvenser kan redan identifieras.

Till exempel, observationer visar att nederbörden i Tyskland har ökat med 11 procent sedan 1881 – och enligt prognoserna, denna trend kommer att fortsätta. Det regnar nu betydligt mer på vintern nästan överallt i Tyskland; i vissa fall, nederbördsvolymerna har ökat med så mycket som 30 procent under den kalla årstiden. I kontrast, somrarna i många federala stater har blivit torrare.

Längre perioder med låg nederbörd

Vattennivåerna i de stora floderna kommer att förändras som ett resultat av denna utveckling, rapporterar författarna. Tidigare, vattennivån i de flesta strömmande vattenförekomster var högst på våren när snön smälter och lägst på sommaren eller hösten. Författarna antar att övergripande, perioderna med låga vattenstånd kommer att öka i varaktighet fram till slutet av seklet. Detta påverkar inlandssjöfarten, till exempel. Hagemann och hans kollegor förväntar sig att farbarheten för floden Elbe på sommaren kommer att försämras från år 2050, särskilt i delstaterna Sachsen, Sachsen-Anhalt och Thüringen. "Lågt vatten kommer tidigare, håller längre och faller under de vanliga nivåerna, " står det i rapporten. Däremot forskarna kunde inte identifiera någon trend för Rhen, och Donaus vattennivå kommer troligen att nå sin lägsta punkt på sensommaren snarare än på hösten – på grund av den tidigare snösmältningen.

De sjunkande vattennivåerna på sommaren påverkar också energiförsörjningen, vilket kräver stora mängder flodvatten för kylning. Om det inte finns tillräckligt med kylvatten tillgängligt, produktionen vid kärnkraftverken måste först minskas och sedan helt stoppas. Ett annat problem:Vattentemperaturerna i tyska floder stiger också på grund av klimatförändringar, i genomsnitt upp till två grader år 2100 och detta skapar också svårigheter för kylning i kärnkraftverk. Eftersom höga vattentemperaturer och låga vattennivåer kommer att uppstå oftare än tidigare, kraftverksproduktionen kommer att minska under sommarmånaderna under de kommande 40 åren, skriver GERICS-forskarna.

Jordbruket kommer också att behöva anpassa sig till mer frekventa, längre och mer intensiva perioder av torka på sommaren. I Nordrhein-Westfalen, till exempel, antalet dagar då fälten måste bevattnas, kommer att fördubblas från 30 till 60 år 2100. Enligt rapporten, översvämningsrisken kommer också att öka – bland annat för att det kommer mindre nederbörd i bergen i form av snö. Därav, regnvattnet som faller på låg höjd transporteras bort av floderna och blir inte stående förrän på våren. Det är svårt, dock, att ta fram mer detaljerade prognoser för översvämningar eftersom deras frekvens inte bara beror på klimatet utan också på många andra faktorer, till exempel markanvändning och reservoarer.

Ekologiskt samhälle i myrar, kärr och sjöar under stress

Hagemann och de andra författarna förutspår att sötvattensekosystemen kommer att komma under särskilt tryck. "Den ekologiska balansen i landvattensystem har redan dramatiskt förändrats av mänsklig aktivitet, " står det i rapporten. Förändringar i markanvändning, befolkningstillväxt och miljöföroreningar utgör ett hot mot de samhällen av organismer som lever i myrar, kärr, sjöar och floder. Ytterligare stressfaktorer kommer att läggas till dessa genom klimatförändringarna:sjunkande grundvattennivåer gör att sjöar och små vattendrag torkar ut och högre vattentemperaturer förvärrar befintliga problem som härrör från överanvändning av gödningsmedel och främjar algblomning. Icke-inhemska arter kan också föröka sig mer än tidigare. Det är mycket svårt att uppskatta den exakta omfattningen av konsekvenserna eftersom ekosystem ofta reagerar oförutsägbart på miljöförändringar.

Klimatförändringarna påverkar också grundvattnet, varifrån det mesta av dricksvattnet utvinns. Dock, den tyska befolkningen kommer inte att möta vattenbrist i framtiden. Enligt studien, vattenförsörjningen i hela landet kommer att vara tillräcklig. Ändå, rapporten noterar att tillfälliga flaskhalsar kan uppstå i vattenförsörjningen i vissa regioner, till exempel Brandenburg eller östra Bayern. Dessutom, grundvattennivåerna kommer att fluktuera kraftigare i framtiden – å ena sidan eftersom en del av nederbörden har flyttat från sommar till vinter och, å andra sidan, eftersom mer grundvatten kommer att behöva utvinnas under perioder av torka på sommaren för bevattning. På samma gång, forskarna förutspår en minskning av efterfrågan på vatten på grund av befolkningsminskningen. Effektivare hushållsapparater och ökad användning av regnvatten leder också till lägre dricksvattenförbrukning. Hur som helst, författarna rekommenderar att vattenleverantörer överväger konsekvenserna av klimatförändringarna för att säkerställa, till exempel, att toppar i efterfrågan under varma dagar eller under perioder av torka kan täckas.