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This special issue of DIE ERDE presents selected key topics discussed within the BBAW working group, including work by group members and invited external researchers, containing nine articles highlighting “Regional Water Challenges” resulting from different kinds of environmental and social changes. We aim to present the complexity of interaction between changes and responses. While the first four articles focus on describing climatic and hydrological changes and their causes, the following five articles focus more on possible mitigation and adaptation measures.
Global climate change and aspects of regional climate change in the Berlin-Brandenburg region
(2011)
To obtain an estimate of the average temperature of the northern hemisphere during the last 1200 years, proxy data have been merged with instrumental recordings. These instrumental measurements are, with a few exceptions, only available for the recent 150 years. In the city of Berlin the temperature has been recorded since as early as 1701. However, during the first 150 years the measurements were problematic as location, measurement procedure and instruments changed frequently and without proper documentation. From 1847 onwards observations became more reliable once the Royal Prussian Meteorological Institute had been established. For the last 100 years temperature and precipitation measurements have been performed in parallel at Berlin-Dahlem and Potsdam. The datasets recorded in the city of Berlin and in Berlin-Dahlem have been merged to obtain a record of more than 300 years. It indicates that the temperature of Berlin has risen by 1.04°C during the last 100 years after correcting for the urbanisation effect. In the same period, the total number of frost days has significantly decreased by almost 17 days, and the number of summer days has significantly increased by about 12 days. Annual mean precipitation has hardly changed (decrease less than 0.2 %) during the last century. However, rainfall has decreased by about 4 % in summer and increased by 3 % in winter. All precipitation changes are below the 95 % ignificance level. Model projections indicate that warming will continue which means that Berlin-Brandenburg will experience a temperature rise of about 3-3.5°C by the end of this century for the IPCC scenario A1B. For the same scenario precipitation is expected to increase by 10-20 % in winter and to decrease by 10-30 % in summer: The seasonal precipitation changes compensate each other resulting in an almost unchanged annual mean.
The present study explores whether regional water resources can be used more efficiently by Brandenburg’s farming systems. A description of agriculture in Brandenburg today is followed by a systematic analysis of measures to raise the water efficiency. Brandenburg’s agricultural systems are divided into three sections: soil, plant production and livestock farming. Within these sections measures to increase water efficiency are listed and analysed with reference to five objective criteria for raising water use efficiency. In view of the complexity of farming systems in Brandenburg, general measures to raise water use efficiency could not be derived. Site-specific tillage practices and crop patterns adjusted to recent weather conditions may reflect the specific diversity of Brandenburg more efficiently.
In Lower Lusatia, eastern Germany, the changing impacts of lignite coal mining and potential climate change have put the naturally low water yield conditions under pressure. Water resources balances describe the hydrological situation in the region and the need for action due to changing boundary conditions. Extended transfer of flood water from neighbouring catchments is considered inevitable for sustainable regional development and the establishment of a quantitatively and qualitatively selfregulated water system. Using the river basin management system WBalMo®, potential water transfer scenarios to compensate for water deficits resulting from regional and global change are analysed.
Die IAG Globaler Wandel - Regionale Entwicklung geht den Auswirkungen des globalen Wandels auf etablierte räumliche Ordnungsmuster nach. Die IAG wählt in zweifacher Hinsicht einen exemplarischen Zugang: Einerseits richtet sie ihren regionalen Fokus auf die Region Berlin-Brandenburg, andererseits stellt sie die Ressource Wasser in den Mittelpunkt ihrer Arbeit.
In diesem Buch werden die von globalen Veränderungen ausgehenden regionalen Auswirkungen betrachtet. Dabei wurde der Fokus auf die Ressource Wasser und die Region Berlin-Brandenburg gelegt. Von den regionalen Herausforderungen des globalen Wandels werden Fragen nach möglichen Anpassungsstrategien und Handlungsorientierungen abgeleitet. Anpassungen werden damit nicht als bloße Reaktion auf einen „unvermeidlichen Wandel“ verstanden. Vor dem Hintergrund unsicherer zukünftiger Entwicklungen hinsichtlich der Art und Intensität der Auswirkungen globaler Veränderungen können Anpassungsstrategien immer nur eine Vorbereitung, Flexibilisierung und Öffnung bestehender Systeme für künftige Herausforderungen bedeuten. In diesem Sinne wird hier „angepasst sein“ verstanden als „befähigt sein, rechtzeitig auf Veränderungen zu reagieren“. Der globale Wandel verläuft räumlich differenziert. Heterogen sind auch die spezifischen Ausgangsbedingungen innerhalb von Regionen, weshalb sich die Auswirkungen des globalen Wandels unterschiedlich ausprägen. Im Folgenden werden die administrative Gliederung der Fokusregion, die aktuelle naturräumliche Ausstattung und Landnutzungen sowie die gegenwärtige raumstrukturelle Situation beschrieben.
Im Rahmen der interdisziplinären Arbeitsgruppe Globaler Wandel – Regionale Entwicklung an der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften wurde die Albedo aus Satellitendaten (MEDOKADS – Mediterranean Extended Daily One Km AVHRR Data Sets) mit den Daten eines regionalen Klimamodells (CLM-Daten) der Jahre 1989 bis 2009 für Berlin-Brandenburg verglichen. Desweiteren wurde aus dem MEDOKADS-Datensatz eine Analyse der Veränderlichkeit der Vegetation im Raum Berlin-Brandenburg anhand des „Normalized Difference Vegetation Index“ (NDVI) der Jahre 1989 bis 2009 durchgeführt. Der MEDOKADS-Satellitendatensatz entstand am Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin.
Der Umgang mit dem Klimawandel – mit seinen beiden Aspekten Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel – ist in den letzten Jahren zu einem zentralen gesellschaftlichen Aufgabenfeld geworden. Während die Raumplanung v. a. über die räumliche Steuerung von Flächen für erneuerbare Energien schon seit vielen Jahren wichtige Beiträge zum Klimaschutz bzw. einer ressourceneffizienten Raum-entwicklung leistet, ist der Aufgabenbereich der Anpassung an den Klimawandel in der Raumplanung letztlich erst seit 2007 – nach Veröffentlichung des 4. IPCC-Reports – zu einem zentralen Themenfeld geworden. Dies verdeutlichen eine Vielzahl von Forschungs-, Entwicklungs- und Modell-vorhaben sowie von Fachveranstaltungen unter Beteiligung von Wissenschaft und Planungspraxis. Die vorliegende Expertise, verfasst von einer Autorengruppe aus Mitgliedern und Gästen des Arbeitskreises Klimawandel und Raumplanung der Akademie für Raumforschung und Landesplanung (ARL) im Auftrag der interdisziplinären Arbeitsgruppe Globaler Wandel – Regionale Entwicklung der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, zielt vor diesem Hintergrund darauf ab, aktuelle Erkenntnisse und Ansätze insbesondere in Raumordnung und Raumentwicklung im Umgang mit dem Klimawandel darzustellen. In Anbetracht der erheblich längeren Erfahrungen der Raumplanung mit dem Klimaschutz wird die Anpassung an den Klimawandel in den Vordergrund gestellt. Außerdem erfolgt eine besondere Betrachtung der regionalen Ebene, da sich bei der Ermittlung der Folgen des Klimawandels und dementsprechender Anpassungsoptionen häufig Verflechtungen zwischen den naturräumlichen Gegebenheiten einerseits und den Raumnutzungen und -strukturen andererseits zeigen. Soweit sinnfällig, werden darüber hinaus auch die Bezüge zum Klimaschutz und zur örtlichen Ebene der Raumplanung hergestellt.