Der Klimawandel hat direkte Auswirkungen auf die Grundwasserressourcen. Der Grundwasserspiegel in Deutschland droht in den nächsten Jahrzehnten zu sinken. Das ist das Ergebnis einer Studie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Sie wurde jetzt in Nature Communications veröffentlicht.
Wie sich der Klimawandel im 21. Jahrhundert auf die Grundwasserressourcen in Deutschland auswirken wird, haben Experten der BGR und des KIT mit Hilfe von KI-basierten Prognosemodellen herausgefunden. Jahrhundert auswirken wird. Mit Hilfe von Deep-Learning-Methoden schätzten sie auf Basis von Grundwasserdaten aus ganz Deutschland die Entwicklung der Grundwasserstände für verschiedene Standorte und Klimaszenarien des Weltklimarates (IPCC) ab. Diese Szenarien reichten von einem angenommenen Anstieg der globalen Mitteltemperatur um weniger als 2 Grad Celsius bis zum Jahr 2100, dem Ziel des Pariser Klimaabkommens, über ein moderates Szenario (plus 2,6 Grad) bis hin zum sogenannten Business-as-usual-Szenario, das von einem Verzicht auf Klimaschutzmaßnahmen und einem Temperaturanstieg um bis zu 5 Grad gegenüber dem vorindustriellen Niveau ausgeht. „Unsere wissenschaftliche Studie hat ausschließlich die direkten klimatischen Auswirkungen und Veränderungen untersucht. Anthropogene Faktoren, wie etwa die Grundwasserentnahme, wurden nicht berücksichtigt“, sagt Andreas Wunsch vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT, Erstautor der Studie.
Prognosen zeigen: Sinkende Grundwasserspiegel sind szenariounabhängig
Alle drei untersuchten Klimaszenarien führen nach Angaben der Experten zu mehr oder weniger starken Entwicklungen mit Dürren, sinkenden Grundwasserständen und einer veränderten Wasserverfügbarkeit. Während sich für die beiden optimistischeren Szenarien weniger ausgeprägte Trends ergaben, stellten die Experten von KIT und BGR für das stärkste der drei Erwärmungsszenarien einen Trend zu deutlich sinkenden Grundwasserständen an den meisten Standorten fest. „Die Ergebnisse dieser Prognose sind besonders für die nahe Zukunft relevant, da dieses Szenario der heutigen Situation am nächsten kommt“, sagt Dr. Tanja Liesch, AGW.
„Künftige negative Auswirkungen werden vor allem in Nord- und Ostdeutschland sichtbar sein, wo die entsprechenden Entwicklungen bereits begonnen haben. Hier drohen vor allem bis zum Ende des Jahrhunderts längere Perioden mit niedrigen Grundwasserständen“, sagt Dr. Stefan Broda, BGR. Für die beiden schwächeren Erwärmungsszenarien ist dieser Trend nicht so gravierend. Dies deutet nach Ansicht der KIT- und BGR-Experten darauf hin, dass sich die Reduzierung der Treibhausgasemissionen positiv auf die zukünftigen Grundwasserstände auswirken könnte.
Die veröffentlichten Ergebnisse wurden im Rahmen des BGR-Projekts MENTOR erzielt, das auf die Entwicklung einer KI-basierten Methode zur bundesweiten Vorhersage von Grundwasserständen abzielt.
Date: April 13, 2022
Source: Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
Journal Reference:
- Andreas Wunsch, Tanja Liesch, Stefan Broda. Deep learning shows declining groundwater levels in Germany until 2100 due to climate change. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28770-2