WAKOS - Wasser an den Küsten Ostfrieslands

Der Umgang mit den Folgen des Klimawandels stellt für die Menschen an der Küste Ostfrieslands eine besondere Herausforderung dar. Zum Beispiel sorgt der Anstieg des mittleren Meeresspiegels für eine Zunahme von Sturmfluten. Auch langanhaltender Starkregen, der insbesondere in Verbindung mit Sturmfluten für die Binnenentwässerung riskant werden kann, sowie das Eindringen von Salzwasser in küstennahes Süßwasser, haben negative Auswirkungen für die Küstengebiete. Hier setzt das Projekt WAKOS an und untersucht, wie die Küstenregion Ostfriesland in Zukunft widerstandsfähiger gegenüber diesen Veränderungen gestaltet und nachhaltig geschützt werden kann.

Das Verbundprojekt WAKOS – Wasser an den Küsten Ostfrieslands wird vom BMBF im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA 3) innerhalb der Fördermaßnahme RegIKlim (Regionale Informationen zum Klimahandeln) als eines von sechs Projekten in sechs verschiedenen deutschlandweiten Modellregionen gefördert. Während in der ersten Förderphase (2020-2024) der Fokus auf einem verbesserten Verständnis potenzieller Klimafolgen auf die Region und der Entwicklung geeigneter Modellwerkzeuge für die Untersuchungen lag, ist für die zweite Förderphase (2024-2027) vorgesehen, dieses Wissen in nutzbare und nützliche Produkte und Formate zu überführen, um regionale Akteure und die Gesellschaft beim Anpassungshandeln zu unterstützen.

Zusammenfassende Darstellung des Projekts

Wasser und damit verbundene Naturgefahren stellen in der Projektregion Ostfriesland wesentliche Herausforderungen dar, sowohl kurzfristig im Risikomanagement als auch langfristig in der Vorsorge bei der Anpassung an den Klimawandel. Hierbei spielen Prozesse wie die zu erwartende Beschleunigung des Meeresspiegelanstiegs, Sturmfluten, Starkregenereignisse oder Dürreperioden wesentliche Rollen, da sie die Küstenerosion, Grundwasserneubildung oder Salzwasserintrusion beeinflussen und dadurch Handlungsfelder wie die Wasserwirtschaft und den Küstenschutz mit neuen Aufgaben konfrontieren.

Kommunen und Verbände müssen sich an die Folgen des Klimawandels anpassen. Dazu werden sowohl Informationen zur lokalen Ausprägung und den lokalen Folgen des Klimawandels, als auch zu möglichen Anpassungsoptionen benötigt. Diese Informationen liegen oft nur fragmentiert vor und sind nicht allen Beteiligten ohne erheblichen Aufwand vollumfänglich verfügbar. Durch die Umsetzung des in der 1. Projektphase in Zusammenarbeit mit Akteuren entwickelten Konzepts einer Klimaanpassungsakademie soll diese Fragmentierung verringert und ein niederschwelliges Angebot geschaffen werden. Dabei ist eine wesentliche Erkenntnis aus der 1. Projektphase, dass diese Aspekte nicht losgelöst von spezifischen lokalen Bedürfnissen betrachtet werden, sondern Klimaservice als Integration von digitalen Produkten, gesellschaftlichen Aktivitäten, Transfer und Akteursvernetzung verstanden wird.

Die Forschungsstelle Küste im NLWKN untersucht in diesem Zusammenhang die morphologische Reaktion des Insel- und Küstenvorfeldes auf ein sich veränderndes Klima. Für die Sicherheit der Deiche und Schutzdünen haben Änderungen im Bereich der Watten, Riffbögen und Vor­länder weitreichende Auswirkungen, da der bemessungsrelevante Seegang durch die verfügbaren Wassertiefen bestimmt wird. Ände­rungen im Tidenhub oder in der vorherrschenden Seegangsrich­tung können die Fähigkeit der Watten, die bislang mit dem Mee­resspiegelanstieg mitwachsen, einschränken, wodurch die Fest­landsdeiche stärkeren Belastungen ausgesetzt wären. Sedimentdefizite in den Riffen und an den Stränden gefährden außerdem die Schutzdünen, was sich auf die Sicherheit der Trinkwasserversor­gung der Inseln auswirkt.

Exemplarisch für das Insel- und Küstenvorfeld rund um die Insel Norderney wurde dafür ein morphodynamisches Modell entwickelt, mit dem diese Änderungen bezogen auf unterschiedliche klimatische Entwicklungen quantifiziert werden können.

Darstellung der Unterschiede im Erosions-/Sedimentationsmuster im Modellgebiet rund um Norderney für einen steigenden Meeresspiegel in Anlehnung an RCP 2.6 (links) und RCP 8.5 (rechts). Rot zeigt erhöhte Sedimentation, blau erhöhte Erosion im Vergleich zu heute.

In der zweiten Projektphase wird das entwickelte morphodynamische Modell dazu eingesetzt, verschiedene Inselschutzmaßnahmen zu untersuchen und zu bewerten, denn morphologische Langfristanalysen zeigen, dass sich die Sandversorgung an den Inseln langfristig reduziert. Bereits heutzutage sind großflächige Strandaufspülungen notwendig, um die Stabilität der Schutzwerke und die Sicherheit der Dünen zu gewährleisten. Obwohl mittlerweile standardmäßig eingesetzt, existiert weiterhin ein großer Wissensbedarf hinsichtlich der Wirkung und vor allem der Beständigkeit dieser Maßnahmen, insbesondere auch vor dem Hintergrund sich ändernder klimatischer Randbedingungen. Mit dem morphodynamischen Modell sollen verschiedene technische Maßnahmen von der herkömmlichen Strandaufspülung bis hin zum Sanddepot für das Pilotgebiet Norderney geprüft werden, um die bestmögliche Anpassungsmaßnahme identifizieren und empfehlen zu können.

Die Arbeitspakete der 2. Phase im Einzelnen:

1. Die modellbasierte natur- und ingenieurwissenschaftliche Forschung aus der Förderphase 1 wird fortgesetzt und konkretisiert, um eine Verwendung der Ergebnisse zur Erzeugung von zielgruppenrelevanten Klimaanpassungswissen sicherzustellen. Es werden unter anderem ereignisbasierte Storylines entwickelt, die Aufschluss darüber geben, in inwieweit vergangene Extremereignisse bereits vom Menschen beeinflusst wurden und wie sie in einem wärmeren Klima aussehen könnten. Außerdem wird die Wirksamkeit ausgewählter Klimaanpassungsmaßnahmen für die Binnenentwässerung auf dem Festland, den Inselschutz und die Trinkwasserversorgung auf den Inseln quantifiziert und verglichen, um eine erfolgreiche Klimaanpassung zu unterstützen.

2. Neben der Schaffung und Bereitstellung von regional- und lokal-spezifischer Daten sind auch Informationen zur Verwendung und Übertragbarkeit von hoher Bedeutung. Um die Bedeutung der Daten und Ergebnisse leichter Verständlich zu machen werden u.a. anschauliche, digitale Medienangebote, Fact-Sheets und Konzepte für Anpassungs-Werkstätten entwickelt.

3. Das entscheidungsrelevante sowie das handlungsmotivierende Wissen soll über Multiplikatoren in die Gesellschaft getragen und in einem Reallabor vergleichbaren Ensemble Klimaanpassungsaktivitäten mit gesellschaftlichen Gruppen getestet werden. Zentrale Elemente dabei sind die Entwicklung geeigneter Informations-, Kommunikations- und Aktivierungsformate in Zusammenarbeit mit regionalen und lokalen Multiplikatoren und Akteuren aus der 1. Projektphase.

4. In Kooperation mit den assoziierten Partnern soll ein digitales Klimaanpassungs-Web-Tool konzipiert und implementiert werden, in dem Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Arbeitspaketen 1 bis 3 in einfach anwendbarer Form zur Verfügung gestellt werden. Auf dieser „Küsten- Klima- Informations-Plattform“ werden sowohl das Klimaanpassungs-Web-Tool sowie die Produkte, Transfermöglichkeiten und Informationen zur Akteursvernetzung integriert.

Verbundpartner:

WAKOS-A:

Helmholtz-Zentrum hereon, Institut für Küstensysteme - Analyse und Modellierung

Dr. Ralf Weisse (Verbundkoordinator), Dr. Insa Meinke, Dr. Frauke Feser, Dr. Lidia Gaslikova, Dr. Felipe Amorim Digitales Web-Tool und Ereignisbasierte Storylines

WAKOS-B:

NLWKN-Forschungsstelle Küste

Dipl.-Ing. Cordula Berkenbrink, M.Sc. Jianxin Chen, Dr.-Ing. Markus Witting

Entscheidungsrelevante Informationen für die Klimaanpassung im Insel- und Küstenvorfeld

WAKOS-C:

Institut für Geographie, Universität Hamburg (Uni-HH)

Dipl.-Geogr. Anke Wessels, Prof. Dr. Beate Ratter

Gesamtgesellschaftliche Klimaanpassungsaktivitäten

WAKOS-D:

Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth (Jade-HS)

Prof. Dr. Helge Bormann, Dr. Ali Mostafa

Entscheidungsrelevante Informationen für die Klimaanpassung an der Festlandsküste

WAKOS-E:

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (UOL), Biologie und Umweltwissenschaften

Prof. Dr. Gudrun Massmann, Dr. Janek Greskowiak, Patrick Hähnel, Lena Thissen (Hydrogeologie und Landschaftswasserhaushalt), Integrierte Grundwassermodellierung (Norderney) und adaptive Akteursnetzwerke und Veränderungsdynamiken

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (UOL), Ökologische Ökonomie

Prof. Dr. Bernd Siebenhüner, M.Sc. Lara Saalfrank

Die assoziierten Partner Niedersächsisches Kompetenzzentrum Klimawandel und Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie unterstützen das Projekt bei der Konzeptionierung und Entwicklung der digitalen Tools sowie bei der Entwicklung und Implementierung eines Transferkonzepts.

Publikationen:

Weisse, R., Gaslikova, L., Hagemann, S., Heinrich, P., Berkenbrink, C., Chen, J., Bormann, H., Kebschull, J., Ley, A., Massmann, G., Greskowiak, J., Thissen, L., Karrasch, L., Schoppe, A., Ratter, B.M.W., & Wessels, A. (2024): Zusammenwirken von Naturgefahren im Klimawandel ist für die Nordseeküste zunehmend eine Herausforderung. Wasser und Abfall 26 (5), 38–45, doi:10.1007/s35152-024-1854-y

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Bormann, H., Berkenbrink, C., Karrasch, L., Massmann, G., Ratter, B., Wessels, A., & Weisse, R. (2024): Wasser an den Küsten Ostfrieslands (WAKOS): maßgeschneiderte Klimaservices für die Anpassung. Notfallvorsorge 1/2024, S. 17-25