Die Wassermengen im Rhein sinken seit 1950. Ab Juni führt der Fluss immer weniger Wasser. Ein Zeichen für den Klimawandel?

Der Klimawandel beschäftigt uns. Wir nehmen ständig Veränderungen wahr: heißere Sommer, längere Trockenheit, heftige Unwetter, schmelzende Gletscher… Die subjektive Wahrnehmung ist das Eine. Zahlen und Fakten sind das Andere. Was lässt sich messen? Welche Erkenntnisse liefert die Menge des Wassers im Hochrhein, also im Rheinabschnitt zwischen Bodensee und Basel?

 

Rheinabfluss: (nie ohne) Wasser aus den Alpen

Es liegt nahe, die Entwicklung des Rheinpegels zu überprüfen. Der Rhein und viele Nebenflüsse kommen direkt aus den Alpen. Dort schmelzen die Gletscher. Hat dieser Umstand die Wassermengen der Flüsse verändert? Dr. Marco Schillinger von Energiedienst hat näher hingeschaut. Als promovierter Geoökologe arbeitet er im Portfolio-Management bei Energiedienst. Seine Aufgabe ist es unter anderem, den Strom-Mix für die Kunden zu berechnen sowie den Stromverbrauch von Kunden vorherzusagen.

Dr. Marco Schillinger fand heraus, dass wegen des Klimawandels immer weniger Wasser im Rhein fließt.

Dr. Marco Schillinger hat eine Vorliebe für Zahlen und Statistiken. „Ich liebe Berechnungen und Prognosen“, sagt der promovierte Geoökologe. Bild: Energiedienst/Juri Junkov

 

Niedrige Flusspegel 2018

Die Trockenheit von 2018 lieferte den konkreten Anlass. „Vom Frühjahr bis in den Spätherbst fiel kaum Regen. Die Flusspegel sanken“, weiß der Datenspezialist. „Unsere Kraftwerke am Hochrhein produzierten deswegen im Jahresschnitt knapp zehn Prozent weniger Strom als im Durchschnitt. Teilweise liefen im Kraftwerk Laufenburg nur drei von zehn Turbinen.“ War diese Trockenheit ein Ausrutscher? War sie ein Vorbote für eine trockenere Zukunft?

 

Solide Datenbasis zum Rheinabfluss

Um dies herausfinden, analysierte Marco Schillinger die langfristigen Abflussmengen des Rheins. Die Datenbasis von Energiedienst erwies sich als Glücksfall. „Seit 1950 dokumentieren wir Tagesmittelwerte und Monatsmittel des Rheinabflusses bei Rheinfelden“, erklärt der promovierte Geoökologe. „Dies ermöglicht Auswertungen über lange Zeiträume.“

 

Werte zum Rheinabfluss neu gruppiert

Marco Schillinger sah sich die Jahresganglinien über verschiedene mehrjährige Zeiträume an. Jahresganglinien zeigen den Verlauf der Abflusswerte zwischen Januar und Dezember. „Ich habe dabei nicht nur den Mittelwert berechnet, sondern auch den Zentralwert, den Median“, erklärt Marco Schillinger. Der Median kam zustande, indem er die Stichprobenwerte nach ihrer Größe ordnete und dann den Wert in der Mitte herauspickte. Eine Hälfte der Werte liegt über, die andere liegt unter dem Zentralwert. Der Median ist gegenüber einzelnen Extremwerten deutlich robuster und aussagekräftiger als der Mittelwert.

Untersuchung des Rheinpegels: Der Median ist gegenüber einzelnen Extremwerten deutlich robuster und aussagekräftiger als der Mittelwert.

Vergleich von Mittelwert und Median der Tagesabflusswerte am Pegel Rheinfelden vom Juni 2017 in Kubikmeter pro Sekunde. Oben und unten ist der gleiche Datensatz dargestellt. Oben wird der Mittelwert angezeigt, unten der Median. Schaubild: Energiedienst

 

Weniger Wasser und anderer Rhythmus

Die ermittelten Daten lieferten Marco Schillinger viele Erkenntnisse. Seine wichtigsten Befunde:

  • Der Jahresabfluss des Hochrheins nahm von 1950 bis 2018 um circa zehn Prozent ab.
  • Vor allem von Juni bis Dezember gingen die Wassermengen zurück.
  • Im Januar und im Februar führte der Rhein etwas mehr Wasser.
  • Das Ende der Schneeschmelze in den Alpen verlagert sich allmählich vom Juli in Richtung Mai.
  • Die Abflussmengen der letzten fünf Jahre sind zwar auffällig, aber statistisch nicht signifikant. Das bedeutet: Die Anhäufung niedriger Werte könnte auch dem Zufall geschuldet sein, da es beim Jahresabfluss immer Schwankungen gibt. Die Anhäufung mehrerer niedriger Werte ist dann genauso zufällig möglich wie die Ziehung von drei oder vier benachbarten Zahlen beim Lotto.

 

„Die jährliche Wassermenge ist seit 1950 um circa zehn Prozent gesunken.“

Dr. Marco Schillinger untersuchte die Flusspegel des Rheins, um herauszufinden, ob der Klimawandel Einfluss hat.

Dr. Marco Schillinger, Energiedienst (Rheinfelden)

 

Bestätigung für Klimawandel

Die Ergebnisse dieser Auswertungen passen ins Bild des National Centre for Climate Services (NCCS) in Zürich (Schweiz). In seinen Klimaszenarien für die Schweiz geht das NCCS von diesen Entwicklungen bis circa 2050 aus (Quelle: CH2018-Broschüre):

  • Die Temperaturen steigen im Sommer um 2,5 bis 4,5°C. Dabei nimmt die Anzahl „sehr heißer Tage“ um 3 bis 17 Tage jährlich zu. Die Jahreshöchsttemperaturen steigen um 2 bis 5,5°C. „Sehr heiße Tage“ sind dabei die 1 % heißesten Tage aller Sommer von 1981 bis 2010.

 

  •  Auch die Wintertemperaturen steigen um 2 bis 3,5°C. Dies führt zu weniger Schnee in allen Höhenlagen. Die Null-Grad-Grenze steigt im Winter von heute 850 auf knapp 1500 Meter.

 

  • Es gibt weniger Niederschlag im Sommer. Die Sommer werden trockener. Sie weisen häufigere sowie um zwei bis neun Tage längere Trockenperioden auf. Es kommt zu häufigeren und intensiveren

 

  • Starkniederschlägen. Das bedeutet: Die Niederschlagsmenge des stärksten Regentages eines Jahres nimmt um zehn Prozent zu. Die Regenmenge eines 100-jährigen Sommerhochwassers steigt um 20 Prozent.
Durch den Klimawandel kommt es verstärkt zu Hochwassern im Rhein.

Hochwasser im Hochrhein beim Wasserkraftwerk Wyhlen. Bild: Energiedienst

 

Klimawandel lässt sich beeinflussen

Laut NCCS stehen weitere Klimaveränderungen bevor. Maßnahmen zum Klimaschutz können sie abschwächen. Bei Erreichen der Pariser Klimaschutzziele gehen die Schweizer Experten für 2050 von einem Anstieg der Sommerdurchschnittstemperatur von 1 bis 2,5°C aus. Ohne wirksame Maßnahmen wären es 2,5 bis 4,5°C.

Klimawandel in der Schweiz: Seit 1864 steigt die Jahresmitteltemperatur.

Klarer Trend: Obwohl die Temperaturen in der Schweiz von Jahr zu Jahr schwanken, ist die Erwärmung seit Beginn der Klimamessungen klar erkennbar. Quelle: NCCS

 

10-Jahres-Zeitraum für Produktionsplanung aussagekräftiger

Ein veränderter Wasserabfluss beeinflusst die Stromproduktion. Auf Basis der neuen Erkenntnisse passte Energiedienst die Planungsansätze an. Als Grundlage dient künftig ein zehnjähriger Referenzzeitraum. Dieser ist aussagekräftiger als die bislang zugrunde gelegten Fünfjahreszeiträume.

 

Dr. rer. nat. Marco Schillinger: Naturwissenschaftler mit Leib und Seele

Dr. Marco Schillinger ist promovierter Geoökologe mit einer Vorliebe für Zahlen und Statistiken. „Ich liebe Berechnungen und Prognosen.“ Diese Leidenschaft prädestiniert ihn für seinen Job im Portfolio-Management bei Energiedienst. Auch privat leistet ihm seine Neigung zu Berechnungen nützliche Dienste. Zum Beispiel, als er für seine Kinder ein Hochbett baute: „Da habe ich eine filigrane Stütze ingenieursmathematisch gegen Ausknicken berechnet. Und natürlich hielt die Stütze“, berichtet er mit einem Augenzwinkern.

 

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