Wasserknappheit trifft schon heute Menschen in vielen Ländern, und durch das Bevölkerungswachstum wird der Bedarf an Süßwasser noch weiter steigen. Zusätzlich aber ist in Zukunft vielerorts weniger Wasser verfügbar, weil sich etwa Regenfall und Verdunstung verändern. Der Klimawandel aufgrund unverminderter Treibhausgasemissionen wird wahrscheinlich noch in diesem Jahrhundert rund 40 Prozent mehr Menschen einem Risiko absoluter Wasserknappheit aussetzen, als es ohne Klimaänderungen der Fall wäre. Das zeigt eine neue Studie, für die eine noch nie dagewesene Zahl von Klimafolgenmodellen verwendet wurde.
Die Analyse wird in einem Sonderteil der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences erscheinen, die erste Ergebnisse des Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI-MIP) versammelt. Dieses ist ein einzigartiger und von Wissenschaftlern weltweit getragener Versuch, die Forschung zu den Folgen des Klimawandels auf eine neue Ebene zu bringen.
„Die stärkste Zunahme von globaler Wasserknappheit könnte es bei einer globalen Erwärmung von zwei bis drei Grad über dem vorindustriellen Niveau geben – und das werden wir in den nächsten Jahrzehnten bereits erleben, wenn die Emissionen nicht bald gesenkt werden“, sagt Leitautor Jacob Schewe vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. „Dass die Wasserknappheit zunimmt, ist bereits länger bekannt. Aber unsere Studie bestimmt erstmals den relativen Anteil des Klimawandels daran, im Vergleich – und zusätzlich – zu der wachsenden Wasserknappheit, die einfach auf das Bevölkerungswachstum zurückzuführen ist.“
Von China bis zu den USA: Große regionale Unterschiede bei der Verfügbarkeit von Wasser
Ein bis zwei von hundert Menschen leben heute in Ländern mit absoluter Wasserknappheit. Bevölkerungswachstum und Klimawandel würden dies bei einer globalen Erwärmung von rund drei Grad auf zehn von hundert erhöhen, so die Studie. Absolute Wasserknappheit wird definiert als weniger als 500 Kubikmeter pro Jahr und Kopf. Eine solche Menge kann den Bedarf – wenn überhaupt – nur dann decken, sofern sehr effiziente Techniken der Wassernutzung und des Wassermanagements eingesetzt werden; in vielen Ländern gibt es diese Techniken nicht. Zum Vergleich: der durchschnittliche globale Wasserverbrauch pro Kopf und Jahr liegt bei etwa 1200 Kubikmetern, in den Industrieländern noch deutlich höher.
Die regionalen Unterschiede bei den Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit von Wasser sind immens. Für den Mittelmeerraum, den Nahen Osten, den Süden der USA und Südchina zum Beispiel sind laut der Studie wahrscheinlich deutliche Verluste an verfügbarem Wasser zu erwarten. Südindien, das westliche China und Teile Ostafrikas hingegen könnten eine erhebliche Zunahme erleben.
Nahrungssicherheit ist abhängig von Bewässerung – Bauern sind die Hauptnutzer von Wasser
„Wasserknappheit ist eine große Bedrohung für die menschliche Entwicklung, etwa in Regionen wo die Nahrungssicherheit von der Bewässerung abhängt – die Landwirtschaft ist der größte Wasserverbraucher weltweit“, sagt Ko-Autor Qiuhong Tang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Trotzdem ist auch eine Zunahme von Niederschlägen eine Herausforderung – zusätzliches Wasser kann Überflutungen und Störungen von Infrastruktur wie etwa der Kanalisation verursachen. Insgesamt steigen die Risiken also.“ Neben der Landwirtschaft benötigen auch viele industrielle Produktionsprozesse große Mengen Wasser, so dass ein Mangel daran in manchen Regionen die ökonomische Entwicklung erschwert.
Die Studie basiert auf Berechnungen von elf verschiedenen globalen hydrologischen Modellen, die wiederum mit von fünf globalen Klimamodellen erzeugten Daten angetrieben wurden – ein Ensemble von Simulationen, das es bislang in dieser Größe nicht gegeben hat, und das in Kooperation mit vielen Forschungsgruppen aus der ganzen Welt entstand. Damit führen die Ergebnisse das derzeit aktuellste Wissen über Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit von Wasser zusammen. Die in ISI-MIP zusammenarbeitenden Wissenschaftler vergleichen systematisch die Ergebnisse der verschiedenen Computersimulationen, um zu sehen, wo sie übereinstimmen und wo nicht. Die oben genannten Zahlen sind Durchschnittsergebnisse mehrerer Modelle. Das heißt, dass einige der Modelle auch eine mögliche stärkere Zunahme der Wasserknappheit anzeigen.
Modellvergleich erlaubt Perspektive des Risikomanagements
„Dieser breit angelegte Modellvergleich ist insofern einzigartig, als er eine gute Einschätzung der Unsicherheiten bei zukünftigen Folgen des Klimawandels erlaubt – was uns umgekehrt zeigt, welche Erkenntnisse besonders robust sind“, sagt Ko-Autor Pavel Kabat vom International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA). „Betrachtet man das Ganze aus der Perspektive des Risikomanagements, so wird selbst aus den eher optimistischen Szenarien und Modellen sehr deutlich: Wir bringen Lebensgrundlagen von Millionen Menschen in Gefahr, wenn der menschengemachte Klimawandel sich ungebremst fortsetzt.“
Allerdings sei die Arbeit damit noch lange nicht beendet, fügte er hinzu. „Wir benötigen weitere Forschung, wie sich der Wasserbedarf in Zukunft in verschiedenen Bereichen wie Landwirtschaft, Industrie und Energie entwickeln wird – und wie zusätzlich zur Reduzierung von Treibhausgasen die technologischen Entwicklungen im Wassersektor helfen könnten, Wasserknappheit zu vermindern.“
Artikel: Schewe, J., Heinke, J., Gerten, D., Haddeland, I., Arnell, N.W., Clarke, D.B., Dankers, R., Eisner, S., Fekete, B.M., Colón-González, F.J., Gosling, S.M., Kim, H., Liu, X., Masaki, Y., Portmann, F.T., Satoh, Y., Stacke, T., Tang, Q., Wada, Y., Wisser, D., Albrecht, T., Frieler, K., Piontek, F., Warszawski, L., Kabat, P. (2013): Multi-model assessment of water scarcity under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition) [DOI:10.1073/pnas.1222460110]
Weblink www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1222460110
Zusammen mit diesem Artikel werden weitere ISI-MIP-Studien online bei PNAS veröffentlicht:
Dankers, R., et al. (2013): First look at changes in flood hazard in the Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project ensemble. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Elliott, J., et al (2013): Constraints and potentials of future irrigation water availability on agricultural production under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Friend, A. D., et al. (2013): Carbon residence time dominates uncertainty in terrestrial vegetation responses to future climate and atmospheric CO2. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Haddeland I., et al. (2013): Global water resources affected by human interventions and climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Nelson, G. C., et al. (2013): Climate change effects on agriculture: Economic responses to biophysical shocks. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Piontek, F., et al. (2013): Multisectoral climate impact hotspots in a warming world. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition) [DOI:10.1073/pnas.1222471110]
Prudhomme, C., et al. (2013): Hydrological droughts in the 21st century, hotspots and uncertainties from a global multimodel ensemble experiment. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Rosenzweig, C., et al. (2013): Assessing agricultural risks of climate change in the 21st century in a global gridded crop model intercomparison. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Schellnhuber, H.J., et al (2013): The Elephant, the Blind, and the ISI-MIP. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)
Warszawski, L., et al. (2013): The Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI-MIP): Project framework. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition)