Fliessgewässer

Die durchschnittlichen Jahresabflüsse verändern sich infolge des Klimawandels nur geringfügig. Die jahreszeitliche Verteilung der Abflüsse jedoch hat sich in den letzten Jahrzehnten bereits verändert. Die Abflüsse haben im Sommer ab- und im Winter zugenommen. Diese Entwicklung wird sich mit dem Klimawandel fortsetzen.

Die Abflüsse in Bächen und Flüssen stammen aus Niederschlag, Schmelzwasser und Grundwasser. Nur ein Teil des Niederschlags fliesst oberflächlich ab. Der Rest versickert in den Boden und ins Grundwasser oder wird als Schnee oder Gletschereis gespeichert. Der Klimawandel verändert die jahreszeitlichen Schwankungen in den Abflüssen.

Die Jahresabflussmengen in den Schweizer Fliessgewässern variieren zwar zwischen einzelnen Jahren stark, ihr langjähriges Mittel hat sich aber seit Beginn der Abflussmessungen Anfang des 20. Jahrhunderts kaum verändert. Auch in den nächsten Jahrzehnten werden sich die mittleren Jahresabflüsse in den meisten Einzugsgebieten nur wenig verändern. Nur bei einem Szenario ohne Klimaschutz wird es gegen Ende des Jahrhunderts zu einer leichten Abnahme der mittleren Jahresabflüsse kommen, im Mittel in der Schweiz um rund 9 Prozent.

Die Abflussregime haben sich dagegen im Verlauf der Beobachtungsperiode 1961–2015 bereits deutlich verändert. In den Wintermonaten haben die Abflüsse in den meisten Einzugsgebieten zugenommen, weil die Lufttemperatur angestiegen ist und somit im Winter mehr Niederschlag als Regen statt als Schnee fällt. Im Sommer hingegen ist – ausser bei stark vergletscherten Einzugsgebieten – generell eine Abnahme der mittleren Abflüsse zu beobachten.

Abfluss des Rheins

Abfluss des Rheins
Die Abbildung weist die über fünf Jahre gemittelten Abflussmengen der Messstation Basel aus. Die Abflussmengen im Sommer und Winter veränderten sich gegenläufig.

Winterabflüsse werden zunehmen

Die hydrologischen Szenarien lassen in der gesamten Schweiz für die Zukunft eine weitere Zunahme der Abflüsse im Winter erwarten. Dies ist durch die erwartete Zunahme der Winterniederschläge und die Verschiebung von Schnee zu Regen beim winterlichen Niederschlag bedingt.

In der Schweiz ist Ende Jahrhundert im Mittel mit einer Zunahme der Winterabflüsse von rund 10 Prozent mit Klimaschutz und rund 30 Prozent ohne Klimaschutz zu rechnen. Besonders stark nehmen die Winterabflüsse in heute von Schnee geprägten Regimen zu.

Die geringsten Veränderungen der Winterabflüsse zeigen Einzugsgebiete im Mittelland, in denen die Schneedecke schon heute wenig zum Abfluss beiträgt, sowie sehr hoch gelegene Einzugsgebiete, in denen auch in Zukunft im Winter der Niederschlag grösstenteils in Form von Schnee fallen wird.

Sommerabflüsse werden zurückgehen

Im Sommer zeigen die Szenarien eine mittlere Abflussabnahme von rund 10 Prozent mit Klimaschutz und 40 Prozent ohne Klimaschutz bis Ende des Jahrhunderts. Verantwortlich für diesen Rückgang sind verminderte Sommerniederschläge, höhere Verdunstung und die Abnahme des Gletscher- und Schneeschmelzwassers.

Gebiete aller Höhenlagen und Regionen sind von rückläufigen Sommerabflüssen betroffen. Mit einem starken Rückgang ist im Mittelland, im Jura und in den Voralpen besonders im Spätsommer zu rechnen. Im Tessin wird ebenfalls eine deutliche Abnahme der Sommerabflüsse erwartet. Markant werden die sommerlichen Abflüsse auch in heute noch vergletscherten Gebieten abnehmen.

Trend zu stärker ausgeprägtem Niedrigwasser im Sommer

Die Klimaszenarien CH2018 zeigen, dass die mittleren Niederschlagsmengen in den Sommermonaten abnehmen und Trockenperioden tendenziell länger anhalten werden. Als Folge der höheren Temperaturen steigt zudem die Verdunstung, solange genügend Wasser in Boden und Vegetation vorhanden ist. Die hydrologischen Niedrigwasser-Szenarien lassen im Mittelland, im Jura und in der Südschweiz eine Abnahme des Niedrigwasserabflusses im Sommer und Herbst erwarten. Da in diesem Zeitraum in der Regel die kleinsten Niedrigwasserabflüsse innerhalb eines Jahres auftreten, zeigen sich diese Veränderungen auch beim jährlichen NM7Q und Q347.

Niedrigwasser-Szenarien

Niedrigwasser-Szenarien
Die Veränderungen im Vergleich zur Referenzperiode (1981–2010) für die Niedrigwasserkenngrösse NM7Q mit Klimaschutz RCP2.6 (links) und ohne Klimaschutz RCP8.5 (rechts) für Mitte und Ende Jahrhundert. Eine Abnahme der jährlichen Werte bedeutet, dass die Niedrigwasserabflüsse kleiner werden. In den tiefen Lagen treten die Niedrigwasserabflüsse im Sommer auf und nehmen mit dem Klimawandel ab. In den Alpen tritt Niedrigwasser im Winter auf und die Abflüsse nehmen zu.
© Daten Mülchi et al. (2020 und 2021b), Freudiger et al. (2020), Brunner et al. (2019c)

Niedrigwassersituationen werden in der Regel anhand der Kennwerte Q347 und NM7Q charakterisiert. Q347 ist die Abflussmenge eines Fliessgewässers, die während 95% der Zeit, also an 347 Tagen eines durchschnittlichen Jahres, mindestens erreicht oder überschritten wird (gemittelt über 10 Jahre). Der Abfluss Q347 ist im Gewässerschutzgesetz (Art. 31 Abs. 1 GSchG) als Mindestrestwassermenge festgesetzt und spielt als Niedrigwasserkenngrösse eine zentrale Rolle. Als zweite Kenngrösse für Niedrigwasser dient NM7Q, definiert als niedrigster Mittelwert von sieben aufeinanderfolgenden Tagesabflusswerten innerhalb eines betrachteten Zeitraums. NM7Q ist eine robuste Kenngrösse und wenig anfällig auf Messfehler oder kurzfristige Beeinflussungen.

Verschiebung der Niedrigwassersaison in den Alpen und Voralpen

In den Alpen und Voralpen zeigen die hydrologischen Szenarien ein etwas differenzierteres Bild. In Lagen zwischen 1500 und 2000 m ü. M. steigen die winterlichen Niedrigwasserabflüsse aufgrund der milderen und feuchteren Witterung in der nahen Zukunft an. Ohne Klimaschutz nehmen die Sommerabflüsse wegen des Rückgangs des Schmelzwassers jedoch so stark ab, dass sich die Niedrigwassersaison in einigen Gebieten vom Winter in den Herbst oder Sommer verschiebt. Niedrigwasser wird in diesen Gebieten dann nicht mehr durch tiefe Temperaturen, sondern durch ausbleibende Niederschläge verursacht.

Während alle Gebiete unterhalb 1500 m ü. M. bis Ende Jahrhundert ohne Klimaschutz eine deutliche Abnahme des Q347 zeigen, sind die Veränderungen in Gebieten zwischen 1500 und 2000 m ü. M. nur gering und der Q347 kann dort sowohl leicht zu-, als auch abnehmen. Für die sehr hohen Lagen über 2000 m ü. M. zeigen alle Szenarien auch für die ferne Zukunft eine Zunahme der Niedrigwasserabflüsse Q347 und damit weniger ausgeprägte Niedrigwassersituationen im Winter.

Entwicklung des Q347 mit der Zeit

Entwicklung des Q347 mit der Zeit
Die prozentuale Veränderung der Abflusskennzahl Q347 (Median und Unsicherheitsbereich) gegenüber der Referenzperiode (1981 – 2010) wurde für gleitende Zehnjahresperioden von 2010 bis 2099 für das Szenario ohne Klimaschutz (RCP8.5) berechnet. Im glazialen Gebiet Rosegbach nimmt die Abflussmenge Q347 bis Ende Jahrhundert stark zu, während sie in der Thur (pluvial) und der Verzasca (südalpin) abnimmt. In der Plessur ändert sich der Q347 kaum.
© Daten Mülchi et al. (2021b)

Letzte Änderung 13.03.2021

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Hydrologische Grundlagen zum Klimawandel

Hydro-CH2018 untersucht, wie sich der Klimawandel auf die Wasserressourcen und die Naturgefahren auswirkt, und entwickelt hydrologische Szenarien.

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