Das Maiwetter im April

Herbert Güttinger, Renata Hari (Eawag [1])

14. Mai 2007

Das sonnige Wetter und die Temperaturen im vergangenen April haben Rekorde gebrochen. Das gilt auch für die Temperaturen in Fliessgewässern. In der Thur und im Rhein lagen die Monatsmittel 3° über dem langjährigen Durchschnitt von 10°C, die Urner Reuss war statt 6°C bereits 7.7°C warm – alles Werte deutlich ausserhalb der üblichen Schwankungen. Trotzdem sind aber nicht die Höhe der Temperaturen sondern der saisonal sehr frühzeitige Anstieg und die tiefen Abflussmengen besorgniserregend.

Bei aussergewöhnlichen Wetterereignissen stellt sich immer die Frage, ob es sich um eine zwar extreme, aber auch schon da gewesene Laune der Natur handelt oder um mehr. Die einmalig gute und seit den 1970er Jahren fast lückenlose Datensammlung des Bundes über Fliessgewässertemperaturen [2] ermöglicht es, den vergangenen April einzuordnen. Die Wassertemperaturen geben Extreme gedämpft wieder und können längerfristige Entwicklungen daher deutlicher spiegeln als Lufttemperaturen. Die 25 Jahre von 1978 bis 2002 bestanden aus zwei konstanten Phasen, einer von 1978 bis 1987 mit tieferen Temperaturen und einer von 1988 bis 2002 mit höheren. Ein aussergewöhnlicher Temperatursprung in Mitteleuropa um 1987/1988 hob die Flusstemperaturen in der Schweiz um rund 1°C vom tieferen auf das höhere Niveau und verschob den Frühling um 5 Tage nach vorne. Dies konnte im Rahmen des Forschungsprojektes «Fischnetz» zum Rückgang der Forellenfänge gezeigt werde [3]. In Fig.1 sind die aussergewöhnlichen Jahre 2003 und 2007 im Vergleich zur bereits wärmeren Periode von 1988 bis 2006 dargestellt. Die Schwankungen um den sinusförmigen Mittelwert sind mit Ausnahme der beiden extremen Jahre statistisch gesehen konstant.

2003 und 2007 deutlich ausserhalb der üblichen Schwankungen

Am Beispiel der Thur bei Andelfingen (Mittellandfluss), des Rheins bei Rheinfelden (grösster CH-Fluss) sowie der Reuss bei Seedorf/UR (alpines Regime) kann die Frage nach dem Aussergewöhnlichen des vergangenen Aprils beantwortet werden: Als Massstab dient der natürliche Variationsbereich der Tagesmitteltemperaturen, dargestellt als ’Gewirr’ der Temperaturlinien der Einzeljahre. Der Rhein, bei Rheinfelden zeigt nach langen Fliesszeiten und dem Einfluss von Seen ein hohes Temperaturniveau. Die Thur hat relativ wenig Schmelzwasser und ihre Temperatur ist nicht durch einen See gedämpft, während die Reuss mit einem steilen und hoch gelegenen Einzugsgebiet stark durch die Schnee- und Eisschmelze geprägt wird. Sie erreicht kaum je mehr als 12°C im Sommer. Die mittleren Apriltemperaturen aller drei Flüsse lagen über den höchsten Werten der letzten 36 Jahre und die Abflüsse bewegten sich in den untersten Bereichen. Damit war der April in der Tat aussergewöhnlich. Konkret lagen die Wassertemperaturen der Thur und des Rheins bei 12.7°C bzw. 13°C und damit 3° über ihren langjährigen Mittelwerten. Auch die einzelnen Tagesmitteltemperaturen kletterten bis am 30. April auf die zu dieser Jahreszeit noch nie erreichte Höhe von 17.5°C bei beiden Flüssen – mit Spitzen bis gegen 20°C am späten Nachmittag. Die Apriltemperaturen der Urner Reuss bewegten sich eindeutig über dem Schwankungsband. Statt 6°C wie im Durchschnitt beträgt der Monatsmittelwert des April 2007 7.7°C; mit Spitzenwerten Ende Monat von über 10°C. Es liegt wenig Schnee – nebst dem warmen Wetter ein zusätzlicher Faktor für die frühe Aufwärmung. Ein Blick auf das Extremjahr 2003 zeigt, dass damals die Frühlingstemperaturen noch im normalen Schwankungsbereich hingegen die Sommerwerte der beiden Mittellandflüsse deutlich darüber lagen. Im Herbst 2003 verzeichnete man dagegen den kältesten Oktober seit Messbeginn.

Abflussmengen und Stress für die Fische

Bei niedrigen Wasserständen erwärmen sich die Flüsse bei schönem Wetter noch zusätzlich. Während sich die Abflussmengen im April 2007 in der Reuss um den langjährigen Mittelwert bewegten, lagen sie im Rhein und in der Thur am untersten Ende der üblichen Schwankungen und ähnlich tief wie im Trockenjahr 2003. Dennoch waren für die Fische die Apriltemperaturen noch kaum ein Problem. Die Tiere können schliesslich auch die um einige Grad höheren Sommertemperaturen in ihren Heimatgewässern ertragen. Wärmeres Wasser hat aber zur Folge, dass alle biologischen Prozesse beschleunigt werden und Pflanzen und Tiere rascher wachsen und sich Eier und Jungfische schneller entwickeln. Damit können sich Veränderungen der Räuber-Beute Beziehungen und auch generelle Veränderungen der Besetzung ökologischer Nischen ergeben. So schlüpfen zum Beispiel Mückenlarven früher aus und zurückkehrende Zugvögel finden unter Umständen ein völlig verändertes Nahrungsangebot vor. Kritisch werden die Temperaturen für Forellen, wenn sie auch nachts über mehrere Wochen nicht mehr unter 15°C sinken. Dann können sich die Erreger der Forellenkrankheit PKD entwickeln und die meist tödlich verlaufende Krankheit bricht bei infizierten Tieren aus. Akut gefährlich werden den Forellen Temperaturen über 24-26°C, wenn diese über eine Woche anhalten. Ebenso wichtig wie einzelne kühle Tage oder Nächte sind daher möglichst naturnahe, abwechslungsreiche Bachbetten mit kühleren, tiefen Zonen und eine gute Durchgängigkeit des Flusslaufes (z.B. mit Umgehungsgerinnen bei Kraftwerken und Rampen statt Stufen), was den Fischen die Flucht in höhere Regionen oder in Seitengewässer ermöglicht. Im vergangenen April waren deshalb vor allem die niedrigen Wasserstände in kleinen bis mittelgrossen Bächen ein Problem für die Wasserlebewesen. Dass in solchen Perioden gleichzeitig auch die Landwirtschaft nach Bewässerungswasser sucht, kann die Situation lokal verschärfen.

Mit dem Klimawandel umgehen

Inzwischen hat es wieder geregnet und die Wassertemperaturen sind wieder beinahe «normal». Eine blosse Verwechslung also von Mai- und Aprilwetter, ohne Konsequenzen? Die steigende Zahl von Gesuchen um Konzessionen und Subventionen für Wasserentnahmen aus Bächen für die landwirtschaftliche Bewässerung (und für den Betrieb von Schneekanonen) zeigen, dass Anpassungen vielerorts bereits als notwendig erachtet werden und die Konkurrenz ums Wasser auch im Wasserschloss Schweiz schärfer wird. Der Klimabericht des IPCC und andere wissenschaftliche Berichte haben gezeigt, dass in den letzten Jahrzehnten ein Temperaturanstieg stattgefunden hat und auch keine Anzeichen dafür vorliegen, dass dieser Trend in absehbarer Zeit stoppt. Wir müssen also damit rechnen, dass Winter und Sommer wärmer werden und der Frühling früher startet. Eine ständige Temperaturerhöhung um 1°C bedeutet für die Flüsse, dass ein Abschnitt gleicher Temperatur um rund 100 m ü M höher zu liegen kommt. Eine Bachforelle, die bisher in Rheineck gelebt hat, müsste nach Landquart umziehen und ein Oltener Fisch nach Bern.

Sofortmassnahmen gegen zu hohe Temperaturen oder fehlendes Wasser gibt es kaum. Für die Fische zum Beispiel kommen nur Abfischen und Umsiedeln sowie eine Reduktion von allfälligen Wasserentnahmen in Frage. Um mittelfristig über die Symptombekämpfung hinaus zu kommen, müssen die Fliessgewässer wieder besser durchgängig gemacht und es müssen reich strukturierte, revitalisierte Gewässer geschaffen werden. Langfristig können auch die Anstrengungen zur Versickerung des Regenwassers in Siedlungsgebieten und natürlich Massnahmen gegen den Klimawandel eine gewisse Entlastung bringen.

Entscheidend wird sein, dass bei der Verteilung des Wassers allen Aspekten der Gewässer – von ihrer Funktion als Lebens- und Erholungsraum bis zur Wasserkraftnutzung – Rechnung getragen wird. Zudem müssen wir uns wohl oder übel darauf einstellen, auch neue Wege zu suchen, um mit den Problemen umzugehen, welche die veränderten Niederschlagsverhältnisse und höheren Temperaturen mit sich bringen.

Grafiken: Temperaturen und Abflüsse von Rhein, Reuss und Thur [pdf, 222 KB]

Legenden

Die Temperaturen von Fliessgewässern unterliegen einem typischen sinusförmigen Jahresverlauf und variieren von Jahr zu Jahr um mehrere Grad Celsius. Solange diese Variationen zufällig um den Mittelwert schwanken, gibt es keinen Grund zur Besorgnis. Sobald die Werte aber ausserhalb des langfristig beobachteten Bereichs liegen, wie im Sommer 2003 und im vergangenen April, sind spürbare Veränderungen für Mensch und Umwelt zu erwarten.

Die Abflussmengen von Rhein und Thur liegen im Jahr 2003 und im April 2007 stark unterhalb der langjährigen Mittelwerte. Ohne Niederschläge sind im April 2007 auch kurzfristige Hochwasserspitzen völlig ausgeblieben.

 

[1] Die Eawag ist das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs in Dübendorf/ZH und Kastanienbaum/LU; mehr Infos: www.eawag.ch und www.fischnetz.ch

[2] http://www.hydrodaten.admin.ch/d/

[3] Netzwerk Fischrückgang Schweiz. http://www.fischnetz.ch/
Renata Hari, David M. Livingstone, Rosi Siber, Patricia Burkhardt Holm and Herbert Güttinger: Consequences of climatic change for water temperature and brown trout populations in Alpine rivers and streams. Global Change Biology (2006) 12, 10–26.