ORIS arbeitete mit der Autobahn GmbH des Bundes an einem Portfolio von drei Autobahnprojekten in Deutschland (2 Erhaltungsprojekte und ein Neubauprojekt), um deren Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel zu bewerten. Um dies zu ermöglichen, wurden verschiedene Klimamodelle in die ORIS Plattform integriert. 

Auf der Grundlage der neuesten Daten des Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) und anderer anerkannter internationaler Gremien*, die den Erkenntnissen des International Panel on Climate Change (IPCC) folgen, wurde eine Bewertung der Klimasensitivität mit Hilfe der digitalen Möglichkeiten von ORIS für drei Hauptklimarisiken durchgeführt:

• Hitzeereignisse,
• Häufigkeit von Frostwechseln;
• Maximaler Abfluss von Flüssen.

Hitzeereignisse: Herunterskalierung für eine möglichst granulare Analyse

Die monatlichen Höchsttemperaturdaten wurden herunterskaliert, um in der höchstmöglichen Auflösung dargestellt werden zu können. Diese Herunterskalierung erfolgte durch eine geografisch gewichtete Regressionsanalyse, bei der die Höhenlage berücksichtigt wird, um die Temperaturdaten zu verfeinern. Dieser Ansatz ermöglicht eine detailliertere Analyse der Auswirkungen.

Abbildung 1: Temperatur für das Projekt A6 für das aktuelle und das zukünftige Szenario

Abbildung 2: Temperaturentwicklung des Projekts A15 von 2020 bis 2050

Frostwechselbelastung: Vorwegnahme einer der Hauptursachen für die Verschlechterung von Autobahnen

Schäden aufgrund von Frost-Tau-Wechseln können eine der Hauptursachen für den Verfall von Straßen sein. Auch wenn der mit dem Klimawandel erwartete durchschnittliche Temperaturanstieg ein wichtiger Faktor für die Verringerung der Häufigkeit von Frostwechseln ist, hängt die Gesamtzahl der Frost-Tau-Zyklen weiterhin vom Standort und der Umgebung des Projekts ab. In dieser Portfoliobewertung wird die Anzahl der Frost-Tau-Wechsel in der Region eines Projekts um 28 verringert, während sie bei einem anderen Projekt um 58 verringert wird.

Abbildung 3: A94-Projekt, Frostwechselhäufigkeit (FCF), in Anzahl der Zyklen, für aktuelle und zukünftige Szenarien

Eine solche granulare Analyse wird durch den Einsatz moderner digitaler Lösungen ermöglicht. Die Vorhersage der Auswirkungen von Frost-Tau-Wechseln auf Beläge ist wichtig für die Planung künftiger Instandhaltungsmaßnahmen. So führt beispielsweise die Schwächung des ungebundenen Granulats und des Unterbaus von Straßenbelägen während der Tauwetterperioden in frostgefährdeten Regionen zu einer frühzeitigen Ermüdung der Zementbetondeckschicht bei einem starren Zementbelag. 

Belastung durch Varianz im Abfluss von Flüssen

Der Abfluss von Flüssen ist die Wassermenge, die durch einen Fluss fließt, wobei - im Extremfall - ein hoher Abfluss zu Überschwemmungen und ein niedriger Abfluss zu Trockenheit führt. Das Entwicklungsszenario ermöglicht ein besseres Verständnis der gefährdeten Gebiete und die Planung von Gegensteuerungsmaßnahmen.

Abbildung 4: Flussabfluss für das A6-Projekt, in Kubikmetern pro Sekunde, ausgedrückt durch die Differenz zwischen 2050 und 2018

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es der Einsatz digitaler Technologien auf der Grundlage international anerkannter Daten ermöglicht, die Widerstandsfähigkeit eines Portfolios von Autobahnen in Deutschland gegenüber den erhöhten Risiken im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu antizipieren, wobei die Analyse sehr detailliert ist.

Durch die Bereitstellung sehr detaillierter Einblicke in die Exposition der Autobahnen gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels liefert diese Art der Bewertung das erforderliche Wissen für die Entwicklung proaktiver Strategien zur Sicherung der Zukunft wichtiger Verkehrsnetze. Solche umfassenden Bewertungen sind für den Bau widerstandsfähiger Straßen, die den Herausforderungen der Zeit standhalten können, unerlässlich.

* Höchsttemperatur: Zentrum für Umweltdatenanalyse (CEDA) und WorldClim; Häufigkeit des Frostwechsels: Hochauflösende Klimatologien für die Landoberflächen der Erde (CHELSA); Flussabfluss: Copernicus, das Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union (cds climate copernicus).