Klimaatswijzigingen in de Belgische kustwateren. Dries Van den Eynde

Transcriptie

1 Klimaatswijzigingen in de Belgische kustwateren Dries Van den Eynde Beheerseenheid Mathematisch Model Noordzee Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen Gulledelle 100 B-1200 Brussel

2 Overzicht van de presentatie Inleiding Het CLIMAR Project Primaire impacten Secundaire impacten Kustverdediging Visserij Adaptatie Kustverdediging en visserij Evaluatie-model

3 Inleiding

4 Marbaix et al., 2004

5 Stern, 2006

6 CLIMAR Evaluatie van impacten van klimaatsveranderingen en van de adaptatiemaatregelen voor mariene activiteiten Project voor Federaal Wetenschapsbeleid Beheerseenheid Mathematisch Model Noordzee: José Ozer, Stéphanie Ponsar, Dries Van den Eynde Arcadis Belgium: Annemie Volckaert, Lieven De Smet, Renaat De Sutter Waterbouwkundig Laboratorium: Toon Verwaest, Katrien Van der Biest, Johan Reyns ILVO Visserij: Hans Polet, Els Vanderperren Maritiem Instituut, Universiteit Gent: Frank Maes, Marian Willekens

7

8 WP1 Definition and modelling of climate change induced primary impacts at North Sea scale Climate change induced primary impacts: sea level rise, increased storminess, possible increased rainfall, salinity, temperature, etc.. Definition and modelling WP2 Deduction of climate change induced secondary impacts Case study - Coastal flooding Modelling Secondary impacts on the marine ecosystem in general and related socio-economic activities Identification and classifications Case study Fisheries sector Impact assessment WP3 Identification of adaptation scenario s/measures Case study Coastal flooding Identification/modelling of adaptation scenario s/measures Marine ecosystem in general and related socio-economic activities. extrapolation of adaptation scenario s/measures Case study Fisheries sector Identification/modelling of adaptation scenario s/measures WP4 Evaluation of adaptation scenario s/measures Case study Coastal flooding Evaluation adaptation scenario/measures Marine ecosystem in general and related socio-economic activities. Evaluation adaptation scenario/measures Case study Fisheries sector Evaluation adaptation scenario/measures Elaboration of an evaluation framework for adaptation scenario s/measures as a response to climate induced impacts (North Sea) Integrated sustainability assessment of adaptation scenario's/measures Evaluation of the effects of the proposed adaptive strategies (embedding in policy, practical integration, implementation ) Formulation of recommendations towards North Sea future policy and its different socio-economical activities.

9 Primaire impacten Ja hoor, er is opwarming van de aarde

10 CO2 Zuurtegraad Temperatuur Neerslag Zee-ijs Zeeniveau Luchtcirculatie patronen Verticale stratificatie Run-off Saliniteit Voorkomen van stormen CO2 opslag capaciteit Verzuring Overstromingen Verlies van habitat Biogeochemische cycli & morfodynamica

11 Literatuur Analyse van metingen Zeespiegelstijging Primaire impacten Golven, wind, temperatuur van het zeewater Opstellen van klimaatscenario s voor de Belgische kust Numerieke modellen toepassen om bepaalde veranderingen te voorspellen

12 Literatuurstudie Duidelijke bewijzen van globale en regionale effecten van klimaatveranderingen Numerieke klimaatmodellen: gekoppelde oceaancirculatiemodellen, atmosferische modellen, ijsmodellen: grote onnauwkeurigheden, slecht gekende fouten op de modelresultaten Grote regionale verschillen, die moeilijk zijn in te schatten

13 Impact op temperatuur Literatuurstudie : 0,3 C 1 C stijging in temperatuur zeewater in Noordatlantische oceaan, maar sommige gebieden afkoeling Verschillende regionale scenario s: stijging van temperatuur met 2 C tot 4 C tegen 2100 Impact op zeewaterniveau Smelten van de ijskappen en hogere watertemperatuur: stijging gemiddelde zeeniveau met 14 cm tot 93 cm tegen 2100 Zeeijs op Antarctica -20% sinds 1950 Extremere situaties niet onmogelijk

14 Literatuurstudie Impact op voorkomen en intensiteit van stormen Gemiddelde windsnelheid in een station in Noorwegen tussen met 10 % gestegen, aanduidingen over verandering van de richting Nederlandse studie: vermindering in windsnelheid sinds 1960 Impact op de oceancirculatie Atlantische circulatie verantwoordelijk voor 90 % van de warmtetransport Observaties geven aan dat deze circulatie met 30 % is verminderd

15 Literatuurstudie Ecologische parameters Effecten van klimaatsveranderingen op mariene ecosysteem gevoelig / snellere aanpassingen Rol van phytoplankton als regulator Link tussen verschillende trofische niveau s Zeer complex: Temperatuursveranderingen: Effect op groei van dieren en planten Verandering in verdeling van mariene organismes Verandering van trofische interacties

16 Ecologische parameters Literatuurstudie Mariene species verplaatsen zich noordwaarts gevolgen voor visindustrie Veranderingen in algae blooms

17 Zeespiegelstijging

18 Resultaten Constante trend: 1.69 mm/year Gebroken trend: 1.41 mm/jaar voor mm/jaar na 1992

19 Voorspellingen

20 Analyse van de golven bvh bhg2 delo schw Significante golfhoogte (m) Significante golfhoogte (m) jan feb mrt apr mei jun jul aug sep okt nov dec bvh bhg2 delo schw Significante golfhoogte (m)

21 Analyse van de hoge golven 25 hs > 2m 4.5 hsmax

22 Analyse van de golven Voor verschillende stations verschillende resultaten Hoge golven Percentage hoge golven lijkt eerder te verminderen Maximale golfhoogte afhankelijk van het station

23 Analyse van de windsnelheid bhg2 vlra whix whid Bft. 9 Windsnelheid (m/s) 8.5 Percentage

24 Analyse van de windrichting

25 Storminess: HW boven kritische grenzen Maandelijkse Hoogwater maxima

26 Storminess: percentielen

27 Storminess: # of days of gales (W>15.5 m/s) DNMI archive ( ) hpa DNMI archive #days/yr Mean yearly # of days of gales Trend in yearly # fo days of gales

28 Analyse van windsnelheid en -richting De windsnelheid op het Belgisch Continentaal Plat lijkt te verminderen De maximale windsnelheden lijken te stijgen (maar terug te dalen vanaf de jaren 1990?) De windrichting te draaen van west naar west-zuid-west Uit de hoogwaterstanden of het aantal stormen geen trend Veel onzekerheid blijft

29 Ullmann, Sterl, Monbaliu & Van den Eynde, submitted

30 Analyse van zeewatertemperatuur 12 long.44 using 1:2 statout.44 using 1: long.22 using 1:2 statout.22 using 1: Stijging temperatuur: C/jaar to C/jaar cfr. literatuur: +2-4 C in

31 Scenarios 2100 M M+ W W+ Worst Luchttemperatuur +2 C +2 C +4 C +4 C +4 C Verandering luchtcirculatie Niet Wel Niet Wel Wel Winterneerslag +8 % +14 % +16 % +28 % +28 % Zomerneerslag +6 % -20 % +12 % -40 % -40 % Windsnelheid +0 % +4 % -2 % +8 % +8 % Zeewatertemperatuur +2,5 C +2,5 C +3,5 C +3,5 C +3,5 C Zeeniveau +60 cm +60 cm +93 cm +93 cm +200 cm

32 Gebruik van numerieke modellen Gebruik de verschillende scenarios voor 2100 Zeespiegelstijging Veranderende windsnelheid Verschillende computermodellen Hydrodynamische models: stromingen en waterhoogtes Golfmodellen Sedimenttransportmodellen

33 Impact op het hydrodynamische klimaat

34 Impact op het hydrodynamische klimaat

35 Impact op het hydrodynamische klimaat

36 Impact op het hydrodynamische klimaat

37 Impact op het golfklimaat

38 Impact op het golfklimaat

39 Secundaire maatregelen Een van de dagen, mijn zoon, zal dit allemaal van jou zijn...

40 Secundaire impacten Identificatie van de effecten: In welke mate zal het klimaat wijzigen? Zijn deze effecten belangrijk voor de sector? Zijn deze effecten belangrijker dan andere effecten? Zijn er ook indirecte gevolgen? Kwantificering van de effecten Hoeveel risico wil de sector tolereren? Hoeveel zullen de klimaateffecten kosten? Moet de sector zich aanpassen? Wat is de zekerheid van deze analyse?

41 Ecologische Economische Sociale Primaire productie Geografisch shift Verandering in beschikbaarheid voedsel Niet-inheemse diersoorten Risico s voor scheepvaart Verzanding van vaargeulen of havens Effecten op visserijsector Effect op industriële activiteiten offshore windmolenparken / extractie van zand en grid Gezondheid: allergie Qualiteit van het voedsel Veiligheid Woningbouw Habitatverlies Biodiversiteit Toerisme Werkgelegenheid

42

43 Secundaire impacten voor kustverdediging Ecologische impacten Verandering in habitat & biodiversiteit Kusterosie Strandsuppleties Harde verdediging dijken Gecontroleerde teruggave van gebieden (managed retreat) Economische impacten Verliezen van kuststructuren, gebouwen, industrie, wegen... Sociale impacten Veiligheid slachtoffers van overstromingen Aantrekkelijkheid van de kust Hogere natuurwaarde bij gecontroleerde teruggave van gebieden Verlies aan strandoppervlakte

44 Verlies aan strandoppervlakte Kustdefensie - kwantificering

45 Kustdefensie - kwantificering Gemeente De Panne Koksijde Nieuwpoort Middelkerke Oostende Bredene De Haan Blankenberge Zeebrugge Knokke-Heist Gemiddeld M+ scenario (2100) -19% -18% -17% -16% -19% -17% -19% -17% -13% -12% -17% WCS scenario (2100) -51% -49% -50% -55% -60% -47% -48% -47% -35% -40% -48%

46 Kustdefensie - kwantificering Risico berekeningen Verandering van het profiel van de stranden tijdens een storm Kans op doorbreken van de duinen Overstromingen Mike model Schade en slachtoffers

47 Climate of today 2000 extreme surge (+ 8 m TAW)

48 Moderate scenario 2100 extreme surge +0,8 m + 0,6 m MSL + 0,2 m setup (+4 % windspeed)

49 Worst case scenario 2100 extreme surge +2,4 m + 2 m MSL + 0,4 m setup (+8 % windspeed)

50 Coastal defense

51 Kustverdediging - kwantificering klimaat schade [ ] slachtoffers [#] anno 2000 ~ 3 miljard euro * ~ 3000 personen * M WCS 2100 ongeveer 10 keer groter ongeveer 100 keer groter * NB: cijfers van Geïntegreerd Kustveiligheidsplan voor superstorm met RP j

52 Secundaire impacten visserijsector Status van de sector Overzicht van de vlootsector Visserijmethode: 90% boomkor: tong, schol Verschillende visgronden Hoeveelheid vis die gevangen wordt Visprijzen Brandstofprijzen( GV: 31 % van de kosten) Externe factoren Nationale en internationale reglementeringen

53 Secundaire impacten visserijsector Ecologische impacten Geografische verschuiving van vissoorten 2/3 van de soorten verschuiven naar het noorden Soorten met snellere levencyclus en kleinere vissen sneller Beschikbaarheid van voedsel Veranderingen in de cyclus van groei dood geboorte COMPLEX niet alleen de temperatuur is belangrijk Voor de verschillende vissoorten worden de effecten geëvalueerd Economische impacten Productiviteit Risico s op schade Sociale impacten Werkgelegenheid Veiligheid

54 Secundaire impacten visserijsector Tong Hogere temperatuur Hogere overleving van het demersale stadium Vermindering in de wintersterfte Vroegere spawning Snellere groei Neerslag Mogelijke negatieve impact op qualiteit van nursing grounds Schol Naar diepere delen van de Noordzee Meer predatie Hogere vissterfte

55 Adaptatiemaatregelen Dit is de oplossing, die we hebben ontworpen om rekening te houden met de zeespiegelstijging

56 Adaptatiemaatregelen voor kustverdediging Structurele maatregelen Multifunctionele eilanden Dammen in zee Superdijken Zeer grote zandsuppleties Niet-structurele maatregelen Ontruimen van kustzone Rekening houden met gevolgen van overstromingen

57 Adaptatiemaatregelen voor kustverdediging Tussentijdse evaluatie van de onderzoeksresultaten : niets doen is géén optie uitvoering van het Geïntegreerd Kustveiligheidsplan zal veiligheid verzekeren tot 2050 (voorlopige raming 300 miljoen euro ; uitvoering in ; masterplan wordt dit jaar afgerond door Agentschap MDK afdeling Kust, Oostende ; in badplaatsen vooral strandsuppleties met plaatselijk bijkomende aanpassingen aan de zeedijk, aangevuld met noodplannen m.i.v. evacuatieplannen) onderzoek naar de kosten-efficiëntie (en milieu-effecten) van bijkomende maatregelen in 2 e helft 21 e eeuw is lopende voorlopig gaat de voorkeur naar een versterking van de bestaande linie in de zeewering (strandsuppletie, superdijken), aangevuld met het milderen van potentiële gevolgen door beter voorbereid te zijn op een mogelijke overstroming bij storm

58 Adaptatiemaatregelen visserijsector Gebruik van andere visgronden de vissen volgen Andere visquota Andere vissoorten commercialiseren Rode mul Andere vistechnieken toepassen Kieuw of warrelneten, haken- en lijnenvisserij Visserij stopzetten

59 Evaluatie van adaptatiestrategieën

60 Pre-assessment van de adaptatiemaatregelen Vergelijking van de verschillende adaptatiemaatregelen met een Multi-Criteria-Analyse Verschillende adaptatiemaatregelen worden gewogen aan de hand van verschillende criteria Risico s Mogelijkheid om terug te draaien (no-regret measure) Evenwicht tussen economie en ecologie Relatie met andere sectoren Dringendheid Steeds score tussen 0 (niet belangrijk) en 5 (belangrijk)

61 Pre-assessment van de adaptatiemaatregelen SORT Equal weights (each criterium = score 2) Sorted TO9 On-line weather forecasting tools 56 TO8 Preparedness yachts & recreational crafts in marinas 54 TO5 Beach nourishment to maintain current beach area 46 TO16 Road pricing ("rekening rijden") to stimulate public transport or to raise funding for climate change effects or installing adaptation measures (e.g. damage to infrastructure; better public transport). 46 TO7 Climate proof building standards (e.g. water plazas Rotterdam) 42 TO6 Adapt tourism facilities for all-year-round accommodation (e.g. ecological recreation complex) 38 TO11 Spreading holiday periods 38 Install a tourist climate change contribution for overnight stays to raise funding for climate change effects or installing adaptation measures (e.g. for beach TO1 nourishment). 36 TO13 Seal/ whale watching 36 TO14 Holiday (multi-use) accommodations on artificial islands at sea (holiday, ecotourism, nature development) 32 TO3 Compensation by government for tourist sector during bad weather days. 28 Innovative insurance premiums, including natural risk effects on business activities. TO2 20 TO10 Strategic planning for inland tourism to provide alternatives to coastal tourism land use policies 14 TO12 Moving tourism facilities further back from the coast (decreasing direct flood risk and/or recreational pressure) 12 TO15 Zero-option (no measure needed; more tourists) 10 TO4 Loss of beach area in terms of managed retreat 8

62 Socio-economische scenario s Demografische ontwikkelingen: Bevolkingsgroei Verouderende bevolking + Pensioensmigratie naar de kust Sociale kwetsbaarheid: inkomen & samenstelling gezin (eenoudergezinnen) Economische ontwikkelingen: Economische groei (algemeen sectoraal) Tewerkstelling Inflatie Internationale (Europa) trends/ invloeden

63 Socio-economische scenario s Bevolkingsgroei België: Beschikbare data: Federaal Plan Bureau (2008): periode Scenario s: gemiddeld (Mean): 2100 = status quo 2060 maximum (Max): 2100 op basis van logaritmisch regressie Demography Belgian population Population density (# inh) Belgian population - MEAN Belgian population - MAX

64 Adaptatiescenario s BAU - Business-as-usual scenario: de meest toegepaste maatregelen: verliezen delen, verliezen accepteren, technische preventie ADAPT - Adaptieve aanpak: graduele aanpassingen, startend met een aantal maatregelen op korte termijn, maar met de mogelijkheid om aanpassingen door te voeren in een bepaalde richting als meer informatie over de ontwikkelingen beschikbaar worden REACT - Reactieve aanpak: vastgestelde aanpassingsstrategie voor middellange en lange termijn, met het risico van de noodzaak voor een belangrijke aanpassing (180 switch) als nieuwe informatie beschikbaar komt

65 Description Adaptatiestrategieën Time horizon Climate change scenario Socioeconomi c scenario Adaptation scenario Reference year BAU - M / Mean 2040 M, M+ Mean BAU ADAPT - M / Mean 2040 M, M+ Mean ADAPT ADAPT/REACT - M 2040 M, M+ Mean ADAPT/ REACT BAU 2040 W, W+ Max BAU ADAPT 2040 W, W+ Max ADAPT ADAPT/REACT 2040 W, W+ Max ADAPT/ REACT BAU 2040 Worst Max BAU ADAPT 2040 Worst Max ADAPT ADAPT/REACT 2040 Worst Max ADAPT/ REACT BAU - M+ / Mean 2100 M, M+ Mean BAU ADAPT - M+ / Mean 2100 M, M+ Mean ADAPT REACT 2100 M, M+ Mean REACT/ADAPT BAU - W / Max 2100 W, W+ Max BAU ADAPT - W / Max 2100 W, W+ Max ADAPT ADAPT+ - W / Max 2100 W, W+ Max ADAPT BAU - Worst/ Max 2100 Worst Max BAU ADAPT+ - Worst / Max 2100 Worst Max ADAPT REACT - Worst / Max 2100 Worst Max REACT

66 Evaluatie-methode Vergelijking van de verschillende adaptatie strategieën en hun impact op klimaateffecten Model: Extended Cost Benefit Analyse (Excel): Probleemstelling Ontwikkeling van een beslissingsmatrix Evaluatiecriteria (~socio-econ. & ecol. impact indicatoren) Standaardisatie van beslissingsmatrix (schaal) Toekennen van gewichten aan criteria Rangschikken van adaptatiescenario s Kosten-baten analyse Sensitiviteitsanalyse (waarden van evaluatiecriteria & gewichten) Onzekerheidsanalyse

67 Conclusies CLIMAR Onderzoek in ontwikkeling Resultaten beschikbaar op onze website

68