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Temperaturen in Schweizer Fliessgewässern Langzeitbeobachtung

Températures des cours d’eau suisses Adrian Jakob Observation à long terme Dans le cadre du réseau national des mesures de température, la température de différents cours d’eau est mesurée continuellement depuis 1963. Il est ainsi possible de mettre en évidence les consé- quences de diverses influences naturelles et anthro- pogènes sur l’évolution annuelle de la température de l’eau. Ces mesures permettent d’effectuer une classification approximative des stations de mesure. L’analyse des relevés de température indique une augmentation de la moyenne annuelle pouvant at- Im Rahmen des nationalen Temperaturmessnetzes werden seit 1963 die teindre 1,2° C et 1,5 à 3° C en été, en basse alti- Wassertemperaturen verschiedener Fliessgewässer kontinuierlich erfasst. tude et dans la zone d’influence des lacs.E n région Dadurch können die Auswirkungen unterschiedlicher natürlicher und alpine, l’augmentation de la moyenne annuelle est ­anthropogener Einflüsse auf den Jahresverlauf der Wassertemperaturen moins marquée à cause de l’effet compensateur de l’eau de fonte des glaciers. Quelle que soit l’alti- auf­gezeigt werden. Dies erlaubt eine grobe Klassifizierung der Messstatio­ tude, toutes les stations de mesure enregistrent une nen. Die Auswertungen der Messungen zeigen klare Tendenzen zu erhöh­ élévation plus rapide de la température au prin- ten Wassertemperaturen von bis zu 1,2 °C im Jahresmittel und um 1,5–3 °C temps. Les changements de température ont une im Sommer insbesondere in tieferen Lagen sowie im Einflussbereich von influence notable sur le développement et la com- position des espèces aquatiques. Seen. In alpinen Lagen sind die Temperaturerhöhungen im Jahresmittel auf­ grund des kompensierenden Einflusses von Gletscherschmelzwasser weni­ Temperatures in Swiss Rivers and ger ausgeprägt. Unabhängig von der Höhenlage ist bei allen Messstationen Streams ein rascherer Temperaturanstieg im Frühling zu verzeichnen. Die Tempera­ Long-term Observation turänderungen wirken sich wesentlich auf die Entwicklung und Zusammen­ Water temperatures of various rivers and streams setzung von aquatischen Lebewesen aus. have been continuously recorded since 1963 within the framework of the national temperature meas- urement network. This has made it possible to highlight the effects of various natural and anthro- pogenic influences on the annual development of water temperatures. This enables an approximate 1. Einleitung classification of the measurement stations. The analyses of the measurements show clear tenden- ie Temperatur ist einer der physikalischen cies towards increased annual mean temperatures DSchlüsselparameter, der die chemischen of up to 1.2 °C, and 1.5 – 3 °C in summer, particu- und biologischen Prozesse in einem Fliessge­ larly in lower altitudes, as well as in areas affected wässer bestimmt. Deshalb spielt die Wasser­ by lakes. In alpine regions the increase in annual temperatur für die Zusammensetzung und mean is visible to a lesser extent, due to the com- Entwicklung aquatischer Lebensgemeinschaf­ pensating influences of melt-water from glaciers.A ten eine wesentliche Rolle. rapid increase in temperature is noticeable in Die Wassertemperaturen sind einerseits das spring, irrespective of the altitude. The temperature Resultat von natürlichen Einflussfaktoren im changes have a decisive impact on the develop- Einzugsgebiet wie beispielsweise Morpholo­ ment and on the composition of aquatic life. gie, klimatische Bedingungen und die Grund­ wasserexfiltration [1]. Andererseits werden die

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Temperaturen in Schweizer Fliessgewässern Langzeitbeobachtung

Températures des cours d’eau suisses Adrian Jakob Observation à long terme Dans le cadre du réseau national des mesures de température, la température de différents cours d’eau est mesurée continuellement depuis 1963. Il est ainsi possible de mettre en évidence les consé- quences de diverses influences naturelles et anthro- pogènes sur l’évolution annuelle de la température de l’eau. Ces mesures permettent d’effectuer une classification approximative des stations de mesure. L’analyse des relevés de température indique une augmentation de la moyenne annuelle pouvant at- Im Rahmen des nationalen Temperaturmessnetzes werden seit 1963 die teindre 1,2° C et 1,5 à 3° C en été, en basse alti- Wassertemperaturen verschiedener Fliessgewässer kontinuierlich erfasst. tude et dans la zone d’influence des lacs. En région Dadurch können die Auswirkungen unterschiedlicher natürlicher und alpine, l’augmentation de la moyenne annuelle est anthropogener Einflüsse auf den Jahresverlauf der Wassertemperaturen moins marquée à cause de l’effet compensateur de l’eau de fonte des glaciers. Quelle que soit l’alti- auf gezeigt werden. Dies erlaubt eine grobe Klassifizierung der Messstatio- tude, toutes les stations de mesure enregistrent une nen. Die Auswertungen der Messungen zeigen klare Tendenzen zu erhöh- élévation plus rapide de la température au prin- ten Wassertemperaturen von bis zu 1,2 °C im Jahresmittel und um 1,5–3 °C temps. Les changements de température ont une im Sommer insbesondere in tieferen Lagen sowie im Einflussbereich von influence notable sur le développement et la com- position des espèces aquatiques. Seen. In alpinen Lagen sind die Temperaturerhöhungen im Jahresmittel auf- grund des kompensierenden Einflusses von Gletscherschmelzwasser weni- Temperatures in Swiss Rivers and ger ausgeprägt. Unabhängig von der Höhenlage ist bei allen Messstationen Streams ein rascherer Temperaturanstieg im Frühling zu verzeichnen. Die Tempera- Long-term Observation turänderungen wirken sich wesentlich auf die Entwicklung und Zusammen- Water temperatures of various rivers and streams setzung von aquatischen Lebewesen aus. have been continuously recorded since 1963 within the framework of the national temperature meas- urement network. This has made it possible to highlight the effects of various natural and anthro- pogenic influences on the annual development of water temperatures. This enables an approximate 1. Einleitung classification of the measurement stations. The analyses of the measurements show clear tenden- ie Temperatur ist einer der physikalischen cies towards increased annual mean temperatures DSchlüsselparameter, der die chemischen of up to 1.2 °C, and 1.5 – 3 °C in summer, particu- und biologischen Prozesse in einem Fliessge- larly in lower altitudes, as well as in areas affected wässer bestimmt. Deshalb spielt die Wasser- by lakes. In alpine regions the increase in annual temperatur für die Zusammensetzung und mean is visible to a lesser extent, due to the com- Entwicklung aquatischer Lebensgemeinschaf- pensating influences of melt-water from glaciers. A ten eine wesentliche Rolle. rapid increase in temperature is noticeable in Die Wassertemperaturen sind einerseits das spring, irrespective of the altitude. The temperature Resultat von natürlichen Einflussfaktoren im changes have a decisive impact on the develop- Einzugsgebiet wie beispielsweise Morpholo- ment and on the composition of aquatic life. gie, klimatische Bedingungen und die Grund- wasserexfiltration [1]. Andererseits werden die

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Temperaturen in Schweizer Fliessgewässern Langzeitbeobachtung

Températures des cours d’eau suisses Adrian Jakob Observation à long terme Dans le cadre du réseau national des mesures de température, la température de différents cours d’eau est mesurée continuellement depuis 1963. Il est ainsi possible de mettre en évidence les consé- quences de diverses influences naturelles et anthro- pogènes sur l’évolution annuelle de la température de l’eau. Ces mesures permettent d’effectuer une classification approximative des stations de mesure. L’analyse des relevés de température indique une augmentation de la moyenne annuelle pouvant at- Im Rahmen des nationalen Temperaturmessnetzes werden seit 1963 die teindre 1,2° C et 1,5 à 3° C en été, en basse alti- Wassertemperaturen verschiedener Fliessgewässer kontinuierlich erfasst. tude et dans la zone d’influence des lacs. En région Dadurch können die Auswirkungen unterschiedlicher natürlicher und alpine, l’augmentation de la moyenne annuelle est anthropogener Einflüsse auf den Jahresverlauf der Wassertemperaturen moins marquée à cause de l’effet compensateur de l’eau de fonte des glaciers. Quelle que soit l’alti- auf gezeigt werden. Dies erlaubt eine grobe Klassifizierung der Messstatio- tude, toutes les stations de mesure enregistrent une nen. Die Auswertungen der Messungen zeigen klare Tendenzen zu erhöh- élévation plus rapide de la température au prin- ten Wassertemperaturen von bis zu 1,2 °C im Jahresmittel und um 1,5–3 °C temps. Les changements de température ont une im Sommer insbesondere in tieferen Lagen sowie im Einflussbereich von influence notable sur le développement et la com- position des espèces aquatiques. Seen. In alpinen Lagen sind die Temperaturerhöhungen im Jahresmittel auf- grund des kompensierenden Einflusses von Gletscherschmelzwasser weni- Temperatures in Swiss Rivers and ger ausgeprägt. Unabhängig von der Höhenlage ist bei allen Messstationen Streams ein rascherer Temperaturanstieg im Frühling zu verzeichnen. Die Tempera- Long-term Observation turänderungen wirken sich wesentlich auf die Entwicklung und Zusammen- Water temperatures of various rivers and streams setzung von aquatischen Lebewesen aus. have been continuously recorded since 1963 within the framework of the national temperature meas- urement network. This has made it possible to highlight the effects of various natural and anthro- pogenic influences on the annual development of water temperatures. This enables an approximate 1. Einleitung classification of the measurement stations. The analyses of the measurements show clear tenden- ie Temperatur ist einer der physikalischen cies towards increased annual mean temperatures DSchlüsselparameter, der die chemischen of up to 1.2 °C, and 1.5 – 3 °C in summer, particu- und biologischen Prozesse in einem Fliessge- larly in lower altitudes, as well as in areas affected wässer bestimmt. Deshalb spielt die Wasser- by lakes. In alpine regions the increase in annual temperatur für die Zusammensetzung und mean is visible to a lesser extent, due to the com- Entwicklung aquatischer Lebensgemeinschaf- pensating influences of melt-water from glaciers. A ten eine wesentliche Rolle. rapid increase in temperature is noticeable in Die Wassertemperaturen sind einerseits das spring, irrespective of the altitude. The temperature Resultat von natürlichen Einflussfaktoren im changes have a decisive impact on the develop- Einzugsgebiet wie beispielsweise Morpholo- ment and on the composition of aquatic life. gie, klimatische Bedingungen und die Grund- wasserexfiltration [1]. Andererseits werden die

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2. Einflussfaktoren

as mittlere Jahrestemperaturregime an Deiner bestimmten Stelle im Fliessgewäs­ ser weist einen sinusähnlichen Verlauf auf, der um einige Wochen verzögert der Kurve der mittleren Lufttemperatur am betreffenden Ort folgt, wobei der Temperaturanstieg meist langsamer als der Temperaturabfall ist. Dieser mehr oder weniger ausgeprägte Jahresgang des Temperaturverlaufes ist in erster Linie das Resultat von klimatischen Faktoren, wie Son­ neneinstrahlung, Abstrahlung, Niederschlag, Verdunstung, Kondensation, Luftfeuchtig­ keit, Windgeschwindigkeit und Wärmeaus­ tausch mit dem Untergrund und der Luft [1]. Kurzfristige und langfristige Abweichungen sowie Abschwächungen und Verstärkungen von diesem sinusähnlichen Verlauf werden von den folgenden natürlichen und anthropo- genen Einflüssen bewirkt:

Meteorologische Verhältnisse Abb. 1 Überblick über die Lage der Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes (Stand 2008): Blaue Punkte markieren diejenigen Stationen, die vor 2000 in Betrieb genommen wurden, orange Punkte Eine Schlechtwetterlage bewirkt im Sommer markieren diejenigen Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen wurden. eine Abkühlung, da einerseits die Sonnenein­ strahlung und damit die Erwärmung des Was­ Temperaturverhältnisse eines Fliess­ Im Rahmen der nationalen Um- sers reduziert werden und andererseits mit gewässers durch anthropogene Ein- weltbeobachtung betreibt die Abtei­ dem Niederschlag kälteres Wasser in das flüsse wie z. B. durch hydroelekt­ lung Hydrologie des Bundesamtes Fliessgewässer gelangt. Im Winter hingegen rische Speicherkraftwerke oder für Umwelt (BAFU) nebst anderen bewirkt eine Schlechtwetterlage eine Erwär­ Kühl- und Abwassereinleitungen ein Messnetz zur Überwachung der mung des Wassers, da einerseits die Wärmeab­ verändert [2, 3]. Wassertemperaturen an ausgewähl­ strahlung bzw. die Abkühlung des Wassers Die Gewässerschutzverordnung ten Fliessgewässern (Abb. 1). Die vermindert wird und andererseits das Nieder­ (GSchV) legt die Anforderungen Messergebnisse werden regelmässig schlagswasser bei Regen im Winter meist hö­ für die Temperaturverhältnisse in im Hydrologischen Jahrbuch der here Temperaturen als das Flusswasser auf­ Oberflächengewässern fest. Dem­ Schweiz [4] publiziert und im Inter­ weist, weil die Temperaturamplituden im Bo­ nach muss die Wasserqualität so be­ net dargestellt (www.bafu.admin. den geringer sind. Meteorologische Einflüsse ch/hydrologie schaffen sein, dass die Temperatur­ ); sie können auch di­ wirken kurzfristig und können grosse jährliche verhältnisse naturnah sind. Zudem rekt beim BAFU bezogen werden. Unterschiede in den Temperaturganglinien dürfen durch Wasserentnahmen, Im Folgenden wird das Anfang der bewirken. Wassereinleitungen und bauliche 2000er-Jahre erweiterte Tempera­ Eingriffe die Temperaturverhältnisse turmessnetz des Bundes vorgestellt Ökomorphologie des Gewässers nicht derart verändert und unter dem Aspekt der Reprä­ Ein grosses Gefälle und eine grosse Bettrau­ werden, dass die für das Gewässer sentativität anhand einer Klassifi­ typischen Lebensgemeinschaften zierung der Stationen diskutiert. Im higkeit bewirken aufgrund der grösseren Rei­ nicht mehr gedeihen können. Ge­ Weiteren werden die erhobenen bung eine Temperaturzunahme in einem genüber dem möglichst unbeein­ Daten zusammengefasst dargestellt, Fliessgewässer [11]. Vor allem bei alpinen flussten Zustand darf die Tempera­ langfristige Änderungen der Was­ Fliessgewässern im Winter bei niedrigem Ab­ tur eines Fliessgewässers durch Wär­ sertemperaturen werden aufgezeigt fluss kann dies zu tendenziell höheren Winter­ meeintrag oder -entzug um höchstens und im Hinblick auf mögliche Aus­ temperaturen führen als aufgrund der klimati­ 3 °C, in Gewässerabschnitten der wirkungen auf die aquatische Fau­ schen Bedingungen zu erwarten wären. Die Forellenregion um höchstens 1,5 °C na diskutiert. Vegetation entlang eines Fliessgewässers kann verändert werden, wobei die Was­ Weitere Publikationen zum Tempe­ durch Beschattung vor allem im Sommer Ab­ sertemperatur grundsätzlich 25 °C raturmessnetz des Bundes finden weichungen gegenüber unbeschatteten Gewäs­ nicht übersteigen darf. sich in [5, 6, 7, 8, 9, 10]. sern um mehrere Grad Celsius bewirken [12].

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Grundwassereinfluss Grundwasserexfiltrationen bewirken eine Glät­ tung der Jahresganglinie des entsprechenden Fliessgewässers. Sie haben geringere Tempe­ raturamplituden zur Folge, als dies bei ver­ gleichbaren Fliessgewässern ohne relevante Kühlwassereinleitungen mit steigenden Temperaturen be­ Grundwasserexfiltration der Fall ist. Dies, weil Kühlwassereinleitungen aus thermi­ schleunigt und der Sauerstoffbe­ das Grundwasser über das ganze Jahr hinweg schen Kraftwerken bewirken grund­ darf nimmt zu, was bei gleichzeitig eine relativ konstante Temperatur aufweist, sätzlich eine Erwärmung des Was­ verringertem Sauerstoffangebot für welche in der Regel der Jahresmitteltempera­ sers. Im Winter ist sie stärker als im viele Organismen zu Stress führen tur der Luft am betreffenden Ort entspricht Sommer. Die Temperatur der Aare kann. Die Temperatur bestimmt [13]. Zudem wirkt sich ein starker Grundwas­ wird beispielsweise durch die Kühl­ auch Dauer, Verlauf und Geschwin­ sereinfluss dämpfend auf kurzfristige, wetter­ wassereinleitung des Kraftwerks digkeit des Wachstums. Bei Fischen bedingte Temperaturschwankungen aus, was Mühleberg durchschnittlich um beispielsweise können Temperatur­ insbesondere im Winter bei niedrigem Abfluss 1,3 °C erhöht, im Winter sogar um veränderungen zu Verschiebungen ersichtlich ist. bis zu 3,4 °C [2]. der Laichzeiten führen [19]. Bei Ma- kroinvertebraten beeinflussen Tem­ Schnee- und Gletscherschmelze Abwassereinleitungen peraturveränderungen die Genera­ Ein hoher Anteil an Schnee- und Gletscher­ Abwassereinleitungen bei Regen­ tionsdauer und bewirken damit schmelzwasser am Gesamtabfluss eines Fliess­ wetter aus Misch- und Trennsyste­ eine Verschiebung des Zeitpunktes gewässers führt vor allem im Sommer zu tiefe­ men können speziell in kleinen Ge­ der Emergenz, was den gesamten ren Wassertemperaturen, bewirkt eine Ver­ wässern zu einem temporären Tem­ Lebenszyklus verändern kann [20]. ringerung der Jahrestemperaturamplitude peraturanstieg führen, da das Wasser Die Lebensfähigkeit und -aktivität und reduziert die Ausgangstemperatur eines von versiegelten Flächen in den meis­ aquatischer Organismen hängt zu­ Fliessgewässers [14]. ten Fällen um einige Grade wärmer dem von optimalen Temperatur­ Seen ist als das Fliessgewässer [16]. bereichen und Temperaturextrem­ werten ab. Die optimalen und le­ Seen haben die Funktion eines Wärmespei­ Klimaänderung talen Temperaturbereiche sind je chers. Sie erwärmen sich im oberflächennahen Änderungen von klimatischen Fak­ nach Organismen unterschiedlich. Bereich im Sommer aufgrund ihrer grossen toren wirken sich direkt auf die So können beispielsweise bei Forel­ Oberfläche und dem stehenden Wasser viel Wassertemperaturen aus. Beispiels­ len, Felchen oder Äschen ab ca. stärker als Fliessgewässer. Im Herbst und weise konnte gezeigt werden, dass 18 °C Stresssymptome auftreten Winter hingegen kühlen sich Seen aufgrund Änderungen des Nordatlantischen und Temperaturen über 25 °C be­ ihres grösseren Volumens und der hohen Wär­ Oszillation Indexes (NAO) einen reits tödlich sein. Karpfen, Barsche mespeicherkapazität viel weniger schnell ab. und Hechte hingegen ertragen Seeausflüsse zeigen deshalb im Sommer und grossen Einfluss sowohl auf die hohe Temperaturen besser [19]. Der im Winter generell höhere Temperaturen als Wassertemperaturen von Seen in Edelkrebs bevorzugt die wärmeren Seezuflüsse. Der Jahresmittelwert der Mess­ ganz Zentraleuropa [17] als auch Gewässer mit Temperaturen bis station beim Zufluss kann bis zu 5 °C tiefer auf die Temperaturen der Fliessge­ sein als jener beim Seeausfluss [15]. wässer in der Schweiz haben [18]. maximal 24 °C im Gegensatz zum Steinkrebs, der eher kühlere Ge­ Hydroelektrische Speicherkraftwerke 3. Ökologische Bedeutung wässer mit Temperaturen bis maxi­ Diese wirken sich unterschiedlich auf das Tem­ mal 20 °C favorisiert [21]. Bei den peraturregime eines Fliessgewässers aus. Auf ie Temperatur beeinflusst die Wirbellosen bevorzugen Eintags­ Restwasserstrecken bewirkt die hydroelektri­ Dphysikalischen und chemischen fliegenlarven und Steinfliegenlar­ sche Nutzung infolge des geringeren Abflus­ Prozesse sowie die biologischen ven grundsätzlich niedrigere Tempe­ ses im Winter eine Abnahme und im Sommer und biochemischen Vorgänge im raturen als z. B. Köcherfliegenlar­ eine Zunahme der Wassertemperatur. Auf Wasser und wirkt sich somit indi­ ven und Libellenlarven [22]. Gewässerabschnitten, die unterhalb der Was­ rekt und direkt auf die aquatischen Stark temperaturabhängig ist auch serrückgabestelle liegen, wird die Wassertem­ Organismen aus. der Ausbruch von Krankheiten bei peratur durch das aus dem Stausee turbinierte Die Löslichkeit von Gasen nimmt Fischen wie beispielsweise der pro- Wasser im Winter aufgewärmt und im Som­ mit steigenden Temperaturen ab. liferativen Nierenkrankheit (PKD). mer abgekühlt [2]. In der Rhone beispielswei­ So enthält wärmeres Wasser weni­ Bachforellen können bei Tempera­ se wird die Temperatur im Winter durch den ger gelösten Sauerstoff, welcher für turen unter etwa 15 °C zwar eine Kraftwerkseinfluss um etwa 2 °C erhöht und aquatisches Leben essentiell ist. pathologische Reaktion des Nieren­ im Sommer um rund 1 °C reduziert [2]. Die Stoffwechselvorgänge werden gewebes entwickeln, sterben aber

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Neuformulierung der Zielsetzungen des Tem­ peraturmessnetzes in den Jahren 2000–2002. Die Temperaturmessungen werden mit Tem­ peratursonden kontinuierlich in 10-Minuten- Intervallen erhoben. Historische Temperatur­ nicht daran. Ein Ausbruch der 4.2 Datenerhebung daten wurden teilweise mittels täg­lichen Stich­ Krankheit mit hoher Mortalitäts­ Das nationale Temperaturmessnetz proben erhoben. Die Daten bilden die rate erfolgt hingegen dann, wenn wurde 1963 in Betrieb genommen Grundlage für die Berechnungen von Tages-, Erreger vorhanden sind und und seither laufend erweitert. Es Monats-, Jahresmittelwerten und Mittelwer­ gleichzeitig die Wassertemperatu­ umfasst zurzeit 78 Stationen (Tab. 1, ten über beliebige Zeitperioden. Der Beginn ren während zweier Wochen oder Abb. 1). Die grösste Erweiterung der Messperiode mit kontinuierlichen und als länger einen Tagesmittelwert von im Messnetz von 40 auf 75 Messsta­ Stichproben durchgeführten Temperaturmes­ 15 °C überschreiten [23]. tionen erfolgte im Rahmen der sungen ist in der Tabelle 1 ersichtlich. Die Viele Organismen haben je nach Le­ bensstadien unterschiedliche Tempe­ raturpräferenzen. Das Vorkommen mancher Arten ist somit aufgrund Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss­ Station EG scherung gebiet der Vorlieben und Toleranzen auf (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) bestimmte Flussabschnitte be­ Aare Bern, Schönau 1970 502.00 2969.00 1610.00 8.00 Aare schränkt. Die Wassertemperatur Aare Brienzwiler 1964/69 570.00 554.00 2150.00 21.00 Aare legt damit Habitatsgrenzen in unse­ Aare Brugg 1963/70 332.00 11750.00 1010.00 2.00 Aare ren Fliessgewässern fest. Langfristi­ Aare Brügg, Aegerten 1963/70 428.00 8317.00 1150.00 2.90 Aare ge Veränderungen der Wassertem­ Aare Felsenau, KW Klingnau 1960/70 312.00 17779.00 Aare peraturen beeinflussen deshalb das Aare Hagneck 1971 437.00 5128.00 1380.00 4.50 Aare Aare Ringgenberg, Goldswil 1964/80 564.00 1129.00 1970.00 16.20 Aare Vorkommen und die Zusammen­ Aare Thun 1971 548.00 2490.00 1760.00 9.50 Aare setzung der aquatischen Organis­ Aare Untersiggenthal, Stilli 1963/69 326.00 17625.00 1050.00 2.10 Aare men in Fliessgewässern und können Allaine Boncourt, Frontière 2002 366.00 215.00 559.00 Rhône das Aufkommen von Neozoen und Allenbach Adelboden 2002 1297.00 28.80 1856.00 Aare Neophyten fördern. Alp Einsiedeln 2003 840.00 46.40 1155.00 Limmat Arve Genève, Bout du Monde 1969 380.00 1976.00 1370.00 6.10 Rhône 4. Temperaturmessnetz Biber Biberbrugg 2003 825.00 31.90 1009.00 Limmat Birs Münchenstein, Hofmatt 1972 268.00 911.00 740.00 Rhein 4.1 Ziel und Konzept Broye Payerne, Caserne d`aviation 1976 441.00 392.00 710.00 Aare Das Ziel des nationalen Tempera­ Canal de la Broye Sugiez 1999 429.00 697.00 630.00 Aare turmessnetzes besteht darin, Grund­ Dischmabach Davos, Kriegsmatte 2004 1668.00 43.30 2372.00 2.10 Rhein Doubs Ocourt 2002 417.00 1230.00 950.00 Rhône lagen für die Erfolgskontrolle der Emme Emmenmatt 1976 638.00 443.00 1070.00 Aare schweizerischen Umweltschutzge­ Engelberger Aa Buochs, Flugplatz 1983 443.00 227.00 1620.00 4.30 Reuss setzgebung zu liefern sowie Ursa­ Glatt Rheinsfelden 1976 336.00 416.00 498.00 Rhein chen- und Wirkungsanalysen zu er­ Goldach Goldach, Bleiche 2004 399.00 49.80 833.00 Rhein möglichen [24]. Um dieses Ziel zu Grossbach Gross, Säge 2003 940.00 9.06 1276.00 Limmat erreichen ist es wichtig, dass die Sta­ Grosstalbach Isenthal 2004 767.00 43.90 1820.00 9.30 Reuss tionen einen gesamtschweizerischen Gürbe Belp, Mülimatt 2007 522.00 117.00 837.00 Aare Überblick gewährleisten und die Inn S-chanf 1981 1645.00 615.00 2470.00 15.60 Inn Vielfalt der Schweizer Fliessgewäs­ Kleine Emme Littau, Reussbühl 1973/78 431.00 477.00 1050.00 Reuss ser repräsentieren. Landquart Felsenbach 2003 571.00 616.00 1800.00 1.40 Rhein Langeten Huttwil, Häberenbad 2002 597.00 59.90 766.00 Aare Damit die im Rahmen des Tempe­ Limmat Baden, Limmatpromenade 1969/70 351.00 2396.00 1130.00 1.10 Limmat raturmessnetzes untersuchten Fliess­ Linth Mollis, Linthbrücke 1964/71 436.00 600.00 1730.00 4.40 Limmat gewässer zusammenfassend charak­ Linth Weesen, Biäsche 1964/70 419.00 1061.00 1580.00 2.50 Limmat terisiert werden können und das Lonza Blatten 1967/86 1520.00 77.80 2630.00 36.50 Rhône Messnetz im Hinblick auf seine Re­ Lütschine Gsteig 1964/86 585.00 379.00 2050.00 17.40 Aare präsentativität besser beurteilt wer­ Massa Blatten bei Naters 2003 1446.00 195.00 2945.00 65.90 Rhône den kann, müssen die einzelnen Mentue Yvonand, La Maugettaz 2002 449.00 105.00 679.00 Aare Messstationen aufgrund ihres Jah­ Muota Ingenbohl 1974 438.00 316.00 1360.00 0.08 Reuss res-Temperaturregimes klassifiziert Murg Frauenfeld 2007 390.00 212.00 Rhein werden. Murg Wängi 2002 466.00 78.90 650.00 Rhein

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Messgenauigkeit im Temperaturmessnetz des BAFU wird durch regelmässige Vergleichs- messungen mit geeichten Thermometern ge­ währleistet. Die Genauigkeit der Systeme be­ trägt ±0,15 ºC ±0,02 ºC/ºC. reren Jahren (1999–2007) ausge­ parameter und zusätzliche Kennt­ 4.3 Klassifizierung der Messstationen wertet, um jährliche Schwankungen nisse über Faktoren im Einzugsge­ Die Klassifizierung erfolgte mit Hilfe einer im Temperaturregime aufgrund von biet der betrachteten Fliessgewässer, Clusteranalyse, welche Ähnlichkeiten zwischen einzelnen Wetterereignissen aus­ welche das Temperaturregime beein­ den Stationen in Bezug auf ihr Jahres-Tempera­ gleichen zu können. flussen, wurden für die Differenzie­ turregime aufzeigte und eine grobe Einteilung Basierend auf den Ergebnissen der rung berücksichtigt. in verschiedene Cluster erlaubte. Bei der Bil­ Clusteranalyse wurde die Grup­ Die Klassifizierung der Messstatio­ dung der Cluster wurden die Daten aus meh­ peneinteilung verfeinert. Gebiets­ nen wird ­einerseits anhand der mittleren Höhe des ­Einzugsgebietes – wichtigster Temperatur beeinflus­ sender Gebietsparameter – und an­ Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss­ dererseits anhand von drei das Station EG scherung gebiet (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) Temperaturregime beeinflussenden Necker Mogelsberg, Aachsäge 2007 606.00 88.20 959.00 0.00 Rhein Faktoren – Seeeinfluss, Grundwas­ Poschiavino La Rösa 2004 1860.00 14.10 2283.00 0.35 Adda serexfiltration und hydrologische Reuss Luzern, Geissmattbrücke 1973 432.00 2251.00 1500.00 4.20 Reuss Speicherkraftwerke – dargestellt Reuss Mellingen 1969/70 345.00 3382.00 1240.00 2.80 Reuss (Tab. 2). Letztere wurden in dieser Reuss Seedorf 1971 438.00 832.00 2010.00 9.50 Reuss Arbeit als bedeutendste Einflüsse Rhein (Oberwasser) Laufenburg 1970/71 299.00 34074.00 Rhein erachtet. Die Einteilung der Ge­ Rhein (Oberwasser) Rheinau 1971/72 353.00 Rhein bietshöhe nach geobotanischen Rhein Basel, Klingenthalfähre 2003 245.00 Rhein Kriterien in die vier Höhenstufen Rhein Diepoldsau, Rietbrücke 1963/84 410.00 6119.00 1800.00 1.40 Rhein Rhein Rekingen 1969/70 323.00 14718.00 1080.00 0.57 Rhein alpin, subalpin, montan und kollin Rhein Rheinfelden, Messstation 1971 262.00 34550.00 1039.00 1.30 Rhein ergab die beste Differenzierung, Rhein Weil, Palmrainbrücke 1954/77 244.00 Rhein weil hierbei die unterschiedlichen Rhône Chancy, Aux Ripes 1971/72 336.00 10299.00 1580.00 8.40 Rhône klimatischen Verhältnisse der Süd-, Rhône Genève, Halle d’ile 2003 367.00 7987.00 1670.00 9.40 Rhône Nord- und Zentralalpen sowie des Rhône Oberwald 2003 1368.00 95.00 2467.00 25.60 Rhône Juras berücksichtigt werden. Es gilt Rhône Porte du Scex 1968/71 377.00 5220.00 2130.00 14.30 Rhône zu beachten, dass sich die Höhen­ Rhône Sion 1974 484.00 3349.00 2310.00 18.40 Rhône stufen je nach Region auf unter­ Riale di Calneggia Cavergno, Pontit 2002 890.00 24.00 1996.00 0.00 Ticino schiedliche Meereshöhen beziehen Riale di Pincascia Lavertezzo 2004 536.00 44.40 1708.00 0.00 Ticino (Tab. 3) [25]. Der Vergletscherungs­ Riale di Roggoiasca Roveredo 2003 980.00 8.06 1711.00 0.00 Ticino grad im Einzugsgebiet wurde in Rietholzbach Mosnang, Rietholz 2002 682.00 3.31 795.00 0.00 Rhein dieser Klassifizierung nicht als Rom Müstair 2003 1236.00 129.70 2187.00 0.12 Etsch Haupteinflussfaktor definiert, da er Rosegbach Pontresina 2004 1766.00 66.50 2716.00 30.10 Inn Saane Gümmenen 1981 473.00 1880.00 1131.00 0.20 Aare ebenfalls von der Höhe des Ein­ Sellenbodenbach Neuenkirch 2003 515.00 10.50 615.00 0.00 Aare zugsgebiets abhängig ist. Sense Thörishaus, Sensematt 2003 553.00 352.00 1068.00 0.00 Aare Die Erkenntnisse der Klassifizierung Sitter Appenzell 2006 769.00 74.20 1252.00 0.00 Rhein können folgendermassen zusam­ Sperbelgraben Wasen, Kurzeneialp 2002 911.00 0.54 1063.00 0.00 Aare mengefasst werden (Abb. 2): Suze Sonceboz 2004 642.00 150.00 1050.00 0.00 Aare − Je alpiner die mittlere Einzugs­ Taschinasbach Grüsch, W.F. Lietha 2003 666.00 63.00 1768.00 0.04 Rhein gebietshöhe einer Station, desto Thur Andelfingen 1963/69 356.00 1696.00 770.00 0.00 Rhein niedriger sind sowohl die Winter- Ticino Riazzino 1978 200.00 1611.00 1640.00 0.65 Ticino als auch die Sommertemperatu­ Tresa Ponte Tresa, Rocchetta 2003 268.00 615.00 800.00 0.00 Ticino ren und desto geringer sind die Venoge Ecublens, Les Bois 2002 383.00 231.00 700.00 0.00 Rhône Jahresamplituden des Tempera­ Vispa Visp 2003 659.00 778.00 2660.00 29.50 Rhône turregimes. Je höher der Verglet­ Vorderrhein Illanz 2002 693.00 776.00 2020.00 3.80 Rhein scherungsgrad im Einzugsgebiet, Worble Ittigen 1989 522.00 60.50 679.00 0.00 Aare desto mehr wird dieser Effekt Tab. 1 Messstellen des nationalen Wassertemperaturmessnetzes des BAFU mit den wichtigsten Kenngrössen zu ihrem ­Einzugsgebiet (Stand 2007). Bei einigen Stationen sind zwei unterschiedliche Jahre für den Beginn der Messperiode an­ verstärkt. Typische Temperatur­ gegeben. Dabei bezieht sich das frühere Jahr auf Beginn der Temperaturmessungen mittels Stichproben, das spätere Jahr bereiche von naturnahen Fliess­ auf den Messbeginn mit kontinuierlich erhobenen Daten. gewässern der entsprechenden

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Wintertemperaturen nicht erklärt werden. Diese Station wird jedoch als unbeeinflusst klassifiziert, da keine Kenntnisse von Ein­ flussfaktoren ersichtlich sind.

Gebietshöhen sind in der Tabel- Höhenstufen le 4 dar­gestellt. Haupteinflüsse alpin subalpin montan kollin − Gegenüber den unbeeinflussten Seeausfluss Aare, Aare, Thun Aare, Brugg (+0,9°C) g i i i Canal de la Broye, Stationen in allen Höhenlagen Ringgenberg4 (+0,8°C) i Aare, Brügg, Aegerten (+1,0°C) g i i i Sugiez zeigen sich der Seeeinfluss in hö­ (+0,5°C) i Aare, Bern Aare, Felsenau (+0,9°C) g i i i Tresa, Ponte Tresa heren Sommer- und Wintertem­ (+0,9°C) i Aare, Hagneck (+0,9°C) i i Aare, Untersiggenthal (+0,9°C) peraturen, der Grundwasserein­ Linth, Weesen (+1,0°C) i i i Limmat, Baden (+1,0°C) g i i fluss in einer ausgeglicheneren Reuss, Luzern (+1,2°C) g i i i Temperaturamplitude und der Reuss, Mellingen (+0,9°C) g i i i Rhein, Laufenburg (+1,0°C) g i i i Einfluss von hydroelektrischen Rhein, Rekingen (+1,0°C) g i i i Speicherkraftwerken in höheren Rhein, Rheinau (+1,0°C) g i i i Wintertemperaturen und nied­ Rhein, Rheinfelden (+1,0°C) g i i i Rhein, Weil2 (+1,1°C) g i i rigeren Sommertemperaturen Rhone, Chancy (+0,8°C) i i i (Abb. 2a, b, c). Rhone, Genève

Grundwasser Rom, Müstair Grosstalbach, Suze, Sonceboz Allaine, Boncourt Fast alle ausgewerteten Stationen des Isental Birs, Münchenstein nationalen Temperaturmessnetzes R. di Calneggia, (+0,6°C) i i i konnten eindeutig anhand ihres Cavergno Doubs, Ocourt Glatt, Temperaturregimes und anhand ­Rheinsfelden1 der Kenntnisse über die Tempera­ (+0,6°C) g i i i tur beeinflussenden Faktoren in 15 Langeten, Huttwil Gruppen eingeteilt werden (Tab. 2). Murg, Frauenfeld Bei der Glatt-Rheinsfelden war die Murg, Wängi Rietholzbach, Einteilung erschwert, weil kein ein­ Mosnang deutiger Haupteinfluss zu erkennen Venoge, Ecublens ist, bzw. weil sich zwei Hauptein­ Worble, flüsse (Grundwasserexfiltration und Ittigen8 i i Seeeinfluss) überlagern. Der Grund­ Speicher­ Aare, Brienzwiler Engelberger Aa, Arve, Genève (+0,4°C) wassereinfluss wurde aufgrund des kraftwerk (+0,2°C) Buochs6 (+0,2°C) Muota, Ingenbohl (+0,1°C) Temperaturregimes als bedeuten­ Rhone, Porte du Landquart, Saane, Gümmenen5 (+0,7°C) i i Scex (+0,4°C) Felsenbach der gewichtet. Bei der Lütschine- Sitter, Appenzell Rhone, Sion Linth, Mollis Ticino, Riazzino3 (+0,8°C) i i Gsteig können die relativ hohen (+0,2°C) (+0,4°C) Vispa, Visp Reuss, Seedorf (+0,4°C) Tab. 2 Klassifizierung der Messstellen des Wasser- Rhein, Diepoldsau temperaturmessnetzes unter Berücksichtigung der (+0,5°C) i mittleren Höhe des Einzugsgebietes gegenüber der Vorderrhein, Haupteinflüsse «See», «Grundwasserexfiltration», Illanz «Hydroelektrisches Speicherkraftwerk». Die neuen 1 Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen unbeeinflusst Dischmabach, Allenbach, Alp, Einsiedeln Broye, Payerne wurden, sind kursiv gekennzeichnet. In Klammern bzw. keine Davos Adelboden Biber, Biberbrugg (+1,0°C) i i i ist die Differenz der mittleren Jahrestemperaturen ersichtlichen Inn, S-chanf5 R. di Roggoisca, Emme, Emmenmatt 1 (+0,7°C) i i Goldach, Goldach Haupteinflüsse der Periode 1988 – 2007 und 1974 –1987 angege- (+0,3°C) Roveredo Grossbach, Gross Kleine Emme, 7 3 ben. Stationen mit weniger langen kontinuierlichen Lonza, Blatten Taschinasbach, Necker, Mogelsberg Littau (+0,7°C) i Zeitreihen sind mit Zahlen markiert (1: ab 1976; 2: ab (–0,2°C) Grüsch i R. di Pincascia, Lavertezzo 1977; 3: ab 1978; 4: ab 1980; 5: ab 1981; 6: ab 1983; Lütschine, Mentue, Yvonand 7 8 Sense, Thörishaus : ab 1987; : ab 1989). Gsteig7 (+0,2°C) Sellenbodenbach, Sperbelgraben, Wasen Massa, Neuenkirch g i Ab- bzw. Zunahme der Anzahl Stunden ­zwischen Blatten bei 15 und 18 °C seit Beginn der Messperiode Thur, Andelfingen Naters (+0,8°C) i i i i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Poschiavino, 18 und 21 °C seit Beginn der Messperiode La Rösa i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Rhone, Oberwald 21 und 24 °C seit Beginn der Messperiode Rosegbach, i Zunahme der Anzahl Stunden > 24 °C seit Pontresina ­Beginn der Messperiode

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4.4 Repräsentativität Aufgrund der Klassifizierung der Messstatio­ nen kann festgehalten werden, dass durch die Messnetzerweiterung seit 2000 die Repräsen­ tativität deutlich erhöht wurde. Während die historischen Stationen hauptsächlich grosse, Obergrenze (m ü. M.) Vegetation Vegetation anthropogen beeinflusste Fliessgewässer des Obergrenze Mittellandes repräsentierten, werden aktuell Nordalpen Zentral­alpen Südalpen Jura auch kleine, nicht anthropogen beeinflusste alpin 2400 –2500 2700 –3000 2400 –2500 Zwergsträu- Vegetations- Fliessgewässer in höheren Lagen erfasst (Tab. cher, Rasen grenze 2). Die von einem See beeinflussten Stationen sub­alpin 1800 –2100 2000 –2500 1800 –2100 Nadel­wälder Baumgrenze (2000) (2300) (2000) montan 1100 –1500 1000 –1800 1700 1300 –1500 Buchen­wälder Buche / Wald- Winter­temperatur Sommertemperatur­ (1300) (1500) (1700) (1400) und Buchen- föhre (nur Nadelmisch- Zentralalpen alpin <2 °C <10 °C wälder / Nadel- subalpin <2 °C 10 –15 °C wälder (nur Zentralalpen) montan <3 °C 13 –20 °C kollin 600 – 800 600 –1000 800 –1000 600 – 800 sommergrüne Eichen kollin 0,5 – 4 °C 16 –22 °C (700) (800) (900) (700) Laubwälder (sehr variabel) Tab. 3 Einteilung der Höhenstufen nach geobotanischen Kriterien. Es ist zu beachten, dass die Höhenstufen Tab. 4 Typische Temperaturbereiche von naturnahen Fliessgewäs- nicht durch eine klare Höhengrenze, sondern durch einen Grenzbereich getrennt sind. In Klammern sind die sern ohne ersichtliche Beeinflussung mit Einzugsgebietshöhen der Höhen angegeben, welche für Einteilung der Temperaturmessstationen angenommen wurden. vier Höhenstufen. (Quelle: [25])

Alpine Einzugsgebiete Subalpine Einzugsgebiete 25 25 Aare-Brienzwiler a) b) Rombach-Müstair Taschinasbach-Grüsch 20 Inn-S-chanf 20 Aare-Thun Aare-Ringgenberg Linth-Mollis C]

C] Grosstalbach-Isenthal 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [°

5 5

0 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Montane Einzugsgebiete Kolline Einzugsgebiete 25 25 c) d)

20 20 C] C] 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [° Broye-Payerne Saane-Gümmenen Sense-Thörishaus Canale de la Broye-Sugiez 5 5 Reuss-Luzern Allaine-Boncourt Suze-Soceboz 0 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Abb. 2 Jahresganglinien der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes. Je höher die mittlere Höhe des Einzugsgebietes ist, ­desto kälter sind die Winter- und Sommertemperaturen und desto kleiner sind die Temperaturamplituden. Ein Seeeinfluss(grün) erhöht tendenziell die Sommer- und Wintertemperatu- ren, ein Grundwassereinfluss(blau) hat eine ausgleichende Wirkung auf die Temperaturamplituden und hydroelektrische Speicherkraftwerke (rot) erhöhen die Wintertemperaturen und erniedrigen tendenziell die Sommertemperaturen. Die Jahresganglinie von unbeeinflussten Stationen ist schwarz dargestellt. Die Werte entsprechen den durchschnittlichen Tagesmittelwerten über die Jahre 2003–2007.

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Die festgestellten Temperaturveränderungen zwischen den beiden Perioden sind bei allen Stationen mit langjährigen Messreihen in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Resultate können folgendermassen zusammengefasst werden: mit montaner Einzugsgebietshöhe werden und ist also klimatisch be­ − Je höher die mittlere Höhe des Einzugsge­ sind jedoch immer noch sehr stark dingt [9, 17]. Aufgrund dieser Tatsa­ bietes und je höher der Grad der Verglet- im Messnetz vertreten, während che wurden für viele Darstellungen scherung im Einzugsgebiet ist, desto weni­ Stationen, welche sich in montaner die beiden Perioden 1974 –1987 und ger deutlich ist die Temperaturzunahme bis alpiner Lage befinden und vom 1988 –2007 einander gegenüberge­ bzw. ist sogar eine Temperaturabnahme zu Grundwasser beeinflusst sind, eher stellt. Bei 28 Stationen wurde eine verzeichnen (z. B. Lonza-Blatten). schwach vertreten sind. Je nach Analyse der Tagesmittelwerte für − Bei den Stationen mit Seeeinfluss ist die Ausrichtung der zukünftigen Erhe­ die Perioden 1974 –1987 und 1988 – Temperaturzunahme deutlicher als bei Sta­ bungen der Wassertemperaturen 2007 durchgeführt. Hierbei ist zu tionen in vergleichbarer Höhenstufe ohne und je nach Schwerpunktsetzung Seeeinfluss. Die Stationen mit mittlerer beachten, dass bei den Stationen der Fragestellungen besteht in die­ Einzugsgebietshöhe der montanen Stufe Lütschine-Gsteig und Lonza-Blat­ sem Bereich noch ein Potenzial, das zeigen mit 0,8–1,2 °C die stärkste Erwär­ ten die Daten bis 1986 als Stichpro­ im Bedarfsfall und mit den entspre­ mung. Vergleichbare Daten der kollinen chenden Ressourcen noch weiter ben erhoben wurden. Aufgrund des Höhenstufe fehlen jedoch. ausgeschöpft werden kann. Zeitpunktes der Stichprobenent­ − Bei den durch hydroelektrische Nutzung nahme sind die historischen Daten beeinflussten Stationen mit subalpiner und 5. Wassertemperaturwandel der Lütschine mit den Tagesmittel­ montaner Einzugsgebietshöhe variiert die werten der aus den kontinuierlich Grössenordnung der Temperaturzunahme 5.1 Jahresmitteltemperaturen erhobenen Daten nach 1987 ver­ stark und liegt im Bereich von 0,1–0,8 °C. Die Zeitreihen der Wassertempera­ gleichbar. Hingegen wurden für den − In der kollinen Stufe zeigen die Stationen turen zeigen seit Beginn der Mess­ Vergleich der Jahresmittelwerte bei mit Grundwassereinfluss (Glatt-Rheinsfel­ periode eine Zunahme der Jahres­ der Station Lonza-Blatten die Stich­ den, Birs-Münchenstein) eine weniger aus­ mittelwerte bei der Mehrheit der proben bis 1986 mit den Stunden­ geprägte Temperaturzunahme als die unbe­ Stationen um 0,1–1,2 °C, wobei ein mittelwerten der kontinuierlichen einflussten Stationen. markanter Anstieg zwischen 1987 Daten zum Zeitpunkt der Stichpro­ und 1988 ersichtlich ist (Abb. 3) [9, be verwendet. Bei zehn Stationen Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass 18]. Dieser Temperatursprung zwi­ fehlen Messungen einzelner Jahre Seen im Einzugsgebiet eine klimatisch be­ schen 1987 und 1988 kann auf eine vor 1987 (Tab. 1 und 2). Die Auswir­ dingte Temperaturzunahme verstärken. Dem­ gegenüber wirkt sich ein Grundwassereinfluss Änderung des Nordatlantischen kungen auf die Periodenauswer­ dämpfend auf eine Temperaturerhöhung aus. Oszillationsindexes zurückgeführt tung sind allerdings marginal. Ein hoher Vergletscherungsgrad im Einzugs­ gebiet kompensiert aufgrund der Gletscher­

14 schmelze im Sommer eine klimatisch bedingte Rhein - Laufenburg Temperaturerhöhung teilweise, weshalb die " 13 Temperaturzunahme bei den alpinen Statio­ Birs - Münchenstein nen weniger ausgeprägt ist als bei tiefer gele­ 12 " genen Stationen. Inwiefern die hydroelektri­ sche Nutzung einen dämpfenden Einfluss auf

C] Aare - Thun o [ eine mögliche klimatisch bedingte Erwär­ 11 " mung der Fliessgewässer hat, kann aufgrund Arve - Genf 10 der fehlenden Datenlage nicht beantwortet " Temperatur werden, da langjährige konsistente Messrei­

9 Thur - Andelfingen hen von unbeeinflussten alpinen Stationen " fehlen. Hinweise auf eine mögliche Dämpfung

8 könnten die relativ geringen Temperaturzu­ nahmen (0,1–0,4 °C) bei Stationen, welche 7 durch hydroelektrische Nutzung beeinflusst 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 sind, sich in tieferen Lagen befinden und eine geringe Vergletscherung des Einzugsgebietes Abb. 3 Entwicklung der mittleren jährlichen Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen. Auffäl- aufweisen, sein. lig ist der Temperatursprung zwischen 1987 und 1988, der bei allen Stationen ersichtlich ist. Der Tempera- tursprung ist vor allem bei Messstationen wie z. B. Arve-Genf, die im Einflussbereich von Gletschern liegen, Die Temperaturentwicklung zeigt, dass sich weniger deutlich. Flora und Fauna der Gewässer langfristig an

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Hauptartikel | a r ticle de fond wärmere Bedingungen anpassen müssen. Ar­ ten, die in Mittel- oder Unterläufen beheima­ tet sind, werden sich flussaufwärts in Regio­ nen verschieben, die ihnen früher noch zu kühl waren. So hat sich beispielsweise die Fo­ rellenregion bereits um 100–200 m [18] in hö­ z. B. bei der Lütschine-Gsteig und Dagegen sind die Herbsttempera­ here Lagen verschoben. Das Vorkommen der Rhone-Sion, ist die Temperaturer­ turen im Vergleich zu früheren Jah­ Alpen-Mosaikjungfer – eine in Stillgewäs­ höhung im Sommer weniger ausge­ ren bei den alpinen Stationen deut­ sern vorkommende Art – hat sich um 200– prägt oder sogar negativ, weil der lich höher. Möglicherweise wirken 500 m in höhere Lagen verschoben [20]. Zu­ Temperaturanstieg im Sommer sich bei den alpinen Stationen klima­ dem hat sich die Biodiversität von Pflanzen durch vermehrtes Gletscherschmelz­ bedingte Temperaturerhöhungen im Alpenraum oberhalb von 2900 m ü. M. wasser teilweise kompensiert bzw. aufgrund der geringen Wasserfüh­ ­signifikant erhöht [26]. überkompensiert wird (Abb. 4a, b). rung im Herbst am stärksten aus. 5.2 Saisonale Veränderungen

In der aktuelleren Periode 1988–2005 ist im 25 10 25 10 Vergleich zur Periode 1974–1987 bei praktisch a Lütschine - Gsteig b Rhone - Sion 20 8 20 8 allen Stationen im Frühling ein rascherer Tem­ peraturanstieg zu beobachten als dies in frü­ 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C heren Jahren der Fall war (Abb. 4). Eine Aus­ T °C dT °C dT °C nahme bildet die Muota bei Ingenbohl (Abb. 5 2 5 2 4d), bei welcher sich verschiedene Einflüsse 0 0 0 0 überlagern. Die Muota liegt in einem Karstge­ -5 -2 -5 -2 biet und ist zudem aufgrund der hydroelektri­ Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez schen Nutzung stark durch Schwallbetrieb be­ 25 10 25 10 einflusst und weist deshalb extrem hohe Ab­ c Linth - Mollis d Muota - Ingenbohl 20 8 20 8 flussschwankungen im Bereich < 20 % bis 80 % des mittleren normalen Jahresabflusses 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C auf. Bei den alpinen und subalpinen Stationen dT °C liegt die Temperaturerhöhung im Frühling im 5 2 5 2 Bereich von ca. 1 °C im März (Abb. 4a, b), bei 0 0 0 0 den montanen und kollinen Stationen bei bis -5 -2 -5 -2 zu 3 °C im Mai (Abb. 4h). Auch lassen sich bei Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez allen nicht alpinen Stationen eine Erhöhung 25 10 25 10 e Emme - Emmenmatt f Rhein - Rheinfelden der Sommertemperaturen und eine Verlänge­ 20 8 20 8 rung der sommerlichen Wärmeperiode fest­ stellen. Auch diese Entwicklung entspricht 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C den Beobachtungen der Lufttemperaturen in dT °C diesem Zeitraum [27] und ist ebenfalls ein 5 2 5 2 Hinweis darauf, dass diese Temperaturverän­ 0 0 0 0 derungen klimatisch bedingt sind. Bei den -5 -2 -5 -2 von Seen beeinflussten Stationen sind die Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Temperaturerhöhungen am grössten, wobei 25 10 25 10 die mittlere Temperaturzunahme im Winter g Glatt - Rheinsfelden h Broye - Payerne 20 8 20 8 ca. 1 °C und im Sommer ca. 1,5–3 °C beträgt, 15 6 was auf die hohe Wärmespeicherkapazität 15 6 10 4

T °C 10 4 dT °C T °C von Seen zurückzuführen ist (Abb. 4f). Der dT °C

5 2 Grundwassereinfluss wirkt sich dämpfend auf 5 2 die sommerliche Temperaturzunahme aus, 0 0 0 0 weil dann die Temperaturdifferenz zwischen -5 -2 -5 -2 Grundwasser und Oberflächenwasser am Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez grössten ist. Dies ist am Beispiel der Glatt- Rheinsfelden ersichtlich, wo die sommerliche Abb. 4 Saisonaler Verlauf der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Tempe- Temperaturerhöhung niedriger ist als diejeni­ raturmessnetzes. Die blaue Linie bezieht sich auf die Messperiode 1974 –1987 (Lütschine, Rhone, Linth, Muota, Rhein) bzw. 1976 –1987 (Emme, Glatt, Broye), die rote Linie bezieht sich auf die Messperiode ge im Frühling (Abb. 4g). Bei den alpinen und 1988 – 2005. Die schwarz eingezeichneten Säulen zeigen die Temperaturdifferenzen zwischen den mittleren durch Gletscher beeinflussten Stationen wie Temperaturen 1988 – 2005 und 1976 –1987 bzw. 1974 –1987 und beziehen sich auf die rechte Y-Achse.

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ren beobachtet wurden. Quallen können sich nur bilden, wenn die Idealtemperatur von 25– 27 °C erreicht wird [28].

6. Schlussfolgerungen und Ausblick Die Erhöhung der Winter- und men hauptsächlich die Stunden mit Frühlingstemperaturen verlängert Temperaturen zwischen 15 und 18 °C ine grobe Klassifizierung der Stationen an­ die Wachstumsphase der Fauna und bzw. 15 und 21 °C zu, was für diese Ehand ihres Temperaturregimes konnte un­ Flora allgemein. Bei lachsartigen Fliessgewässer bereits als hohe Tem­ ter Einbezug der Kenntnisse über die klimati­ Fischen wirken sich höhere Winter­ peratur bezeichnet werden muss. In schen Bedingungen sowie über natürliche und temperaturen positiv auf die Eient­ den grösseren Gewässern mit See­ anthropogene Einflüsse im Einzugsgebiet der wicklung aus. Durch höhere Som­ einfluss nimmt die Anzahl Stunden jeweiligen Fliessgewässer vorgenommen wer­ mertemperaturen werden die Karp­ zwischen 15 °C und 18 °C eher ab, den. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die fenartigen und Barsche auf Kosten während die Anzahl Stunden über Haupteinflüsse nicht immer einfach und ein­ der Lachsartigen, deren Stoffwech­ 18 °C meist ansteigt. Der Zwischen­ deutig identifiziert werden können, weil sie sel an tiefe Temperaturen angepasst bereich 15–18 °C wird bei diesen sich zum Teil überlagern und sich unterschied­ ist, bevorteilt [19]. Bei Libellenlar­ Messstellen im Frühling und Herbst lich auf das Temperaturregime auswirken. ven beschleunigen höhere Winter- schneller durchlaufen, dagegen ver­ Aufgrund der Klassifizierung der Messstationen und Frühlingstemperaturen die harren die Temperaturen im Som­ kann festgehalten werden, dass sich seit der Emergenz. So konnten beispiels­ mer länger im hohen Temperaturbe­ Erweiterung des Messnetzes dessen Repräsen­ weise in verschiedenen Stillgewäs­ reich. Stunden mit Temperaturen tativität stark erhöht hat, indem neu auch an­ sern bei der Hufeisen-Azurjungfer über 24 °C werden hauptsächlich in thropogen unbeeinflusste und kleinere Einzugs­ bereits phänologische Veränderun­ den Flüssen mit montanem Einzugs­ gebiete im Messnetz erfasst werden. Das heu­ gen beobachtet werden [20]. gebiet unterhalb von Seen festge­ tige Messnetz stellt damit eine gute Basis für stellt, was auf die starke Erwärmung die Erfassung der Entwicklung der Wassertem­ 5.3 Stundenwerte über 15 °C des Oberflächenwassers in Seen bei peraturen in Schweizer Fliessgewässern dar. Für insgesamt 38 Stationen konnte lang anhaltenden warmen Wetter­ Die Klassifizierung hat gezeigt, dass von den die Anzahl Stunden in den verschie­ lagen zurückzuführen ist. Auch in diskutierten Einflüssen sich insbesondere die denen Temperaturwertebereichen unbeeinflussten Fliessgewässern mit Grundwasserexfiltration sehr deutlich im langfristig berechnet werden, wobei kollinem Einzugsgebiet wie z. B. in Temperaturregime der entsprechenden Mess­ sich bei rund einem Viertel dieser der Thur-Andelfingen oder Broye- stationen zeigt. Dieser Einfluss wurde in den Stationen alle Werte unter 15 °C Payerne treten vermehrt Tempera­ bisherigen Auswertungen zu wenig berück­ (Schwellenwert für PKD-Mortalität) turen über 24 °C auf. sichtigt und nicht quantifiziert. Insbesondere befinden. Um die Häufigkeit hoher Die Folgen von hohen kurzfristig bei der Modellierung der Temperaturverhält­ Wassertemperaturen zu erfassen, auftretenden Temperaturen können nisse, bei welcher die enge Beziehung zwi­ wurde die Anzahl Stunden ausge­ Fischsterben sein. Ein massives Fisch­ schen Luft- und Wassertemperatur berück­ zählt, welche innerhalb von jeweils sterben ereignete sich im August sichtigt wird, sollte der Grundwassereinfluss fünf Jahren eine Wassertemperatur 2003 im Rhein: Zwischen Boden­ ebenfalls einbezogen werden. Dies vor allem von 15 °C überschritten haben. Als see-Untersee und Eglisau verende­ im Hinblick auf eine Bewertung der Tempera­ weitere Klassengrenze wurden auf­ ten hitzebedingt ca. 52 000 Äschen turverhältnisse, die z.B. in das Modul-Stufen- grund der vorgängig ausgeführten [28]. Bei den Wirbellosen leiden vor Konzept des BAFU [29] eingegliedert werden Überlegungen zur ökologischen Be­ allem die Eintagsfliegenlarven und könnte. Eine grosse Herausforderung stellt deutung der Temperatur die Werte Steinfliegenlarven unter hohen hierbei die Tatsache, dass sich der Grundwas­ 18 °C, 21 °C und 24 °C gewählt. Die Temperaturen. Für Eintagsfliegen­ sereinfluss entlang des Flusslaufes ändert und Stundenwerte aller Stationen sind larven und Steinfliegenlarven konn­ sich somit, je nach Standort der Messstationen, im hydrologischen Atlas der Schweiz ten mittlere Letaltemperaturen im unterschiedlich stark auf das Temperaturre­ (HADES) auf der Karte in Tafel 7.7 Bereich von 20–29 °C beobachtet gime auswirkt. Interessant in diesem Zusam­ dargestellt [10]. werden [22]. Andere Wirbellose menhang ist auch die Frage, inwieweit sich im Zwischen 1976 und 2005 lässt sich sind mit Letal­temperaturen im Be­ Bereich von Grundwasserexfiltrationen auf­ in allen Höhenlagen der Messstatio­ reich von 30 °C toleranter gegen­ grund deren ausgleichenden Wirkung auf das nen eine Zunahme der Stunden mit über warmen Wassertemperaturen. Temperaturregime bei extremen Wassertem­ höheren Temperaturen feststellen Ein weiteres biologisches Phäno­ peraturen Rückzugshabitate für Fische und (Tab. 2) [10]. In den montanen und men ist das Vorkommen von Süss­ Wirbellose bilden können. Um das Verständnis subalpinen Gewässern ohne Seeein­ wasserquallen in Seen, welche im über den Einfluss des Grundwassers auf das fluss sowie in den kollinen Gewäs­ Hitzesommer 2003 im Neuenbur­ Temperaturregime von Fliessgewässern zu er­ sern mit Grundwassereinfluss neh­ gersee aufgrund hoher Temperatu­ weitern, wäre es deshalb prüfenswert, noch

230 gwa 3/2010 Aktuell | Actuel

Hauptartikel | a r ticle de fond mehr Messstationen im Bereich von Grund­ wasserexfiltrationen zu errichten. Langfristige Änderungen in den Wassertempe­ raturen – sowohl in den Jahresmittelwerten als auch im saisonalen Temperaturregime – konn­ ten bei praktisch allen Messstationen festge­ [10] Jakob, A.; Pfammatter, F.; Schädler, M. (2007): [26] Pauli, H.; Gottfried, M.; Reiter, K.; Klettner, C.; Veränderungen der Temperaturen in Fliessge­ Grabherr, G. (2007): Signals of range expan­ stellt werden. Dabei sind deutliche Tempera­ wässern 1976–2005. In: Hydrologischer Atlas der sions and contractions of vascular plants in the turzunahmen in Fliessgewässern in tieferen Schweiz, Tafel 7.7. Bundesamt für Umwelt, Bern. high Alps: observations (1994–2004) at the Lagen und Temperaturabnahmen in alpinen [11] Moore, J. A.; Miner, J.R. (1997): Stream Tempe­ GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Aus­ ratures – Some Basic Considerations, 2–6, tria. Global Change Biology 13 147–156. Fliessgewässern mit einem hohen Anteil an Oregon State University. [27] Rebetez, M.; Reinhard, M. (2007): Monthly air Vergletscherung im Einzugsgebiet ersichtlich. [12] Moosmann, L.; Schmid, M.; Wüest, A. (2005): temperature trends in Switzerland 1901–2000 Die Ursachen für diese Temperaturverände­ Einfluss der Beschattung auf das Temperatur­ and 1975–2004. Theoretical and Applied Cli­ regime der Orbe. Eawag. matology. rungen können jedoch nicht immer eindeutig [13] Binder, W. (1980): Landschaftsökologische [28] BUWAL, BWG, MeteoSchweiz (2004): Auswir­ eruiert werden, da die langfristigen Messrei­ Gesichtspunkte bei der Gewässerregulierung kungen des Hitzesommers 2003 auf die Gewäs­ hen zum grössten Teil bei den anthropogen und der Gewässerpflege. In: Institut f. Wasser­ ser. Schriftenreihe Umwelt Nr. 369. Bern-Ittigen, güte und Landschaftswasserbau der TU Wien Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, beeinflussten Fliessgewässern existieren und (Hg.), Landschaftswasserbau, Bd. 1 30–51. 174 S. deshalb klimatisch bedingte, natürliche Ein­ [14] Ward, J.V. (2003): The Ecology of Alpine [29] BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung flüsse und anthropogene Einflüsse kombiniert Streams. Eawag news 54. und Beurteilung der Fliessgewässer in der [15] Pfammatter, F. (2004): Untersuchungen zur Schweiz. Modul-Stufen-Konzept. Mitteilun­ auf das Temperaturregime einwirken. Wassertemperatur in schweizerischen Fliess­ gen zum Gewässerschutz Nr. 26 des Bundes­ Die Veränderungen der Wassertemperaturen gewässern. Diplomarbeit am Geographischen amtes für Umwelt, Wald und Landschaft. liegen jedoch in einem Bereich, welcher An­ Institut der Universität Bern. [16] Krejci, V.; Frutiger, A.; Kreikenbaum, S.; Rossi, passungen der Biologie zur Folge hat. Eine L. (2004): Projekt «STORM: Abwassereinlei­ Keywords solche Anpassung der aquatischen Fauna fin­ tungen aus Kanalisationen bei Regenwetter» Wassertemperatur – Entwicklung – det bereits statt, was Beobachtungen in der – Gewässerbelastungen durch Abwasser aus Klimawandel – Messnetz Kanalisationen bei Regenwetter. Broschüre Phänologie und in der Artenzusammenset­ Eawag und BUWAL, 36 S. zung von aquatischen Organismen bestätigen. [17] Livingstone, D.M.; Dokulil, M.T. (2001): Eigh­ Adressen der Autoren Die vorhandenen biologischen Daten können ty years of spatially coheren Austrian lake sur­ Adrian Jakob, Dr. phil. nat. face temperatures and their relationship to re­ nicht absolut eindeutig den gemessenen Tem­ gional air temperature and the North Atlantic Bundesamt für Umwelt BAFU peraturveränderungen zugeordnet werden, weil Oscillation. Limnology and Oceanography 46 CH-3003 Bern oft parallel auch andere anthropogene Einflüsse 1220–1227. Tel. +41 (0)31 324 76 71 [18] Hari, R.E.; Livingstone, D.M.; Siber, R.; Burk- die Lebensbedingungen der aquatischen Fauna hardt-Holm, P.; Güttinger, H. (2006): Conse­ Fax +41 (0)31 324 76 81 verändern. In diesem Bereich ist deshalb noch quences of climatic change for water tempera­ [email protected] ein grosser Forschungsbedarf vorhanden. Das ture and brown trout populations in Alpine Evi Binderheim, Dr. sc. techn. nationale Messnetz bietet hierfür eine gute ­rivers and streams. Global Change Biology 12 10–16. Sponsolim Umweltconsulting Grundlage, die es zu nutzen gilt. [19] Küttel, S.; Peter, A.; Wüest, A. (2002): Tempera­ turpräferenzen und -limiten von Fischarten Dachslenbergstr. 51, CH-8180 Bülach Schweizerischer Fliessgewässer. Rhône Revi­ talisierung Publikation Nummer 1. Miriam Schädler, dipl. natw. Literaturverzeichnis [20] Oertli, B.; Rosset, V.; Lehmann, A. (2009): Bio­ Spitalackerstr. 7, CH-3013 Bern diversity in alpine ponds: an indicator of cli­ [1] Baumgartner, A.; Liebscher, H.J. (1990): Allgemeine Hydrolo­ mate warming? Vortrag im Rahmen der Ta­ Fabian Pfammatter, lic. phil. nat. gie – Quantitative Hydrologie, Bd. 1; 673 S.; Gebrüder Born­ gung der SGHL «Schnee, Eis und Wasser im Raumplanung + Umwelt AG traeger, Berlin – Stuttgart. Alpenraum – aktueller denn je!». Link: http:// [2] Meier, W.; Bonjour, C.; Wüest, A.; Reichert, P. (2003): Modeling chy.scnatweb.ch/d/Aktuell/Veranstaltungen/ Büro für nachhaltige Raum­ the Effect of Water Diversion on the Temperature of Moun­ documents/Oertli.pdf. entwicklung und Umweltplanung tain Streams. Journal of Environmental Engineering 755–764. [21] Troschel, J. (1994): Anforderungen an Krebs­ Sebastiansplatz 1 [3] Meier, W.; Wüest, A. (2004): Wie verändert die hydroelektri­ gewässer. In: Mitteilungen zur Fischerei 52 47– sche Nutzung die Wassertemperatur der Rhone? Wasser 52, BUWAL. CH-3900 Brig-Glis Energie Luft, 96, 11/12 305–309. [22] Davies, P.; Cook, B.; Rutherford, K.; Walshe, T. [4] BAFU, Bundesamt für Umwelt: Hydrologisches Jahrbuch der (2004): Managing high in-stream temperatu­ Schweiz, Bern-Ittigen. res using riparian vegetation. River and riparian [5] de Montmollin, F.; Jakob, A. (1995): Temperaturverhältnisse land management technical guideline Number 5. Verdankungen in Fliessgewässern und Seen. In: Hydrologischer Atlas der [23] Gerster, S. (2006): PKD – Die Proliferative Schweiz; Tafel 7.3. Landeshydrologie und -geologie, Bern. Nierenkrankheit. Faltblatt, Fischereiberatung Die vorliegende Publikation wäre ohne [6] de Montmollin, F.; Parodi, A. (1990): Température des cours (FIBER) Eawag, Kastanienbaum. die zuverlässige und sorgfältige langjähri- d’eau suisses, Mitteilung Nr. 12 der Landeshydrologie und [24] BAFU (2007): Wassertemperaturmessungen ge Arbeit im Feld und in der Datenbear- -geologie, Bern. 96 S. des Bundesamtes für Umwelt, Abteilung Hyd­ beitung nicht möglich. Die Autoren dan- [7] Jakob, A. (2000): Temperaturentwicklung in den Fliessgewäs­ rologie (Stand 2007). Interner Konzeptbe­ ken deshalb den zahlreichen beteiligten sern. Mitteilung zur Fischerei 66, 29–40, BUWAL. richt, 14 S. [8] Jakob, A.; Liechti, P.; Binderheim, E. (2002): 30 Jahre NADUF [25] Baltisberger, M. (2009): Systematische Botanik Mitarbeitenden der Abteilung Hydrologie – Eine Zwischenbilanz. gwa, 3/02 203–208. – Einheimische Farn- und Samenpflanzen. des Bundesamts für Umwelt sowie den [9] Jakob, A.; Liechti, P.; Schädler, B. (1996): Temperatur in 3., korrigierte Auflage, vdf-Hochschulverlag, lokalen Betreuern der Stationen. Schweizer Gewässern – Quo vadis? gwa, 4/96 288–294. 328 S.

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2. Einflussfaktoren

as mittlere Jahrestemperaturregime an Deiner bestimmten Stelle im Fliessgewäs- ser weist einen sinusähnlichen Verlauf auf, der um einige Wochen verzögert der Kurve der mittleren Lufttemperatur am betreffenden Ort folgt, wobei der Temperaturanstieg meist langsamer als der Temperaturabfall ist. Dieser mehr oder weniger ausgeprägte Jahresgang des Temperaturverlaufes ist in erster Linie das Resultat von klimatischen Faktoren, wie Son- neneinstrahlung, Abstrahlung, Niederschlag, Verdunstung, Kondensation, Luftfeuchtig- keit, Windgeschwindigkeit und Wärmeaus- tausch mit dem Untergrund und der Luft [1]. Kurzfristige und langfristige Abweichungen sowie Abschwächungen und Verstärkungen von diesem sinusähnlichen Verlauf werden von den folgenden natürlichen und anthropo- genen Einflüssen bewirkt:

Meteorologische Verhältnisse Abb. 1 Überblick über die Lage der Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes (Stand 2008): Blaue Punkte markieren diejenigen Stationen, die vor 2000 in Betrieb genommen wurden, orange Punkte Eine Schlechtwetterlage bewirkt im Sommer markieren diejenigen Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen wurden. eine Abkühlung, da einerseits die Sonnenein- strahlung und damit die Erwärmung des Was- Temperaturverhältnisse eines Fliess- Im Rahmen der nationalen Um- sers reduziert werden und andererseits mit gewässers durch anthropogene Ein- weltbeobachtung betreibt die Abtei- dem Niederschlag kälteres Wasser in das flüsse wie z. B. durch hydroelekt- lung Hydrologie des Bundesamtes Fliessgewässer gelangt. Im Winter hingegen rische Speicherkraftwerke oder für Umwelt (BAFU) nebst anderen bewirkt eine Schlechtwetterlage eine Erwär- Kühl- und Abwassereinleitungen ein Messnetz zur Überwachung der mung des Wassers, da einerseits die Wärmeab- verändert [2, 3]. Wassertemperaturen an ausgewähl- strahlung bzw. die Abkühlung des Wassers Die Gewässerschutzverordnung ten Fliessgewässern (Abb. 1). Die vermindert wird und andererseits das Nieder- (GSchV) legt die Anforderungen Messergebnisse werden regelmässig schlagswasser bei Regen im Winter meist hö- für die Temperaturverhältnisse in im Hydrologischen Jahrbuch der here Temperaturen als das Flusswasser auf- Oberflächengewässern fest. Dem- Schweiz [4] publiziert und im Inter- weist, weil die Temperaturamplituden im Bo- nach muss die Wasserqualität so be- net dargestellt (www.bafu.admin. den geringer sind. Meteorologische Einflüsse ch/hydrologie schaffen sein, dass die Temperatur- ); sie können auch di- wirken kurzfristig und können grosse jährliche verhältnisse naturnah sind. Zudem rekt beim BAFU bezogen werden. Unterschiede in den Temperaturganglinien dürfen durch Wasserentnahmen, Im Folgenden wird das Anfang der bewirken. Wassereinleitungen und bauliche 2000er-Jahre erweiterte Tempera- Eingriffe die Temperaturverhältnisse turmessnetz des Bundes vorgestellt Ökomorphologie des Gewässers nicht derart verändert und unter dem Aspekt der Reprä- Ein grosses Gefälle und eine grosse Bettrau- werden, dass die für das Gewässer sentativität anhand einer Klassifi- typischen Lebensgemeinschaften zierung der Stationen diskutiert. Im higkeit bewirken aufgrund der grösseren Rei- nicht mehr gedeihen können. Ge- Weiteren werden die erhobenen bung eine Temperaturzunahme in einem genüber dem möglichst unbeein- Daten zusammengefasst dargestellt, Fliessgewässer [11]. Vor allem bei alpinen flussten Zustand darf die Tempera- langfristige Änderungen der Was- Fliessgewässern im Winter bei niedrigem Ab- tur eines Fliessgewässers durch Wär- sertemperaturen werden aufgezeigt fluss kann dies zu tendenziell höheren Winter- meeintrag oder -entzug um höchstens und im Hinblick auf mögliche Aus- temperaturen führen als aufgrund der klimati- 3 °C, in Gewässerabschnitten der wirkungen auf die aquatische Fau- schen Bedingungen zu erwarten wären. Die Forellenregion um höchstens 1,5 °C na diskutiert. Vegetation entlang eines Fliessgewässers kann verändert werden, wobei die Was- Weitere Publikationen zum Tempe- durch Beschattung vor allem im Sommer Ab- sertemperatur grundsätzlich 25 °C raturmessnetz des Bundes finden weichungen gegenüber unbeschatteten Gewäs- nicht übersteigen darf. sich in [5, 6, 7, 8, 9, 10]. sern um mehrere Grad Celsius bewirken [12].

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Grundwassereinfluss Grundwasserexfiltrationen bewirken eine Glät- tung der Jahresganglinie des entsprechenden Fliessgewässers. Sie haben geringere Tempe- raturamplituden zur Folge, als dies bei ver- gleichbaren Fliessgewässern ohne relevante Kühlwassereinleitungen mit steigenden Temperaturen be- Grundwasserexfiltration der Fall ist. Dies, weil Kühlwassereinleitungen aus thermi- schleunigt und der Sauerstoffbe- das Grundwasser über das ganze Jahr hinweg schen Kraftwerken bewirken grund- darf nimmt zu, was bei gleichzeitig eine relativ konstante Temperatur aufweist, sätzlich eine Erwärmung des Was- verringertem Sauerstoffangebot für welche in der Regel der Jahresmitteltempera- sers. Im Winter ist sie stärker als im viele Organismen zu Stress führen tur der Luft am betreffenden Ort entspricht Sommer. Die Temperatur der Aare kann. Die Temperatur bestimmt [13]. Zudem wirkt sich ein starker Grundwas- wird beispielsweise durch die Kühl- auch Dauer, Verlauf und Geschwin- sereinfluss dämpfend auf kurzfristige, wetter- wassereinleitung des Kraftwerks digkeit des Wachstums. Bei Fischen bedingte Temperaturschwankungen aus, was Mühleberg durchschnittlich um beispielsweise können Temperatur- insbesondere im Winter bei niedrigem Abfluss 1,3 °C erhöht, im Winter sogar um veränderungen zu Verschiebungen ersichtlich ist. bis zu 3,4 °C [2]. der Laichzeiten führen [19]. Bei Ma- kroinvertebraten beeinflussen Tem- Schnee- und Gletscherschmelze Abwassereinleitungen peraturveränderungen die Genera- Ein hoher Anteil an Schnee- und Gletscher- Abwassereinleitungen bei Regen- tionsdauer und bewirken damit schmelzwasser am Gesamtabfluss eines Fliess- wetter aus Misch- und Trennsyste- eine Verschiebung des Zeitpunktes gewässers führt vor allem im Sommer zu tiefe- men können speziell in kleinen Ge- der Emergenz, was den gesamten ren Wassertemperaturen, bewirkt eine Ver- wässern zu einem temporären Tem- Lebenszyklus verändern kann [20]. ringerung der Jahrestemperaturamplitude peraturanstieg führen, da das Wasser Die Lebensfähigkeit und -aktivität und reduziert die Ausgangstemperatur eines von versiegelten Flächen in den meis- aquatischer Organismen hängt zu- Fliessgewässers [14]. ten Fällen um einige Grade wärmer dem von optimalen Temperatur- Seen ist als das Fliessgewässer [16]. bereichen und Temperaturextrem- werten ab. Die optimalen und le- Seen haben die Funktion eines Wärmespei- Klimaänderung talen Temperaturbereiche sind je chers. Sie erwärmen sich im oberflächennahen Änderungen von klimatischen Fak- nach Organismen unterschiedlich. Bereich im Sommer aufgrund ihrer grossen toren wirken sich direkt auf die So können beispielsweise bei Forel- Oberfläche und dem stehenden Wasser viel Wassertemperaturen aus. Beispiels- len, Felchen oder Äschen ab ca. stärker als Fliessgewässer. Im Herbst und weise konnte gezeigt werden, dass 18 °C Stresssymptome auftreten Winter hingegen kühlen sich Seen aufgrund Änderungen des Nordatlantischen und Temperaturen über 25 °C be- ihres grösseren Volumens und der hohen Wär- Oszillation Indexes (NAO) einen reits tödlich sein. Karpfen, Barsche mespeicherkapazität viel weniger schnell ab. und Hechte hingegen ertragen Seeausflüsse zeigen deshalb im Sommer und grossen Einfluss sowohl auf die hohe Temperaturen besser [19]. Der im Winter generell höhere Temperaturen als Wassertemperaturen von Seen in Edelkrebs bevorzugt die wärmeren Seezuflüsse. Der Jahresmittelwert der Mess- ganz Zentraleuropa [17] als auch Gewässer mit Temperaturen bis station beim Zufluss kann bis zu 5 °C tiefer auf die Temperaturen der Fliessge- sein als jener beim Seeausfluss [15]. wässer in der Schweiz haben [18]. maximal 24 °C im Gegensatz zum Steinkrebs, der eher kühlere Ge- Hydroelektrische Speicherkraftwerke 3. Ökologische Bedeutung wässer mit Temperaturen bis maxi- Diese wirken sich unterschiedlich auf das Tem- mal 20 °C favorisiert [21]. Bei den peraturregime eines Fliessgewässers aus. Auf ie Temperatur beeinflusst die Wirbellosen bevorzugen Eintags- Restwasserstrecken bewirkt die hydroelektri- Dphysikalischen und chemischen fliegenlarven und Steinfliegenlar- sche Nutzung infolge des geringeren Abflus- Prozesse sowie die biologischen ven grundsätzlich niedrigere Tempe- ses im Winter eine Abnahme und im Sommer und biochemischen Vorgänge im raturen als z. B. Köcherfliegenlar- eine Zunahme der Wassertemperatur. Auf Wasser und wirkt sich somit indi- ven und Libellenlarven [22]. Gewässerabschnitten, die unterhalb der Was- rekt und direkt auf die aquatischen Stark temperaturabhängig ist auch serrückgabestelle liegen, wird die Wassertem- Organismen aus. der Ausbruch von Krankheiten bei peratur durch das aus dem Stausee turbinierte Die Löslichkeit von Gasen nimmt Fischen wie beispielsweise der pro- Wasser im Winter aufgewärmt und im Som- mit steigenden Temperaturen ab. liferativen Nierenkrankheit (PKD). mer abgekühlt [2]. In der Rhone beispielswei- So enthält wärmeres Wasser weni- Bachforellen können bei Tempera- se wird die Temperatur im Winter durch den ger gelösten Sauerstoff, welcher für turen unter etwa 15 °C zwar eine Kraftwerkseinfluss um etwa 2 °C erhöht und aquatisches Leben essentiell ist. pathologische Reaktion des Nieren- im Sommer um rund 1 °C reduziert [2]. Die Stoffwechselvorgänge werden gewebes entwickeln, sterben aber

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Neuformulierung der Zielsetzungen des Tem- peraturmessnetzes in den Jahren 2000–2002. Die Temperaturmessungen werden mit Tem- peratursonden kontinuierlich in 10-Minuten- Intervallen erhoben. Historische Temperatur- nicht daran. Ein Ausbruch der 4.2 Datenerhebung daten wurden teilweise mittels täg lichen Stich- Krankheit mit hoher Mortalitäts- Das nationale Temperaturmessnetz proben erhoben. Die Daten bilden die rate erfolgt hingegen dann, wenn wurde 1963 in Betrieb genommen Grundlage für die Berechnungen von Tages-, Erreger vorhanden sind und und seither laufend erweitert. Es Monats-, Jahresmittelwerten und Mittelwer- gleichzeitig die Wassertemperatu- umfasst zurzeit 78 Stationen (Tab. 1, ten über beliebige Zeitperioden. Der Beginn ren während zweier Wochen oder Abb. 1). Die grösste Erweiterung der Messperiode mit kontinuierlichen und als länger einen Tagesmittelwert von im Messnetz von 40 auf 75 Messsta- Stichproben durchgeführten Temperaturmes- 15 °C überschreiten [23]. tionen erfolgte im Rahmen der sungen ist in der Tabelle 1 ersichtlich. Die Viele Organismen haben je nach Le- bensstadien unterschiedliche Tempe- raturpräferenzen. Das Vorkommen mancher Arten ist somit aufgrund Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- Station EG scherung gebiet der Vorlieben und Toleranzen auf (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) bestimmte Flussabschnitte be- Aare Bern, Schönau 1970 502.00 2969.00 1610.00 8.00 Aare schränkt. Die Wassertemperatur Aare Brienzwiler 1964/69 570.00 554.00 2150.00 21.00 Aare legt damit Habitatsgrenzen in unse- Aare Brugg 1963/70 332.00 11750.00 1010.00 2.00 Aare ren Fliessgewässern fest. Langfristi- Aare Brügg, Aegerten 1963/70 428.00 8317.00 1150.00 2.90 Aare ge Veränderungen der Wassertem- Aare Felsenau, KW Klingnau 1960/70 312.00 17779.00 Aare peraturen beeinflussen deshalb das Aare Hagneck 1971 437.00 5128.00 1380.00 4.50 Aare Aare Ringgenberg, Goldswil 1964/80 564.00 1129.00 1970.00 16.20 Aare Vorkommen und die Zusammen- Aare Thun 1971 548.00 2490.00 1760.00 9.50 Aare setzung der aquatischen Organis- Aare Untersiggenthal, Stilli 1963/69 326.00 17625.00 1050.00 2.10 Aare men in Fliessgewässern und können Allaine Boncourt, Frontière 2002 366.00 215.00 559.00 Rhône das Aufkommen von Neozoen und Allenbach Adelboden 2002 1297.00 28.80 1856.00 Aare Neophyten fördern. Alp Einsiedeln 2003 840.00 46.40 1155.00 Limmat Arve Genève, Bout du Monde 1969 380.00 1976.00 1370.00 6.10 Rhône 4. Temperaturmessnetz Biber Biberbrugg 2003 825.00 31.90 1009.00 Limmat Birs Münchenstein, Hofmatt 1972 268.00 911.00 740.00 Rhein 4.1 Ziel und Konzept Broye Payerne, Caserne d`aviation 1976 441.00 392.00 710.00 Aare Das Ziel des nationalen Tempera- Canal de la Broye Sugiez 1999 429.00 697.00 630.00 Aare turmessnetzes besteht darin, Grund- Dischmabach Davos, Kriegsmatte 2004 1668.00 43.30 2372.00 2.10 Rhein Doubs Ocourt 2002 417.00 1230.00 950.00 Rhône lagen für die Erfolgskontrolle der Emme Emmenmatt 1976 638.00 443.00 1070.00 Aare schweizerischen Umweltschutzge- Engelberger Aa Buochs, Flugplatz 1983 443.00 227.00 1620.00 4.30 Reuss setzgebung zu liefern sowie Ursa- Glatt Rheinsfelden 1976 336.00 416.00 498.00 Rhein chen- und Wirkungsanalysen zu er- Goldach Goldach, Bleiche 2004 399.00 49.80 833.00 Rhein möglichen [24]. Um dieses Ziel zu Grossbach Gross, Säge 2003 940.00 9.06 1276.00 Limmat erreichen ist es wichtig, dass die Sta- Grosstalbach Isenthal 2004 767.00 43.90 1820.00 9.30 Reuss tionen einen gesamtschweizerischen Gürbe Belp, Mülimatt 2007 522.00 117.00 837.00 Aare Überblick gewährleisten und die Inn S-chanf 1981 1645.00 615.00 2470.00 15.60 Inn Vielfalt der Schweizer Fliessgewäs- Kleine Emme Littau, Reussbühl 1973/78 431.00 477.00 1050.00 Reuss ser repräsentieren. Landquart Felsenbach 2003 571.00 616.00 1800.00 1.40 Rhein Langeten Huttwil, Häberenbad 2002 597.00 59.90 766.00 Aare Damit die im Rahmen des Tempe- Limmat Baden, Limmatpromenade 1969/70 351.00 2396.00 1130.00 1.10 Limmat raturmessnetzes untersuchten Fliess- Linth Mollis, Linthbrücke 1964/71 436.00 600.00 1730.00 4.40 Limmat gewässer zusammenfassend charak- Linth Weesen, Biäsche 1964/70 419.00 1061.00 1580.00 2.50 Limmat terisiert werden können und das Lonza Blatten 1967/86 1520.00 77.80 2630.00 36.50 Rhône Messnetz im Hinblick auf seine Re- Lütschine Gsteig 1964/86 585.00 379.00 2050.00 17.40 Aare präsentativität besser beurteilt wer- Massa Blatten bei Naters 2003 1446.00 195.00 2945.00 65.90 Rhône den kann, müssen die einzelnen Mentue Yvonand, La Maugettaz 2002 449.00 105.00 679.00 Aare Messstationen aufgrund ihres Jah- Muota Ingenbohl 1974 438.00 316.00 1360.00 0.08 Reuss res-Temperaturregimes klassifiziert Murg Frauenfeld 2007 390.00 212.00 Rhein werden. Murg Wängi 2002 466.00 78.90 650.00 Rhein

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Messgenauigkeit im Temperaturmessnetz des BAFU wird durch regelmässige Vergleichs- messungen mit geeichten Thermometern ge- währleistet. Die Genauigkeit der Systeme be- trägt ±0,15 ºC ±0,02 ºC/ºC. reren Jahren (1999–2007) ausge- parameter und zusätzliche Kennt- 4.3 Klassifizierung der Messstationen wertet, um jährliche Schwankungen nisse über Faktoren im Einzugsge- Die Klassifizierung erfolgte mit Hilfe einer im Temperaturregime aufgrund von biet der betrachteten Fliessgewässer, Clusteranalyse, welche Ähnlichkeiten zwischen einzelnen Wetterereignissen aus- welche das Temperaturregime beein- den Stationen in Bezug auf ihr Jahres-Tempera- gleichen zu können. flussen, wurden für die Differenzie- turregime aufzeigte und eine grobe Einteilung Basierend auf den Ergebnissen der rung berücksichtigt. in verschiedene Cluster erlaubte. Bei der Bil- Clusteranalyse wurde die Grup- Die Klassifizierung der Messstatio- dung der Cluster wurden die Daten aus meh- peneinteilung verfeinert. Gebiets- nen wird einerseits anhand der mittleren Höhe des Einzugsgebietes – wichtigster Temperatur beeinflus- sender Gebietsparameter – und an- Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- dererseits anhand von drei das Station EG scherung gebiet (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) Temperaturregime beeinflussenden Necker Mogelsberg, Aachsäge 2007 606.00 88.20 959.00 0.00 Rhein Faktoren – Seeeinfluss, Grundwas- Poschiavino La Rösa 2004 1860.00 14.10 2283.00 0.35 Adda serexfiltration und hydrologische Reuss Luzern, Geissmattbrücke 1973 432.00 2251.00 1500.00 4.20 Reuss Speicherkraftwerke – dargestellt Reuss Mellingen 1969/70 345.00 3382.00 1240.00 2.80 Reuss (Tab. 2). Letztere wurden in dieser Reuss Seedorf 1971 438.00 832.00 2010.00 9.50 Reuss Arbeit als bedeutendste Einflüsse Rhein (Oberwasser) Laufenburg 1970/71 299.00 34074.00 Rhein erachtet. Die Einteilung der Ge- Rhein (Oberwasser) Rheinau 1971/72 353.00 Rhein bietshöhe nach geobotanischen Rhein Basel, Klingenthalfähre 2003 245.00 Rhein Kriterien in die vier Höhenstufen Rhein Diepoldsau, Rietbrücke 1963/84 410.00 6119.00 1800.00 1.40 Rhein Rhein Rekingen 1969/70 323.00 14718.00 1080.00 0.57 Rhein alpin, subalpin, montan und kollin Rhein Rheinfelden, Messstation 1971 262.00 34550.00 1039.00 1.30 Rhein ergab die beste Differenzierung, Rhein Weil, Palmrainbrücke 1954/77 244.00 Rhein weil hierbei die unterschiedlichen Rhône Chancy, Aux Ripes 1971/72 336.00 10299.00 1580.00 8.40 Rhône klimatischen Verhältnisse der Süd-, Rhône Genève, Halle d’ile 2003 367.00 7987.00 1670.00 9.40 Rhône Nord- und Zentralalpen sowie des Rhône Oberwald 2003 1368.00 95.00 2467.00 25.60 Rhône Juras berücksichtigt werden. Es gilt Rhône Porte du Scex 1968/71 377.00 5220.00 2130.00 14.30 Rhône zu beachten, dass sich die Höhen- Rhône Sion 1974 484.00 3349.00 2310.00 18.40 Rhône stufen je nach Region auf unter- Riale di Calneggia Cavergno, Pontit 2002 890.00 24.00 1996.00 0.00 Ticino schiedliche Meereshöhen beziehen Riale di Pincascia Lavertezzo 2004 536.00 44.40 1708.00 0.00 Ticino (Tab. 3) [25]. Der Vergletscherungs- Riale di Roggoiasca Roveredo 2003 980.00 8.06 1711.00 0.00 Ticino grad im Einzugsgebiet wurde in Rietholzbach Mosnang, Rietholz 2002 682.00 3.31 795.00 0.00 Rhein dieser Klassifizierung nicht als Rom Müstair 2003 1236.00 129.70 2187.00 0.12 Etsch Haupteinflussfaktor definiert, da er Rosegbach Pontresina 2004 1766.00 66.50 2716.00 30.10 Inn Saane Gümmenen 1981 473.00 1880.00 1131.00 0.20 Aare ebenfalls von der Höhe des Ein- Sellenbodenbach Neuenkirch 2003 515.00 10.50 615.00 0.00 Aare zugsgebiets abhängig ist. Sense Thörishaus, Sensematt 2003 553.00 352.00 1068.00 0.00 Aare Die Erkenntnisse der Klassifizierung Sitter Appenzell 2006 769.00 74.20 1252.00 0.00 Rhein können folgendermassen zusam- Sperbelgraben Wasen, Kurzeneialp 2002 911.00 0.54 1063.00 0.00 Aare mengefasst werden (Abb. 2): Suze Sonceboz 2004 642.00 150.00 1050.00 0.00 Aare − Je alpiner die mittlere Einzugs- Taschinasbach Grüsch, W.F. Lietha 2003 666.00 63.00 1768.00 0.04 Rhein gebietshöhe einer Station, desto Thur Andelfingen 1963/69 356.00 1696.00 770.00 0.00 Rhein niedriger sind sowohl die Winter- Ticino Riazzino 1978 200.00 1611.00 1640.00 0.65 Ticino als auch die Sommertemperatu- Tresa Ponte Tresa, Rocchetta 2003 268.00 615.00 800.00 0.00 Ticino ren und desto geringer sind die Venoge Ecublens, Les Bois 2002 383.00 231.00 700.00 0.00 Rhône Jahresamplituden des Tempera- Vispa Visp 2003 659.00 778.00 2660.00 29.50 Rhône turregimes. Je höher der Verglet- Vorderrhein Illanz 2002 693.00 776.00 2020.00 3.80 Rhein scherungsgrad im Einzugsgebiet, Worble Ittigen 1989 522.00 60.50 679.00 0.00 Aare desto mehr wird dieser Effekt Tab. 1 Messstellen des nationalen Wassertemperaturmessnetzes des BAFU mit den wichtigsten Kenngrössen zu ihrem Einzugsgebiet (Stand 2007). Bei einigen Stationen sind zwei unterschiedliche Jahre für den Beginn der Messperiode an- verstärkt. Typische Temperatur- gegeben. Dabei bezieht sich das frühere Jahr auf Beginn der Temperaturmessungen mittels Stichproben, das spätere Jahr bereiche von naturnahen Fliess- auf den Messbeginn mit kontinuierlich erhobenen Daten. gewässern der entsprechenden

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Wintertemperaturen nicht erklärt werden. Diese Station wird jedoch als unbeeinflusst klassifiziert, da keine Kenntnisse von Ein- flussfaktoren ersichtlich sind.

Gebietshöhen sind in der Tabel- Höhenstufen le 4 dar gestellt. Haupteinflüsse alpin subalpin montan kollin − Gegenüber den unbeeinflussten Seeausfluss Aare, Aare, Thun Aare, Brugg (+0,9°C) giii Canal de la Broye, Stationen in allen Höhenlagen Ringgenberg4 (+0,8°C) i Aare, Brügg, Aegerten (+1,0°C) giii Sugiez zeigen sich der Seeeinfluss in hö- (+0,5°C) i Aare, Bern Aare, Felsenau (+0,9°C) giii Tresa, Ponte Tresa heren Sommer- und Wintertem- (+0,9°C) i Aare, Hagneck (+0,9°C) ii Aare, Untersiggenthal (+0,9°C) peraturen, der Grundwasserein- Linth, Weesen (+1,0°C) iii Limmat, Baden (+1,0°C) gii fluss in einer ausgeglicheneren Reuss, Luzern (+1,2°C) giii Temperaturamplitude und der Reuss, Mellingen (+0,9°C) giii Rhein, Laufenburg (+1,0°C) giii Einfluss von hydroelektrischen Rhein, Rekingen (+1,0°C) giii Speicherkraftwerken in höheren Rhein, Rheinau (+1,0°C) giii Wintertemperaturen und nied- Rhein, Rheinfelden (+1,0°C) giii Rhein, Weil2 (+1,1°C) gii rigeren Sommertemperaturen Rhone, Chancy (+0,8°C) iii (Abb. 2a, b, c). Rhone, Genève

Grundwasser Rom, Müstair Grosstalbach, Suze, Sonceboz Allaine, Boncourt Fast alle ausgewerteten Stationen des Isental Birs, Münchenstein nationalen Temperaturmessnetzes R. di Calneggia, (+0,6°C) iii konnten eindeutig anhand ihres Cavergno Doubs, Ocourt Glatt, Temperaturregimes und anhand Rheinsfelden1 der Kenntnisse über die Tempera- (+0,6°C) giii tur beeinflussenden Faktoren in 15 Langeten, Huttwil Gruppen eingeteilt werden (Tab. 2). Murg, Frauenfeld Bei der Glatt-Rheinsfelden war die Murg, Wängi Rietholzbach, Einteilung erschwert, weil kein ein- Mosnang deutiger Haupteinfluss zu erkennen Venoge, Ecublens ist, bzw. weil sich zwei Hauptein- Worble, flüsse (Grundwasserexfiltration und Ittigen8 ii Seeeinfluss) überlagern. Der Grund- Speicher- Aare, Brienzwiler Engelberger Aa, Arve, Genève (+0,4°C) wassereinfluss wurde aufgrund des kraftwerk (+0,2°C) Buochs6 (+0,2°C) Muota, Ingenbohl (+0,1°C) Temperaturregimes als bedeuten- Rhone, Porte du Landquart, Saane, Gümmenen5 (+0,7°C) ii Scex (+0,4°C) Felsenbach der gewichtet. Bei der Lütschine- Sitter, Appenzell Rhone, Sion Linth, Mollis Ticino, Riazzino3 (+0,8°C) ii Gsteig können die relativ hohen (+0,2°C) (+0,4°C) Vispa, Visp Reuss, Seedorf (+0,4°C) Tab. 2 Klassifizierung der Messstellen des Wasser- Rhein, Diepoldsau temperaturmessnetzes unter Berücksichtigung der (+0,5°C) i mittleren Höhe des Einzugsgebietes gegenüber der Vorderrhein, Haupteinflüsse «See», «Grundwasserexfiltration», Illanz «Hydroelektrisches Speicherkraftwerk». Die neuen 1 Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen unbeeinflusst Dischmabach, Allenbach, Alp, Einsiedeln Broye, Payerne wurden, sind kursiv gekennzeichnet. In Klammern bzw. keine Davos Adelboden Biber, Biberbrugg (+1,0°C) iii ist die Differenz der mittleren Jahrestemperaturen ersichtlichen Inn, S-chanf5 R. di Roggoisca, Emme, Emmenmatt 1 (+0,7°C) ii Goldach, Goldach Haupteinflüsse der Periode 1988 – 2007 und 1974 –1987 angege- (+0,3°C) Roveredo Grossbach, Gross Kleine Emme, 7 3 ben. Stationen mit weniger langen kontinuierlichen Lonza, Blatten Taschinasbach, Necker, Mogelsberg Littau (+0,7°C) i Zeitreihen sind mit Zahlen markiert (1: ab 1976; 2: ab (–0,2°C) Grüsch i R. di Pincascia, Lavertezzo 1977; 3: ab 1978; 4: ab 1980; 5: ab 1981; 6: ab 1983; Lütschine, Mentue, Yvonand 7 8 Sense, Thörishaus : ab 1987; : ab 1989). Gsteig7 (+0,2°C) Sellenbodenbach, Sperbelgraben, Wasen Massa, Neuenkirch gi Ab- bzw. Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Blatten bei 15 und 18 °C seit Beginn der Messperiode Thur, Andelfingen Naters (+0,8°C) iii i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Poschiavino, 18 und 21 °C seit Beginn der Messperiode La Rösa i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Rhone, Oberwald 21 und 24 °C seit Beginn der Messperiode Rosegbach, i Zunahme der Anzahl Stunden > 24 °C seit Pontresina Beginn der Messperiode

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4.4 Repräsentativität Aufgrund der Klassifizierung der Messstatio- nen kann festgehalten werden, dass durch die Messnetzerweiterung seit 2000 die Repräsen- tativität deutlich erhöht wurde. Während die historischen Stationen hauptsächlich grosse, Obergrenze (m ü. M.) Vegetation Vegetation anthropogen beeinflusste Fliessgewässer des Obergrenze Mittellandes repräsentierten, werden aktuell Nordalpen Zentral alpen Südalpen Jura auch kleine, nicht anthropogen beeinflusste alpin 2400 –2500 2700 –3000 2400 –2500 Zwergsträu- Vegetations- Fliessgewässer in höheren Lagen erfasst (Tab. cher, Rasen grenze 2). Die von einem See beeinflussten Stationen sub alpin 1800 –2100 2000 –2500 1800 –2100 Nadel wälder Baumgrenze (2000) (2300) (2000) montan 1100 –1500 1000 –1800 1700 1300 –1500 Buchenwälder Buche / Wald- Winter temperatur Sommertemperatur (1300) (1500) (1700) (1400) und Buchen- föhre (nur Nadelmisch- Zentralalpen alpin <2 °C <10 °C wälder / Nadel- subalpin <2 °C 10 –15 °C wälder (nur Zentralalpen) montan <3 °C 13 –20 °C kollin 600 – 800 600 –1000 800 –1000 600 – 800 sommergrüne Eichen kollin 0,5 – 4 °C 16 –22 °C (700) (800) (900) (700) Laubwälder (sehr variabel) Tab. 3 Einteilung der Höhenstufen nach geobotanischen Kriterien. Es ist zu beachten, dass die Höhenstufen Tab. 4 Typische Temperaturbereiche von naturnahen Fliessgewäs- nicht durch eine klare Höhengrenze, sondern durch einen Grenzbereich getrennt sind. In Klammern sind die sern ohne ersichtliche Beeinflussung mit Einzugsgebietshöhen der Höhen angegeben, welche für Einteilung der Temperaturmessstationen angenommen wurden. vier Höhenstufen. (Quelle: [25])

Alpine Einzugsgebiete Subalpine Einzugsgebiete 25 25 Aare-Brienzwiler a) b) Rombach-Müstair Taschinasbach-Grüsch 20 Inn-S-chanf 20 Aare-Thun Aare-Ringgenberg Linth-Mollis C]

C] Grosstalbach-Isenthal 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [°

5 5

0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Montane Einzugsgebiete Kolline Einzugsgebiete 25 25 c) d)

20 20 C] C] 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [° Broye-Payerne Saane-Gümmenen Sense-Thörishaus Canale de la Broye-Sugiez 5 5 Reuss-Luzern Allaine-Boncourt Suze-Soceboz 0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug SepOkt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Abb. 2 Jahresganglinien der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes. Je höher die mittlere Höhe des Einzugsgebietes ist, desto kälter sind die Winter- und Sommertemperaturen und desto kleiner sind die Temperaturamplituden. Ein Seeeinfluss (grün) erhöht tendenziell die Sommer- und Wintertemperatu- ren, ein Grundwassereinfluss (blau) hat eine ausgleichende Wirkung auf die Temperaturamplituden und hydroelektrische Speicherkraftwerke (rot) erhöhen die Wintertemperaturen und erniedrigen tendenziell die Sommertemperaturen. Die Jahresganglinie von unbeeinflussten Stationen ist schwarz dargestellt. Die Werte entsprechen den durchschnittlichen Tagesmittelwerten über die Jahre 2003–2007.

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Die festgestellten Temperaturveränderungen zwischen den beiden Perioden sind bei allen Stationen mit langjährigen Messreihen in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Resultate können folgendermassen zusammengefasst werden: mit montaner Einzugsgebietshöhe werden und ist also klimatisch be- − Je höher die mittlere Höhe des Einzugsge- sind jedoch immer noch sehr stark dingt [9, 17]. Aufgrund dieser Tatsa- bietes und je höher der Grad der Verglet- im Messnetz vertreten, während che wurden für viele Darstellungen scherung im Einzugsgebiet ist, desto weni- Stationen, welche sich in montaner die beiden Perioden 1974 –1987 und ger deutlich ist die Temperaturzunahme bis alpiner Lage befinden und vom 1988 –2007 einander gegenüberge- bzw. ist sogar eine Temperaturabnahme zu Grundwasser beeinflusst sind, eher stellt. Bei 28 Stationen wurde eine verzeichnen (z. B. Lonza-Blatten). schwach vertreten sind. Je nach Analyse der Tagesmittelwerte für − Bei den Stationen mit Seeeinfluss ist die Ausrichtung der zukünftigen Erhe- die Perioden 1974 –1987 und 1988 – Temperaturzunahme deutlicher als bei Sta- bungen der Wassertemperaturen 2007 durchgeführt. Hierbei ist zu tionen in vergleichbarer Höhenstufe ohne und je nach Schwerpunktsetzung Seeeinfluss. Die Stationen mit mittlerer beachten, dass bei den Stationen der Fragestellungen besteht in die- Einzugsgebietshöhe der montanen Stufe Lütschine-Gsteig und Lonza-Blat- sem Bereich noch ein Potenzial, das zeigen mit 0,8–1,2 °C die stärkste Erwär- ten die Daten bis 1986 als Stichpro- im Bedarfsfall und mit den entspre- mung. Vergleichbare Daten der kollinen chenden Ressourcen noch weiter ben erhoben wurden. Aufgrund des Höhenstufe fehlen jedoch. ausgeschöpft werden kann. Zeitpunktes der Stichprobenent- − Bei den durch hydroelektrische Nutzung nahme sind die historischen Daten beeinflussten Stationen mit subalpiner und 5. Wassertemperaturwandel der Lütschine mit den Tagesmittel- montaner Einzugsgebietshöhe variiert die werten der aus den kontinuierlich Grössenordnung der Temperaturzunahme 5.1 Jahresmitteltemperaturen erhobenen Daten nach 1987 ver- stark und liegt im Bereich von 0,1–0,8 °C. Die Zeitreihen der Wassertempera- gleichbar. Hingegen wurden für den − In der kollinen Stufe zeigen die Stationen turen zeigen seit Beginn der Mess- Vergleich der Jahresmittelwerte bei mit Grundwassereinfluss (Glatt-Rheinsfel- periode eine Zunahme der Jahres- der Station Lonza-Blatten die Stich- den, Birs-Münchenstein) eine weniger aus- mittelwerte bei der Mehrheit der proben bis 1986 mit den Stunden- geprägte Temperaturzunahme als die unbe- Stationen um 0,1–1,2 °C, wobei ein mittelwerten der kontinuierlichen einflussten Stationen. markanter Anstieg zwischen 1987 Daten zum Zeitpunkt der Stichpro- und 1988 ersichtlich ist (Abb. 3) [9, be verwendet. Bei zehn Stationen Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass 18]. Dieser Temperatursprung zwi- fehlen Messungen einzelner Jahre Seen im Einzugsgebiet eine klimatisch be- schen 1987 und 1988 kann auf eine vor 1987 (Tab. 1 und 2). Die Auswir- dingte Temperaturzunahme verstärken. Dem- gegenüber wirkt sich ein Grundwassereinfluss Änderung des Nordatlantischen kungen auf die Periodenauswer- dämpfend auf eine Temperaturerhöhung aus. Oszillationsindexes zurückgeführt tung sind allerdings marginal. Ein hoher Vergletscherungsgrad im Einzugs- gebiet kompensiert aufgrund der Gletscher-

14 schmelze im Sommer eine klimatisch bedingte Rhein - Laufenburg Temperaturerhöhung teilweise, weshalb die " 13 Temperaturzunahme bei den alpinen Statio- Birs - Münchenstein nen weniger ausgeprägt ist als bei tiefer gele- 12 " genen Stationen. Inwiefern die hydroelektri- sche Nutzung einen dämpfenden Einfluss auf

C] Aare - Thun o [ eine mögliche klimatisch bedingte Erwär- 11 " mung der Fliessgewässer hat, kann aufgrund Arve - Genf 10 der fehlenden Datenlage nicht beantwortet " Temperatur werden, da langjährige konsistente Messrei-

9 Thur - Andelfingen hen von unbeeinflussten alpinen Stationen " fehlen. Hinweise auf eine mögliche Dämpfung

8 könnten die relativ geringen Temperaturzu- nahmen (0,1–0,4 °C) bei Stationen, welche 7 durch hydroelektrische Nutzung beeinflusst 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 sind, sich in tieferen Lagen befinden und eine geringe Vergletscherung des Einzugsgebietes Abb. 3 Entwicklung der mittleren jährlichen Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen. Auffäl- aufweisen, sein. lig ist der Temperatursprung zwischen 1987 und 1988, der bei allen Stationen ersichtlich ist. Der Tempera- tursprung ist vor allem bei Messstationen wie z. B. Arve-Genf, die im Einflussbereich von Gletschern liegen, Die Temperaturentwicklung zeigt, dass sich weniger deutlich. Flora und Fauna der Gewässer langfristig an

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND wärmere Bedingungen anpassen müssen. Ar- ten, die in Mittel- oder Unterläufen beheima- tet sind, werden sich flussaufwärts in Regio- nen verschieben, die ihnen früher noch zu kühl waren. So hat sich beispielsweise die Fo- rellenregion bereits um 100–200 m [18] in hö- z. B. bei der Lütschine-Gsteig und Dagegen sind die Herbsttempera- here Lagen verschoben. Das Vorkommen der Rhone-Sion, ist die Temperaturer- turen im Vergleich zu früheren Jah- Alpen-Mosaikjungfer – eine in Stillgewäs- höhung im Sommer weniger ausge- ren bei den alpinen Stationen deut- sern vorkommende Art – hat sich um 200– prägt oder sogar negativ, weil der lich höher. Möglicherweise wirken 500 m in höhere Lagen verschoben [20]. Zu- Temperaturanstieg im Sommer sich bei den alpinen Stationen klima- dem hat sich die Biodiversität von Pflanzen durch vermehrtes Gletscherschmelz- bedingte Temperaturerhöhungen im Alpenraum oberhalb von 2900 m ü. M. wasser teilweise kompensiert bzw. aufgrund der geringen Wasserfüh- signifikant erhöht [26]. überkompensiert wird (Abb. 4a, b). rung im Herbst am stärksten aus. 5.2 Saisonale Veränderungen

In der aktuelleren Periode 1988–2005 ist im 25 10 25 10 Vergleich zur Periode 1974–1987 bei praktisch a Lütschine - Gsteig b Rhone - Sion 20 8 20 8 allen Stationen im Frühling ein rascherer Tem- peraturanstieg zu beobachten als dies in frü- 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C heren Jahren der Fall war (Abb. 4). Eine Aus- T °C dT °C dT °C nahme bildet die Muota bei Ingenbohl (Abb. 5 2 5 2 4d), bei welcher sich verschiedene Einflüsse 0 0 0 0 überlagern. Die Muota liegt in einem Karstge- -5 -2 -5 -2 biet und ist zudem aufgrund der hydroelektri- JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep OktNov Dez schen Nutzung stark durch Schwallbetrieb be- 25 10 25 10 einflusst und weist deshalb extrem hohe Ab- c Linth - Mollis d Muota - Ingenbohl 20 8 20 8 flussschwankungen im Bereich < 20 % bis 80 % des mittleren normalen Jahresabflusses 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C auf. Bei den alpinen und subalpinen Stationen dT °C liegt die Temperaturerhöhung im Frühling im 5 2 5 2 Bereich von ca. 1 °C im März (Abb. 4a, b), bei 0 0 0 0 den montanen und kollinen Stationen bei bis -5 -2 -5 -2 zu 3 °C im Mai (Abb. 4h). Auch lassen sich bei JanFeb Mrz AprMai Jun Jul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz Apr MaiJun JulAug SepOkt Nov Dez allen nicht alpinen Stationen eine Erhöhung 25 10 25 10 e Emme - Emmenmatt f Rhein - Rheinfelden der Sommertemperaturen und eine Verlänge- 20 8 20 8 rung der sommerlichen Wärmeperiode fest- stellen. Auch diese Entwicklung entspricht 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C den Beobachtungen der Lufttemperaturen in dT °C diesem Zeitraum [27] und ist ebenfalls ein 5 2 5 2 Hinweis darauf, dass diese Temperaturverän- 0 0 0 0 derungen klimatisch bedingt sind. Bei den -5 -2 -5 -2 von Seen beeinflussten Stationen sind die JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Temperaturerhöhungen am grössten, wobei 25 10 25 10 die mittlere Temperaturzunahme im Winter g Glatt - Rheinsfelden h Broye - Payerne 20 8 20 8 ca. 1 °C und im Sommer ca. 1,5–3 °C beträgt, 15 6 was auf die hohe Wärmespeicherkapazität 15 6 10 4

T °C 10 4 dT °C T °C von Seen zurückzuführen ist (Abb. 4f). Der dT °C

5 2 Grundwassereinfluss wirkt sich dämpfend auf 5 2 die sommerliche Temperaturzunahme aus, 0 0 0 0 weil dann die Temperaturdifferenz zwischen -5 -2 -5 -2 Grundwasser und Oberflächenwasser am Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez grössten ist. Dies ist am Beispiel der Glatt- Rheinsfelden ersichtlich, wo die sommerliche Abb. 4 Saisonaler Verlauf der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Tempe- Temperaturerhöhung niedriger ist als diejeni- raturmessnetzes. Die blaue Linie bezieht sich auf die Messperiode 1974 –1987 (Lütschine, Rhone, Linth, Muota, Rhein) bzw. 1976 –1987 (Emme, Glatt, Broye), die rote Linie bezieht sich auf die Messperiode ge im Frühling (Abb. 4g). Bei den alpinen und 1988 – 2005. Die schwarz eingezeichneten Säulen zeigen die Temperaturdifferenzen zwischen den mittleren durch Gletscher beeinflussten Stationen wie Temperaturen 1988 – 2005 und 1976 –1987 bzw. 1974 –1987 und beziehen sich auf die rechte Y-Achse.

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ren beobachtet wurden. Quallen können sich nur bilden, wenn die Idealtemperatur von 25– 27 °C erreicht wird [28].

6. Schlussfolgerungen und Ausblick Die Erhöhung der Winter- und men hauptsächlich die Stunden mit Frühlingstemperaturen verlängert Temperaturen zwischen 15 und 18 °C ine grobe Klassifizierung der Stationen an- die Wachstumsphase der Fauna und bzw. 15 und 21 °C zu, was für diese Ehand ihres Temperaturregimes konnte un- Flora allgemein. Bei lachsartigen Fliessgewässer bereits als hohe Tem- ter Einbezug der Kenntnisse über die klimati- Fischen wirken sich höhere Winter- peratur bezeichnet werden muss. In schen Bedingungen sowie über natürliche und temperaturen positiv auf die Eient- den grösseren Gewässern mit See- anthropogene Einflüsse im Einzugsgebiet der wicklung aus. Durch höhere Som- einfluss nimmt die Anzahl Stunden jeweiligen Fliessgewässer vorgenommen wer- mertemperaturen werden die Karp- zwischen 15 °C und 18 °C eher ab, den. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die fenartigen und Barsche auf Kosten während die Anzahl Stunden über Haupteinflüsse nicht immer einfach und ein- der Lachsartigen, deren Stoffwech- 18 °C meist ansteigt. Der Zwischen- deutig identifiziert werden können, weil sie sel an tiefe Temperaturen angepasst bereich 15–18 °C wird bei diesen sich zum Teil überlagern und sich unterschied- ist, bevorteilt [19]. Bei Libellenlar- Messstellen im Frühling und Herbst lich auf das Temperaturregime auswirken. ven beschleunigen höhere Winter- schneller durchlaufen, dagegen ver- Aufgrund der Klassifizierung der Messstationen und Frühlingstemperaturen die harren die Temperaturen im Som- kann festgehalten werden, dass sich seit der Emergenz. So konnten beispiels- mer länger im hohen Temperaturbe- Erweiterung des Messnetzes dessen Repräsen- weise in verschiedenen Stillgewäs- reich. Stunden mit Temperaturen tativität stark erhöht hat, indem neu auch an- sern bei der Hufeisen-Azurjungfer über 24 °C werden hauptsächlich in thropogen unbeeinflusste und kleinere Einzugs- bereits phänologische Veränderun- den Flüssen mit montanem Einzugs- gebiete im Messnetz erfasst werden. Das heu- gen beobachtet werden [20]. gebiet unterhalb von Seen festge- tige Messnetz stellt damit eine gute Basis für stellt, was auf die starke Erwärmung die Erfassung der Entwicklung der Wassertem- 5.3 Stundenwerte über 15 °C des Oberflächenwassers in Seen bei peraturen in Schweizer Fliessgewässern dar. Für insgesamt 38 Stationen konnte lang anhaltenden warmen Wetter- Die Klassifizierung hat gezeigt, dass von den die Anzahl Stunden in den verschie- lagen zurückzuführen ist. Auch in diskutierten Einflüssen sich insbesondere die denen Temperaturwertebereichen unbeeinflussten Fliessgewässern mit Grundwasserexfiltration sehr deutlich im langfristig berechnet werden, wobei kollinem Einzugsgebiet wie z. B. in Temperaturregime der entsprechenden Mess- sich bei rund einem Viertel dieser der Thur-Andelfingen oder Broye- stationen zeigt. Dieser Einfluss wurde in den Stationen alle Werte unter 15 °C Payerne treten vermehrt Tempera- bisherigen Auswertungen zu wenig berück- (Schwellenwert für PKD-Mortalität) turen über 24 °C auf. sichtigt und nicht quantifiziert. Insbesondere befinden. Um die Häufigkeit hoher Die Folgen von hohen kurzfristig bei der Modellierung der Temperaturverhält- Wassertemperaturen zu erfassen, auftretenden Temperaturen können nisse, bei welcher die enge Beziehung zwi- wurde die Anzahl Stunden ausge- Fischsterben sein. Ein massives Fisch- schen Luft- und Wassertemperatur berück- zählt, welche innerhalb von jeweils sterben ereignete sich im August sichtigt wird, sollte der Grundwassereinfluss fünf Jahren eine Wassertemperatur 2003 im Rhein: Zwischen Boden- ebenfalls einbezogen werden. Dies vor allem von 15 °C überschritten haben. Als see-Untersee und Eglisau verende- im Hinblick auf eine Bewertung der Tempera- weitere Klassengrenze wurden auf- ten hitzebedingt ca. 52 000 Äschen turverhältnisse, die z.B. in das Modul-Stufen- grund der vorgängig ausgeführten [28]. Bei den Wirbellosen leiden vor Konzept des BAFU [29] eingegliedert werden Überlegungen zur ökologischen Be- allem die Eintagsfliegenlarven und könnte. Eine grosse Herausforderung stellt deutung der Temperatur die Werte Steinfliegenlarven unter hohen hierbei die Tatsache, dass sich der Grundwas- 18 °C, 21 °C und 24 °C gewählt. Die Temperaturen. Für Eintagsfliegen- sereinfluss entlang des Flusslaufes ändert und Stundenwerte aller Stationen sind larven und Steinfliegenlarven konn- sich somit, je nach Standort der Messstationen, im hydrologischen Atlas der Schweiz ten mittlere Letaltemperaturen im unterschiedlich stark auf das Temperaturre- (HADES) auf der Karte in Tafel 7.7 Bereich von 20–29 °C beobachtet gime auswirkt. Interessant in diesem Zusam- dargestellt [10]. werden [22]. Andere Wirbellose menhang ist auch die Frage, inwieweit sich im Zwischen 1976 und 2005 lässt sich sind mit Letal temperaturen im Be- Bereich von Grundwasserexfiltrationen auf- in allen Höhenlagen der Messstatio- reich von 30 °C toleranter gegen- grund deren ausgleichenden Wirkung auf das nen eine Zunahme der Stunden mit über warmen Wassertemperaturen. Temperaturregime bei extremen Wassertem- höheren Temperaturen feststellen Ein weiteres biologisches Phäno- peraturen Rückzugshabitate für Fische und (Tab. 2) [10]. In den montanen und men ist das Vorkommen von Süss- Wirbellose bilden können. Um das Verständnis subalpinen Gewässern ohne Seeein- wasserquallen in Seen, welche im über den Einfluss des Grundwassers auf das fluss sowie in den kollinen Gewäs- Hitzesommer 2003 im Neuenbur- Temperaturregime von Fliessgewässern zu er- sern mit Grundwassereinfluss neh- gersee aufgrund hoher Temperatu- weitern, wäre es deshalb prüfenswert, noch

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND mehr Messstationen im Bereich von Grund- wasserexfiltrationen zu errichten. Langfristige Änderungen in den Wassertempe- raturen – sowohl in den Jahresmittelwerten als auch im saisonalen Temperaturregime – konn- ten bei praktisch allen Messstationen festge- [10] Jakob, A.; Pfammatter, F.; Schädler, M. (2007): [26] Pauli, H.; Gottfried, M.; Reiter, K.; Klettner, C.; Veränderungen der Temperaturen in Fliessge- Grabherr, G. (2007): Signals of range expan- stellt werden. Dabei sind deutliche Tempera- wässern 1976–2005. In: Hydrologischer Atlas der sions and contractions of vascular plants in the turzunahmen in Fliessgewässern in tieferen Schweiz, Tafel 7.7. Bundesamt für Umwelt, Bern. high Alps: observations (1994–2004) at the Lagen und Temperaturabnahmen in alpinen [11] Moore, J. A.; Miner, J.R. (1997): Stream Tempe- GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Aus- ratures – Some Basic Considerations, 2–6, tria. Global Change Biology 13 147–156. Fliessgewässern mit einem hohen Anteil an Oregon State University. [27] Rebetez, M.; Reinhard, M. (2007): Monthly air Vergletscherung im Einzugsgebiet ersichtlich. [12] Moosmann, L.; Schmid, M.; Wüest, A. (2005): temperature trends in Switzerland 1901–2000 Die Ursachen für diese Temperaturverände- Einfluss der Beschattung auf das Temperatur- and 1975–2004. Theoretical and Applied Cli- regime der Orbe. Eawag. matology. rungen können jedoch nicht immer eindeutig [13] Binder, W. (1980): Landschaftsökologische [28] BUWAL, BWG, MeteoSchweiz (2004): Auswir- eruiert werden, da die langfristigen Messrei- Gesichtspunkte bei der Gewässerregulierung kungen des Hitzesommers 2003 auf die Gewäs- hen zum grössten Teil bei den anthropogen und der Gewässerpflege. In: Institut f. Wasser- ser. Schriftenreihe Umwelt Nr. 369. Bern-Ittigen, güte und Landschaftswasserbau der TU Wien Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, beeinflussten Fliessgewässern existieren und (Hg.), Landschaftswasserbau, Bd. 1 30–51. 174 S. deshalb klimatisch bedingte, natürliche Ein- [14] Ward, J.V. (2003): The Ecology of Alpine [29] BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung flüsse und anthropogene Einflüsse kombiniert Streams. Eawag news 54. und Beurteilung der Fliessgewässer in der [15] Pfammatter, F. (2004): Untersuchungen zur Schweiz. Modul-Stufen-Konzept. Mitteilun- auf das Temperaturregime einwirken. Wassertemperatur in schweizerischen Fliess- gen zum Gewässerschutz Nr. 26 des Bundes- Die Veränderungen der Wassertemperaturen gewässern. Diplomarbeit am Geographischen amtes für Umwelt, Wald und Landschaft. liegen jedoch in einem Bereich, welcher An- Institut der Universität Bern. [16] Krejci, V.; Frutiger, A.; Kreikenbaum, S.; Rossi, passungen der Biologie zur Folge hat. Eine L. (2004): Projekt «STORM: Abwassereinlei- Keywords solche Anpassung der aquatischen Fauna fin- tungen aus Kanalisationen bei Regenwetter» Wassertemperatur – Entwicklung – det bereits statt, was Beobachtungen in der – Gewässerbelastungen durch Abwasser aus Klimawandel – Messnetz Kanalisationen bei Regenwetter. Broschüre Phänologie und in der Artenzusammenset- Eawag und BUWAL, 36 S. zung von aquatischen Organismen bestätigen. [17] Livingstone, D.M.; Dokulil, M.T. (2001): Eigh- Adressen der Autoren Die vorhandenen biologischen Daten können ty years of spatially coheren Austrian lake sur- Adrian Jakob, Dr. phil. nat. face temperatures and their relationship to re- nicht absolut eindeutig den gemessenen Tem- gional air temperature and the North Atlantic Bundesamt für Umwelt BAFU peraturveränderungen zugeordnet werden, weil Oscillation. Limnology and Oceanography 46 CH-3003 Bern oft parallel auch andere anthropogene Einflüsse 1220–1227. Tel. +41 (0)31 324 76 71 [18] Hari, R.E.; Livingstone, D.M.; Siber, R.; Burk- die Lebensbedingungen der aquatischen Fauna hardt-Holm, P.; Güttinger, H. (2006): Conse- Fax +41 (0)31 324 76 81 verändern. In diesem Bereich ist deshalb noch quences of climatic change for water tempera- [email protected] ein grosser Forschungsbedarf vorhanden. Das ture and brown trout populations in Alpine Evi Binderheim, Dr. sc. techn. nationale Messnetz bietet hierfür eine gute rivers and streams. Global Change Biology 12 10–16. Sponsolim Umweltconsulting Grundlage, die es zu nutzen gilt. [19] Küttel, S.; Peter, A.; Wüest, A. (2002): Tempera- turpräferenzen und -limiten von Fischarten Dachslenbergstr. 51, CH-8180 Bülach Schweizerischer Fliessgewässer. Rhône Revi- talisierung Publikation Nummer 1. Miriam Schädler, dipl. natw. Literaturverzeichnis [20] Oertli, B.; Rosset, V.; Lehmann, A. (2009): Bio- Spitalackerstr. 7, CH-3013 Bern diversity in alpine ponds: an indicator of cli- [1] Baumgartner, A.; Liebscher, H.J. (1990): Allgemeine Hydrolo- mate warming? Vortrag im Rahmen der Ta- Fabian Pfammatter, lic. phil. nat. gie – Quantitative Hydrologie, Bd. 1; 673 S.; Gebrüder Born- gung der SGHL «Schnee, Eis und Wasser im Raumplanung + Umwelt AG traeger, Berlin – Stuttgart. Alpenraum – aktueller denn je!». Link: http:// [2] Meier, W.; Bonjour, C.; Wüest, A.; Reichert, P. (2003): Modeling chy.scnatweb.ch/d/Aktuell/Veranstaltungen/ Büro für nachhaltige Raum- the Effect of Water Diversion on the Temperature of Moun- documents/Oertli.pdf. entwicklung und Umweltplanung tain Streams. Journal of Environmental Engineering 755–764. [21] Troschel, J. (1994): Anforderungen an Krebs- Sebastiansplatz 1 [3] Meier, W.; Wüest, A. (2004): Wie verändert die hydroelektri- gewässer. In: Mitteilungen zur Fischerei 52 47– sche Nutzung die Wassertemperatur der Rhone? Wasser 52, BUWAL. CH-3900 Brig-Glis Energie Luft, 96, 11/12 305–309. [22] Davies, P.; Cook, B.; Rutherford, K.; Walshe, T. [4] BAFU, Bundesamt für Umwelt: Hydrologisches Jahrbuch der (2004): Managing high in-stream temperatu- Schweiz, Bern-Ittigen. res using riparian vegetation. River and riparian [5] de Montmollin, F.; Jakob, A. (1995): Temperaturverhältnisse land management technical guideline Number 5. Verdankungen in Fliessgewässern und Seen. In: Hydrologischer Atlas der [23] Gerster, S. (2006): PKD – Die Proliferative Schweiz; Tafel 7.3. Landeshydrologie und -geologie, Bern. Nierenkrankheit. Faltblatt, Fischereiberatung Die vorliegende Publikation wäre ohne [6] de Montmollin, F.; Parodi, A. (1990): Température des cours (FIBER) Eawag, Kastanienbaum. die zuverlässige und sorgfältige langjähri- d’eau suisses, Mitteilung Nr. 12 der Landeshydrologie und [24] BAFU (2007): Wassertemperaturmessungen ge Arbeit im Feld und in der Datenbear- -geologie, Bern. 96 S. des Bundesamtes für Umwelt, Abteilung Hyd- beitung nicht möglich. Die Autoren dan- [7] Jakob, A. (2000): Temperaturentwicklung in den Fliessgewäs- rologie (Stand 2007). Interner Konzeptbe- ken deshalb den zahlreichen beteiligten sern. Mitteilung zur Fischerei 66, 29–40, BUWAL. richt, 14 S. [8] Jakob, A.; Liechti, P.; Binderheim, E. (2002): 30 Jahre NADUF [25] Baltisberger, M. (2009): Systematische Botanik Mitarbeitenden der Abteilung Hydrologie – Eine Zwischenbilanz. gwa, 3/02 203–208. – Einheimische Farn- und Samenpflanzen. des Bundesamts für Umwelt sowie den [9] Jakob, A.; Liechti, P.; Schädler, B. (1996): Temperatur in 3., korrigierte Auflage, vdf-Hochschulverlag, lokalen Betreuern der Stationen. Schweizer Gewässern – Quo vadis? gwa, 4/96 288–294. 328 S.

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Temperaturen in Schweizer Fliessgewässern Langzeitbeobachtung

Températures des cours d’eau suisses Adrian Jakob Observation à long terme Dans le cadre du réseau national des mesures de température, la température de différents cours d’eau est mesurée continuellement depuis 1963. Il est ainsi possible de mettre en évidence les consé- quences de diverses influences naturelles et anthro- pogènes sur l’évolution annuelle de la température de l’eau. Ces mesures permettent d’effectuer une classification approximative des stations de mesure. L’analyse des relevés de température indique une augmentation de la moyenne annuelle pouvant at- Im Rahmen des nationalen Temperaturmessnetzes werden seit 1963 die teindre 1,2° C et 1,5 à 3° C en été, en basse alti- Wassertemperaturen verschiedener Fliessgewässer kontinuierlich erfasst. tude et dans la zone d’influence des lacs. En région Dadurch können die Auswirkungen unterschiedlicher natürlicher und alpine, l’augmentation de la moyenne annuelle est anthropogener Einflüsse auf den Jahresverlauf der Wassertemperaturen moins marquée à cause de l’effet compensateur de l’eau de fonte des glaciers. Quelle que soit l’alti- auf gezeigt werden. Dies erlaubt eine grobe Klassifizierung der Messstatio- tude, toutes les stations de mesure enregistrent une nen. Die Auswertungen der Messungen zeigen klare Tendenzen zu erhöh- élévation plus rapide de la température au prin- ten Wassertemperaturen von bis zu 1,2 °C im Jahresmittel und um 1,5–3 °C temps. Les changements de température ont une im Sommer insbesondere in tieferen Lagen sowie im Einflussbereich von influence notable sur le développement et la com- position des espèces aquatiques. Seen. In alpinen Lagen sind die Temperaturerhöhungen im Jahresmittel auf- grund des kompensierenden Einflusses von Gletscherschmelzwasser weni- Temperatures in Swiss Rivers and ger ausgeprägt. Unabhängig von der Höhenlage ist bei allen Messstationen Streams ein rascherer Temperaturanstieg im Frühling zu verzeichnen. Die Tempera- Long-term Observation turänderungen wirken sich wesentlich auf die Entwicklung und Zusammen- Water temperatures of various rivers and streams setzung von aquatischen Lebewesen aus. have been continuously recorded since 1963 within the framework of the national temperature meas- urement network. This has made it possible to highlight the effects of various natural and anthro- pogenic influences on the annual development of water temperatures. This enables an approximate 1. Einleitung classification of the measurement stations. The analyses of the measurements show clear tenden- ie Temperatur ist einer der physikalischen cies towards increased annual mean temperatures DSchlüsselparameter, der die chemischen of up to 1.2 °C, and 1.5 – 3 °C in summer, particu- und biologischen Prozesse in einem Fliessge- larly in lower altitudes, as well as in areas affected wässer bestimmt. Deshalb spielt die Wasser- by lakes. In alpine regions the increase in annual temperatur für die Zusammensetzung und mean is visible to a lesser extent, due to the com- Entwicklung aquatischer Lebensgemeinschaf- pensating influences of melt-water from glaciers. A ten eine wesentliche Rolle. rapid increase in temperature is noticeable in Die Wassertemperaturen sind einerseits das spring, irrespective of the altitude. The temperature Resultat von natürlichen Einflussfaktoren im changes have a decisive impact on the develop- Einzugsgebiet wie beispielsweise Morpholo- ment and on the composition of aquatic life. gie, klimatische Bedingungen und die Grund- wasserexfiltration [1]. Andererseits werden die

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2. Einflussfaktoren

as mittlere Jahrestemperaturregime an Deiner bestimmten Stelle im Fliessgewäs- ser weist einen sinusähnlichen Verlauf auf, der um einige Wochen verzögert der Kurve der mittleren Lufttemperatur am betreffenden Ort folgt, wobei der Temperaturanstieg meist langsamer als der Temperaturabfall ist. Dieser mehr oder weniger ausgeprägte Jahresgang des Temperaturverlaufes ist in erster Linie das Resultat von klimatischen Faktoren, wie Son- neneinstrahlung, Abstrahlung, Niederschlag, Verdunstung, Kondensation, Luftfeuchtig- keit, Windgeschwindigkeit und Wärmeaus- tausch mit dem Untergrund und der Luft [1]. Kurzfristige und langfristige Abweichungen sowie Abschwächungen und Verstärkungen von diesem sinusähnlichen Verlauf werden von den folgenden natürlichen und anthropo- genen Einflüssen bewirkt:

Meteorologische Verhältnisse Abb. 1 Überblick über die Lage der Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes (Stand 2008): Blaue Punkte markieren diejenigen Stationen, die vor 2000 in Betrieb genommen wurden, orange Punkte Eine Schlechtwetterlage bewirkt im Sommer markieren diejenigen Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen wurden. eine Abkühlung, da einerseits die Sonnenein- strahlung und damit die Erwärmung des Was- Temperaturverhältnisse eines Fliess- Im Rahmen der nationalen Um- sers reduziert werden und andererseits mit gewässers durch anthropogene Ein- weltbeobachtung betreibt die Abtei- dem Niederschlag kälteres Wasser in das flüsse wie z. B. durch hydroelekt- lung Hydrologie des Bundesamtes Fliessgewässer gelangt. Im Winter hingegen rische Speicherkraftwerke oder für Umwelt (BAFU) nebst anderen bewirkt eine Schlechtwetterlage eine Erwär- Kühl- und Abwassereinleitungen ein Messnetz zur Überwachung der mung des Wassers, da einerseits die Wärmeab- verändert [2, 3]. Wassertemperaturen an ausgewähl- strahlung bzw. die Abkühlung des Wassers Die Gewässerschutzverordnung ten Fliessgewässern (Abb. 1). Die vermindert wird und andererseits das Nieder- (GSchV) legt die Anforderungen Messergebnisse werden regelmässig schlagswasser bei Regen im Winter meist hö- für die Temperaturverhältnisse in im Hydrologischen Jahrbuch der here Temperaturen als das Flusswasser auf- Oberflächengewässern fest. Dem- Schweiz [4] publiziert und im Inter- weist, weil die Temperaturamplituden im Bo- nach muss die Wasserqualität so be- net dargestellt (www.bafu.admin. den geringer sind. Meteorologische Einflüsse ch/hydrologie schaffen sein, dass die Temperatur- ); sie können auch di- wirken kurzfristig und können grosse jährliche verhältnisse naturnah sind. Zudem rekt beim BAFU bezogen werden. Unterschiede in den Temperaturganglinien dürfen durch Wasserentnahmen, Im Folgenden wird das Anfang der bewirken. Wassereinleitungen und bauliche 2000er-Jahre erweiterte Tempera- Eingriffe die Temperaturverhältnisse turmessnetz des Bundes vorgestellt Ökomorphologie des Gewässers nicht derart verändert und unter dem Aspekt der Reprä- Ein grosses Gefälle und eine grosse Bettrau- werden, dass die für das Gewässer sentativität anhand einer Klassifi- typischen Lebensgemeinschaften zierung der Stationen diskutiert. Im higkeit bewirken aufgrund der grösseren Rei- nicht mehr gedeihen können. Ge- Weiteren werden die erhobenen bung eine Temperaturzunahme in einem genüber dem möglichst unbeein- Daten zusammengefasst dargestellt, Fliessgewässer [11]. Vor allem bei alpinen flussten Zustand darf die Tempera- langfristige Änderungen der Was- Fliessgewässern im Winter bei niedrigem Ab- tur eines Fliessgewässers durch Wär- sertemperaturen werden aufgezeigt fluss kann dies zu tendenziell höheren Winter- meeintrag oder -entzug um höchstens und im Hinblick auf mögliche Aus- temperaturen führen als aufgrund der klimati- 3 °C, in Gewässerabschnitten der wirkungen auf die aquatische Fau- schen Bedingungen zu erwarten wären. Die Forellenregion um höchstens 1,5 °C na diskutiert. Vegetation entlang eines Fliessgewässers kann verändert werden, wobei die Was- Weitere Publikationen zum Tempe- durch Beschattung vor allem im Sommer Ab- sertemperatur grundsätzlich 25 °C raturmessnetz des Bundes finden weichungen gegenüber unbeschatteten Gewäs- nicht übersteigen darf. sich in [5, 6, 7, 8, 9, 10]. sern um mehrere Grad Celsius bewirken [12].

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Grundwassereinfluss Grundwasserexfiltrationen bewirken eine Glät- tung der Jahresganglinie des entsprechenden Fliessgewässers. Sie haben geringere Tempe- raturamplituden zur Folge, als dies bei ver- gleichbaren Fliessgewässern ohne relevante Kühlwassereinleitungen mit steigenden Temperaturen be- Grundwasserexfiltration der Fall ist. Dies, weil Kühlwassereinleitungen aus thermi- schleunigt und der Sauerstoffbe- das Grundwasser über das ganze Jahr hinweg schen Kraftwerken bewirken grund- darf nimmt zu, was bei gleichzeitig eine relativ konstante Temperatur aufweist, sätzlich eine Erwärmung des Was- verringertem Sauerstoffangebot für welche in der Regel der Jahresmitteltempera- sers. Im Winter ist sie stärker als im viele Organismen zu Stress führen tur der Luft am betreffenden Ort entspricht Sommer. Die Temperatur der Aare kann. Die Temperatur bestimmt [13]. Zudem wirkt sich ein starker Grundwas- wird beispielsweise durch die Kühl- auch Dauer, Verlauf und Geschwin- sereinfluss dämpfend auf kurzfristige, wetter- wassereinleitung des Kraftwerks digkeit des Wachstums. Bei Fischen bedingte Temperaturschwankungen aus, was Mühleberg durchschnittlich um beispielsweise können Temperatur- insbesondere im Winter bei niedrigem Abfluss 1,3 °C erhöht, im Winter sogar um veränderungen zu Verschiebungen ersichtlich ist. bis zu 3,4 °C [2]. der Laichzeiten führen [19]. Bei Ma- kroinvertebraten beeinflussen Tem- Schnee- und Gletscherschmelze Abwassereinleitungen peraturveränderungen die Genera- Ein hoher Anteil an Schnee- und Gletscher- Abwassereinleitungen bei Regen- tionsdauer und bewirken damit schmelzwasser am Gesamtabfluss eines Fliess- wetter aus Misch- und Trennsyste- eine Verschiebung des Zeitpunktes gewässers führt vor allem im Sommer zu tiefe- men können speziell in kleinen Ge- der Emergenz, was den gesamten ren Wassertemperaturen, bewirkt eine Ver- wässern zu einem temporären Tem- Lebenszyklus verändern kann [20]. ringerung der Jahrestemperaturamplitude peraturanstieg führen, da das Wasser Die Lebensfähigkeit und -aktivität und reduziert die Ausgangstemperatur eines von versiegelten Flächen in den meis- aquatischer Organismen hängt zu- Fliessgewässers [14]. ten Fällen um einige Grade wärmer dem von optimalen Temperatur- Seen ist als das Fliessgewässer [16]. bereichen und Temperaturextrem- werten ab. Die optimalen und le- Seen haben die Funktion eines Wärmespei- Klimaänderung talen Temperaturbereiche sind je chers. Sie erwärmen sich im oberflächennahen Änderungen von klimatischen Fak- nach Organismen unterschiedlich. Bereich im Sommer aufgrund ihrer grossen toren wirken sich direkt auf die So können beispielsweise bei Forel- Oberfläche und dem stehenden Wasser viel Wassertemperaturen aus. Beispiels- len, Felchen oder Äschen ab ca. stärker als Fliessgewässer. Im Herbst und weise konnte gezeigt werden, dass 18 °C Stresssymptome auftreten Winter hingegen kühlen sich Seen aufgrund Änderungen des Nordatlantischen und Temperaturen über 25 °C be- ihres grösseren Volumens und der hohen Wär- Oszillation Indexes (NAO) einen reits tödlich sein. Karpfen, Barsche mespeicherkapazität viel weniger schnell ab. und Hechte hingegen ertragen Seeausflüsse zeigen deshalb im Sommer und grossen Einfluss sowohl auf die hohe Temperaturen besser [19]. Der im Winter generell höhere Temperaturen als Wassertemperaturen von Seen in Edelkrebs bevorzugt die wärmeren Seezuflüsse. Der Jahresmittelwert der Mess- ganz Zentraleuropa [17] als auch Gewässer mit Temperaturen bis station beim Zufluss kann bis zu 5 °C tiefer auf die Temperaturen der Fliessge- sein als jener beim Seeausfluss [15]. wässer in der Schweiz haben [18]. maximal 24 °C im Gegensatz zum Steinkrebs, der eher kühlere Ge- Hydroelektrische Speicherkraftwerke 3. Ökologische Bedeutung wässer mit Temperaturen bis maxi- Diese wirken sich unterschiedlich auf das Tem- mal 20 °C favorisiert [21]. Bei den peraturregime eines Fliessgewässers aus. Auf ie Temperatur beeinflusst die Wirbellosen bevorzugen Eintags- Restwasserstrecken bewirkt die hydroelektri- Dphysikalischen und chemischen fliegenlarven und Steinfliegenlar- sche Nutzung infolge des geringeren Abflus- Prozesse sowie die biologischen ven grundsätzlich niedrigere Tempe- ses im Winter eine Abnahme und im Sommer und biochemischen Vorgänge im raturen als z. B. Köcherfliegenlar- eine Zunahme der Wassertemperatur. Auf Wasser und wirkt sich somit indi- ven und Libellenlarven [22]. Gewässerabschnitten, die unterhalb der Was- rekt und direkt auf die aquatischen Stark temperaturabhängig ist auch serrückgabestelle liegen, wird die Wassertem- Organismen aus. der Ausbruch von Krankheiten bei peratur durch das aus dem Stausee turbinierte Die Löslichkeit von Gasen nimmt Fischen wie beispielsweise der pro- Wasser im Winter aufgewärmt und im Som- mit steigenden Temperaturen ab. liferativen Nierenkrankheit (PKD). mer abgekühlt [2]. In der Rhone beispielswei- So enthält wärmeres Wasser weni- Bachforellen können bei Tempera- se wird die Temperatur im Winter durch den ger gelösten Sauerstoff, welcher für turen unter etwa 15 °C zwar eine Kraftwerkseinfluss um etwa 2 °C erhöht und aquatisches Leben essentiell ist. pathologische Reaktion des Nieren- im Sommer um rund 1 °C reduziert [2]. Die Stoffwechselvorgänge werden gewebes entwickeln, sterben aber

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Neuformulierung der Zielsetzungen des Tem- peraturmessnetzes in den Jahren 2000–2002. Die Temperaturmessungen werden mit Tem- peratursonden kontinuierlich in 10-Minuten- Intervallen erhoben. Historische Temperatur- nicht daran. Ein Ausbruch der 4.2 Datenerhebung daten wurden teilweise mittels täg lichen Stich- Krankheit mit hoher Mortalitäts- Das nationale Temperaturmessnetz proben erhoben. Die Daten bilden die rate erfolgt hingegen dann, wenn wurde 1963 in Betrieb genommen Grundlage für die Berechnungen von Tages-, Erreger vorhanden sind und und seither laufend erweitert. Es Monats-, Jahresmittelwerten und Mittelwer- gleichzeitig die Wassertemperatu- umfasst zurzeit 78 Stationen (Tab. 1, ten über beliebige Zeitperioden. Der Beginn ren während zweier Wochen oder Abb. 1). Die grösste Erweiterung der Messperiode mit kontinuierlichen und als länger einen Tagesmittelwert von im Messnetz von 40 auf 75 Messsta- Stichproben durchgeführten Temperaturmes- 15 °C überschreiten [23]. tionen erfolgte im Rahmen der sungen ist in der Tabelle 1 ersichtlich. Die Viele Organismen haben je nach Le- bensstadien unterschiedliche Tempe- raturpräferenzen. Das Vorkommen mancher Arten ist somit aufgrund Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- Station EG scherung gebiet der Vorlieben und Toleranzen auf (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) bestimmte Flussabschnitte be- Aare Bern, Schönau 1970 502.00 2969.00 1610.00 8.00 Aare schränkt. Die Wassertemperatur Aare Brienzwiler 1964/69 570.00 554.00 2150.00 21.00 Aare legt damit Habitatsgrenzen in unse- Aare Brugg 1963/70 332.00 11750.00 1010.00 2.00 Aare ren Fliessgewässern fest. Langfristi- Aare Brügg, Aegerten 1963/70 428.00 8317.00 1150.00 2.90 Aare ge Veränderungen der Wassertem- Aare Felsenau, KW Klingnau 1960/70 312.00 17779.00 Aare peraturen beeinflussen deshalb das Aare Hagneck 1971 437.00 5128.00 1380.00 4.50 Aare Aare Ringgenberg, Goldswil 1964/80 564.00 1129.00 1970.00 16.20 Aare Vorkommen und die Zusammen- Aare Thun 1971 548.00 2490.00 1760.00 9.50 Aare setzung der aquatischen Organis- Aare Untersiggenthal, Stilli 1963/69 326.00 17625.00 1050.00 2.10 Aare men in Fliessgewässern und können Allaine Boncourt, Frontière 2002 366.00 215.00 559.00 Rhône das Aufkommen von Neozoen und Allenbach Adelboden 2002 1297.00 28.80 1856.00 Aare Neophyten fördern. Alp Einsiedeln 2003 840.00 46.40 1155.00 Limmat Arve Genève, Bout du Monde 1969 380.00 1976.00 1370.00 6.10 Rhône 4. Temperaturmessnetz Biber Biberbrugg 2003 825.00 31.90 1009.00 Limmat Birs Münchenstein, Hofmatt 1972 268.00 911.00 740.00 Rhein 4.1 Ziel und Konzept Broye Payerne, Caserne d`aviation 1976 441.00 392.00 710.00 Aare Das Ziel des nationalen Tempera- Canal de la Broye Sugiez 1999 429.00 697.00 630.00 Aare turmessnetzes besteht darin, Grund- Dischmabach Davos, Kriegsmatte 2004 1668.00 43.30 2372.00 2.10 Rhein Doubs Ocourt 2002 417.00 1230.00 950.00 Rhône lagen für die Erfolgskontrolle der Emme Emmenmatt 1976 638.00 443.00 1070.00 Aare schweizerischen Umweltschutzge- Engelberger Aa Buochs, Flugplatz 1983 443.00 227.00 1620.00 4.30 Reuss setzgebung zu liefern sowie Ursa- Glatt Rheinsfelden 1976 336.00 416.00 498.00 Rhein chen- und Wirkungsanalysen zu er- Goldach Goldach, Bleiche 2004 399.00 49.80 833.00 Rhein möglichen [24]. Um dieses Ziel zu Grossbach Gross, Säge 2003 940.00 9.06 1276.00 Limmat erreichen ist es wichtig, dass die Sta- Grosstalbach Isenthal 2004 767.00 43.90 1820.00 9.30 Reuss tionen einen gesamtschweizerischen Gürbe Belp, Mülimatt 2007 522.00 117.00 837.00 Aare Überblick gewährleisten und die Inn S-chanf 1981 1645.00 615.00 2470.00 15.60 Inn Vielfalt der Schweizer Fliessgewäs- Kleine Emme Littau, Reussbühl 1973/78 431.00 477.00 1050.00 Reuss ser repräsentieren. Landquart Felsenbach 2003 571.00 616.00 1800.00 1.40 Rhein Langeten Huttwil, Häberenbad 2002 597.00 59.90 766.00 Aare Damit die im Rahmen des Tempe- Limmat Baden, Limmatpromenade 1969/70 351.00 2396.00 1130.00 1.10 Limmat raturmessnetzes untersuchten Fliess- Linth Mollis, Linthbrücke 1964/71 436.00 600.00 1730.00 4.40 Limmat gewässer zusammenfassend charak- Linth Weesen, Biäsche 1964/70 419.00 1061.00 1580.00 2.50 Limmat terisiert werden können und das Lonza Blatten 1967/86 1520.00 77.80 2630.00 36.50 Rhône Messnetz im Hinblick auf seine Re- Lütschine Gsteig 1964/86 585.00 379.00 2050.00 17.40 Aare präsentativität besser beurteilt wer- Massa Blatten bei Naters 2003 1446.00 195.00 2945.00 65.90 Rhône den kann, müssen die einzelnen Mentue Yvonand, La Maugettaz 2002 449.00 105.00 679.00 Aare Messstationen aufgrund ihres Jah- Muota Ingenbohl 1974 438.00 316.00 1360.00 0.08 Reuss res-Temperaturregimes klassifiziert Murg Frauenfeld 2007 390.00 212.00 Rhein werden. Murg Wängi 2002 466.00 78.90 650.00 Rhein

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Messgenauigkeit im Temperaturmessnetz des BAFU wird durch regelmässige Vergleichs- messungen mit geeichten Thermometern ge- währleistet. Die Genauigkeit der Systeme be- trägt ±0,15 ºC ±0,02 ºC/ºC. reren Jahren (1999–2007) ausge- parameter und zusätzliche Kennt- 4.3 Klassifizierung der Messstationen wertet, um jährliche Schwankungen nisse über Faktoren im Einzugsge- Die Klassifizierung erfolgte mit Hilfe einer im Temperaturregime aufgrund von biet der betrachteten Fliessgewässer, Clusteranalyse, welche Ähnlichkeiten zwischen einzelnen Wetterereignissen aus- welche das Temperaturregime beein- den Stationen in Bezug auf ihr Jahres-Tempera- gleichen zu können. flussen, wurden für die Differenzie- turregime aufzeigte und eine grobe Einteilung Basierend auf den Ergebnissen der rung berücksichtigt. in verschiedene Cluster erlaubte. Bei der Bil- Clusteranalyse wurde die Grup- Die Klassifizierung der Messstatio- dung der Cluster wurden die Daten aus meh- peneinteilung verfeinert. Gebiets- nen wird einerseits anhand der mittleren Höhe des Einzugsgebietes – wichtigster Temperatur beeinflus- sender Gebietsparameter – und an- Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- dererseits anhand von drei das Station EG scherung gebiet (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) Temperaturregime beeinflussenden Necker Mogelsberg, Aachsäge 2007 606.00 88.20 959.00 0.00 Rhein Faktoren – Seeeinfluss, Grundwas- Poschiavino La Rösa 2004 1860.00 14.10 2283.00 0.35 Adda serexfiltration und hydrologische Reuss Luzern, Geissmattbrücke 1973 432.00 2251.00 1500.00 4.20 Reuss Speicherkraftwerke – dargestellt Reuss Mellingen 1969/70 345.00 3382.00 1240.00 2.80 Reuss (Tab. 2). Letztere wurden in dieser Reuss Seedorf 1971 438.00 832.00 2010.00 9.50 Reuss Arbeit als bedeutendste Einflüsse Rhein (Oberwasser) Laufenburg 1970/71 299.00 34074.00 Rhein erachtet. Die Einteilung der Ge- Rhein (Oberwasser) Rheinau 1971/72 353.00 Rhein bietshöhe nach geobotanischen Rhein Basel, Klingenthalfähre 2003 245.00 Rhein Kriterien in die vier Höhenstufen Rhein Diepoldsau, Rietbrücke 1963/84 410.00 6119.00 1800.00 1.40 Rhein Rhein Rekingen 1969/70 323.00 14718.00 1080.00 0.57 Rhein alpin, subalpin, montan und kollin Rhein Rheinfelden, Messstation 1971 262.00 34550.00 1039.00 1.30 Rhein ergab die beste Differenzierung, Rhein Weil, Palmrainbrücke 1954/77 244.00 Rhein weil hierbei die unterschiedlichen Rhône Chancy, Aux Ripes 1971/72 336.00 10299.00 1580.00 8.40 Rhône klimatischen Verhältnisse der Süd-, Rhône Genève, Halle d’ile 2003 367.00 7987.00 1670.00 9.40 Rhône Nord- und Zentralalpen sowie des Rhône Oberwald 2003 1368.00 95.00 2467.00 25.60 Rhône Juras berücksichtigt werden. Es gilt Rhône Porte du Scex 1968/71 377.00 5220.00 2130.00 14.30 Rhône zu beachten, dass sich die Höhen- Rhône Sion 1974 484.00 3349.00 2310.00 18.40 Rhône stufen je nach Region auf unter- Riale di Calneggia Cavergno, Pontit 2002 890.00 24.00 1996.00 0.00 Ticino schiedliche Meereshöhen beziehen Riale di Pincascia Lavertezzo 2004 536.00 44.40 1708.00 0.00 Ticino (Tab. 3) [25]. Der Vergletscherungs- Riale di Roggoiasca Roveredo 2003 980.00 8.06 1711.00 0.00 Ticino grad im Einzugsgebiet wurde in Rietholzbach Mosnang, Rietholz 2002 682.00 3.31 795.00 0.00 Rhein dieser Klassifizierung nicht als Rom Müstair 2003 1236.00 129.70 2187.00 0.12 Etsch Haupteinflussfaktor definiert, da er Rosegbach Pontresina 2004 1766.00 66.50 2716.00 30.10 Inn Saane Gümmenen 1981 473.00 1880.00 1131.00 0.20 Aare ebenfalls von der Höhe des Ein- Sellenbodenbach Neuenkirch 2003 515.00 10.50 615.00 0.00 Aare zugsgebiets abhängig ist. Sense Thörishaus, Sensematt 2003 553.00 352.00 1068.00 0.00 Aare Die Erkenntnisse der Klassifizierung Sitter Appenzell 2006 769.00 74.20 1252.00 0.00 Rhein können folgendermassen zusam- Sperbelgraben Wasen, Kurzeneialp 2002 911.00 0.54 1063.00 0.00 Aare mengefasst werden (Abb. 2): Suze Sonceboz 2004 642.00 150.00 1050.00 0.00 Aare − Je alpiner die mittlere Einzugs- Taschinasbach Grüsch, W.F. Lietha 2003 666.00 63.00 1768.00 0.04 Rhein gebietshöhe einer Station, desto Thur Andelfingen 1963/69 356.00 1696.00 770.00 0.00 Rhein niedriger sind sowohl die Winter- Ticino Riazzino 1978 200.00 1611.00 1640.00 0.65 Ticino als auch die Sommertemperatu- Tresa Ponte Tresa, Rocchetta 2003 268.00 615.00 800.00 0.00 Ticino ren und desto geringer sind die Venoge Ecublens, Les Bois 2002 383.00 231.00 700.00 0.00 Rhône Jahresamplituden des Tempera- Vispa Visp 2003 659.00 778.00 2660.00 29.50 Rhône turregimes. Je höher der Verglet- Vorderrhein Illanz 2002 693.00 776.00 2020.00 3.80 Rhein scherungsgrad im Einzugsgebiet, Worble Ittigen 1989 522.00 60.50 679.00 0.00 Aare desto mehr wird dieser Effekt Tab. 1 Messstellen des nationalen Wassertemperaturmessnetzes des BAFU mit den wichtigsten Kenngrössen zu ihrem Einzugsgebiet (Stand 2007). Bei einigen Stationen sind zwei unterschiedliche Jahre für den Beginn der Messperiode an- verstärkt. Typische Temperatur- gegeben. Dabei bezieht sich das frühere Jahr auf Beginn der Temperaturmessungen mittels Stichproben, das spätere Jahr bereiche von naturnahen Fliess- auf den Messbeginn mit kontinuierlich erhobenen Daten. gewässern der entsprechenden

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Wintertemperaturen nicht erklärt werden. Diese Station wird jedoch als unbeeinflusst klassifiziert, da keine Kenntnisse von Ein- flussfaktoren ersichtlich sind.

Gebietshöhen sind in der Tabel- Höhenstufen le 4 dar gestellt. Haupteinflüsse alpin subalpin montan kollin − Gegenüber den unbeeinflussten Seeausfluss Aare, Aare, Thun Aare, Brugg (+0,9°C) giii Canal de la Broye, Stationen in allen Höhenlagen Ringgenberg4 (+0,8°C) i Aare, Brügg, Aegerten (+1,0°C) giii Sugiez zeigen sich der Seeeinfluss in hö- (+0,5°C) i Aare, Bern Aare, Felsenau (+0,9°C) giii Tresa, Ponte Tresa heren Sommer- und Wintertem- (+0,9°C) i Aare, Hagneck (+0,9°C) ii Aare, Untersiggenthal (+0,9°C) peraturen, der Grundwasserein- Linth, Weesen (+1,0°C) iii Limmat, Baden (+1,0°C) gii fluss in einer ausgeglicheneren Reuss, Luzern (+1,2°C) giii Temperaturamplitude und der Reuss, Mellingen (+0,9°C) giii Rhein, Laufenburg (+1,0°C) giii Einfluss von hydroelektrischen Rhein, Rekingen (+1,0°C) giii Speicherkraftwerken in höheren Rhein, Rheinau (+1,0°C) giii Wintertemperaturen und nied- Rhein, Rheinfelden (+1,0°C) giii Rhein, Weil2 (+1,1°C) gii rigeren Sommertemperaturen Rhone, Chancy (+0,8°C) iii (Abb. 2a, b, c). Rhone, Genève

Grundwasser Rom, Müstair Grosstalbach, Suze, Sonceboz Allaine, Boncourt Fast alle ausgewerteten Stationen des Isental Birs, Münchenstein nationalen Temperaturmessnetzes R. di Calneggia, (+0,6°C) iii konnten eindeutig anhand ihres Cavergno Doubs, Ocourt Glatt, Temperaturregimes und anhand Rheinsfelden1 der Kenntnisse über die Tempera- (+0,6°C) giii tur beeinflussenden Faktoren in 15 Langeten, Huttwil Gruppen eingeteilt werden (Tab. 2). Murg, Frauenfeld Bei der Glatt-Rheinsfelden war die Murg, Wängi Rietholzbach, Einteilung erschwert, weil kein ein- Mosnang deutiger Haupteinfluss zu erkennen Venoge, Ecublens ist, bzw. weil sich zwei Hauptein- Worble, flüsse (Grundwasserexfiltration und Ittigen8 ii Seeeinfluss) überlagern. Der Grund- Speicher- Aare, Brienzwiler Engelberger Aa, Arve, Genève (+0,4°C) wassereinfluss wurde aufgrund des kraftwerk (+0,2°C) Buochs6 (+0,2°C) Muota, Ingenbohl (+0,1°C) Temperaturregimes als bedeuten- Rhone, Porte du Landquart, Saane, Gümmenen5 (+0,7°C) ii Scex (+0,4°C) Felsenbach der gewichtet. Bei der Lütschine- Sitter, Appenzell Rhone, Sion Linth, Mollis Ticino, Riazzino3 (+0,8°C) ii Gsteig können die relativ hohen (+0,2°C) (+0,4°C) Vispa, Visp Reuss, Seedorf (+0,4°C) Tab. 2 Klassifizierung der Messstellen des Wasser- Rhein, Diepoldsau temperaturmessnetzes unter Berücksichtigung der (+0,5°C) i mittleren Höhe des Einzugsgebietes gegenüber der Vorderrhein, Haupteinflüsse «See», «Grundwasserexfiltration», Illanz «Hydroelektrisches Speicherkraftwerk». Die neuen 1 Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen unbeeinflusst Dischmabach, Allenbach, Alp, Einsiedeln Broye, Payerne wurden, sind kursiv gekennzeichnet. In Klammern bzw. keine Davos Adelboden Biber, Biberbrugg (+1,0°C) iii ist die Differenz der mittleren Jahrestemperaturen ersichtlichen Inn, S-chanf5 R. di Roggoisca, Emme, Emmenmatt 1 (+0,7°C) ii Goldach, Goldach Haupteinflüsse der Periode 1988 – 2007 und 1974 –1987 angege- (+0,3°C) Roveredo Grossbach, Gross Kleine Emme, 7 3 ben. Stationen mit weniger langen kontinuierlichen Lonza, Blatten Taschinasbach, Necker, Mogelsberg Littau (+0,7°C) i Zeitreihen sind mit Zahlen markiert (1: ab 1976; 2: ab (–0,2°C) Grüsch i R. di Pincascia, Lavertezzo 1977; 3: ab 1978; 4: ab 1980; 5: ab 1981; 6: ab 1983; Lütschine, Mentue, Yvonand 7 8 Sense, Thörishaus : ab 1987; : ab 1989). Gsteig7 (+0,2°C) Sellenbodenbach, Sperbelgraben, Wasen Massa, Neuenkirch gi Ab- bzw. Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Blatten bei 15 und 18 °C seit Beginn der Messperiode Thur, Andelfingen Naters (+0,8°C) iii i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Poschiavino, 18 und 21 °C seit Beginn der Messperiode La Rösa i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Rhone, Oberwald 21 und 24 °C seit Beginn der Messperiode Rosegbach, i Zunahme der Anzahl Stunden > 24 °C seit Pontresina Beginn der Messperiode

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4.4 Repräsentativität Aufgrund der Klassifizierung der Messstatio- nen kann festgehalten werden, dass durch die Messnetzerweiterung seit 2000 die Repräsen- tativität deutlich erhöht wurde. Während die historischen Stationen hauptsächlich grosse, Obergrenze (m ü. M.) Vegetation Vegetation anthropogen beeinflusste Fliessgewässer des Obergrenze Mittellandes repräsentierten, werden aktuell Nordalpen Zentral alpen Südalpen Jura auch kleine, nicht anthropogen beeinflusste alpin 2400 –2500 2700 –3000 2400 –2500 Zwergsträu- Vegetations- Fliessgewässer in höheren Lagen erfasst (Tab. cher, Rasen grenze 2). Die von einem See beeinflussten Stationen sub alpin 1800 –2100 2000 –2500 1800 –2100 Nadel wälder Baumgrenze (2000) (2300) (2000) montan 1100 –1500 1000 –1800 1700 1300 –1500 Buchenwälder Buche / Wald- Winter temperatur Sommertemperatur (1300) (1500) (1700) (1400) und Buchen- föhre (nur Nadelmisch- Zentralalpen alpin <2 °C <10 °C wälder / Nadel- subalpin <2 °C 10 –15 °C wälder (nur Zentralalpen) montan <3 °C 13 –20 °C kollin 600 – 800 600 –1000 800 –1000 600 – 800 sommergrüne Eichen kollin 0,5 – 4 °C 16 –22 °C (700) (800) (900) (700) Laubwälder (sehr variabel) Tab. 3 Einteilung der Höhenstufen nach geobotanischen Kriterien. Es ist zu beachten, dass die Höhenstufen Tab. 4 Typische Temperaturbereiche von naturnahen Fliessgewäs- nicht durch eine klare Höhengrenze, sondern durch einen Grenzbereich getrennt sind. In Klammern sind die sern ohne ersichtliche Beeinflussung mit Einzugsgebietshöhen der Höhen angegeben, welche für Einteilung der Temperaturmessstationen angenommen wurden. vier Höhenstufen. (Quelle: [25])

Alpine Einzugsgebiete Subalpine Einzugsgebiete 25 25 Aare-Brienzwiler a) b) Rombach-Müstair Taschinasbach-Grüsch 20 Inn-S-chanf 20 Aare-Thun Aare-Ringgenberg Linth-Mollis C]

C] Grosstalbach-Isenthal 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [°

5 5

0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Montane Einzugsgebiete Kolline Einzugsgebiete 25 25 c) d)

20 20 C] C] 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [° Broye-Payerne Saane-Gümmenen Sense-Thörishaus Canale de la Broye-Sugiez 5 5 Reuss-Luzern Allaine-Boncourt Suze-Soceboz 0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug SepOkt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Abb. 2 Jahresganglinien der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes. Je höher die mittlere Höhe des Einzugsgebietes ist, desto kälter sind die Winter- und Sommertemperaturen und desto kleiner sind die Temperaturamplituden. Ein Seeeinfluss (grün) erhöht tendenziell die Sommer- und Wintertemperatu- ren, ein Grundwassereinfluss (blau) hat eine ausgleichende Wirkung auf die Temperaturamplituden und hydroelektrische Speicherkraftwerke (rot) erhöhen die Wintertemperaturen und erniedrigen tendenziell die Sommertemperaturen. Die Jahresganglinie von unbeeinflussten Stationen ist schwarz dargestellt. Die Werte entsprechen den durchschnittlichen Tagesmittelwerten über die Jahre 2003–2007.

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Die festgestellten Temperaturveränderungen zwischen den beiden Perioden sind bei allen Stationen mit langjährigen Messreihen in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Resultate können folgendermassen zusammengefasst werden: mit montaner Einzugsgebietshöhe werden und ist also klimatisch be- − Je höher die mittlere Höhe des Einzugsge- sind jedoch immer noch sehr stark dingt [9, 17]. Aufgrund dieser Tatsa- bietes und je höher der Grad der Verglet- im Messnetz vertreten, während che wurden für viele Darstellungen scherung im Einzugsgebiet ist, desto weni- Stationen, welche sich in montaner die beiden Perioden 1974 –1987 und ger deutlich ist die Temperaturzunahme bis alpiner Lage befinden und vom 1988 –2007 einander gegenüberge- bzw. ist sogar eine Temperaturabnahme zu Grundwasser beeinflusst sind, eher stellt. Bei 28 Stationen wurde eine verzeichnen (z. B. Lonza-Blatten). schwach vertreten sind. Je nach Analyse der Tagesmittelwerte für − Bei den Stationen mit Seeeinfluss ist die Ausrichtung der zukünftigen Erhe- die Perioden 1974 –1987 und 1988 – Temperaturzunahme deutlicher als bei Sta- bungen der Wassertemperaturen 2007 durchgeführt. Hierbei ist zu tionen in vergleichbarer Höhenstufe ohne und je nach Schwerpunktsetzung Seeeinfluss. Die Stationen mit mittlerer beachten, dass bei den Stationen der Fragestellungen besteht in die- Einzugsgebietshöhe der montanen Stufe Lütschine-Gsteig und Lonza-Blat- sem Bereich noch ein Potenzial, das zeigen mit 0,8–1,2 °C die stärkste Erwär- ten die Daten bis 1986 als Stichpro- im Bedarfsfall und mit den entspre- mung. Vergleichbare Daten der kollinen chenden Ressourcen noch weiter ben erhoben wurden. Aufgrund des Höhenstufe fehlen jedoch. ausgeschöpft werden kann. Zeitpunktes der Stichprobenent- − Bei den durch hydroelektrische Nutzung nahme sind die historischen Daten beeinflussten Stationen mit subalpiner und 5. Wassertemperaturwandel der Lütschine mit den Tagesmittel- montaner Einzugsgebietshöhe variiert die werten der aus den kontinuierlich Grössenordnung der Temperaturzunahme 5.1 Jahresmitteltemperaturen erhobenen Daten nach 1987 ver- stark und liegt im Bereich von 0,1–0,8 °C. Die Zeitreihen der Wassertempera- gleichbar. Hingegen wurden für den − In der kollinen Stufe zeigen die Stationen turen zeigen seit Beginn der Mess- Vergleich der Jahresmittelwerte bei mit Grundwassereinfluss (Glatt-Rheinsfel- periode eine Zunahme der Jahres- der Station Lonza-Blatten die Stich- den, Birs-Münchenstein) eine weniger aus- mittelwerte bei der Mehrheit der proben bis 1986 mit den Stunden- geprägte Temperaturzunahme als die unbe- Stationen um 0,1–1,2 °C, wobei ein mittelwerten der kontinuierlichen einflussten Stationen. markanter Anstieg zwischen 1987 Daten zum Zeitpunkt der Stichpro- und 1988 ersichtlich ist (Abb. 3) [9, be verwendet. Bei zehn Stationen Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass 18]. Dieser Temperatursprung zwi- fehlen Messungen einzelner Jahre Seen im Einzugsgebiet eine klimatisch be- schen 1987 und 1988 kann auf eine vor 1987 (Tab. 1 und 2). Die Auswir- dingte Temperaturzunahme verstärken. Dem- gegenüber wirkt sich ein Grundwassereinfluss Änderung des Nordatlantischen kungen auf die Periodenauswer- dämpfend auf eine Temperaturerhöhung aus. Oszillationsindexes zurückgeführt tung sind allerdings marginal. Ein hoher Vergletscherungsgrad im Einzugs- gebiet kompensiert aufgrund der Gletscher-

14 schmelze im Sommer eine klimatisch bedingte Rhein - Laufenburg Temperaturerhöhung teilweise, weshalb die " 13 Temperaturzunahme bei den alpinen Statio- Birs - Münchenstein nen weniger ausgeprägt ist als bei tiefer gele- 12 " genen Stationen. Inwiefern die hydroelektri- sche Nutzung einen dämpfenden Einfluss auf

C] Aare - Thun o [ eine mögliche klimatisch bedingte Erwär- 11 " mung der Fliessgewässer hat, kann aufgrund Arve - Genf 10 der fehlenden Datenlage nicht beantwortet " Temperatur werden, da langjährige konsistente Messrei-

9 Thur - Andelfingen hen von unbeeinflussten alpinen Stationen " fehlen. Hinweise auf eine mögliche Dämpfung

8 könnten die relativ geringen Temperaturzu- nahmen (0,1–0,4 °C) bei Stationen, welche 7 durch hydroelektrische Nutzung beeinflusst 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 sind, sich in tieferen Lagen befinden und eine geringe Vergletscherung des Einzugsgebietes Abb. 3 Entwicklung der mittleren jährlichen Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen. Auffäl- aufweisen, sein. lig ist der Temperatursprung zwischen 1987 und 1988, der bei allen Stationen ersichtlich ist. Der Tempera- tursprung ist vor allem bei Messstationen wie z. B. Arve-Genf, die im Einflussbereich von Gletschern liegen, Die Temperaturentwicklung zeigt, dass sich weniger deutlich. Flora und Fauna der Gewässer langfristig an

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND wärmere Bedingungen anpassen müssen. Ar- ten, die in Mittel- oder Unterläufen beheima- tet sind, werden sich flussaufwärts in Regio- nen verschieben, die ihnen früher noch zu kühl waren. So hat sich beispielsweise die Fo- rellenregion bereits um 100–200 m [18] in hö- z. B. bei der Lütschine-Gsteig und Dagegen sind die Herbsttempera- here Lagen verschoben. Das Vorkommen der Rhone-Sion, ist die Temperaturer- turen im Vergleich zu früheren Jah- Alpen-Mosaikjungfer – eine in Stillgewäs- höhung im Sommer weniger ausge- ren bei den alpinen Stationen deut- sern vorkommende Art – hat sich um 200– prägt oder sogar negativ, weil der lich höher. Möglicherweise wirken 500 m in höhere Lagen verschoben [20]. Zu- Temperaturanstieg im Sommer sich bei den alpinen Stationen klima- dem hat sich die Biodiversität von Pflanzen durch vermehrtes Gletscherschmelz- bedingte Temperaturerhöhungen im Alpenraum oberhalb von 2900 m ü. M. wasser teilweise kompensiert bzw. aufgrund der geringen Wasserfüh- signifikant erhöht [26]. überkompensiert wird (Abb. 4a, b). rung im Herbst am stärksten aus. 5.2 Saisonale Veränderungen

In der aktuelleren Periode 1988–2005 ist im 25 10 25 10 Vergleich zur Periode 1974–1987 bei praktisch a Lütschine - Gsteig b Rhone - Sion 20 8 20 8 allen Stationen im Frühling ein rascherer Tem- peraturanstieg zu beobachten als dies in frü- 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C heren Jahren der Fall war (Abb. 4). Eine Aus- T °C dT °C dT °C nahme bildet die Muota bei Ingenbohl (Abb. 5 2 5 2 4d), bei welcher sich verschiedene Einflüsse 0 0 0 0 überlagern. Die Muota liegt in einem Karstge- -5 -2 -5 -2 biet und ist zudem aufgrund der hydroelektri- JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep OktNov Dez schen Nutzung stark durch Schwallbetrieb be- 25 10 25 10 einflusst und weist deshalb extrem hohe Ab- c Linth - Mollis d Muota - Ingenbohl 20 8 20 8 flussschwankungen im Bereich < 20 % bis 80 % des mittleren normalen Jahresabflusses 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C auf. Bei den alpinen und subalpinen Stationen dT °C liegt die Temperaturerhöhung im Frühling im 5 2 5 2 Bereich von ca. 1 °C im März (Abb. 4a, b), bei 0 0 0 0 den montanen und kollinen Stationen bei bis -5 -2 -5 -2 zu 3 °C im Mai (Abb. 4h). Auch lassen sich bei JanFeb Mrz AprMai Jun Jul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz Apr MaiJun JulAug SepOkt Nov Dez allen nicht alpinen Stationen eine Erhöhung 25 10 25 10 e Emme - Emmenmatt f Rhein - Rheinfelden der Sommertemperaturen und eine Verlänge- 20 8 20 8 rung der sommerlichen Wärmeperiode fest- stellen. Auch diese Entwicklung entspricht 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C den Beobachtungen der Lufttemperaturen in dT °C diesem Zeitraum [27] und ist ebenfalls ein 5 2 5 2 Hinweis darauf, dass diese Temperaturverän- 0 0 0 0 derungen klimatisch bedingt sind. Bei den -5 -2 -5 -2 von Seen beeinflussten Stationen sind die JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Temperaturerhöhungen am grössten, wobei 25 10 25 10 die mittlere Temperaturzunahme im Winter g Glatt - Rheinsfelden h Broye - Payerne 20 8 20 8 ca. 1 °C und im Sommer ca. 1,5–3 °C beträgt, 15 6 was auf die hohe Wärmespeicherkapazität 15 6 10 4

T °C 10 4 dT °C T °C von Seen zurückzuführen ist (Abb. 4f). Der dT °C

5 2 Grundwassereinfluss wirkt sich dämpfend auf 5 2 die sommerliche Temperaturzunahme aus, 0 0 0 0 weil dann die Temperaturdifferenz zwischen -5 -2 -5 -2 Grundwasser und Oberflächenwasser am Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez grössten ist. Dies ist am Beispiel der Glatt- Rheinsfelden ersichtlich, wo die sommerliche Abb. 4 Saisonaler Verlauf der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Tempe- Temperaturerhöhung niedriger ist als diejeni- raturmessnetzes. Die blaue Linie bezieht sich auf die Messperiode 1974 –1987 (Lütschine, Rhone, Linth, Muota, Rhein) bzw. 1976 –1987 (Emme, Glatt, Broye), die rote Linie bezieht sich auf die Messperiode ge im Frühling (Abb. 4g). Bei den alpinen und 1988 – 2005. Die schwarz eingezeichneten Säulen zeigen die Temperaturdifferenzen zwischen den mittleren durch Gletscher beeinflussten Stationen wie Temperaturen 1988 – 2005 und 1976 –1987 bzw. 1974 –1987 und beziehen sich auf die rechte Y-Achse.

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ren beobachtet wurden. Quallen können sich nur bilden, wenn die Idealtemperatur von 25– 27 °C erreicht wird [28].

6. Schlussfolgerungen und Ausblick Die Erhöhung der Winter- und men hauptsächlich die Stunden mit Frühlingstemperaturen verlängert Temperaturen zwischen 15 und 18 °C ine grobe Klassifizierung der Stationen an- die Wachstumsphase der Fauna und bzw. 15 und 21 °C zu, was für diese Ehand ihres Temperaturregimes konnte un- Flora allgemein. Bei lachsartigen Fliessgewässer bereits als hohe Tem- ter Einbezug der Kenntnisse über die klimati- Fischen wirken sich höhere Winter- peratur bezeichnet werden muss. In schen Bedingungen sowie über natürliche und temperaturen positiv auf die Eient- den grösseren Gewässern mit See- anthropogene Einflüsse im Einzugsgebiet der wicklung aus. Durch höhere Som- einfluss nimmt die Anzahl Stunden jeweiligen Fliessgewässer vorgenommen wer- mertemperaturen werden die Karp- zwischen 15 °C und 18 °C eher ab, den. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die fenartigen und Barsche auf Kosten während die Anzahl Stunden über Haupteinflüsse nicht immer einfach und ein- der Lachsartigen, deren Stoffwech- 18 °C meist ansteigt. Der Zwischen- deutig identifiziert werden können, weil sie sel an tiefe Temperaturen angepasst bereich 15–18 °C wird bei diesen sich zum Teil überlagern und sich unterschied- ist, bevorteilt [19]. Bei Libellenlar- Messstellen im Frühling und Herbst lich auf das Temperaturregime auswirken. ven beschleunigen höhere Winter- schneller durchlaufen, dagegen ver- Aufgrund der Klassifizierung der Messstationen und Frühlingstemperaturen die harren die Temperaturen im Som- kann festgehalten werden, dass sich seit der Emergenz. So konnten beispiels- mer länger im hohen Temperaturbe- Erweiterung des Messnetzes dessen Repräsen- weise in verschiedenen Stillgewäs- reich. Stunden mit Temperaturen tativität stark erhöht hat, indem neu auch an- sern bei der Hufeisen-Azurjungfer über 24 °C werden hauptsächlich in thropogen unbeeinflusste und kleinere Einzugs- bereits phänologische Veränderun- den Flüssen mit montanem Einzugs- gebiete im Messnetz erfasst werden. Das heu- gen beobachtet werden [20]. gebiet unterhalb von Seen festge- tige Messnetz stellt damit eine gute Basis für stellt, was auf die starke Erwärmung die Erfassung der Entwicklung der Wassertem- 5.3 Stundenwerte über 15 °C des Oberflächenwassers in Seen bei peraturen in Schweizer Fliessgewässern dar. Für insgesamt 38 Stationen konnte lang anhaltenden warmen Wetter- Die Klassifizierung hat gezeigt, dass von den die Anzahl Stunden in den verschie- lagen zurückzuführen ist. Auch in diskutierten Einflüssen sich insbesondere die denen Temperaturwertebereichen unbeeinflussten Fliessgewässern mit Grundwasserexfiltration sehr deutlich im langfristig berechnet werden, wobei kollinem Einzugsgebiet wie z. B. in Temperaturregime der entsprechenden Mess- sich bei rund einem Viertel dieser der Thur-Andelfingen oder Broye- stationen zeigt. Dieser Einfluss wurde in den Stationen alle Werte unter 15 °C Payerne treten vermehrt Tempera- bisherigen Auswertungen zu wenig berück- (Schwellenwert für PKD-Mortalität) turen über 24 °C auf. sichtigt und nicht quantifiziert. Insbesondere befinden. Um die Häufigkeit hoher Die Folgen von hohen kurzfristig bei der Modellierung der Temperaturverhält- Wassertemperaturen zu erfassen, auftretenden Temperaturen können nisse, bei welcher die enge Beziehung zwi- wurde die Anzahl Stunden ausge- Fischsterben sein. Ein massives Fisch- schen Luft- und Wassertemperatur berück- zählt, welche innerhalb von jeweils sterben ereignete sich im August sichtigt wird, sollte der Grundwassereinfluss fünf Jahren eine Wassertemperatur 2003 im Rhein: Zwischen Boden- ebenfalls einbezogen werden. Dies vor allem von 15 °C überschritten haben. Als see-Untersee und Eglisau verende- im Hinblick auf eine Bewertung der Tempera- weitere Klassengrenze wurden auf- ten hitzebedingt ca. 52 000 Äschen turverhältnisse, die z.B. in das Modul-Stufen- grund der vorgängig ausgeführten [28]. Bei den Wirbellosen leiden vor Konzept des BAFU [29] eingegliedert werden Überlegungen zur ökologischen Be- allem die Eintagsfliegenlarven und könnte. Eine grosse Herausforderung stellt deutung der Temperatur die Werte Steinfliegenlarven unter hohen hierbei die Tatsache, dass sich der Grundwas- 18 °C, 21 °C und 24 °C gewählt. Die Temperaturen. Für Eintagsfliegen- sereinfluss entlang des Flusslaufes ändert und Stundenwerte aller Stationen sind larven und Steinfliegenlarven konn- sich somit, je nach Standort der Messstationen, im hydrologischen Atlas der Schweiz ten mittlere Letaltemperaturen im unterschiedlich stark auf das Temperaturre- (HADES) auf der Karte in Tafel 7.7 Bereich von 20–29 °C beobachtet gime auswirkt. Interessant in diesem Zusam- dargestellt [10]. werden [22]. Andere Wirbellose menhang ist auch die Frage, inwieweit sich im Zwischen 1976 und 2005 lässt sich sind mit Letal temperaturen im Be- Bereich von Grundwasserexfiltrationen auf- in allen Höhenlagen der Messstatio- reich von 30 °C toleranter gegen- grund deren ausgleichenden Wirkung auf das nen eine Zunahme der Stunden mit über warmen Wassertemperaturen. Temperaturregime bei extremen Wassertem- höheren Temperaturen feststellen Ein weiteres biologisches Phäno- peraturen Rückzugshabitate für Fische und (Tab. 2) [10]. In den montanen und men ist das Vorkommen von Süss- Wirbellose bilden können. Um das Verständnis subalpinen Gewässern ohne Seeein- wasserquallen in Seen, welche im über den Einfluss des Grundwassers auf das fluss sowie in den kollinen Gewäs- Hitzesommer 2003 im Neuenbur- Temperaturregime von Fliessgewässern zu er- sern mit Grundwassereinfluss neh- gersee aufgrund hoher Temperatu- weitern, wäre es deshalb prüfenswert, noch

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND mehr Messstationen im Bereich von Grund- wasserexfiltrationen zu errichten. Langfristige Änderungen in den Wassertempe- raturen – sowohl in den Jahresmittelwerten als auch im saisonalen Temperaturregime – konn- ten bei praktisch allen Messstationen festge- [10] Jakob, A.; Pfammatter, F.; Schädler, M. (2007): [26] Pauli, H.; Gottfried, M.; Reiter, K.; Klettner, C.; Veränderungen der Temperaturen in Fliessge- Grabherr, G. (2007): Signals of range expan- stellt werden. Dabei sind deutliche Tempera- wässern 1976–2005. In: Hydrologischer Atlas der sions and contractions of vascular plants in the turzunahmen in Fliessgewässern in tieferen Schweiz, Tafel 7.7. Bundesamt für Umwelt, Bern. high Alps: observations (1994–2004) at the Lagen und Temperaturabnahmen in alpinen [11] Moore, J. A.; Miner, J.R. (1997): Stream Tempe- GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Aus- ratures – Some Basic Considerations, 2–6, tria. Global Change Biology 13 147–156. Fliessgewässern mit einem hohen Anteil an Oregon State University. [27] Rebetez, M.; Reinhard, M. (2007): Monthly air Vergletscherung im Einzugsgebiet ersichtlich. [12] Moosmann, L.; Schmid, M.; Wüest, A. (2005): temperature trends in Switzerland 1901–2000 Die Ursachen für diese Temperaturverände- Einfluss der Beschattung auf das Temperatur- and 1975–2004. Theoretical and Applied Cli- regime der Orbe. Eawag. matology. rungen können jedoch nicht immer eindeutig [13] Binder, W. (1980): Landschaftsökologische [28] BUWAL, BWG, MeteoSchweiz (2004): Auswir- eruiert werden, da die langfristigen Messrei- Gesichtspunkte bei der Gewässerregulierung kungen des Hitzesommers 2003 auf die Gewäs- hen zum grössten Teil bei den anthropogen und der Gewässerpflege. In: Institut f. Wasser- ser. Schriftenreihe Umwelt Nr. 369. Bern-Ittigen, güte und Landschaftswasserbau der TU Wien Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, beeinflussten Fliessgewässern existieren und (Hg.), Landschaftswasserbau, Bd. 1 30–51. 174 S. deshalb klimatisch bedingte, natürliche Ein- [14] Ward, J.V. (2003): The Ecology of Alpine [29] BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung flüsse und anthropogene Einflüsse kombiniert Streams. Eawag news 54. und Beurteilung der Fliessgewässer in der [15] Pfammatter, F. (2004): Untersuchungen zur Schweiz. Modul-Stufen-Konzept. Mitteilun- auf das Temperaturregime einwirken. Wassertemperatur in schweizerischen Fliess- gen zum Gewässerschutz Nr. 26 des Bundes- Die Veränderungen der Wassertemperaturen gewässern. Diplomarbeit am Geographischen amtes für Umwelt, Wald und Landschaft. liegen jedoch in einem Bereich, welcher An- Institut der Universität Bern. [16] Krejci, V.; Frutiger, A.; Kreikenbaum, S.; Rossi, passungen der Biologie zur Folge hat. Eine L. (2004): Projekt «STORM: Abwassereinlei- Keywords solche Anpassung der aquatischen Fauna fin- tungen aus Kanalisationen bei Regenwetter» Wassertemperatur – Entwicklung – det bereits statt, was Beobachtungen in der – Gewässerbelastungen durch Abwasser aus Klimawandel – Messnetz Kanalisationen bei Regenwetter. Broschüre Phänologie und in der Artenzusammenset- Eawag und BUWAL, 36 S. zung von aquatischen Organismen bestätigen. [17] Livingstone, D.M.; Dokulil, M.T. (2001): Eigh- Adressen der Autoren Die vorhandenen biologischen Daten können ty years of spatially coheren Austrian lake sur- Adrian Jakob, Dr. phil. nat. face temperatures and their relationship to re- nicht absolut eindeutig den gemessenen Tem- gional air temperature and the North Atlantic Bundesamt für Umwelt BAFU peraturveränderungen zugeordnet werden, weil Oscillation. Limnology and Oceanography 46 CH-3003 Bern oft parallel auch andere anthropogene Einflüsse 1220–1227. Tel. +41 (0)31 324 76 71 [18] Hari, R.E.; Livingstone, D.M.; Siber, R.; Burk- die Lebensbedingungen der aquatischen Fauna hardt-Holm, P.; Güttinger, H. (2006): Conse- Fax +41 (0)31 324 76 81 verändern. In diesem Bereich ist deshalb noch quences of climatic change for water tempera- [email protected] ein grosser Forschungsbedarf vorhanden. Das ture and brown trout populations in Alpine Evi Binderheim, Dr. sc. techn. nationale Messnetz bietet hierfür eine gute rivers and streams. Global Change Biology 12 10–16. Sponsolim Umweltconsulting Grundlage, die es zu nutzen gilt. [19] Küttel, S.; Peter, A.; Wüest, A. (2002): Tempera- turpräferenzen und -limiten von Fischarten Dachslenbergstr. 51, CH-8180 Bülach Schweizerischer Fliessgewässer. Rhône Revi- talisierung Publikation Nummer 1. Miriam Schädler, dipl. natw. Literaturverzeichnis [20] Oertli, B.; Rosset, V.; Lehmann, A. (2009): Bio- Spitalackerstr. 7, CH-3013 Bern diversity in alpine ponds: an indicator of cli- [1] Baumgartner, A.; Liebscher, H.J. (1990): Allgemeine Hydrolo- mate warming? Vortrag im Rahmen der Ta- Fabian Pfammatter, lic. phil. nat. gie – Quantitative Hydrologie, Bd. 1; 673 S.; Gebrüder Born- gung der SGHL «Schnee, Eis und Wasser im Raumplanung + Umwelt AG traeger, Berlin – Stuttgart. Alpenraum – aktueller denn je!». Link: http:// [2] Meier, W.; Bonjour, C.; Wüest, A.; Reichert, P. (2003): Modeling chy.scnatweb.ch/d/Aktuell/Veranstaltungen/ Büro für nachhaltige Raum- the Effect of Water Diversion on the Temperature of Moun- documents/Oertli.pdf. entwicklung und Umweltplanung tain Streams. Journal of Environmental Engineering 755–764. [21] Troschel, J. (1994): Anforderungen an Krebs- Sebastiansplatz 1 [3] Meier, W.; Wüest, A. (2004): Wie verändert die hydroelektri- gewässer. In: Mitteilungen zur Fischerei 52 47– sche Nutzung die Wassertemperatur der Rhone? Wasser 52, BUWAL. CH-3900 Brig-Glis Energie Luft, 96, 11/12 305–309. [22] Davies, P.; Cook, B.; Rutherford, K.; Walshe, T. [4] BAFU, Bundesamt für Umwelt: Hydrologisches Jahrbuch der (2004): Managing high in-stream temperatu- Schweiz, Bern-Ittigen. res using riparian vegetation. River and riparian [5] de Montmollin, F.; Jakob, A. (1995): Temperaturverhältnisse land management technical guideline Number 5. Verdankungen in Fliessgewässern und Seen. In: Hydrologischer Atlas der [23] Gerster, S. (2006): PKD – Die Proliferative Schweiz; Tafel 7.3. Landeshydrologie und -geologie, Bern. Nierenkrankheit. Faltblatt, Fischereiberatung Die vorliegende Publikation wäre ohne [6] de Montmollin, F.; Parodi, A. (1990): Température des cours (FIBER) Eawag, Kastanienbaum. die zuverlässige und sorgfältige langjähri- d’eau suisses, Mitteilung Nr. 12 der Landeshydrologie und [24] BAFU (2007): Wassertemperaturmessungen ge Arbeit im Feld und in der Datenbear- -geologie, Bern. 96 S. des Bundesamtes für Umwelt, Abteilung Hyd- beitung nicht möglich. Die Autoren dan- [7] Jakob, A. (2000): Temperaturentwicklung in den Fliessgewäs- rologie (Stand 2007). Interner Konzeptbe- ken deshalb den zahlreichen beteiligten sern. Mitteilung zur Fischerei 66, 29–40, BUWAL. richt, 14 S. [8] Jakob, A.; Liechti, P.; Binderheim, E. (2002): 30 Jahre NADUF [25] Baltisberger, M. (2009): Systematische Botanik Mitarbeitenden der Abteilung Hydrologie – Eine Zwischenbilanz. gwa, 3/02 203–208. – Einheimische Farn- und Samenpflanzen. des Bundesamts für Umwelt sowie den [9] Jakob, A.; Liechti, P.; Schädler, B. (1996): Temperatur in 3., korrigierte Auflage, vdf-Hochschulverlag, lokalen Betreuern der Stationen. Schweizer Gewässern – Quo vadis? gwa, 4/96 288–294. 328 S.

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2. Einflussfaktoren

as mittlere Jahrestemperaturregime an Deiner bestimmten Stelle im Fliessgewäs- ser weist einen sinusähnlichen Verlauf auf, der um einige Wochen verzögert der Kurve der mittleren Lufttemperatur am betreffenden Ort folgt, wobei der Temperaturanstieg meist langsamer als der Temperaturabfall ist. Dieser mehr oder weniger ausgeprägte Jahresgang des Temperaturverlaufes ist in erster Linie das Resultat von klimatischen Faktoren, wie Son- neneinstrahlung, Abstrahlung, Niederschlag, Verdunstung, Kondensation, Luftfeuchtig- keit, Windgeschwindigkeit und Wärmeaus- tausch mit dem Untergrund und der Luft [1]. Kurzfristige und langfristige Abweichungen sowie Abschwächungen und Verstärkungen von diesem sinusähnlichen Verlauf werden von den folgenden natürlichen und anthropo- genen Einflüssen bewirkt:

Meteorologische Verhältnisse Abb. 1 Überblick über die Lage der Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes (Stand 2008): Blaue Punkte markieren diejenigen Stationen, die vor 2000 in Betrieb genommen wurden, orange Punkte Eine Schlechtwetterlage bewirkt im Sommer markieren diejenigen Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen wurden. eine Abkühlung, da einerseits die Sonnenein- strahlung und damit die Erwärmung des Was- Temperaturverhältnisse eines Fliess- Im Rahmen der nationalen Um- sers reduziert werden und andererseits mit gewässers durch anthropogene Ein- weltbeobachtung betreibt die Abtei- dem Niederschlag kälteres Wasser in das flüsse wie z. B. durch hydroelekt- lung Hydrologie des Bundesamtes Fliessgewässer gelangt. Im Winter hingegen rische Speicherkraftwerke oder für Umwelt (BAFU) nebst anderen bewirkt eine Schlechtwetterlage eine Erwär- Kühl- und Abwassereinleitungen ein Messnetz zur Überwachung der mung des Wassers, da einerseits die Wärmeab- verändert [2, 3]. Wassertemperaturen an ausgewähl- strahlung bzw. die Abkühlung des Wassers Die Gewässerschutzverordnung ten Fliessgewässern (Abb. 1). Die vermindert wird und andererseits das Nieder- (GSchV) legt die Anforderungen Messergebnisse werden regelmässig schlagswasser bei Regen im Winter meist hö- für die Temperaturverhältnisse in im Hydrologischen Jahrbuch der here Temperaturen als das Flusswasser auf- Oberflächengewässern fest. Dem- Schweiz [4] publiziert und im Inter- weist, weil die Temperaturamplituden im Bo- nach muss die Wasserqualität so be- net dargestellt (www.bafu.admin. den geringer sind. Meteorologische Einflüsse ch/hydrologie schaffen sein, dass die Temperatur- ); sie können auch di- wirken kurzfristig und können grosse jährliche verhältnisse naturnah sind. Zudem rekt beim BAFU bezogen werden. Unterschiede in den Temperaturganglinien dürfen durch Wasserentnahmen, Im Folgenden wird das Anfang der bewirken. Wassereinleitungen und bauliche 2000er-Jahre erweiterte Tempera- Eingriffe die Temperaturverhältnisse turmessnetz des Bundes vorgestellt Ökomorphologie des Gewässers nicht derart verändert und unter dem Aspekt der Reprä- Ein grosses Gefälle und eine grosse Bettrau- werden, dass die für das Gewässer sentativität anhand einer Klassifi- typischen Lebensgemeinschaften zierung der Stationen diskutiert. Im higkeit bewirken aufgrund der grösseren Rei- nicht mehr gedeihen können. Ge- Weiteren werden die erhobenen bung eine Temperaturzunahme in einem genüber dem möglichst unbeein- Daten zusammengefasst dargestellt, Fliessgewässer [11]. Vor allem bei alpinen flussten Zustand darf die Tempera- langfristige Änderungen der Was- Fliessgewässern im Winter bei niedrigem Ab- tur eines Fliessgewässers durch Wär- sertemperaturen werden aufgezeigt fluss kann dies zu tendenziell höheren Winter- meeintrag oder -entzug um höchstens und im Hinblick auf mögliche Aus- temperaturen führen als aufgrund der klimati- 3 °C, in Gewässerabschnitten der wirkungen auf die aquatische Fau- schen Bedingungen zu erwarten wären. Die Forellenregion um höchstens 1,5 °C na diskutiert. Vegetation entlang eines Fliessgewässers kann verändert werden, wobei die Was- Weitere Publikationen zum Tempe- durch Beschattung vor allem im Sommer Ab- sertemperatur grundsätzlich 25 °C raturmessnetz des Bundes finden weichungen gegenüber unbeschatteten Gewäs- nicht übersteigen darf. sich in [5, 6, 7, 8, 9, 10]. sern um mehrere Grad Celsius bewirken [12].

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Grundwassereinfluss Grundwasserexfiltrationen bewirken eine Glät- tung der Jahresganglinie des entsprechenden Fliessgewässers. Sie haben geringere Tempe- raturamplituden zur Folge, als dies bei ver- gleichbaren Fliessgewässern ohne relevante Kühlwassereinleitungen mit steigenden Temperaturen be- Grundwasserexfiltration der Fall ist. Dies, weil Kühlwassereinleitungen aus thermi- schleunigt und der Sauerstoffbe- das Grundwasser über das ganze Jahr hinweg schen Kraftwerken bewirken grund- darf nimmt zu, was bei gleichzeitig eine relativ konstante Temperatur aufweist, sätzlich eine Erwärmung des Was- verringertem Sauerstoffangebot für welche in der Regel der Jahresmitteltempera- sers. Im Winter ist sie stärker als im viele Organismen zu Stress führen tur der Luft am betreffenden Ort entspricht Sommer. Die Temperatur der Aare kann. Die Temperatur bestimmt [13]. Zudem wirkt sich ein starker Grundwas- wird beispielsweise durch die Kühl- auch Dauer, Verlauf und Geschwin- sereinfluss dämpfend auf kurzfristige, wetter- wassereinleitung des Kraftwerks digkeit des Wachstums. Bei Fischen bedingte Temperaturschwankungen aus, was Mühleberg durchschnittlich um beispielsweise können Temperatur- insbesondere im Winter bei niedrigem Abfluss 1,3 °C erhöht, im Winter sogar um veränderungen zu Verschiebungen ersichtlich ist. bis zu 3,4 °C [2]. der Laichzeiten führen [19]. Bei Ma- kroinvertebraten beeinflussen Tem- Schnee- und Gletscherschmelze Abwassereinleitungen peraturveränderungen die Genera- Ein hoher Anteil an Schnee- und Gletscher- Abwassereinleitungen bei Regen- tionsdauer und bewirken damit schmelzwasser am Gesamtabfluss eines Fliess- wetter aus Misch- und Trennsyste- eine Verschiebung des Zeitpunktes gewässers führt vor allem im Sommer zu tiefe- men können speziell in kleinen Ge- der Emergenz, was den gesamten ren Wassertemperaturen, bewirkt eine Ver- wässern zu einem temporären Tem- Lebenszyklus verändern kann [20]. ringerung der Jahrestemperaturamplitude peraturanstieg führen, da das Wasser Die Lebensfähigkeit und -aktivität und reduziert die Ausgangstemperatur eines von versiegelten Flächen in den meis- aquatischer Organismen hängt zu- Fliessgewässers [14]. ten Fällen um einige Grade wärmer dem von optimalen Temperatur- Seen ist als das Fliessgewässer [16]. bereichen und Temperaturextrem- werten ab. Die optimalen und le- Seen haben die Funktion eines Wärmespei- Klimaänderung talen Temperaturbereiche sind je chers. Sie erwärmen sich im oberflächennahen Änderungen von klimatischen Fak- nach Organismen unterschiedlich. Bereich im Sommer aufgrund ihrer grossen toren wirken sich direkt auf die So können beispielsweise bei Forel- Oberfläche und dem stehenden Wasser viel Wassertemperaturen aus. Beispiels- len, Felchen oder Äschen ab ca. stärker als Fliessgewässer. Im Herbst und weise konnte gezeigt werden, dass 18 °C Stresssymptome auftreten Winter hingegen kühlen sich Seen aufgrund Änderungen des Nordatlantischen und Temperaturen über 25 °C be- ihres grösseren Volumens und der hohen Wär- Oszillation Indexes (NAO) einen reits tödlich sein. Karpfen, Barsche mespeicherkapazität viel weniger schnell ab. und Hechte hingegen ertragen Seeausflüsse zeigen deshalb im Sommer und grossen Einfluss sowohl auf die hohe Temperaturen besser [19]. Der im Winter generell höhere Temperaturen als Wassertemperaturen von Seen in Edelkrebs bevorzugt die wärmeren Seezuflüsse. Der Jahresmittelwert der Mess- ganz Zentraleuropa [17] als auch Gewässer mit Temperaturen bis station beim Zufluss kann bis zu 5 °C tiefer auf die Temperaturen der Fliessge- sein als jener beim Seeausfluss [15]. wässer in der Schweiz haben [18]. maximal 24 °C im Gegensatz zum Steinkrebs, der eher kühlere Ge- Hydroelektrische Speicherkraftwerke 3. Ökologische Bedeutung wässer mit Temperaturen bis maxi- Diese wirken sich unterschiedlich auf das Tem- mal 20 °C favorisiert [21]. Bei den peraturregime eines Fliessgewässers aus. Auf ie Temperatur beeinflusst die Wirbellosen bevorzugen Eintags- Restwasserstrecken bewirkt die hydroelektri- Dphysikalischen und chemischen fliegenlarven und Steinfliegenlar- sche Nutzung infolge des geringeren Abflus- Prozesse sowie die biologischen ven grundsätzlich niedrigere Tempe- ses im Winter eine Abnahme und im Sommer und biochemischen Vorgänge im raturen als z. B. Köcherfliegenlar- eine Zunahme der Wassertemperatur. Auf Wasser und wirkt sich somit indi- ven und Libellenlarven [22]. Gewässerabschnitten, die unterhalb der Was- rekt und direkt auf die aquatischen Stark temperaturabhängig ist auch serrückgabestelle liegen, wird die Wassertem- Organismen aus. der Ausbruch von Krankheiten bei peratur durch das aus dem Stausee turbinierte Die Löslichkeit von Gasen nimmt Fischen wie beispielsweise der pro- Wasser im Winter aufgewärmt und im Som- mit steigenden Temperaturen ab. liferativen Nierenkrankheit (PKD). mer abgekühlt [2]. In der Rhone beispielswei- So enthält wärmeres Wasser weni- Bachforellen können bei Tempera- se wird die Temperatur im Winter durch den ger gelösten Sauerstoff, welcher für turen unter etwa 15 °C zwar eine Kraftwerkseinfluss um etwa 2 °C erhöht und aquatisches Leben essentiell ist. pathologische Reaktion des Nieren- im Sommer um rund 1 °C reduziert [2]. Die Stoffwechselvorgänge werden gewebes entwickeln, sterben aber

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Neuformulierung der Zielsetzungen des Tem- peraturmessnetzes in den Jahren 2000–2002. Die Temperaturmessungen werden mit Tem- peratursonden kontinuierlich in 10-Minuten- Intervallen erhoben. Historische Temperatur- nicht daran. Ein Ausbruch der 4.2 Datenerhebung daten wurden teilweise mittels täg lichen Stich- Krankheit mit hoher Mortalitäts- Das nationale Temperaturmessnetz proben erhoben. Die Daten bilden die rate erfolgt hingegen dann, wenn wurde 1963 in Betrieb genommen Grundlage für die Berechnungen von Tages-, Erreger vorhanden sind und und seither laufend erweitert. Es Monats-, Jahresmittelwerten und Mittelwer- gleichzeitig die Wassertemperatu- umfasst zurzeit 78 Stationen (Tab. 1, ten über beliebige Zeitperioden. Der Beginn ren während zweier Wochen oder Abb. 1). Die grösste Erweiterung der Messperiode mit kontinuierlichen und als länger einen Tagesmittelwert von im Messnetz von 40 auf 75 Messsta- Stichproben durchgeführten Temperaturmes- 15 °C überschreiten [23]. tionen erfolgte im Rahmen der sungen ist in der Tabelle 1 ersichtlich. Die Viele Organismen haben je nach Le- bensstadien unterschiedliche Tempe- raturpräferenzen. Das Vorkommen mancher Arten ist somit aufgrund Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- Station EG scherung gebiet der Vorlieben und Toleranzen auf (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) bestimmte Flussabschnitte be- Aare Bern, Schönau 1970 502.00 2969.00 1610.00 8.00 Aare schränkt. Die Wassertemperatur Aare Brienzwiler 1964/69 570.00 554.00 2150.00 21.00 Aare legt damit Habitatsgrenzen in unse- Aare Brugg 1963/70 332.00 11750.00 1010.00 2.00 Aare ren Fliessgewässern fest. Langfristi- Aare Brügg, Aegerten 1963/70 428.00 8317.00 1150.00 2.90 Aare ge Veränderungen der Wassertem- Aare Felsenau, KW Klingnau 1960/70 312.00 17779.00 Aare peraturen beeinflussen deshalb das Aare Hagneck 1971 437.00 5128.00 1380.00 4.50 Aare Aare Ringgenberg, Goldswil 1964/80 564.00 1129.00 1970.00 16.20 Aare Vorkommen und die Zusammen- Aare Thun 1971 548.00 2490.00 1760.00 9.50 Aare setzung der aquatischen Organis- Aare Untersiggenthal, Stilli 1963/69 326.00 17625.00 1050.00 2.10 Aare men in Fliessgewässern und können Allaine Boncourt, Frontière 2002 366.00 215.00 559.00 Rhône das Aufkommen von Neozoen und Allenbach Adelboden 2002 1297.00 28.80 1856.00 Aare Neophyten fördern. Alp Einsiedeln 2003 840.00 46.40 1155.00 Limmat Arve Genève, Bout du Monde 1969 380.00 1976.00 1370.00 6.10 Rhône 4. Temperaturmessnetz Biber Biberbrugg 2003 825.00 31.90 1009.00 Limmat Birs Münchenstein, Hofmatt 1972 268.00 911.00 740.00 Rhein 4.1 Ziel und Konzept Broye Payerne, Caserne d`aviation 1976 441.00 392.00 710.00 Aare Das Ziel des nationalen Tempera- Canal de la Broye Sugiez 1999 429.00 697.00 630.00 Aare turmessnetzes besteht darin, Grund- Dischmabach Davos, Kriegsmatte 2004 1668.00 43.30 2372.00 2.10 Rhein Doubs Ocourt 2002 417.00 1230.00 950.00 Rhône lagen für die Erfolgskontrolle der Emme Emmenmatt 1976 638.00 443.00 1070.00 Aare schweizerischen Umweltschutzge- Engelberger Aa Buochs, Flugplatz 1983 443.00 227.00 1620.00 4.30 Reuss setzgebung zu liefern sowie Ursa- Glatt Rheinsfelden 1976 336.00 416.00 498.00 Rhein chen- und Wirkungsanalysen zu er- Goldach Goldach, Bleiche 2004 399.00 49.80 833.00 Rhein möglichen [24]. Um dieses Ziel zu Grossbach Gross, Säge 2003 940.00 9.06 1276.00 Limmat erreichen ist es wichtig, dass die Sta- Grosstalbach Isenthal 2004 767.00 43.90 1820.00 9.30 Reuss tionen einen gesamtschweizerischen Gürbe Belp, Mülimatt 2007 522.00 117.00 837.00 Aare Überblick gewährleisten und die Inn S-chanf 1981 1645.00 615.00 2470.00 15.60 Inn Vielfalt der Schweizer Fliessgewäs- Kleine Emme Littau, Reussbühl 1973/78 431.00 477.00 1050.00 Reuss ser repräsentieren. Landquart Felsenbach 2003 571.00 616.00 1800.00 1.40 Rhein Langeten Huttwil, Häberenbad 2002 597.00 59.90 766.00 Aare Damit die im Rahmen des Tempe- Limmat Baden, Limmatpromenade 1969/70 351.00 2396.00 1130.00 1.10 Limmat raturmessnetzes untersuchten Fliess- Linth Mollis, Linthbrücke 1964/71 436.00 600.00 1730.00 4.40 Limmat gewässer zusammenfassend charak- Linth Weesen, Biäsche 1964/70 419.00 1061.00 1580.00 2.50 Limmat terisiert werden können und das Lonza Blatten 1967/86 1520.00 77.80 2630.00 36.50 Rhône Messnetz im Hinblick auf seine Re- Lütschine Gsteig 1964/86 585.00 379.00 2050.00 17.40 Aare präsentativität besser beurteilt wer- Massa Blatten bei Naters 2003 1446.00 195.00 2945.00 65.90 Rhône den kann, müssen die einzelnen Mentue Yvonand, La Maugettaz 2002 449.00 105.00 679.00 Aare Messstationen aufgrund ihres Jah- Muota Ingenbohl 1974 438.00 316.00 1360.00 0.08 Reuss res-Temperaturregimes klassifiziert Murg Frauenfeld 2007 390.00 212.00 Rhein werden. Murg Wängi 2002 466.00 78.90 650.00 Rhein

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Messgenauigkeit im Temperaturmessnetz des BAFU wird durch regelmässige Vergleichs- messungen mit geeichten Thermometern ge- währleistet. Die Genauigkeit der Systeme be- trägt ±0,15 ºC ±0,02 ºC/ºC. reren Jahren (1999–2007) ausge- parameter und zusätzliche Kennt- 4.3 Klassifizierung der Messstationen wertet, um jährliche Schwankungen nisse über Faktoren im Einzugsge- Die Klassifizierung erfolgte mit Hilfe einer im Temperaturregime aufgrund von biet der betrachteten Fliessgewässer, Clusteranalyse, welche Ähnlichkeiten zwischen einzelnen Wetterereignissen aus- welche das Temperaturregime beein- den Stationen in Bezug auf ihr Jahres-Tempera- gleichen zu können. flussen, wurden für die Differenzie- turregime aufzeigte und eine grobe Einteilung Basierend auf den Ergebnissen der rung berücksichtigt. in verschiedene Cluster erlaubte. Bei der Bil- Clusteranalyse wurde die Grup- Die Klassifizierung der Messstatio- dung der Cluster wurden die Daten aus meh- peneinteilung verfeinert. Gebiets- nen wird einerseits anhand der mittleren Höhe des Einzugsgebietes – wichtigster Temperatur beeinflus- sender Gebietsparameter – und an- Gewässer Station Beginn Höhe Fläche EG mittlere Höhe Verglet- Fluss- dererseits anhand von drei das Station EG scherung gebiet (m ü. M.) (km2) (m ü. M.) (%) Temperaturregime beeinflussenden Necker Mogelsberg, Aachsäge 2007 606.00 88.20 959.00 0.00 Rhein Faktoren – Seeeinfluss, Grundwas- Poschiavino La Rösa 2004 1860.00 14.10 2283.00 0.35 Adda serexfiltration und hydrologische Reuss Luzern, Geissmattbrücke 1973 432.00 2251.00 1500.00 4.20 Reuss Speicherkraftwerke – dargestellt Reuss Mellingen 1969/70 345.00 3382.00 1240.00 2.80 Reuss (Tab. 2). Letztere wurden in dieser Reuss Seedorf 1971 438.00 832.00 2010.00 9.50 Reuss Arbeit als bedeutendste Einflüsse Rhein (Oberwasser) Laufenburg 1970/71 299.00 34074.00 Rhein erachtet. Die Einteilung der Ge- Rhein (Oberwasser) Rheinau 1971/72 353.00 Rhein bietshöhe nach geobotanischen Rhein Basel, Klingenthalfähre 2003 245.00 Rhein Kriterien in die vier Höhenstufen Rhein Diepoldsau, Rietbrücke 1963/84 410.00 6119.00 1800.00 1.40 Rhein Rhein Rekingen 1969/70 323.00 14718.00 1080.00 0.57 Rhein alpin, subalpin, montan und kollin Rhein Rheinfelden, Messstation 1971 262.00 34550.00 1039.00 1.30 Rhein ergab die beste Differenzierung, Rhein Weil, Palmrainbrücke 1954/77 244.00 Rhein weil hierbei die unterschiedlichen Rhône Chancy, Aux Ripes 1971/72 336.00 10299.00 1580.00 8.40 Rhône klimatischen Verhältnisse der Süd-, Rhône Genève, Halle d’ile 2003 367.00 7987.00 1670.00 9.40 Rhône Nord- und Zentralalpen sowie des Rhône Oberwald 2003 1368.00 95.00 2467.00 25.60 Rhône Juras berücksichtigt werden. Es gilt Rhône Porte du Scex 1968/71 377.00 5220.00 2130.00 14.30 Rhône zu beachten, dass sich die Höhen- Rhône Sion 1974 484.00 3349.00 2310.00 18.40 Rhône stufen je nach Region auf unter- Riale di Calneggia Cavergno, Pontit 2002 890.00 24.00 1996.00 0.00 Ticino schiedliche Meereshöhen beziehen Riale di Pincascia Lavertezzo 2004 536.00 44.40 1708.00 0.00 Ticino (Tab. 3) [25]. Der Vergletscherungs- Riale di Roggoiasca Roveredo 2003 980.00 8.06 1711.00 0.00 Ticino grad im Einzugsgebiet wurde in Rietholzbach Mosnang, Rietholz 2002 682.00 3.31 795.00 0.00 Rhein dieser Klassifizierung nicht als Rom Müstair 2003 1236.00 129.70 2187.00 0.12 Etsch Haupteinflussfaktor definiert, da er Rosegbach Pontresina 2004 1766.00 66.50 2716.00 30.10 Inn Saane Gümmenen 1981 473.00 1880.00 1131.00 0.20 Aare ebenfalls von der Höhe des Ein- Sellenbodenbach Neuenkirch 2003 515.00 10.50 615.00 0.00 Aare zugsgebiets abhängig ist. Sense Thörishaus, Sensematt 2003 553.00 352.00 1068.00 0.00 Aare Die Erkenntnisse der Klassifizierung Sitter Appenzell 2006 769.00 74.20 1252.00 0.00 Rhein können folgendermassen zusam- Sperbelgraben Wasen, Kurzeneialp 2002 911.00 0.54 1063.00 0.00 Aare mengefasst werden (Abb. 2): Suze Sonceboz 2004 642.00 150.00 1050.00 0.00 Aare − Je alpiner die mittlere Einzugs- Taschinasbach Grüsch, W.F. Lietha 2003 666.00 63.00 1768.00 0.04 Rhein gebietshöhe einer Station, desto Thur Andelfingen 1963/69 356.00 1696.00 770.00 0.00 Rhein niedriger sind sowohl die Winter- Ticino Riazzino 1978 200.00 1611.00 1640.00 0.65 Ticino als auch die Sommertemperatu- Tresa Ponte Tresa, Rocchetta 2003 268.00 615.00 800.00 0.00 Ticino ren und desto geringer sind die Venoge Ecublens, Les Bois 2002 383.00 231.00 700.00 0.00 Rhône Jahresamplituden des Tempera- Vispa Visp 2003 659.00 778.00 2660.00 29.50 Rhône turregimes. Je höher der Verglet- Vorderrhein Illanz 2002 693.00 776.00 2020.00 3.80 Rhein scherungsgrad im Einzugsgebiet, Worble Ittigen 1989 522.00 60.50 679.00 0.00 Aare desto mehr wird dieser Effekt Tab. 1 Messstellen des nationalen Wassertemperaturmessnetzes des BAFU mit den wichtigsten Kenngrössen zu ihrem Einzugsgebiet (Stand 2007). Bei einigen Stationen sind zwei unterschiedliche Jahre für den Beginn der Messperiode an- verstärkt. Typische Temperatur- gegeben. Dabei bezieht sich das frühere Jahr auf Beginn der Temperaturmessungen mittels Stichproben, das spätere Jahr bereiche von naturnahen Fliess- auf den Messbeginn mit kontinuierlich erhobenen Daten. gewässern der entsprechenden

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Wintertemperaturen nicht erklärt werden. Diese Station wird jedoch als unbeeinflusst klassifiziert, da keine Kenntnisse von Ein- flussfaktoren ersichtlich sind.

Gebietshöhen sind in der Tabel- Höhenstufen le 4 dar gestellt. Haupteinflüsse alpin subalpin montan kollin − Gegenüber den unbeeinflussten Seeausfluss Aare, Aare, Thun Aare, Brugg (+0,9°C) giii Canal de la Broye, Stationen in allen Höhenlagen Ringgenberg4 (+0,8°C) i Aare, Brügg, Aegerten (+1,0°C) giii Sugiez zeigen sich der Seeeinfluss in hö- (+0,5°C) i Aare, Bern Aare, Felsenau (+0,9°C) giii Tresa, Ponte Tresa heren Sommer- und Wintertem- (+0,9°C) i Aare, Hagneck (+0,9°C) ii Aare, Untersiggenthal (+0,9°C) peraturen, der Grundwasserein- Linth, Weesen (+1,0°C) iii Limmat, Baden (+1,0°C) gii fluss in einer ausgeglicheneren Reuss, Luzern (+1,2°C) giii Temperaturamplitude und der Reuss, Mellingen (+0,9°C) giii Rhein, Laufenburg (+1,0°C) giii Einfluss von hydroelektrischen Rhein, Rekingen (+1,0°C) giii Speicherkraftwerken in höheren Rhein, Rheinau (+1,0°C) giii Wintertemperaturen und nied- Rhein, Rheinfelden (+1,0°C) giii Rhein, Weil2 (+1,1°C) gii rigeren Sommertemperaturen Rhone, Chancy (+0,8°C) iii (Abb. 2a, b, c). Rhone, Genève

Grundwasser Rom, Müstair Grosstalbach, Suze, Sonceboz Allaine, Boncourt Fast alle ausgewerteten Stationen des Isental Birs, Münchenstein nationalen Temperaturmessnetzes R. di Calneggia, (+0,6°C) iii konnten eindeutig anhand ihres Cavergno Doubs, Ocourt Glatt, Temperaturregimes und anhand Rheinsfelden1 der Kenntnisse über die Tempera- (+0,6°C) giii tur beeinflussenden Faktoren in 15 Langeten, Huttwil Gruppen eingeteilt werden (Tab. 2). Murg, Frauenfeld Bei der Glatt-Rheinsfelden war die Murg, Wängi Rietholzbach, Einteilung erschwert, weil kein ein- Mosnang deutiger Haupteinfluss zu erkennen Venoge, Ecublens ist, bzw. weil sich zwei Hauptein- Worble, flüsse (Grundwasserexfiltration und Ittigen8 ii Seeeinfluss) überlagern. Der Grund- Speicher- Aare, Brienzwiler Engelberger Aa, Arve, Genève (+0,4°C) wassereinfluss wurde aufgrund des kraftwerk (+0,2°C) Buochs6 (+0,2°C) Muota, Ingenbohl (+0,1°C) Temperaturregimes als bedeuten- Rhone, Porte du Landquart, Saane, Gümmenen5 (+0,7°C) ii Scex (+0,4°C) Felsenbach der gewichtet. Bei der Lütschine- Sitter, Appenzell Rhone, Sion Linth, Mollis Ticino, Riazzino3 (+0,8°C) ii Gsteig können die relativ hohen (+0,2°C) (+0,4°C) Vispa, Visp Reuss, Seedorf (+0,4°C) Tab. 2 Klassifizierung der Messstellen des Wasser- Rhein, Diepoldsau temperaturmessnetzes unter Berücksichtigung der (+0,5°C) i mittleren Höhe des Einzugsgebietes gegenüber der Vorderrhein, Haupteinflüsse «See», «Grundwasserexfiltration», Illanz «Hydroelektrisches Speicherkraftwerk». Die neuen 1 Stationen, die nach 2000 in Betrieb genommen unbeeinflusst Dischmabach, Allenbach, Alp, Einsiedeln Broye, Payerne wurden, sind kursiv gekennzeichnet. In Klammern bzw. keine Davos Adelboden Biber, Biberbrugg (+1,0°C) iii ist die Differenz der mittleren Jahrestemperaturen ersichtlichen Inn, S-chanf5 R. di Roggoisca, Emme, Emmenmatt 1 (+0,7°C) ii Goldach, Goldach Haupteinflüsse der Periode 1988 – 2007 und 1974 –1987 angege- (+0,3°C) Roveredo Grossbach, Gross Kleine Emme, 7 3 ben. Stationen mit weniger langen kontinuierlichen Lonza, Blatten Taschinasbach, Necker, Mogelsberg Littau (+0,7°C) i Zeitreihen sind mit Zahlen markiert (1: ab 1976; 2: ab (–0,2°C) Grüsch i R. di Pincascia, Lavertezzo 1977; 3: ab 1978; 4: ab 1980; 5: ab 1981; 6: ab 1983; Lütschine, Mentue, Yvonand 7 8 Sense, Thörishaus : ab 1987; : ab 1989). Gsteig7 (+0,2°C) Sellenbodenbach, Sperbelgraben, Wasen Massa, Neuenkirch gi Ab- bzw. Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Blatten bei 15 und 18 °C seit Beginn der Messperiode Thur, Andelfingen Naters (+0,8°C) iii i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Poschiavino, 18 und 21 °C seit Beginn der Messperiode La Rösa i Zunahme der Anzahl Stunden zwischen Rhone, Oberwald 21 und 24 °C seit Beginn der Messperiode Rosegbach, i Zunahme der Anzahl Stunden > 24 °C seit Pontresina Beginn der Messperiode

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4.4 Repräsentativität Aufgrund der Klassifizierung der Messstatio- nen kann festgehalten werden, dass durch die Messnetzerweiterung seit 2000 die Repräsen- tativität deutlich erhöht wurde. Während die historischen Stationen hauptsächlich grosse, Obergrenze (m ü. M.) Vegetation Vegetation anthropogen beeinflusste Fliessgewässer des Obergrenze Mittellandes repräsentierten, werden aktuell Nordalpen Zentral alpen Südalpen Jura auch kleine, nicht anthropogen beeinflusste alpin 2400 –2500 2700 –3000 2400 –2500 Zwergsträu- Vegetations- Fliessgewässer in höheren Lagen erfasst (Tab. cher, Rasen grenze 2). Die von einem See beeinflussten Stationen sub alpin 1800 –2100 2000 –2500 1800 –2100 Nadel wälder Baumgrenze (2000) (2300) (2000) montan 1100 –1500 1000 –1800 1700 1300 –1500 Buchenwälder Buche / Wald- Winter temperatur Sommertemperatur (1300) (1500) (1700) (1400) und Buchen- föhre (nur Nadelmisch- Zentralalpen alpin <2 °C <10 °C wälder / Nadel- subalpin <2 °C 10 –15 °C wälder (nur Zentralalpen) montan <3 °C 13 –20 °C kollin 600 – 800 600 –1000 800 –1000 600 – 800 sommergrüne Eichen kollin 0,5 – 4 °C 16 –22 °C (700) (800) (900) (700) Laubwälder (sehr variabel) Tab. 3 Einteilung der Höhenstufen nach geobotanischen Kriterien. Es ist zu beachten, dass die Höhenstufen Tab. 4 Typische Temperaturbereiche von naturnahen Fliessgewäs- nicht durch eine klare Höhengrenze, sondern durch einen Grenzbereich getrennt sind. In Klammern sind die sern ohne ersichtliche Beeinflussung mit Einzugsgebietshöhen der Höhen angegeben, welche für Einteilung der Temperaturmessstationen angenommen wurden. vier Höhenstufen. (Quelle: [25])

Alpine Einzugsgebiete Subalpine Einzugsgebiete 25 25 Aare-Brienzwiler a) b) Rombach-Müstair Taschinasbach-Grüsch 20 Inn-S-chanf 20 Aare-Thun Aare-Ringgenberg Linth-Mollis C]

C] Grosstalbach-Isenthal 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [°

5 5

0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Montane Einzugsgebiete Kolline Einzugsgebiete 25 25 c) d)

20 20 C] C] 15 15

10 10 Temperatur [° Temperatur [° Broye-Payerne Saane-Gümmenen Sense-Thörishaus Canale de la Broye-Sugiez 5 5 Reuss-Luzern Allaine-Boncourt Suze-Soceboz 0 0 JanFeb Mrz AprMai JunJul Aug SepOkt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Abb. 2 Jahresganglinien der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Temperaturmessnetzes. Je höher die mittlere Höhe des Einzugsgebietes ist, desto kälter sind die Winter- und Sommertemperaturen und desto kleiner sind die Temperaturamplituden. Ein Seeeinfluss (grün) erhöht tendenziell die Sommer- und Wintertemperatu- ren, ein Grundwassereinfluss (blau) hat eine ausgleichende Wirkung auf die Temperaturamplituden und hydroelektrische Speicherkraftwerke (rot) erhöhen die Wintertemperaturen und erniedrigen tendenziell die Sommertemperaturen. Die Jahresganglinie von unbeeinflussten Stationen ist schwarz dargestellt. Die Werte entsprechen den durchschnittlichen Tagesmittelwerten über die Jahre 2003–2007.

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Die festgestellten Temperaturveränderungen zwischen den beiden Perioden sind bei allen Stationen mit langjährigen Messreihen in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Resultate können folgendermassen zusammengefasst werden: mit montaner Einzugsgebietshöhe werden und ist also klimatisch be- − Je höher die mittlere Höhe des Einzugsge- sind jedoch immer noch sehr stark dingt [9, 17]. Aufgrund dieser Tatsa- bietes und je höher der Grad der Verglet- im Messnetz vertreten, während che wurden für viele Darstellungen scherung im Einzugsgebiet ist, desto weni- Stationen, welche sich in montaner die beiden Perioden 1974 –1987 und ger deutlich ist die Temperaturzunahme bis alpiner Lage befinden und vom 1988 –2007 einander gegenüberge- bzw. ist sogar eine Temperaturabnahme zu Grundwasser beeinflusst sind, eher stellt. Bei 28 Stationen wurde eine verzeichnen (z. B. Lonza-Blatten). schwach vertreten sind. Je nach Analyse der Tagesmittelwerte für − Bei den Stationen mit Seeeinfluss ist die Ausrichtung der zukünftigen Erhe- die Perioden 1974 –1987 und 1988 – Temperaturzunahme deutlicher als bei Sta- bungen der Wassertemperaturen 2007 durchgeführt. Hierbei ist zu tionen in vergleichbarer Höhenstufe ohne und je nach Schwerpunktsetzung Seeeinfluss. Die Stationen mit mittlerer beachten, dass bei den Stationen der Fragestellungen besteht in die- Einzugsgebietshöhe der montanen Stufe Lütschine-Gsteig und Lonza-Blat- sem Bereich noch ein Potenzial, das zeigen mit 0,8–1,2 °C die stärkste Erwär- ten die Daten bis 1986 als Stichpro- im Bedarfsfall und mit den entspre- mung. Vergleichbare Daten der kollinen chenden Ressourcen noch weiter ben erhoben wurden. Aufgrund des Höhenstufe fehlen jedoch. ausgeschöpft werden kann. Zeitpunktes der Stichprobenent- − Bei den durch hydroelektrische Nutzung nahme sind die historischen Daten beeinflussten Stationen mit subalpiner und 5. Wassertemperaturwandel der Lütschine mit den Tagesmittel- montaner Einzugsgebietshöhe variiert die werten der aus den kontinuierlich Grössenordnung der Temperaturzunahme 5.1 Jahresmitteltemperaturen erhobenen Daten nach 1987 ver- stark und liegt im Bereich von 0,1–0,8 °C. Die Zeitreihen der Wassertempera- gleichbar. Hingegen wurden für den − In der kollinen Stufe zeigen die Stationen turen zeigen seit Beginn der Mess- Vergleich der Jahresmittelwerte bei mit Grundwassereinfluss (Glatt-Rheinsfel- periode eine Zunahme der Jahres- der Station Lonza-Blatten die Stich- den, Birs-Münchenstein) eine weniger aus- mittelwerte bei der Mehrheit der proben bis 1986 mit den Stunden- geprägte Temperaturzunahme als die unbe- Stationen um 0,1–1,2 °C, wobei ein mittelwerten der kontinuierlichen einflussten Stationen. markanter Anstieg zwischen 1987 Daten zum Zeitpunkt der Stichpro- und 1988 ersichtlich ist (Abb. 3) [9, be verwendet. Bei zehn Stationen Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass 18]. Dieser Temperatursprung zwi- fehlen Messungen einzelner Jahre Seen im Einzugsgebiet eine klimatisch be- schen 1987 und 1988 kann auf eine vor 1987 (Tab. 1 und 2). Die Auswir- dingte Temperaturzunahme verstärken. Dem- gegenüber wirkt sich ein Grundwassereinfluss Änderung des Nordatlantischen kungen auf die Periodenauswer- dämpfend auf eine Temperaturerhöhung aus. Oszillationsindexes zurückgeführt tung sind allerdings marginal. Ein hoher Vergletscherungsgrad im Einzugs- gebiet kompensiert aufgrund der Gletscher-

14 schmelze im Sommer eine klimatisch bedingte Rhein - Laufenburg Temperaturerhöhung teilweise, weshalb die " 13 Temperaturzunahme bei den alpinen Statio- Birs - Münchenstein nen weniger ausgeprägt ist als bei tiefer gele- 12 " genen Stationen. Inwiefern die hydroelektri- sche Nutzung einen dämpfenden Einfluss auf

C] Aare - Thun o [ eine mögliche klimatisch bedingte Erwär- 11 " mung der Fliessgewässer hat, kann aufgrund Arve - Genf 10 der fehlenden Datenlage nicht beantwortet " Temperatur werden, da langjährige konsistente Messrei-

9 Thur - Andelfingen hen von unbeeinflussten alpinen Stationen " fehlen. Hinweise auf eine mögliche Dämpfung

8 könnten die relativ geringen Temperaturzu- nahmen (0,1–0,4 °C) bei Stationen, welche 7 durch hydroelektrische Nutzung beeinflusst 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 sind, sich in tieferen Lagen befinden und eine geringe Vergletscherung des Einzugsgebietes Abb. 3 Entwicklung der mittleren jährlichen Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen. Auffäl- aufweisen, sein. lig ist der Temperatursprung zwischen 1987 und 1988, der bei allen Stationen ersichtlich ist. Der Tempera- tursprung ist vor allem bei Messstationen wie z. B. Arve-Genf, die im Einflussbereich von Gletschern liegen, Die Temperaturentwicklung zeigt, dass sich weniger deutlich. Flora und Fauna der Gewässer langfristig an

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND wärmere Bedingungen anpassen müssen. Ar- ten, die in Mittel- oder Unterläufen beheima- tet sind, werden sich flussaufwärts in Regio- nen verschieben, die ihnen früher noch zu kühl waren. So hat sich beispielsweise die Fo- rellenregion bereits um 100–200 m [18] in hö- z. B. bei der Lütschine-Gsteig und Dagegen sind die Herbsttempera- here Lagen verschoben. Das Vorkommen der Rhone-Sion, ist die Temperaturer- turen im Vergleich zu früheren Jah- Alpen-Mosaikjungfer – eine in Stillgewäs- höhung im Sommer weniger ausge- ren bei den alpinen Stationen deut- sern vorkommende Art – hat sich um 200– prägt oder sogar negativ, weil der lich höher. Möglicherweise wirken 500 m in höhere Lagen verschoben [20]. Zu- Temperaturanstieg im Sommer sich bei den alpinen Stationen klima- dem hat sich die Biodiversität von Pflanzen durch vermehrtes Gletscherschmelz- bedingte Temperaturerhöhungen im Alpenraum oberhalb von 2900 m ü. M. wasser teilweise kompensiert bzw. aufgrund der geringen Wasserfüh- signifikant erhöht [26]. überkompensiert wird (Abb. 4a, b). rung im Herbst am stärksten aus. 5.2 Saisonale Veränderungen

In der aktuelleren Periode 1988–2005 ist im 25 10 25 10 Vergleich zur Periode 1974–1987 bei praktisch a Lütschine - Gsteig b Rhone - Sion 20 8 20 8 allen Stationen im Frühling ein rascherer Tem- peraturanstieg zu beobachten als dies in frü- 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C heren Jahren der Fall war (Abb. 4). Eine Aus- T °C dT °C dT °C nahme bildet die Muota bei Ingenbohl (Abb. 5 2 5 2 4d), bei welcher sich verschiedene Einflüsse 0 0 0 0 überlagern. Die Muota liegt in einem Karstge- -5 -2 -5 -2 biet und ist zudem aufgrund der hydroelektri- JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep OktNov Dez schen Nutzung stark durch Schwallbetrieb be- 25 10 25 10 einflusst und weist deshalb extrem hohe Ab- c Linth - Mollis d Muota - Ingenbohl 20 8 20 8 flussschwankungen im Bereich < 20 % bis 80 % des mittleren normalen Jahresabflusses 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C auf. Bei den alpinen und subalpinen Stationen dT °C liegt die Temperaturerhöhung im Frühling im 5 2 5 2 Bereich von ca. 1 °C im März (Abb. 4a, b), bei 0 0 0 0 den montanen und kollinen Stationen bei bis -5 -2 -5 -2 zu 3 °C im Mai (Abb. 4h). Auch lassen sich bei JanFeb Mrz AprMai Jun Jul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz Apr MaiJun JulAug SepOkt Nov Dez allen nicht alpinen Stationen eine Erhöhung 25 10 25 10 e Emme - Emmenmatt f Rhein - Rheinfelden der Sommertemperaturen und eine Verlänge- 20 8 20 8 rung der sommerlichen Wärmeperiode fest- stellen. Auch diese Entwicklung entspricht 15 6 15 6

10 4 10 4 T °C T °C dT °C den Beobachtungen der Lufttemperaturen in dT °C diesem Zeitraum [27] und ist ebenfalls ein 5 2 5 2 Hinweis darauf, dass diese Temperaturverän- 0 0 0 0 derungen klimatisch bedingt sind. Bei den -5 -2 -5 -2 von Seen beeinflussten Stationen sind die JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez

Temperaturerhöhungen am grössten, wobei 25 10 25 10 die mittlere Temperaturzunahme im Winter g Glatt - Rheinsfelden h Broye - Payerne 20 8 20 8 ca. 1 °C und im Sommer ca. 1,5–3 °C beträgt, 15 6 was auf die hohe Wärmespeicherkapazität 15 6 10 4

T °C 10 4 dT °C T °C von Seen zurückzuführen ist (Abb. 4f). Der dT °C

5 2 Grundwassereinfluss wirkt sich dämpfend auf 5 2 die sommerliche Temperaturzunahme aus, 0 0 0 0 weil dann die Temperaturdifferenz zwischen -5 -2 -5 -2 Grundwasser und Oberflächenwasser am Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JanFeb Mrz AprMai JunJul AugSep Okt Nov Dez grössten ist. Dies ist am Beispiel der Glatt- Rheinsfelden ersichtlich, wo die sommerliche Abb. 4 Saisonaler Verlauf der Wassertemperaturen an beispielhaften Messstationen des nationalen Tempe- Temperaturerhöhung niedriger ist als diejeni- raturmessnetzes. Die blaue Linie bezieht sich auf die Messperiode 1974 –1987 (Lütschine, Rhone, Linth, Muota, Rhein) bzw. 1976 –1987 (Emme, Glatt, Broye), die rote Linie bezieht sich auf die Messperiode ge im Frühling (Abb. 4g). Bei den alpinen und 1988 – 2005. Die schwarz eingezeichneten Säulen zeigen die Temperaturdifferenzen zwischen den mittleren durch Gletscher beeinflussten Stationen wie Temperaturen 1988 – 2005 und 1976 –1987 bzw. 1974 –1987 und beziehen sich auf die rechte Y-Achse.

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HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND

ren beobachtet wurden. Quallen können sich nur bilden, wenn die Idealtemperatur von 25– 27 °C erreicht wird [28].

6. Schlussfolgerungen und Ausblick Die Erhöhung der Winter- und men hauptsächlich die Stunden mit Frühlingstemperaturen verlängert Temperaturen zwischen 15 und 18 °C ine grobe Klassifizierung der Stationen an- die Wachstumsphase der Fauna und bzw. 15 und 21 °C zu, was für diese Ehand ihres Temperaturregimes konnte un- Flora allgemein. Bei lachsartigen Fliessgewässer bereits als hohe Tem- ter Einbezug der Kenntnisse über die klimati- Fischen wirken sich höhere Winter- peratur bezeichnet werden muss. In schen Bedingungen sowie über natürliche und temperaturen positiv auf die Eient- den grösseren Gewässern mit See- anthropogene Einflüsse im Einzugsgebiet der wicklung aus. Durch höhere Som- einfluss nimmt die Anzahl Stunden jeweiligen Fliessgewässer vorgenommen wer- mertemperaturen werden die Karp- zwischen 15 °C und 18 °C eher ab, den. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die fenartigen und Barsche auf Kosten während die Anzahl Stunden über Haupteinflüsse nicht immer einfach und ein- der Lachsartigen, deren Stoffwech- 18 °C meist ansteigt. Der Zwischen- deutig identifiziert werden können, weil sie sel an tiefe Temperaturen angepasst bereich 15–18 °C wird bei diesen sich zum Teil überlagern und sich unterschied- ist, bevorteilt [19]. Bei Libellenlar- Messstellen im Frühling und Herbst lich auf das Temperaturregime auswirken. ven beschleunigen höhere Winter- schneller durchlaufen, dagegen ver- Aufgrund der Klassifizierung der Messstationen und Frühlingstemperaturen die harren die Temperaturen im Som- kann festgehalten werden, dass sich seit der Emergenz. So konnten beispiels- mer länger im hohen Temperaturbe- Erweiterung des Messnetzes dessen Repräsen- weise in verschiedenen Stillgewäs- reich. Stunden mit Temperaturen tativität stark erhöht hat, indem neu auch an- sern bei der Hufeisen-Azurjungfer über 24 °C werden hauptsächlich in thropogen unbeeinflusste und kleinere Einzugs- bereits phänologische Veränderun- den Flüssen mit montanem Einzugs- gebiete im Messnetz erfasst werden. Das heu- gen beobachtet werden [20]. gebiet unterhalb von Seen festge- tige Messnetz stellt damit eine gute Basis für stellt, was auf die starke Erwärmung die Erfassung der Entwicklung der Wassertem- 5.3 Stundenwerte über 15 °C des Oberflächenwassers in Seen bei peraturen in Schweizer Fliessgewässern dar. Für insgesamt 38 Stationen konnte lang anhaltenden warmen Wetter- Die Klassifizierung hat gezeigt, dass von den die Anzahl Stunden in den verschie- lagen zurückzuführen ist. Auch in diskutierten Einflüssen sich insbesondere die denen Temperaturwertebereichen unbeeinflussten Fliessgewässern mit Grundwasserexfiltration sehr deutlich im langfristig berechnet werden, wobei kollinem Einzugsgebiet wie z. B. in Temperaturregime der entsprechenden Mess- sich bei rund einem Viertel dieser der Thur-Andelfingen oder Broye- stationen zeigt. Dieser Einfluss wurde in den Stationen alle Werte unter 15 °C Payerne treten vermehrt Tempera- bisherigen Auswertungen zu wenig berück- (Schwellenwert für PKD-Mortalität) turen über 24 °C auf. sichtigt und nicht quantifiziert. Insbesondere befinden. Um die Häufigkeit hoher Die Folgen von hohen kurzfristig bei der Modellierung der Temperaturverhält- Wassertemperaturen zu erfassen, auftretenden Temperaturen können nisse, bei welcher die enge Beziehung zwi- wurde die Anzahl Stunden ausge- Fischsterben sein. Ein massives Fisch- schen Luft- und Wassertemperatur berück- zählt, welche innerhalb von jeweils sterben ereignete sich im August sichtigt wird, sollte der Grundwassereinfluss fünf Jahren eine Wassertemperatur 2003 im Rhein: Zwischen Boden- ebenfalls einbezogen werden. Dies vor allem von 15 °C überschritten haben. Als see-Untersee und Eglisau verende- im Hinblick auf eine Bewertung der Tempera- weitere Klassengrenze wurden auf- ten hitzebedingt ca. 52 000 Äschen turverhältnisse, die z.B. in das Modul-Stufen- grund der vorgängig ausgeführten [28]. Bei den Wirbellosen leiden vor Konzept des BAFU [29] eingegliedert werden Überlegungen zur ökologischen Be- allem die Eintagsfliegenlarven und könnte. Eine grosse Herausforderung stellt deutung der Temperatur die Werte Steinfliegenlarven unter hohen hierbei die Tatsache, dass sich der Grundwas- 18 °C, 21 °C und 24 °C gewählt. Die Temperaturen. Für Eintagsfliegen- sereinfluss entlang des Flusslaufes ändert und Stundenwerte aller Stationen sind larven und Steinfliegenlarven konn- sich somit, je nach Standort der Messstationen, im hydrologischen Atlas der Schweiz ten mittlere Letaltemperaturen im unterschiedlich stark auf das Temperaturre- (HADES) auf der Karte in Tafel 7.7 Bereich von 20–29 °C beobachtet gime auswirkt. Interessant in diesem Zusam- dargestellt [10]. werden [22]. Andere Wirbellose menhang ist auch die Frage, inwieweit sich im Zwischen 1976 und 2005 lässt sich sind mit Letal temperaturen im Be- Bereich von Grundwasserexfiltrationen auf- in allen Höhenlagen der Messstatio- reich von 30 °C toleranter gegen- grund deren ausgleichenden Wirkung auf das nen eine Zunahme der Stunden mit über warmen Wassertemperaturen. Temperaturregime bei extremen Wassertem- höheren Temperaturen feststellen Ein weiteres biologisches Phäno- peraturen Rückzugshabitate für Fische und (Tab. 2) [10]. In den montanen und men ist das Vorkommen von Süss- Wirbellose bilden können. Um das Verständnis subalpinen Gewässern ohne Seeein- wasserquallen in Seen, welche im über den Einfluss des Grundwassers auf das fluss sowie in den kollinen Gewäs- Hitzesommer 2003 im Neuenbur- Temperaturregime von Fliessgewässern zu er- sern mit Grundwassereinfluss neh- gersee aufgrund hoher Temperatu- weitern, wäre es deshalb prüfenswert, noch

230 gwa 3/2010 AKTUELL | ACTUEL

HAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FOND mehr Messstationen im Bereich von Grund- wasserexfiltrationen zu errichten. Langfristige Änderungen in den Wassertempe- raturen – sowohl in den Jahresmittelwerten als auch im saisonalen Temperaturregime – konn- ten bei praktisch allen Messstationen festge- [10] Jakob, A.; Pfammatter, F.; Schädler, M. (2007): [26] Pauli, H.; Gottfried, M.; Reiter, K.; Klettner, C.; Veränderungen der Temperaturen in Fliessge- Grabherr, G. (2007): Signals of range expan- stellt werden. Dabei sind deutliche Tempera- wässern 1976–2005. In: Hydrologischer Atlas der sions and contractions of vascular plants in the turzunahmen in Fliessgewässern in tieferen Schweiz, Tafel 7.7. Bundesamt für Umwelt, Bern. high Alps: observations (1994–2004) at the Lagen und Temperaturabnahmen in alpinen [11] Moore, J. A.; Miner, J.R. (1997): Stream Tempe- GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Aus- ratures – Some Basic Considerations, 2–6, tria. Global Change Biology 13 147–156. Fliessgewässern mit einem hohen Anteil an Oregon State University. [27] Rebetez, M.; Reinhard, M. (2007): Monthly air Vergletscherung im Einzugsgebiet ersichtlich. [12] Moosmann, L.; Schmid, M.; Wüest, A. (2005): temperature trends in Switzerland 1901–2000 Die Ursachen für diese Temperaturverände- Einfluss der Beschattung auf das Temperatur- and 1975–2004. Theoretical and Applied Cli- regime der Orbe. Eawag. matology. rungen können jedoch nicht immer eindeutig [13] Binder, W. (1980): Landschaftsökologische [28] BUWAL, BWG, MeteoSchweiz (2004): Auswir- eruiert werden, da die langfristigen Messrei- Gesichtspunkte bei der Gewässerregulierung kungen des Hitzesommers 2003 auf die Gewäs- hen zum grössten Teil bei den anthropogen und der Gewässerpflege. In: Institut f. Wasser- ser. Schriftenreihe Umwelt Nr. 369. Bern-Ittigen, güte und Landschaftswasserbau der TU Wien Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, beeinflussten Fliessgewässern existieren und (Hg.), Landschaftswasserbau, Bd. 1 30–51. 174 S. deshalb klimatisch bedingte, natürliche Ein- [14] Ward, J.V. (2003): The Ecology of Alpine [29] BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung flüsse und anthropogene Einflüsse kombiniert Streams. Eawag news 54. und Beurteilung der Fliessgewässer in der [15] Pfammatter, F. (2004): Untersuchungen zur Schweiz. Modul-Stufen-Konzept. Mitteilun- auf das Temperaturregime einwirken. Wassertemperatur in schweizerischen Fliess- gen zum Gewässerschutz Nr. 26 des Bundes- Die Veränderungen der Wassertemperaturen gewässern. Diplomarbeit am Geographischen amtes für Umwelt, Wald und Landschaft. liegen jedoch in einem Bereich, welcher An- Institut der Universität Bern. [16] Krejci, V.; Frutiger, A.; Kreikenbaum, S.; Rossi, passungen der Biologie zur Folge hat. Eine L. (2004): Projekt «STORM: Abwassereinlei- Keywords solche Anpassung der aquatischen Fauna fin- tungen aus Kanalisationen bei Regenwetter» Wassertemperatur – Entwicklung – det bereits statt, was Beobachtungen in der – Gewässerbelastungen durch Abwasser aus Klimawandel – Messnetz Kanalisationen bei Regenwetter. Broschüre Phänologie und in der Artenzusammenset- Eawag und BUWAL, 36 S. zung von aquatischen Organismen bestätigen. [17] Livingstone, D.M.; Dokulil, M.T. (2001): Eigh- Adressen der Autoren Die vorhandenen biologischen Daten können ty years of spatially coheren Austrian lake sur- Adrian Jakob, Dr. phil. nat. face temperatures and their relationship to re- nicht absolut eindeutig den gemessenen Tem- gional air temperature and the North Atlantic Bundesamt für Umwelt BAFU peraturveränderungen zugeordnet werden, weil Oscillation. Limnology and Oceanography 46 CH-3003 Bern oft parallel auch andere anthropogene Einflüsse 1220–1227. Tel. +41 (0)31 324 76 71 [18] Hari, R.E.; Livingstone, D.M.; Siber, R.; Burk- die Lebensbedingungen der aquatischen Fauna hardt-Holm, P.; Güttinger, H. (2006): Conse- Fax +41 (0)31 324 76 81 verändern. In diesem Bereich ist deshalb noch quences of climatic change for water tempera- [email protected] ein grosser Forschungsbedarf vorhanden. Das ture and brown trout populations in Alpine Evi Binderheim, Dr. sc. techn. nationale Messnetz bietet hierfür eine gute rivers and streams. Global Change Biology 12 10–16. Sponsolim Umweltconsulting Grundlage, die es zu nutzen gilt. [19] Küttel, S.; Peter, A.; Wüest, A. (2002): Tempera- turpräferenzen und -limiten von Fischarten Dachslenbergstr. 51, CH-8180 Bülach Schweizerischer Fliessgewässer. Rhône Revi- talisierung Publikation Nummer 1. Miriam Schädler, dipl. natw. Literaturverzeichnis [20] Oertli, B.; Rosset, V.; Lehmann, A. (2009): Bio- Spitalackerstr. 7, CH-3013 Bern diversity in alpine ponds: an indicator of cli- [1] Baumgartner, A.; Liebscher, H.J. (1990): Allgemeine Hydrolo- mate warming? Vortrag im Rahmen der Ta- Fabian Pfammatter, lic. phil. nat. gie – Quantitative Hydrologie, Bd. 1; 673 S.; Gebrüder Born- gung der SGHL «Schnee, Eis und Wasser im Raumplanung + Umwelt AG traeger, Berlin – Stuttgart. Alpenraum – aktueller denn je!». Link: http:// [2] Meier, W.; Bonjour, C.; Wüest, A.; Reichert, P. (2003): Modeling chy.scnatweb.ch/d/Aktuell/Veranstaltungen/ Büro für nachhaltige Raum- the Effect of Water Diversion on the Temperature of Moun- documents/Oertli.pdf. entwicklung und Umweltplanung tain Streams. Journal of Environmental Engineering 755–764. [21] Troschel, J. (1994): Anforderungen an Krebs- Sebastiansplatz 1 [3] Meier, W.; Wüest, A. (2004): Wie verändert die hydroelektri- gewässer. In: Mitteilungen zur Fischerei 52 47– sche Nutzung die Wassertemperatur der Rhone? Wasser 52, BUWAL. CH-3900 Brig-Glis Energie Luft, 96, 11/12 305–309. [22] Davies, P.; Cook, B.; Rutherford, K.; Walshe, T. [4] BAFU, Bundesamt für Umwelt: Hydrologisches Jahrbuch der (2004): Managing high in-stream temperatu- Schweiz, Bern-Ittigen. res using riparian vegetation. River and riparian [5] de Montmollin, F.; Jakob, A. (1995): Temperaturverhältnisse land management technical guideline Number 5. Verdankungen in Fliessgewässern und Seen. In: Hydrologischer Atlas der [23] Gerster, S. (2006): PKD – Die Proliferative Schweiz; Tafel 7.3. Landeshydrologie und -geologie, Bern. Nierenkrankheit. Faltblatt, Fischereiberatung Die vorliegende Publikation wäre ohne [6] de Montmollin, F.; Parodi, A. (1990): Température des cours (FIBER) Eawag, Kastanienbaum. die zuverlässige und sorgfältige langjähri- d’eau suisses, Mitteilung Nr. 12 der Landeshydrologie und [24] BAFU (2007): Wassertemperaturmessungen ge Arbeit im Feld und in der Datenbear- -geologie, Bern. 96 S. des Bundesamtes für Umwelt, Abteilung Hyd- beitung nicht möglich. Die Autoren dan- [7] Jakob, A. (2000): Temperaturentwicklung in den Fliessgewäs- rologie (Stand 2007). Interner Konzeptbe- ken deshalb den zahlreichen beteiligten sern. Mitteilung zur Fischerei 66, 29–40, BUWAL. richt, 14 S. [8] Jakob, A.; Liechti, P.; Binderheim, E. (2002): 30 Jahre NADUF [25] Baltisberger, M. (2009): Systematische Botanik Mitarbeitenden der Abteilung Hydrologie – Eine Zwischenbilanz. gwa, 3/02 203–208. – Einheimische Farn- und Samenpflanzen. des Bundesamts für Umwelt sowie den [9] Jakob, A.; Liechti, P.; Schädler, B. (1996): Temperatur in 3., korrigierte Auflage, vdf-Hochschulverlag, lokalen Betreuern der Stationen. Schweizer Gewässern – Quo vadis? gwa, 4/96 288–294. 328 S.

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