Anpassungsmaßnahmen zur Stärkung der Klimaresilienz von Flughäfen

Flughäfen werden häufig als nationale kritische Infrastruktur eingestuft, da sie sowohl für die Mobilität als auch für das Wirtschaftswachstum eine wesentliche Rolle spielen. Aufgrund ihrer festen Infrastruktur und ihrer hohen Anfälligkeit für störende Wetterereignisse sind sie jedoch besonders anfällig für die potenziellen Folgen des Klimawandels, die sowohl operative als auch kommerzielle Auswirkungen haben können. Daher ist es notwendig, die Widerstandsfähigkeit gegenüber klimabedingten Risiken zu stärken, um die lebenswichtige Flughafeninfrastruktur zu schützen und die Kontinuität des Flughafenbetriebs zu gewährleisten.

Die Widerstandsfähigkeit von Flughäfen kann definiert werden als die Fähigkeit von Betrieben und Infrastrukturen, durch die derzeitige Klimavariabilität und den künftigen Klimawandel zu widerstehen und sich von äußeren Störungen zu erholen, einschließlich langsamer Ereignisse und Auswirkungen höherer Häufigkeit und Intensität von Extremereignissen. Diese Auswirkungen auf Flughäfen werden voraussichtlich zu unterschiedlichen Zeitskalen auftreten und können entweder intermittierend oder dauerhaft sein. Auswirkungen wie Meeresspiegelanstieg und Temperaturanstieg werden anhaltende, aber allmählich auftreten, was eine längerfristige Planung ermöglicht. Es wird jedoch erwartet, dass zeitweise störende Wettereinflüsse wie Starkniederschlagereignisse oder konvektives Wetter aufgrund des Klimawandels mit einer erhöhten Häufigkeit und/oder Intensität auftreten, weshalb Maßnahmen erforderlich sind, die je nach Situation proaktiv angewendet werden können.

Die Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel bei gleichzeitiger Bewältigung eines erheblichen Verkehrswachstums stellt eine doppelte Herausforderung dar. Daher sollten diese beiden Fragen nicht isoliert, sondern parallel behandelt werden. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Entwicklung der Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel im Rahmen laufender Betriebs- und Infrastrukturverbesserungen der effizienteste und kosteneffizienteste Weg sein kann, um dies zu erreichen. Wenn Maßnahmen zur Entwicklung eines Flughafens ergriffen werden, um eine größere Zahl von Fluggästen und Flügen aufzunehmen, dann sollte die Klimaresilienz als integraler Bestandteil davon betrachtet werden.

Burbidge (2016; 2018) gibt einen detaillierten Überblick über die wichtigsten Risiken des Klimawandels für die europäische Luftfahrt, deren Auswirkungen auf die Infrastruktur und den Betrieb von Flughäfen und ermittelte mögliche Anpassungsmaßnahmen, die es ermöglichen, die durch den Klimawandel verursachten Herausforderungen zu bewältigen:

• Starke Niederschlagsereignisse dürften je nach Klimaszenarien häufiger werden. Starker Regen kann den Flughafendurchsatz beeinträchtigen, indem es einen größeren Abstand zwischen den Flugzeugen erfordert. Darüber hinaus reicht die vorhandene Entwässerungskapazität der Flugplatzoberfläche möglicherweise nicht aus, um häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse zu bewältigen, was zu einem erhöhten Risiko für Lande- und Rollstraßenüberflutungen führt. Unterirdische Infrastrukturen, wie z. B. elektrische Geräte, können auch durch starke Regenfluten bedroht sein. Mögliche Anpassungsmaßnahmen sollten darauf abzielen, die Kapazität und Abdeckung des Entwässerungssystems zu verbessern und gleichzeitig den Wasserwiderstand der unterirdischen Infrastruktur zu erhöhen (z. B. Abdichtung von elektrischen Kabeln).
• In einigen Regionen, insbesondere im Mittelmeerraum, wird einRückgang der durchschnittlichen jährlichen Niederschlagsmenge erwartet. Unzureichende Niederschläge können zu mangelnden Wasser- und Wasserbeschränkungen führen, die sich sowohl auf den Betrieb als auch auf die Infrastruktur von Flughäfen auswirken können. Wüstenbildung kann zu Sandschäden von Flugzeugen und Triebwerken führen, Eindringen von Sanddünen auf Landebahnen und Schürze kann auftreten, die den Betrieb des Flughafens beeinträchtigen. Zu den geeigneten Maßnahmen gehören eine neue Wasserbewirtschaftungsstrategie mit Schwerpunkt auf Wassereinsparung, Wasserwiederverwendung und Regenwasserspeicherung sowie bauliche Maßnahmen zum Schutz von Landebahnen vor Sanddünen.
• Ein Anstieg der jährlichen und täglichen Höchsttemperatur wird zusammen mit Hitzewellen erwartet, die wahrscheinlich intensiver und anhaltender werden. Zu den Risiken für die Flughafeninfrastruktur gehören Wärmeschäden an Asphaltoberflächen von Start- und Landebahnen und Verformungsschürzen mit Folgen für die Tragfähigkeit und Haltbarkeit. Es wird auch eine verstärkte Kühlung von Flughafengebäuden im Sommer erforderlich sein; in einigen Gebäuden kann es zu einer Überhitzung kommen, die zu gesundheitlichen Problemen für Passagiere und Mitarbeiter führt. Zu den Risiken extremer Temperatur für den Betrieb gehört die Reduzierung des Triebwerksschubs von Flugzeugen, was wiederum die Anforderungen an die Landebahnlänge für Starts beeinflusst. Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Temperaturanstieg können in Maßnahmen für Flughafengebäude und -ausrüstung (Klimaanlage, bessere Isolierung, Entwicklung einer grünen Infrastruktur) und Maßnahmen für die Luftinfrastruktur (neue hitzebeständige Asphaltmaterialien, Ausbau der Start- und Landebahn, bessere Kühlung der Ausrüstung) unterteilt werden.
• Es wird erwartet, dasssich die Windrichtungen häufiger und schneller ändern, eine erhöhte Abweichung von der vorherrschenden Windrichtung kann dazu führen, dass Start- und Landebahnen mehr Gegenwind erfahren. Was die Luftinfrastruktur betrifft, so können Schäden durch starke Winde auftreten, und der Aufbau einer neuen Querwind-Landebahn kann für die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Betriebs von wesentlicher Bedeutung sein.
• Die Prognosen über Häufigkeit, Lage und Intensität von Stürmen in Europa sind ungewiss, obwohl viele Studien darauf hindeuten, dass die Gesamtzahl der Stürme auf längere Sicht abnehmen wird, während die stärksten Stürme (insbesondere in Nord- und Westeuropa) intensiver sein werden. Aufgrund des Temperaturanstiegs und der erhöhten Sonneneinstrahlung wird eine höhere Konvektionsintensität erwartet, die Betriebsstörungen, Streckenverlängerungen und damit verbundene Verzögerungen verursacht. Größere, meso- skalige konvektive Systeme können sogar mehrere Flughäfen in der Region betreffen. Es gibt verschiedene Anpassungsmaßnahmen, die in Betracht gezogen werden müssen, um die Widerstandsfähigkeit der Flughäfen gegen extreme Witterungseinflüsse zu erhöhen, einschließlich der Windsicherheit der Luftinfrastruktur und der Umleitung von Luftfahrzeugen.
• Der Anstieg des Meeresspiegels kann zu einer dauerhaften Überflutung an kostspieligen Flughäfen und zu Kapazitätsverlusten führen, es sei denn, Präventivmaßnahmen wie der Bau von Meeresschutzmaßnahmen werden getroffen. Längerfristig könnte sich der potenzielle dauerhafte Kapazitätsverlust an einigen Standorten auf die Gesamtnetzkapazität und den gesamten Netzbetrieb auswirken. Die Auswirkungen eines höheren Auftretens von Sturmfluten können kurzfristig auftreten und können zu einer vorübergehenden Verringerung der Kapazität und zu erhöhten Verzögerungen führen.
• Trotz der Tatsache, dass der Schneefall im Allgemeinen abnehmen wird, kann es zu einem Anstieg der Starkschneefalltage oder Schneefall in neuen Gebieten kommen, was bedeutet, dass einige geografische Gebiete auf schweres Winterwetter vorbereitet sein müssen. Wenn dies der Fall ist, wird es notwendig sein, die Winterwartungskapazität des Flughafens zu verbessern.
• Der Klimawandel kann zu Veränderungen sowohl der lokalen Artenvielfalt als auch der Migrationsmuster von Wildtieren sowie zu einer möglichen Zunahme von Wildtiergefahren führen. Veränderte Migrationsmuster könnten den Flugbetrieb beeinträchtigen und das Potenzial für Vogelschläge erhöhen.

Der obige Überblick hebt die große Variabilität potenzieller Auswirkungen des Klimawandels auf europäische Flughäfen hervor, die sich auf ein sehr breites Spektrum von Infrastrukturen und Betrieben auswirken könnten, sowie deren hohe lokale Besonderheiten. Maßnahmen zur Verbesserung der Flughafenanpassungskapazität (d. h. das Verständnis der Probleme, die Bewertung der Probleme, die Auswahl und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen, die Kommunikation und das Engagement der Interessenträger am Flughafen) erfordern daher einen lokalen Ansatz.

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Strukturell und physisch: Design- und bautechnische Optionen, Strukturell und physisch: technologische Optionen

Stakeholderbeteiligung

Die wichtigsten Akteure, die an dem Prozess beteiligt sind, der darauf abzielt, die Widerstandsfähigkeit von Flughäfen gegen den Klimawandel zu erhöhen, sind Flughafenbetreiber, Luftfahrzeugbetreiber (Fluglinien), Anbieter von Flugsicherungssystemen sowie Ingenieur- und Bauunternehmen, die die Anpassungsmaßnahmen durchführen. Diese Stakeholder werden von Forschungs- und Beratungsunternehmen unterstützt, die Risiko- und Verwundbarkeitsbewertungen, Klimaprognosen, Wettervorhersagen und strategische Planungsdienstleistungen anbieten.

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

Zu den Erfolgsfaktoren für die Initiierung, Ausarbeitung und Umsetzung von Klimaanpassungsplänen von Flughäfen gehören die Verfügbarkeit ausreichender Informationen, eine wirksame Einbeziehung und Zusammenarbeit der relevanten Interessenträger, ausreichende finanzielle Mittel und politische Unterstützung.

Anpassungsmaßnahmen, die weithin als kosteneffizient angesehen werden, sind diejenigen, die auch den betrieblichen Erfordernissen eines Flughafens Rechnung tragen, z. B. die Erhöhung der Flughafenkapazität in Bezug auf die Anzahl der Fluggäste und Flugbewegungen und gleichzeitig einen Beitrag zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel. Diese Maßnahmen werden als „low-regrets“, „no-regrets“ und „win-win“-Maßnahmen eingestuft. Weitere kostenwirksame Maßnahmen sind sogenannte „weiche“ Maßnahmen wie die Schulung von Flughafenpersonal und der Austausch bewährter Verfahren mit anderen Flughäfen in der Region.

Auch die Kompromisse können auftreten, da Anpassungsmaßnahmen von Flughäfen Schwachstellen verursachen können. Zum Beispiel kann der Flughafen beginnen, Seitenwind zu erleben, aber keine Querwind-Landebahn. Dies kann die Notwendigkeit einer neuen Start- und Landebahn zur Änderung der Verfahren und der Neugestaltung des Luftraums mit sich bringen, die wiederum aufgrund der Umverteilung der Lärmbelastung auf Flughäfen zu einem zusätzlichen Umweltrisiko führen kann.

Kosten und Nutzen

Die Kosten für die Durchführung von Bau- und Betriebsmaßnahmen an Flughäfen variieren je nach spezifischer Maßnahme, Flughafengröße, Klimaregion und Klimaherausforderungen erheblich. Grundsätzlich sind die Maßnahmen zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit bestehender Infrastrukturen, z. B. Windschutz von Luftfahrzeugen, im Vergleich zu neu gebauter Infrastruktur, z. B. einer neuen Start- und Landebahn, die ein höheres Auftreten von Querwind adressiert, kostengünstiger.

Win-Win-Maßnahmen, die sowohl die Entwicklungsprobleme des Flughafens (aufgrund des allmählichen Anstiegs des Flugverkehrs) als auch ihre Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel betreffen, haben den größten Nutzen. Bei der Umsetzung dieser Maßnahmen gäbe es keinen Konflikt zwischen der Förderung der wirtschaftlichen Interessen des Flughafens und der Umsetzung von Maßnahmen zur Anpassung des Flughafens an den Klimawandel, die, wenn sie separat umgesetzt werden, die Wirtschaft des Flughafens erheblich beeinträchtigen könnten. Daher ist die Motivation der Interessenträger höher und es ist einfacher, finanzielle Mittel für diese Projekte bereitzustellen.

Finanzierungsquellen für Maßnahmen sind in der Regel Flughafenbetreiber, die aus öffentlichen Haushalten oder durch europäische Finanzinstrumente unterstützt werden können.

Rechtliche Aspekte

Bei der Umsetzung der Anpassungsmaßnahmen sollten die nationalen und europäischen Politiken zum Schutz der Umwelt und des Klimasystems berücksichtigt werden. Darüber hinaus müssen die Anpassungsmaßnahmen den international festgelegten Luftverkehrsnormen und -regeln entsprechen, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Luftverkehrs zu gewährleisten. In der Luftfahrtstrategie für Europa wird die entscheidende Rolle anerkannt, die der Luftverkehr bei der Förderung des Wirtschaftswachstums, der Schaffung von Arbeitsplätzen, des Handels und der Mobilität in der EU spielt, und betont, wie wichtig hohe Sicherheitsstandards für die Wettbewerbsfähigkeit des Sektors in der EU sind. 2015 legte die Kommission ein überarbeitetes Europäisches Flugsicherheitsprogramm vor, in dem beschrieben wird, wie die Flugsicherheit in der EU verwaltet wird.

Umsetzungszeitraum

Typische Zeit für die Vorbereitung und Umsetzung der gesamten Anpassungsstrategie für einen Flughafen ist in der Reihenfolge von Jahren, in der Regel zwischen 1-3 Jahren. Die Durchführung einzelner Maßnahmen kann jedoch nur Monate dauern, wenn sie gut vorbereitet und wirksam durchgeführt werden. Die entscheidenden Aspekte einer reibungslosen Umsetzung der Anpassungsstrategie sind eine effiziente Zusammenarbeit der beteiligten Akteure und ausreichende Finanzierungsquellen.

Lebensdauer

Die Lebensdauer der am Flughafen durchgeführten Baumaßnahmen ist bei guter Wartung praktisch unbegrenzt. Die Lebensdauer operativer Maßnahmen hängt von der Zuweisung institutioneller und persönlicher Ressourcen sowie der Einbeziehung und Zusammenarbeit der Interessenträger ab.

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