1. Navigation
  2. Inhalt
Inhalt

Istzustand

Ergebnisse der Analyse des Klima Istzustandes

Folgende Kennwerte werden analysiert:

  • Temperaturkennwerte
  • Niederschlagskennwerte
  • Trockenkennwerte
  • Sonneneinstrahlung
  • Verdunstung und Klimatische Wasserbilanz

Temperaturkennwerte

Die mittlere Lufttemperatur weist eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Höhe auf. Sie liegt im Jahresmittel zwischen 0,7 °C am höchsten Punkt im Untersuchungsgebiet (Schneekoppe im Riesengebirge – Station Sniezka) und 9,3 °C im Tiefland (Station Cottbus).

Abbildung: Jahresmitteltemperatur der Referenzperiode 1971-2000 (erstellt mit IDP®; Kreienkamp & Spekat 2011)

Aus den Klimadiagrammen (Abbildung unten) wird ersichtlich, dass der kälteste Monat gewöhnlich der Januar (-3.9 °C in Bedřichov, -0.6 °C in Görlitz) und der wärmste Monat der Juli oder August ist (14 °C in Bedřichov, 18 °C in Görlitz). Allerdings kann aufgrund der hohen Variabilität der Zirkulation der Zeitpunkt der jährlichen Temperaturminima und -maxima abweichen. Monate, in denen der Niederschlag mindestens doppelt so hoch ist wie die Temperatur, gelten als humid, sonst als arid. Die Klimadiagramme verdeutlichen den humiden Charakter des Untersuchungsgebietes.

Abbildung: Klimadiagramme nach Walter und Lieth von 2 Stationen aus unterschiedlichen Höhenlagen des Untersuchungsgebietes. Diagrammaufbau: Oben: Station, Höhe, Periode, mittlere Jahrestemperatur und –niederschlagshöhe; Links: mittlere Temperatur; Rechts: mittlerer Monatsniederschlag; Unten: Monate und Frostgefährdete und Frostsichere Frostmonate.

Die thermische Vegetationsperiode beginnt im Tief- und Hügelland Ende März und dauert bis November (ca. 230 Tage), während sie in höheren Lagen deutlich kürzer ist.

Station Höhe (m über NN) Vegetationsperiode
Beginn Ende Dauer
Slubice 22 24. März 11. November 233
Cottbus 69 24. März 16. November 238
Zielona Góra 192 26. März 8. November

228

Görlitz 238 25. März 9. November 230
Jelenia Góra 342 29. März 8. November 225
Bedrichov 777 21. April 17. Oktober 180
Śnieżka 1603 1. Juni 23. September 115

Über die 40-jährige Beobachtungsreihe weisen alle gewählten Temperaturindikatoren positive Tendenzen auf (siehe Tabelle). Im Sommerhalbjahr handelt es sich bei der Mittel-, Minimum-, und Maximumtemperatur größtenteils um signifikante Trends. Die Zunahme der Mitteltemperatur betrug im Sommerhalbjahr ca. 2 °C. Im Winter liegt kein klares Signal vor. Des Weiteren hat sich die thermische Vegetationsperiode um ca. 30 Tage verlängert.

Niederschlagkennwerte

Die flächenhafte Niederschlagssumme (unkorrigiert, interpoliert mittels IDP®) der Referenzperiode beträgt für die Untersuchungsregion im Mittel 643 mm. Das Gebiet ist durch kontinentales Klima geprägt, d.h. der Niederschlag nimmt mit zunehmender Entfernung vom Meer ab.

Abbildung: Mittlerer jährlicher unkorrigierter Niederschlag der Referenzperiode 1971-2000 (erstellt mit IDP®)

Es ist eine signifikante Abhängigkeit des Niederschlages von der Höhe erkennbar, mit 1371 mm im Isergebirge (Jakuszyce) und 515 mm im zentralen Schlesischen Tiefland (Legnica).
Für wasserwirtschaftliche Aspekte ist der wind- und verdunstungs­korrigierte Niederschlag relevant, um eine ausgeglichene Bilanz zu erzielen. Die Niederschlagssumme beträgt mit der Niederschlagskorrektur nach Richter 731 mm und ist damit um ca. 12 % höher.
Innerhalb der 40-jährigen Periode sind positive Tendenzen des Niederschlags in allen Höhenstufen und in beiden Jahreshälften zu verzeichnen (siehe Tabelle).

Die Analyse der Starkniederschlägeverdeutlicht, dass mit zunehmender Geländehöhe die maximalen Niederschlagshöhen (RX1day, RX5day) sowie die Tage, an denen 10 und 20 mm Niederschlag bzw. die analysierten Perzentile überschritten werden, steigen (siehe Tabelle). Treten Starkniederschläge der Schwellwerte 10 bzw. 20 mm überwiegend im SHJ auf, so gibt es bei den Perzentil-basierten Kennwerten kaum Unterschiede zwischen SHJ und WHJ. Perzentil-basierte Indizes bieten den Vorteil, dass Stationen unterschiedlicher Höhenlagen gut miteinander vergleichbar sind. So variiert z. B. der Jahreswert von R90p (Anzahl der Tage mit Niederschlag größer dem 90-sten Perzentil der Referenzperiode) weit weniger als der Starkregen größer 10 mm über die Höhenstufen. Das heißt, dass Stationen in unterschiedlichen Höhenlagen sich nur geringfügig  in ihren spezifischen (Perzentil basierten) Starkniederschlägen unterscheiden. Die höchsten 1-Tages und 5-Tages Niederschläge wurden in Jakuszyce (Isergebirge) beobachtet (69 mm und 139 mm).

Die Trendanalyse lässt einen – an vielen Stationen signifikanten – Anstieg der gemäßigten Starkniederschlagsindikatoren (R10mm, R90p) über das gesamte Jahr in allen Höhenstufen erkennen (siehe Tabelle). Noch extremere Niederschläge (R20mm, R95p, R99p) kommen lediglich im SHJ vermehrt vor, im WHJ ist die Tendenz gegenläufig. Eine Analyse auf Basis von Jahreszeiten (siehe Abbildung) verdeutlicht, dass sich insbesondere der Frühling durch klare negative und der Sommer durch positive Tendenzen auszeichnen. Insgesamt wird der erhöhte Jahresniederschlag zum einen durch eine erhöhte Anzahl an Niederschlagstagen im Jahr hervorgerufen. Zum anderen ist die Niederschlagsintensität von Bedeutung: Im Sommer nimmt der Anteil von Starkregenereignissen an den Gesamtniederschlägen zu, wohingegen der Starkregenanteil im Winter abnimmt (siehe Tabelle).

Trockenkennwerte

Es werden zum einen die auf einer mindestens 11 Tage andauernden Niederschlagsarmut basierenden Trockenperioden (DP)analysiert. Zum anderen wird der Standardniederschlagsindex (SPI)berechnet, der die Verhältnisse der vergangenen 3, 6 oder 12 Monate betrachtet. Trockenperioden kommen aufgrund einer ungünstigen kurzfristigen Verteilung des Niederschlags zustande, wohingegen der SPI eher ein Maß für die Niederschlagssumme längerfristiger Zeiträume ist. Negative Tendenzen bzw. Abweichungen stehen für trockenere und positive für feuchtere Verhältnisse.

Trockenperioden kommen häufiger und lang anhaltender in tieferen als in höheren Regionen vor (siehe Abbildung und Tabelle). Es nimmt demzufolge nicht nur die Niederschlagsmenge mit der Höhe zu, sondern auch die Anzahl an Niederschlagsereignissen. Im Mittel kommen im Jahr fünf Trockenperioden mit einer Dauer von 16 Tagen in den Tieflagen vor. In den Kammlagen sind es drei Perioden mit 15 Tagen Dauer. Im WHJ dauern Trockenperioden etwas länger an als im SHJ und kommen geringfügig öfter vor.

Die berechneten SPI Werte beziehen sich stets auf einen standardisierten Mittelwert für die Referenzperiode. Positive Abweichungen können als Feuchtphasen und negative als Trockenphasen interpretiert werden (siehe Abbildung).  Trockenphasen erstrecken sich oft über alle 3 Dauerstufen (3-12 Monate), wie z. B. 05/1976 - 01/1977 und 10-12/1982. Die verschiedenen Dauerstufen können aber unterschiedlich stark ausfallen. Das Jahr 2003 war für Andauern von 3-6 Monaten des SPI sehr trocken, aber ein Extrem stellt erst der SPI12 dar (vergleichbar mit dem Herbst 1982). Im Zeitraum 03/1996 - 02/2001 treten kurz- und mittelfristig Trockenphasen auf, die sich aber nicht zu einer 12-monatigen Trockenzeit entwickelt haben.

Die SPI Mittelwerte in der Tabelle schwanken um null und sind nicht interpretierbar. In der Gesamtperiode treten fast ausschließlich positive Tendenzen in allen Höhenlagen und Jahreszeiten, was mit feuchteren Verhältnissen gleichzusetzen ist.

Die Analyse zeigt, dass die erhöhten Niederschlagsmengen im Sommer zunehmend als Starkniederschläge fallen, was im Umkehrschluss bedeutet, dass die 11-tägigen Trockenperioden ebenfalls zunehmen.

 

Abbildung: Standardisierter Niederschlagsindex SPI der vergangenen 3, 6, 12 Monate des Zeitraums 1971-2010 für die Klimastation Görlitz

Sonnneinstrahlung

Als Maß für die Sonneneinstrahlung wird die jährliche Sonnenscheindauer analysiert. Sind im Tiefland im Mittel 1653 Stunden pro Jahr zu verzeichnen, so sind es in den höheren Lagen deutlich weniger Sonnenscheinstunden (siehe Tabelle). Die orografisch bedingte Entstehung von Wolken ist hierfür die Hauptursache. Die Sonnenscheindauer hat in den letzten 40 Jahren zugenommen. Auf Jahresebene sowie im Sommerhalbjahr liegen signifikant positive Trends in allen Höhenstufen vor, im Winterhalbjahr sind keine eindeutigen Tendenzen zu verzeichnen.

Verdunstung und Klimatische Wasserbilanz

Die potentielle Verdunstungwird von einer Reihe von atmosphärischen Klimagrößen bestimmt. In der hier verwendeten Methode nach Turc-Wendling gehen die Temperatur und die Sonneneinstrahlung ein. Höhere Temperaturen und Sonnenscheindauern führen zu großen Verdunstungswerten im Tiefland (661 mm/a, siehe Tabelle und Abbildung). Mit zunehmender Höhe nehmen die Verdunstungswerte ab. In allen Jahrzeiten und über alle Höhenstufen weist die potentielle Verdunstung positive Tendenzen auf, die an vielen Stationen im Frühjahr und Sommer signifikant sind. Das deckt sich mit den Trends der Einflussfaktoren. Während im Winter nur marginale Änderungen zu verzeichnen sind, sind die relativen Veränderungen im Sommer mit umgerechnet 12 bis 15 % in den verschiedenen Höhenstufen erheblich.

Als Maß für die Wasserverfügbarkeit besitzt die Klimatische Wasserbilanz(KWB) besondere Bedeutung bei der Abschätzung der Auswirkungen von Klimaveränderungen auf den Wasserhaushalt. Sie berücksichtigt neben der Eingangsgröße Niederschlag auch die potentielle Verdunstung. Im Tiefland ist die KWB auf Jahresbasis negativ (siehe Tabelle und Abbildung unten), die potentielle Verdunstung demzufolge größer ist als der Niederschlag (661/608 mm). Im Hügelland ist die KWB ausgeglichen und auf den Kammlagen positiv. Im Sommer fallen die Werte aufgrund der hohen Verdunstung wesentlich geringer aus als im Winter. Die Trends zeigen eine sich verschärfende Situation an: im Sommer gibt es eine stark rückläufige KWB, insbesondere in den Kammlagen. Im Winter bewirken die erhöhten Niederschläge eine Zunahme der KWB, die die Defizite aus dem Sommer etwas abmindern aber nicht vollständig kompensieren können.

Abbildung: Mittelwerte der jährlichen Klimatischen Wasserbilanz KWB für die Periode 1971-2000 und absolute Trends (positiv, negativ) für die Periode 1971-2010

Schlussfolgerungen

Aus klimatologischer Sicht hat sich in den letzten 40 Jahren das Wasserdargebot im Winter verbessert im Sommer jedoch markant verschlechtert. Insgesamt ist eine signifikante Verschlechterung des zur Verfügung stehenden Wasserdargebotes über die letzten 40 Jahre zu beobachten. Ob diese klimatologischen Randbedingungen sich in diesem Ausmaß auf den Wasserhaushalt auswirken, ist mit hydrologischen Modellen zu prüfen.

Literatur

  • KREIENKAMP & SPEKAT 2011. IDP 3.4 - Ein Werkzeug zur explorativen Datenanalyse. Bedienungsanleitung.
Förderlogos Projekt NEYMO

Marginalspalte

Bild: Illustration Bereich Ergebnisse

Sprache

bld_Startseite de_Sprachumschalter

Ansprechpartner

Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

Referat 44: Oberflächenwasser, Wasserrahmenrichtlinie

Karin Kuhn

Institut für Meteorologie und Wasserwirtschaft Wroclaw

Mariusz Adynkiewicz-Piragas

Ihre Meinung ist uns wichtig!

Fragebogen bitte schicken an: karin.kuhn@smul.sachsen.de