Mittlerer Gebietsniederschlag

Bei der Betrachtung der Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert ist der Niederschlag eine wichtige Größe. Ein Teilprojekt des KLIWA-Kooperationsvorhabens beschäftigte sich mit der Entwicklung der mittleren Niederschläge in Süddeutschland in der Vergangenheit. Für die Analyse standen an Stationen gemessene Zeitreihen des Niederschlags mit Tageswerten von 1931 bis 2010 zur Verfügung. Zur besseren Übersicht wurden die Messungen nicht stationsbezogen ausgewertet, sondern regional zusammengefasst. Ergebnisse liegen demnach vor für:

  • Ganz Bayern
  • Flussgebietseinheiten gemäß der Wasserrahmenrichtlinie
  • Teileinzugsgebiete gemäß der vereinbarungen im Projekt KLIWA

Bayernkarte mit Markierung von Süd- und Nordbayern Bild vergrössern Räumliche Aufteilung Nord- und Südbayern

Die nachfolgende Übersichtstabelle zeigt die ermittelten Veränderungen des mittleren Gebietsniederschlages bezogen auf das hydrologische Jahr und die meteorologischen Jahreszeiten als linearen Trend. Für das gesamte Jahr und den Sommer fallen die Änderungen mit bis zu ±10 % relativ gering aus und sind meist auch nicht signifikant. Für Südbayern gilt dies auch für den Herbst und den Winter. Im Gegensatz dazu sind die Veränderungen im Frühjahr und in Nordbayern auch im Herbst und Winter deutlicher mit Zunahmen bis über 20 %. Im Vergleich sind in Nordbayern generell größere Veränderungen als in Südbayern zu beobachten.

Übersicht über die Änderung des mittleren Gebietsniederschlags für das hydrologische Jahr und die meteorologischen Jahreszeiten im Zeitraum 1931–2010 ( Legende zur Farbgebung siehe Abbildung Ringdiagramm), Quellen: KLIWA/DWD
Trend [%] 1931 - 2010 Bayern Nordbayern Südbayern
Jahr (November bis Oktober) 8,3 10,4 6,5
Frühjahr (März bis Mai) 18,3 19,4 17,2
Sommer (Juni bis August) - 5,2 - 10,8 - 0,2
Herbst (September bis November) 11,8 17,6 6,6
Winter (Dezember bis Februar) 15,2 21,6 9,5
Ringdiagramm zum Trend der Gebietsniederschlagshöhen Bild vergrössern Relativer Trend der Gebietsniederschlagshöhe in Bayern 1931-2010 (Änderung in Prozent/80 Jahre vom Mittelwert 1931 2010)

Bei der Betrachtung der jährlichen Verteilung lassen sich Änderungen besonders gut in einem Ringdiagramm erkennen. Neben den Jahres- und Jahreszeitenwerten sind hier auch die Trends der Monate als Gebietsmittel für ganz Bayern dargestellt. Es zeigt sich deutlich die innerjährliche Umverteilung der Niederschläge: Die stärksten Zunahmen sind in den Monaten Dezember mit über 40 % und März mit über 50 %, die stärksten Abnahmen mit rund 8 % im Juni zu verzeichnen. Generell gilt auch hier, dass geringe Veränderungen statistisch meist nicht signifikant sind, die Zuverlässigkeit der Aussage also nicht gesichert ist. Gerade die monatlichen Veränderungen sind sehr variabel und unterliegen fortlaufenden Änderungen mit zunehmender Andauer der Untersuchungszeit.

Bayernkarte mit einer Übersicht zu KLIWA-Regionen und -Untersuchungsgebieten Bild vergrössern Übersicht KLIWA-Regionen und -Untersuchungsgebiete

Wie der Vergleich Nord-/Südbayern zeigt (siehe obige Tabelle), hat sich der Niederschlag nicht einheitlich in ganz Bayern verändert. Eine Auswertung von verschiedenen Regionen zeigt dies. Hierzu wurden die Ergebnisse der in den jeweiligen Flussgebieten liegenden Messstationen zusammengefasst. Mit dieser Methode werden lokale Zufälligkeiten weitgehend ausgeglichen.

Bayernkarten nebeneinander für Sommer- und Winterhalbjahr Bild vergrössern Entwicklung der mittleren Gebietsniederschlagshöhe im hydrologischen Winter- und Sommerhalbjahr, Relativer Trend (Änderung in Prozent/80 Jahre vom Mittelwert 1931-2010)

Aufgrund der starken Unterschiede zwischen hydrologischem Sommer- (Mai - Oktober) und Winterhalbjahr (November – April) werden diese getrennt ausgewertet und dargestellt. Im Sommerhalbjahr weisen die Mehrzahl der untersuchten Gebiete einen leichten Rückgang des Niederschlags auf. Statistisch sind die Veränderungen im Sommer jedoch nicht signifikant. Die bereits dargestellten deutlichen Anstiege des Niederschlags im Frühjahr, Winter und z.T. auch im Herbst zeigen sich auch klar in der Auswertung des hydrologischen Winterhalbjahres. Hier liegen die größten Veränderungen im Nordosten Bayerns mit Zunahmen über 25%.

Deutlicher als die beschriebenen Gebietsniederschlags-Trends ist nach Untersuchungen von KLIWA (Heft 7) die Veränderung in der Häufigkeit, also wie oft Tage mit keinem, wenigem oder starkem Niederschlag vorkommen. Sowohl die "trockenen" Tage, d.h. Tage ohne oder mit nur geringem Niederschlag, als auch die Tage mit überdurchschnittlichen Niederschlagssummen, kommen seit 1931 immer häufiger vor.

Im Projekt KLIWA (Heft 7) wurden verschiedene Ursachen für die ermittelten Veränderungen des Niederschlags untersucht: ein möglicher Zusammenhang könnte in der Veränderung der jahreszeitlichen Häufigkeiten der atmosphärischen Zirkulationsformen (Wetterlagen) bestehen. Ein Vergleich der Messdaten des Niederschlags mit der Häufigkeit von Wetterlagen in Mitteleuropa im Winter bestätigt, dass beide Entwicklungen miteinander verknüpft sind. Dabei zeigt sich, dass die Verstärkung der Niederschläge im Winter mit einer höheren Häufigkeit bestimmter Wetterlagen, den zonalen und gemischten Zirkulationsformen, zusammenhängt.

Starkniederschläge

Zusätzlich zur Betrachtung der mittleren Gebietsniederschläge wurden auch die Starkniederschläge im Rahmen des Monitorings im Projekt KLIWA untersucht (s. Monitoringbericht 2011). Im Folgenden werden die Ergebnisse für die eintägigen maximalen Gebietsniederschläge dargestellt. Dabei wird untersucht, ob die maximale Niederschlagsmenge, die an einem Tag im betreffenden Jahr oder Halbjahr gefallen ist, sich seit 1931 verändert hat. In der Abbildung sind die Trendauswertungen im Zeitraum 1931 – 2010 für das Winter- und Sommerhalbjahr dargestellt. Ingesamt sind die Trendverläufe von Gebiet zu Gebiet deutlich uneinheitlicher als beim mittleren Gebietsniederschlag. Dies hängt damit zusammen, dass Starkniederschläge seltene Ereignisse darstellen, die räumlich oft nur kleinere Gebiete umfassen.

Bayernkarten nebeneinander für Sommer- und Winterhalbjahr, Erläuterung im nachfolgenden Text. Bild vergrössern Entwicklung der max. 1-tägigen Gebietsniederschlagshöhen im hydrologischen Sommer- und Winterhalbjahr, Relativer Trend (Änderung in Prozent/80 Jahre vom Mittelwert 1931-2010)

Im Sommerhalbjahr zeigen die Trends der Zeitreihe 1931 bis 2010 bei den maximalen eintägigen Gebietsniederschlagshöhen verbreitet keine bzw. abnehmende Trends. Im südwestlichen Bereich von Bayern haben die eintägigen Starkniederschlagsmengen auch im Sommerhalbjahr zugenommen, besonders stark zum Beispiel im Gebiet Iller/Lech mit bis zu +20%. Stärkere Abnahmen findet man dagegen im Unteren Maingebiet (regional bis -25%) und in der Mitte von Bayern. Diese Trends sind aber, mit Ausnahme von wenigen Gebieten, nicht signifikant, können also lediglich eine grobe Richtung anzeigen.

Im hydrologischen Winterhalbjahr findet man dagegen im Zeitraum 1931-2010 in ganz Bayern zunehmende maximale eintägige Gebietsniederschlagshöhen (Dauerstufe D=1 Tag). Die höchsten Zunahmen finden sich im Bereich des nordöstlichen Bayerns. In einigen Bereichen des oberen Maingebiets und den östlich angrenzenden Saale- und Naabgebieten liegen die Zunahmen hochsignifikant zwischen +34% und +44% und sind damit deutlich höher als die Zunahmen bei den mittleren Gebietsniederschlagshöhen. Weiter südlich lassen hingegen Trendstärke und Signifikanz nach.