Starkregen

Wild abfließendes Wasser über einen Maisacker bei einem Starkregenereignis bei Huglfing im Landkreis Weilheim-Schongau

Starkregenereignisse können große Schäden verursachen, wie das Beispiel Simbach am Inn 2016 eindrücklich zeigte. Der Klimawandel beeinflusst die Niederschlagsintensität von Starkregenereignissen. Wie stark diese Veränderungen bereits waren und was uns für die Zukunft erwartet, untersucht die Kooperation KLIWA.

Zum Weiterlesen

Die Seite erläutert

• was man unter Starkregen versteht,
• wie man Starkregen messen kann,
• welche Folgen er hat,
• welche Veränderungen man bereits beobachtet,
• was man zur zukünftigen Entwicklung weiß.

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Was ist Starkregen?

Im Allgemeinen bezeichnet Starkregen ein Niederschlagsereignis, bei dem große Niederschlagsmengen in vergleichsweise kurzer Zeit fallen. Genauere Definitionen existieren jedoch viele. Die Ansätze reichen dabei von festen Schwellwerten (z.B.: ≥ 20 mm in 1 Stunde) oder der Betrachtung von Perzentilen (z.B.: die intensivsten 5 % aller Niederschlagsereignisse innerhalb eines Tages). Sie hängen zum einen davon ab, aus welchem Grund man Starkregen untersucht. Das kann eine Unwetterwarnung sein oder eine wissenschaftliche Auswertung, ob sich Starkregen in der Vergangenheit verändert hat. Zum anderen ist die Starkregenursache wichtig.

In Deutschland/Bayern führen hauptsächlich die zwei folgenden Niederschlagstypen zu erheblichen Niederschlagsmengen:

1. Stratiforme Niederschläge (umgangssprachlich "Dauerregen"):
   • a. großflächig und zum Teil lang andauernd (mehrere Stunden bis wenige Tage)
   • b. aber vergleichsweise weniger intensiv
2. Konvektive Niederschläge (umgangssprachlich "heftige Schauer"):
   • a. Kleinskalig (lokal) und zumeist kürzer (Minuten bis mehrere Stunden)
   • b. hochintensiv

Typischer stratiformer Niederschlag

Typischer konvektiver Niederschlag

Für die Untersuchung von Dauerregen wertet man daher die Niederschlagsmengen innerhalb eines längeren Zeitraumes aus, z.B. von 24 oder 36 Stunden. Sind die heftigen Schauer interessant, betrachtet man kurze Zeitspannen, wie eine Stunde.

Wie kann man Starkregen messen?

Niederschläge werden traditionell an festen Wetter- bzw. Niederschlagsstationen gemessen. Allein in Bayern betreibt der Deutsche Wetterdienst (DWD) über 1.200 solcher Stationen. Gemessen wird dabei mindestens die Niederschlagsmenge pro Tag, an manchen Stationen auch in höherer zeitlicher Auflösung. Regenmengen, die der Dauerregen-Form von Starkregen entstammen, lassen sich damit auch recht gut erfassen – sind es doch langanhaltende, großflächige Regengebiete. Für die örtlich eng begrenzten Schauer-Starkniederschläge (konvektiv) von nur wenigen Kilometern Ausdehnung ist dies deutlich schwieriger. Nicht selten fällt der Regen dort, wo keine Station steht. Oder das Regengebiet streift die Station nur. Man weiß daher vielleicht, dass es geregnet hat, aber nicht mit welcher Menge. Auch gibt eine Menge pro Tag keine Auskunft zur Intensität des Niederschlags, also binnen welcher Zeit er gefallen ist.

Abhilfe bietet dabei das Regenradar des DWD, das seit 2001 die Niederschläge flächenhaft erfasst. Es misst sowohl, ob Niederschläge gefallen sind, als auch wie lange und mit welcher Intensität. Für eine belastbare Aussage, wie sich die Starkniederschläge in der Vergangenheit entwickelt haben, reicht die Länge der Messungen jedoch noch nicht aus. Hierzu wären mindestens 30 Jahre nötig. Möglich ist jedoch, erste Tendenzen abzuschätzen, sowie räumliche Muster zu betrachten. Der DWD bietet basierend auf den Radarmessungen jährlich aktualisierte Kataloge radar-basierter starker Niederschlagsereignisse als Grundlage für die Analyse des Starkregengeschehens und seines Schadenpotenzials in Deutschland seit 2001 an (CatRaRE). Diese sind im Rahmen eines Dashboards beim DWD verfügbar. Weitere Informationen hierzu bietet der DWD.

• Kataloge der Starkregenereignisse (CatRaRE)
• Dashboard Kataloge der Starkregenereignisse (CatRaRE)

Ein Dauerregen lässt sich von Niederschlagsstationen und Niederschlagsradar gleichermaßen erfassen, beide Systeme ergänzen einander

Ein Schauer zieht an einer Niederschlagsstation vielleicht vorbei, doch das Niederschlagsradar kann dessen Niederschlagsmenge messen

Welche Folgen hat Starkregen?

Antersdorfer Bach Höhe Brücke nach Hinterholz am 07.06.2016

Bringt ein Starkregenereignis mehr Wasser mit sich als der Boden und das nächstgelegene Gewässer fassen können, tritt vereinfacht gesprochen Hochwasser auf, ggf. mit Überschwemmungen. Bei der Dauerregen-Form entstehen für gewöhnlich "Flusshochwasser". Diese sind meist relativ gut vorhersagbar, da das Regenereignis langanhaltend ist und größere Gebiete betroffen sind. Dazu finden Sie mehr Informationen auf den untenstehenden LfU-Seiten zu Hochwasser.

Überströmte landwirtschaftliche Fläche mit Bodenerosion bei Obernzenn

Die örtlich eng begrenzten, kurzen und intensiven Schauer-Niederschläge können dagegen zu sogenannten "Sturzfluten" führen. Das bedeutet "Hochwasser am Berg" – es entstehen kurzzeitig reißende Flüsse an Stellen, an denen sonst kein Gewässer liegt oder bestenfalls ein kleines Rinnsal. Diese Schauer-Starkregen sind oft schlecht vorhersagbar und mit zum Teil großen Schäden verbunden. Gebiete mit potentiell erhöhter Überflutungsgefährdung bei Starkregenereignissen sind in der Hinweiskarte Oberflächenabfluss und Sturzflut verzeichnet. Die Hinweiskarte und weitere Informationen sind auf der Seite Starkregen und Sturzfluten des LfU zu finden.

• Hinweiskarte Oberflächenabfluss und Sturzflut

Siedlungsgebiete sind oft stark versiegelt, so dass Wasser nur sehr schlecht versickern kann. Kanalsysteme, Straßendurchlässe oder andere Engstellen setzen sich durch angeschwemmtes Material zu ("Verklausungen"). Dadurch kann es zu Überschwemmungen kommen, mit den entsprechenden Konsequenzen für Personen, Werte oder die bestehende Infrastruktur. Gelangen auf diesem Weg Gefahrenstoffe in das Wasser, kann dies Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben.

Welche Veränderungen hat man bereits beobachtet?

Da die Messung von Starkregenmengen vor allem für die kurzen, heftigen Schauerniederschläge nicht trivial ist (s.o.), kann man auch nur begrenzt belastbare Aussagen zu deren Veränderungen treffen. Eine Auswertung von Stationsdaten seit 1951 und Radardaten seit 2001 durch den DWD zeigt bis 2024 eine Tendenz zur Zunahme von Starkregen in Deutschland – belastbare Aussagen können vom DWD noch nicht getroffen werden.

Eine Grundregel gilt jedoch immer: Eine um 1 Grad Celsius wärmere Atmosphäre kann rund 7 % mehr Wasserdampf aufnehmen und auch wieder abgeben. Das besagt die sogenannte Clausius-Clapeyron-Gleichung. Für den konvektiven Anteil des Niederschlagsgeschehens zeigen Untersuchungen sogar eine Zunahme der Intensität um bis zu 14 % pro Grad Celsius Erwärmung. Dies wird auch als Super-Clausius-Clapeyron-Beziehung bezeichnet. Durch den Klimawandel ist die Lufttemperatur nachweislich gestiegen. Daraus lässt sich ableiten, dass Niederschläge insgesamt intensiver geworden sein müssen und somit auch Starkniederschläge.

Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen und sorgt für intensivere Niederschläge

Die Entwicklung der Starkniederschlagstage in Bayern kann mit dem Klimatool der Vergangenheit des Bayerischen Klimainformationsystems (BayKIS) für verschiedene Regionen eingesehen werden. Im Zeitraum von 1951 bis 2025 hat sich die Anzahl an Starkniederschlagstagen mit einer Niederschlagssumme von mindestens 30 mm in Bayern nicht signifikant verändert. Dabei handelt es sich um Tageswerte. Es kann nicht zwischen Dauerregen und kurzzeitigen Starkregenereignissen unterschieden werden.

• Klimatool Vergangenheit - Starkniederschlagstage >=30 mm

Zeitverlauf der Anzahl der Starkniederschlagstage mit mindestens 30 mm Niederschlag in Bayern. Der LOESS-Trend zeigt keine signifikante Änderung im Zeitraum 1951-2025.

Was man zur zukünftigen Entwicklung weiß

Auch zukünftig wird die Lufttemperatur durch den Klimawandel steigen. Im Allgemeinen muss man also damit rechnen, dass die Starkniederschläge noch intensiver werden, denn die Clausius-Clapeyron-Gleichung gilt weiterhin. Diese Annahme wird von einerseits von Berechnungen mit dem Bayerischen Klimaprojektionsensemble gestützt als auch von den Ergebnissen verschiedener Forschungsprojekte wie ReKliEs-De, WETRAX oder ClimEx. Mehr dazu findet sich unter den untenstehenden Links.

Die bislang beschriebenen Projekte haben sich mit der künftigen Entwicklung der großflächigen und langanhaltenden Starkniederschläge beschäftigt. Nach bisherigem Wissensstand werden aber auch die kleinräumigen und kurzzeitigen Starkniederschläge in Bayern intensiver werden. Die Datenbasis ist hier allerdings noch geringer. Denn kleinräumige Starkniederschlagsereignisse sind rechnerisch ungleich aufwändiger zu simulieren als die der großräumigen, langanhaltenden Ereignisse. Daher baut das LfU seine Datenbasis in KLIWA dazu aus und sorgt damit für eine robustere Datengrundlage zur zukünftigen Veränderung von kleinräumigen, kurzzeitigen Starkniederschlagsereignissen.

Im KLIWA-Kurzbericht „Zukünftige Entwicklung von Starkregen“ von 2024 wurde die Entwicklung von Starkniederschlägen in Süddeutschland mit einem Ensemble aus fünf konvektionserlaubenden Projektionen untersucht. Dabei handelt es sich um regionale Klimaprojektionen mit einer hohen räumlichen Auflösung, die den Tagesgang und die Intensität der Niederschläge besser abbilden können. Die Entwicklung der Starkniederschläge wurde dabei für den Zeitraum 2071-2100 (ferne Zukunft) im Vergleich zum Referenzzeitraum 1971-2000 für das das Szenario ohne Klimaschutz (RCP8.5) betrachtet.

Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts werden demnach die Intensität und die Häufigkeit von Starkniederschlägen zunehmen. Je seltener ein Ereignis ist, desto stärker ist der absolute Anstieg der einstündigen Niederschlagsintensität. Die Sommer werden zukünftig trockener. Gleichzeitig steigt der Anteil von Starkniederschlägen am Sommerniederschlag, der Niederschlag fällt also vermehrt in wenigen, intensiven Ereignissen. Die Intensität der Sommerniederschläge steigt dabei am stärksten in der Nacht. Die Bandbreite der Änderungssignale der einzelnen Projektionen ist allerdings groß, sodass keine Aussagen zu räumlichen Mustern getroffen werden können.

Mit dem Klimatool der Zukunft des Bayerischen Klimainformationssystems (BayKIS) kann die zukünftige Entwicklung verschiedener Klimakennwerte, wie beispielsweise der Starkniederschlagstage, für verschiedene Klimaszenarien dargestellt werden.