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Großräumige Starkniederschläge im Klimawandel Mitteleuropas

Antworten auf die Frage, womit wir in Sachen extremer Gebietsniederschläge in den kommenden Jahrzehnten zu rechnen haben, geben Wiener und Augsburger Klimaforscher mit den Ergebnissen ihres gemeinsam bearbeiteten Projekts WETRAX.

WETRAX steht für „Weather Patterns, CycloneTracks and related precipitation Extremes“ – für ein deutsch-österreichisches Kooperationsprojekt, das die Veränderung von großräumigen Starkniederschlägen unter den Bedingungen des Klimawandels für den Zeitraum von 1951 bis 2100 untersucht hat.
Über die Ergebnisse des Projekts berichten der Wiener Projektleiter Magister Michael Hofstätter und Prof. Dr. Jucundus Jacobeit. Als Inhaber des Lehrstuhls für Physische Geographie und Quantitative Methoden zeichnete Jacobeit an der Universität Augsburg für das in Kooperation mit der federführenden Wiener Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik bearbeitete WETRAX-Projekt verantwortlich.
Was wurde wo untersucht?
Untersucht wurden die tatsächliche Veränderung und voraussichtliche Entwicklung von großräumigen Starkniederschlägen für den Zeitraum 1951 bis 2100. Das Untersuchungsgebiet umfasste Süddeutschland, Österreich und angrenzende Teile der Schweiz sowie Tschechiens. Kleinräumige, konvektive Niederschläge, die nur in Einzelfällen substanziell zu extremen Niederschlägen in einer gesamten Region beitragen, wurden nicht untersucht.
Starkniederschlags-relevante Muster der atmosphärischen Zirkulation wurden nach zwei Vorgehensweisen bestimmt und ausgewertet: einerseits großräumige Zirkulationstypen („Wetterlagen“) und andererseits Zugbahnen von Tiefdruckgebieten.
Welche Änderungen sind in den kommenden Jahrzehnten zu erwarten?
Die Auftrittshäufigkeit von starkniederschlags-relevanten Zugbahnen und Zirkulationstypen hat sich in den letzten Jahrzehnten statistisch kaum signifikant verändert. Nur ein Zugbahntyp, der für Osteuropa von Bedeutung ist, zeigt eine deutliche und signifikante Zunahme. Insgesamt ist speziell im Sommerhalbjahr, also jeweils von Mai bis Oktober, ein deutlicher Rückgang in der Auftrittshäufigkeit von starkniederschlags-relevanten Zugbahnen zu erwarten. Von Dezember bis Februar ist dagegen mit einer Zunahme von Westwetterlagen zu rechnen, die in einigen Regionen zu vermehrten Starkniederschlägen führen können.
Aufgrund der Ergebnisse gehen die Experten davon aus, dass sowohl die Intensität als auch die Häufigkeit von starken Gebietsniederschlägen bis zum Jahr 2100 im Herbst und Winter um 5 bis 15 % zunehmen wird. In den Sommern hingegen ist ein Rückgang von 10 bis 30 %zu erwarten.
Die saisonale Zunahme der Niederschlagsmengen in den Herbst- und Wintermonaten kann vor allem auf die Zunahme der verfügbaren Feuchtigkeit der wärmeren Luftmassen zurückgeführt werden. Daneben spielen auch Änderungen in der Verweildauer und der Intensität der Tiefdruckgebiete eine Rolle. Der sommerliche Rückgang starker Gebietsniederschläge hängt mit der Verstärkung antizyklonaler Zirkulationsmuster und damit vorwiegend mit dynamischen Prozessen zusammen.
Die Prognosen basieren auf statistischen Methoden, die auf die Simulationsergebnisse der globalen Atmosphärenmodelle ECHAM5, ECHAM6 und IFS angewendet wurden. Diese Modelle stellen eine Teilkomponente der für den vierten und fünften Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2007 und IPCC 2013) eingesetzten Klimamodelle ECHAM5/MPIOM, MPI-ESM und EC-EARTH dar.
Wer wird besonders betroffen sein?
Die deutliche Abnahme der großräumigen Starkniederschlagshäufigkeit und der Starkniederschlagsmengen im Sommer gilt für alle untersuchten Regionen im Untersuchungsgebiet. Die mäßige Zunahme im Winter und Frühling betrifft insbesondere die nördlicheren Gebiete.
Die Klimamodelle weisen allerdings auch eine sehr hohe interne Variabilität nicht nur in der Prognose, sondern schon in der Gegenwart auf. Wirkungen, die ein verstärkter Klimawandel haben mag, werden u. U. erst in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts deutlich in Erscheinung treten. Änderungen, wie sie für die kommenden Dekaden projiziert werden, können u. U. weniger einheitlich sein und – je nach Modell – sogar gegenläufig sein.
Angesichts der Zunahme der Lufttemperatur und der Luftfeuchtigkeit in der Klimazukunft können – trotz der aufgezeigten Abnahmen moderater Extremereignisse im Sommer – unter Umständen sogar noch extremere Ereignisse möglich sein, als auf solche, die aus den Jahren 2002 oder 2013 bekannt sind. Diese Aussage wird vor allem durch eine gesonderte Analyse von Vb-Zugbahnen gestützt. Bei solchen Vb-Ereignissen, die auch im Sommer eine Zunahme herausragender Extrema möglich machen, handelt es sich um Situationen, in denen ein feuchtigkeitsangereichertes Tiefdruckgebiet von Oberitalien um den Alpen-Ostrand in Richtung Baltikum zieht.
Das nach dreijähriger Laufzeit inzwischen abgeschlossene deutsch-österreichische WETRAX-Projekt, an dem neben Wissenschaftlern der Abteilung für Klimaforschung der Wiener Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik sowie des Instituts für Geographie der Universität Augsburg auch Entscheidungsträger aus dem österreichischen und deutschen Hochwassermanagement mitwirkten, wurde vom österreichischen Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft sowie vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz, dem Bayerischen Landesamt für Umwelt und der Bundesanstalt für Gewässerkunde als Auftraggebern finanziert.
 

Zu den Projektdetails der Universität Augsburg

 

Projektergebnisse zum Herunterladen

 
Institut für Geographie der Universität Augsburg

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