Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region

Transkript

1 Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region Angela Pfister acqua alta HWRM Symposium NRW Gelsenkirchen 1960

2 Übersicht 1 Niederschlagserfassung bei den Verbänden 2 Langjährige Auswertungen von Kennwerten 3 Veränderungen des Starkregenverhaltens 4 Entwicklung von Starkregen Blick in die Zukunft Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 2

3 Niederschlagserfassung Bodenmessnetz der Verbände Langjährige Niederschlagsreihen werden kontinuierlich erfasst, geprüft, aufbereitet und fortgeschrieben. Es erfolgt ein jährlicher Datenaustausch mit dem LANUV NRW. Der Messnetzaufbau erfolgte seit den 1930er Jahren, aktuell befinden sich PLUVIO-Geräte im Einsatz. Nutzung der Niederschlagsreihen für die vielfältigen wasserwirtschaftlichen Aufgaben, vor allem im Hochwassermanagement und für Umbau Planungen. Online Bereitstellung terrestrischer Niederschlagsdaten seit 2010 im Rahmen der Radarkooperation für RADOLAN. Niederschlagsmessung an der KA Werl Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 3

4 Niederschlagserfassung Niederschlagsmessnetz EG/LV mit langjährigen Zeitreihen 45 langjährige Messstationen im Hauptmessnetz mit 74 Stationen Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 4

5 Niederschlagserfassung Nutzung von Radardaten Kooperationsvereinbarung in 2007 der Wasserverbände NRW mit dem DWD Echtzeitzugriff auf Prognose- und Radarprodukte des Deutschen Wetterdienstes Nutzung der DWD-Produkte für ein integrales Hochwassermanagement Einschätzung von Hochwasser Risiken im Emscher-Lippe-Raum unter Nutzung von Delft-FEWS in Echtzeit in einem Hochwasserinformationssystem HOWIS Radarerfassung des Starkregens am Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 5

6 Niederschlagsdaten im Hochwasserinformationssystem DWD EG/LV Regenradardaten Vorhersage Online-Modelle Messnetz Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 6

8 Änderung des Niederschlags? Langjährige Sommer Entwicklung in Deutschland Mittlere Niederschlagshöhe im meteorologischen Sommer (Juni August) Quelle: Monitoringbericht 2015 des Umweltbundesamtes (nach DWD) Keine Veränderung der Niederschlagshöhen im meteorologischen Sommer Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 8

9 Änderung des Niederschlags! Langjährige Entwicklung in Deutschland Mittlere Niederschlagshöhe im meteorologischen Winter (Dezember Februar) Quelle: Monitoringbericht 2015 des Umweltbundesamtes (nach DWD) Deutliche Veränderung der Niederschlagshöhen im meteorologischen Winter Zunahme um 28% Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 9

10 Niederschlagskenngrößen in der Emscher-Lippe-Region Jährliche Auswertung langjähriger Bilanzwerte, Jahressummen, Monatssummen, Tageswerte etc. sowie Analysen von Starkregen Auswertungen der Einzelstationen und Bestimmung von Gebietsmitteln Fortschreibung hydrologischer Hauptwerte und Trendanalysen Vergleich mit hydrologischen 30-jährigen Mitteln und Klimanormalperioden Fortschreibung langjähriger Niederschlag-Abfluss-Modellierung

11 Niederschlagshöhe h N [mm] Niederschlagsjahresgang Langjährige Zeitreihe Jahresniederschlagssummen der Station Duisburg Hülsermanngraben Lückenbereinigte Daten Stationsmittel Hydrologisches Mittel ( ) 0 Wasserwirtschaftsjahr Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 11

12 Niederschlagshöhe h N [mm] Niederschlagsjahresgang Langjährige Trendauswertungen Trendanalyse: Jahresniederschlag der Station Duisburg Hülsermanngraben Lückenbereinigte Daten Trend WWJ ( ) y = 2,4 mm/a Wasserwirtschaftsjahr Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 12

13 Niederschlagshöhe h N [mm] Veränderungen des Niederschlags Monatsniederschlagsummen Veränderungen der mittleren Monatsniederschlagsummen im hydrologischen Halbjahr Winterhalbjahr Sommerhalbjahr Winterhalbjahr Jan. Feb. Mär. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Kalendermonat Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 13

14 Niederschlagskenngrößen Maxima Historisch höchste Niederschlagswerte (EG/LV-Gebiet) Rang Station Periode Datum Niederschlagshöhe h N 1 Oberhausen Buschhausen PW mm 2 Essen Bredeney mm 3 Kurl PW mm 4 Selm KA mm 5 Dortmund Oespeler Bach PW mm Die fünf höchsten Tageswerte in der Emscher-Lippe-Region Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 14

15 Niederschlagskenngrößen Maxima Historisch höchste Niederschlagswerte (EG/LV-Gebiet) Rang 1 Rang 2 Station Periode Datum Dauer Höhe h N Station Datum Höhe h N Kamen min 60,8 mm Bochum ,3 mm Ge.-Bismarck h 77,3 mm Do.-Marten ,7 mm Kurl h 105 mm Do.-Marten mm Kurl h 129 mm Ob.-Buschh mm Kurl und Oberhausen- Buschhausen h 129 mm 129 mm Essen-Bred mm Maxima ausgewählter Dauerstufen der Emscher-Lippe-Region Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 15

16 Niederschlagskenngrößen Maxima Höchste Niederschlagsmessungen in Deutschland (DWD) Station Bundesland Datum Dauerstufe Höhe h N Füssen Bayern min 126 mm Stein Bayern d 458 mm Miltzow Mecklenburg- Vorpommern h 200 mm Münster Nordrhein-Westfalen h 164 mm Daudenzell Baden-Württemberg h 239 mm Münster Nordrhein-Westfalen h 245 mm Münster Nordrhein-Westfalen h 292 mm Zinnwald Sachsen d 312 mm Vergleich: HW-Ereignis Elbe/Donau im Juni 2013 Station Bundesland Datum Dauerstufe Höhe h N Stein Bayern h 405 mm Stützengrün Sachsen h 224 mm Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 16

18 Rückblick auf die letzten acht Jahre Jedes Jahr ein Jahrhundert Ereignis? Juli 2008 Dortmund-Marten Juli 2009 Datteln, Waltrop Juli 2010 Essen, Bochum April 2011 Bottrop Mai 2012 Unna-Stockum Juni 2013 Castrop-Rauxel Juli 2014 Hamm Dez Haltern 18

19 Veränderungen des Starkregenverhaltens? Emschergebiet Gelsenkirchen 1960 Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 19

20 Starkregenereignisse bei EG/LV Bilder vom 23. Mai 2012 und vom 20. Juni 2013 Essen 23. Mai 2012 Dülmen 20. Juni 2013 Bottrop 23. Mai 2012 Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe- Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister Dortmund 20. Juni

21 Bottrop Starkregen 23. Mai 2012 Stundensumme des Radarniederschlags Zeitraum: 15:51 Uhr 16:50 Uhr Gering Mittel Stark Sehr stark Flächenhafte Verteilung starker Niederschläge Extrem Quelle: Radardaten des DWD Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 21

22 Niederschlagssumme [mm] Auswertungen von Starkregen Starkregenereignis vom (höchste Niederschlagshöhen) 70,0 67,5 65,0 62,5 60,0 57,5 55,0 52,5 50,0 47,5 45,0 42,5 40,0 37,5 35,0 32,5 30,0 27,5 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 2,5 0, Dortmund-Oespeler Bach PW (76 a) 2342 Castraop-Rauxel-Habinghorst RRB (82 a) 2368 Recklinghausen-Im Reitwinkel PW (76 a) 4630 Bochum (DMT) (82 a) 8791 Datteln-Bauhof (9 a) 8796 Waltrop KA (71 a) 8843 Rorup (53 a) 8885 Dülmen KA (58 a) 8897 Haltern KA (62 a) Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 22

23 Niederschlagshöhe h N [mm] 25,2 27,7 27,5 29,7 28,9 29,6 28,4 33,7 36,8 51,1 50,9 2 Ereignisse 71,7 Auswertungen von Starkregen Auftreten in der Vergangenheit 80 Heftige Starkregenereignisse nach DWD-Klassifizierung - Gelsenkirchen-Altstadt Niederschlagsereignis Schwellenwert DWD-Klassifizierung: Heftiger Starkregen bei hn > 25,0 mm (Dauerstufe: 60 Minuten) heftige Starkregenereignisse 3 Ereignisse sind Extremereignisse! Statistische Wiederkehrzeit >> als 100 Jahre (h N >> 44,5 mm) Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM JahrSymposium NRW Angela Pfister 23

24 Anzahl der Ereignisse über 20 mm/d pro Jahr Veränderungen des Starkregenverhaltens Durchschnittliche Erhöhung von 3,4 auf 4,8 Ereignisse pro Jahr Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 24

26 Entwicklung von Starkregen Starkregenverteilung - qualitative Veränderungen Quelle: ergänzt 26

27 Mittlere Anzahl pro Dekade Veränderungen des Starkregen Verhaltens Klimaprojektionen N 60 mm/d N 50 mm/d N 40 mm/d N 30 mm/d N 20 mm/d Klimawandel verdoppelt die Starkregenereignisse Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 27

28 Änderungen der mittleren Jahresniederschlagssumme [%] Entwicklung des Niederschlags Änderungen der mittleren Jahresniederschläge in Klimaprojektionen 115% 110% 105% 100% 95% CLM1_A1B, korr CLM2_A1B, korr CLM1_B1 REMO_A1B REMO_B1 REMO_A2 WETTREG_A1B_M WETTREG_A1B_33 WETTREG_A1B_66 Mittelwert 90% Zeitfenster Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 28

29 Anzahl der Starkregentage N 20 mm/d pro Jahr Entwicklung des Niederschlags Zunahme von Niederschlagstagen > 20 mm in Klimaprojektionen CLM1_A1B_korr CLM2_A1B_korr CLM1_B1 REMO_A1B REMO_B1 REMO_A2 WETTREG_A1B_M WETTREG_A1B_33 WETTREG_A1B_66 Mittelwert Messwert ELR Zeitfenster Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 29

30 Blick in die Zukunft Erhöhung der Temperatur von mehr als 3 C zu erwarten Zunahme von Wetterextremen und speziell von Starkregenereignisse in der Emscher-Lippe Region Keine Erhöhung des mittleren Niederschlags in der Emscher- Lippe-Region Fachübergreifende Projekte und Initiativen sind erforderlich, um die Vulnerabilität zu verringern Starkregen in Dortmund Marten am

31 Entwicklung von Starkregen Zusammenfassung für hydrologische Kenngrößen Auftretenshäufigkeit überregional Deutschlandweit lässt sich kein eindeutiger Trend zu vermehrten Extremen ableiten. Jedoch nimmt die Häufigkeit von Tagesniederschlägen > 30 mm zu - besonders im Winter. Auftretenshäufigkeit regional In der Emscher-Lippe-Region nimmt in den letzten 20 Jahren ( ) die Häufigkeit von Starkregenereignissen mit Tagesniederschlägen > 20 mm signifikant zu. Mittlerer Niederschlag Keine signifikante Erhöhung in der Region, aber es gibt eine Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter. Wetterextreme Extremwerte bei Temperatur, Niederschlag und Wind werden voraussichtlich bis zum Ende des Jahrhunderts zunehmen. Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 31

32 Starkregen und Klimawandel Klimaprojektionen: Ergebnisse und Konsequenzen Das Unbeherrschbare vermeiden das Unvermeidbare beherrschen Prof. Schellnhuber (PIK) Temperatur Konsens der Modelle im Anstieg der Jahresmitteltemperatur. Abfluss Klimabedingte Verschärfungen von Hochwasserabflüssen sind möglich. Monitoring Bedeutung langjähriger Messnetze steigt. An der Irreversibilität des Klimawandels gibt es keinen Zweifel. Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 32

33 Entwicklung von Starkregen Umgang mit Unsicherheiten Starkregen Gefährdungsabschätzungen erforderlich: Wichtig für die richtigen Maßnahmen an den richtigen Stellen sind flächendeckende Starkregen Gefährdungseinschätzungen. Auswirkungen durch No regret Maßnahmen begegnen: Flexible Lösungen, die effektiv und kostengünstig umsetzbar sind, rücken zwangsläufig in den Vordergrund. Dezentrale und Zentrale Maßnahmen realisieren: Ein Zusammenspiel von dezentralen und zentralen Maßnahmen schafft Flexibilität und erhöht die Sicherheit. Problembewusstsein schaffen: Informieren, sensibilisieren und aktivieren sind zentrale Ziele von Informationskampagnen zur Bewusstmachung. Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 33

34 Entwicklung von Starkregen Umgang mit Unsicherheiten Integrierte Maßnahmen Umsetzung vorsorgender Maßnahmen zur Anpassung, die sich auch positiv auf Wirtschaft und Naherholung auswirken. Heute sind integrale Planungen von Wasserwirtschaft und Raumplanung gefordert. Kernaufgabe Wahrung des Hochwasserschutzes und der Umgang mit dem veränderten Niederschlagsgeschehen Wasserwirtschaft in der Region EG/LV nehmen die Verantwortung wahr, sich mit dem Klimawandel und seinen Konsequenzen intensiv auseinanderzusetzen. Entwicklung von Starkregen in der Emscher-Lippe-Region acqua alta HWRM Symposium NRW Angela Pfister 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Angela Pfister Emschergenossenschaft/Lippeverband Technisches Hochwassermanagement 23-WW 30 / Kronprinzenstraße Essen Tel.: pfister.angela@eglv.de