Szenarienrechnungen zu Extremniederschlägen mit potentieller Wirkung auf Infrastrukturen

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1 Szenarienrechnungen zu Extremniederschlägen mit potentieller Wirkung auf Infrastrukturen Kommunale Wasserwehren für Hochwasserschutz Dresden Oktober 2016 Katrin Nissen Institut für Meteorologie Freie Universität Berlin This project has received funding from the European Union s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no The contents of this presentation are the author's views. The European Union is not liable for any use that may be made of the information contained therein.

2 Gliederung Das Projekt RAIN Motivation (Sachsen im Mai 2016) Wie kommt es zu (extremem) Niederschlag? Wann ist die Infrastruktur gefährdet? Heutiges Klima Klimaänderung Fazit 2

3 Das RAIN Projekt Koordinator: Prof. O Connor Trinity College Dublin 3

4 Das RAIN Projekt Extremer Niederschlag 4

5 Sachsen im Mai Uhr Bild: nonstopnews Bild: MDR/Marko Förster 5

6 Niederschlag kalte feuchte Luft Kondensation Niederschlag = Regen Schnee Graupel Hagel Verdunstung warme feuchte Luft 6

7 Auslösende Prozesse Orographisch: feuchte Luft steigt an Bergen auf Stationär Fronten: warme und kalte Luftmassen treffen aufeinander (Fronten eines Tiefdruckgebiets) warme Luft muss aufsteigen großräumiger Niederschlag Konvektiv: Sommer Luft wir von der Sonne erwärmt Verdunstung und Aufsteigen kleinräumig von kurzer Dauer Abbildungen: Wikipedia 7

8 extremer Niederschlag 1: Hoher Feuchtegehalt 2a: schneller Aufstieg der Luftmassen hohe Intensität 2b: Stationäre Wetterlage und Feuchtekonvergenz hohe Regenmenge Abbildungen: Wikipedia 8

9 Infrastruktur - Wieviel Regen ist zu viel? Befragung von Infrastrukturbetreibern Gesetzgebung mm/tag mm/stunde 2, 5, 10, 100 Jahre Wiederkehrperiode 10-jährige Wiederkehrwerte Menge Intensität 9

10 Heutiges Klima 10-jähriger Wiederkehrwert ( ) Täglich (Hohe Regenmengen) 3-stündlich (Hohe Intensitäten) mm/tag mm/3stunden 10

11 Methode Suche nach extremen Niederschlagsereignissen: Zusammenhängende Gebiete mit extremem Niederschlag (>10-jähriger Wiederkehrwert) werden in Raum und Zeit verfolgt Informationen über Lage Größe Dauer Schwere (Dauer, Größe, Menge) 11

12 Methode (Beispiel) August 2002: Dauer: 5 Tage Größe: km 2 Schwere: Gehört zu 1% der stärksten Ereignisse in Europa Niederschlag >10-jähriger Wiederkehrwert (mm) 12

13 Klimaänderung (Klimamodelle) Klimamodell: Computerprogramm, das physikalische Gleichungen löst Vergleich von 2 Modellläufen: Jetzige Treibhausgas Konzentration Mögliche zukünftige Konzentration Bild: noaa.gov Bild: euro-cordex.net/ Regionalmodell für Europa 12km x 12km 13

14 Klimaänderung (Modelläufe) Treibhausgasszenarien RCP4.5 und RCP8.5 täglich: 13 Modellkombinationen 3-stündlich: 7 Modellkombinationen RCA4 RACMO22E CCLM HIRHAM5 WRF331F MPI-ESM tägl, 3stündl tägl. EC-EARTH tägl, 3stündl tägl, 3stündl tägl. tägl. HADGEM2 tägl, 3stündl tägl, 3stündl tägl. CM5A-MR tägl, 3stündl tägl. CNRM-CM5 tägl, 3stündl tägl. 14

15 Klimaänderung 1-3 Tage (Hohe Regenmengen) 3-stündlich (Hohe Intensitäten) RCP8.5 Änderung in der Ereignishäufigkeit zwischen und dem RCP8.5 Szenario 15

16 Anzahl Klimaänderung 1-3 Tage (Hohe Regenmengen) 3-stündlich (Hohe Intensitäten) Monat Monat Ereignishäufigkeit und im RCP8.5 Szenario 16

17 Klimaänderung 1-3 Tage (Hohe Regenmengen) 3-stündlich (Hohe Intensitäten) betroffenene Fläche und im RCP8.5 Szenario 17

18 Klimaänderung Gewitter Häufigkeit Wahrscheinlichkeit mit Hagel > 5cm Púčik und Groenemeijer, 2016 Änderung zwischen und im RCP8.5 Szenario 18

19 Fazit In Deutschland wird die Anzahl starker Niederschlagsereignisse voraussichtlich zunehmen. Modelle prognostizieren besonders starke Zunahme der Anzahl der Ereignisse mit hohen Intensitäten und eine Vergrößerung der betroffenen Fläche. Gewitterhäufigkeit steigt in Norddeutschland Gewitterstärke in Süddeutschland Es sind zukünftig häufigere Ausfälle durch Starkregen bei der Infrastruktur zu erwarten. 19

20 Projektergebnisse frei verfügbar: 20

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