Methoden und Ergebnisse der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt
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- Jan Baumhauer
- vor 7 Jahren
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1 Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur Meteorologie Methoden und Ergebnisse der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Dipl.-Hydrol. Juliane Adam Dr. Valeri Goldberg LAU-Sachsen-Anhalt, Halle/ Saale,
2 GLIEDERUNG 1. Projektorganisation 2. Datensituation 3. Methodik 4. Ergebnisse 5. Zusammenfassung 6. Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 2 von 48
3 ORGANISATION Projekt REKLI-Sachsen-Anhalt II =>Regionale Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt 1. Statistische Untersuchungen regionaler Klimatrends in Sachsen-Anhalt 2. Darstellung der Ergebnisse in Karten Projektträger: Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Laufzeit: Januar- Juli 2008 Projektleitung: Projektmitarbeiter: Prof. Dr. Ch. Bernhofer, Dr. Valeri Goldberg Dipl.-Geogr. Johannes Franke, Dipl.-Hydrol. Michaela Surke, Dipl.-Hydrol. Juliane Adam Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 3 von 48
4 Aufgabenstellung im Rahmen des Forschungsauftrages 1. Import, Datenprüfung und Homogenisierung der zusätzlichen Niederschlagsstationen (Niederschlagsmessnetz des DWD) 2. Karten der Klimanormalperioden ( , , ) zu Niederschlag und Temperatur für Jahreszeiten und Jahr 3. TREND-Karten ( ) zu Niederschlag und Temperatur für Jahreszeiten und Jahr (jeweils mit Signifikanz) Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 4 von 48
5 DATENSITUATION Datenlieferant: Deutscher Wetterdienst (DWD) Messnetz: Klima- und Niederschlagsmessnetz des DWD Anzahl Messstationen: 98 Klimastationen / 569 Niederschlagsstationen zeitliche Auflösung: 1 Tag Verfügungszeitraum: gemessene Klimaelemente: - Niederschlag (Regen, Schnee) - Lufttemperatur (Max, Min, Mittel) - relative Luftfeuchte - Windstärke in Beaufort oder kn - Sonnenscheindauer => Klimaanalyse im Rahmen der Auftragsstudie zunächst auf Temperatur und Niederschlag beschränkt Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 5 von 48
6 DATENSITUATION Vorhandene Klima- und Niederschlagsstationen des DWD Klimamessnetz Niederschlagsmessnetz Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 6 von 48
7 DATENSITUATION Verwendete Stationen Klimamessnetz (35 Stationen) Niederschlagsmessnetz ( 453 Stationen) Deutliche Datenreduzierung, da nur Stationen mit <25 % Fehldaten, mindestens 15 Jahren und ohne Inhomogenitäten verwendet wurden Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 7 von 48
8 METHODIK Assimilation aller relevanten Klimadaten Sachsen-Anhalts für die statistische Untersuchung von Klimatrends Test auf Homogenität der Datenreihen Durchführung von Trendanalysen der homogenen Datenreihen Visualisierung der Klimakarten und der regionalen Klimatrends für Sachsen-Anhalt Bewertung der Ergebnisse Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 8 von 48
9 METHODIK Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 9 von 48
10 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] in Sachsen-Anhalt; Frühjahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 10 von 48
11 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] in Sachsen-Anhalt; Sommer Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 11 von 48
12 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] in Sachsen-Anhalt; Herbst Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 12 von 48
![Niederschlag [mm] in](/docs-images/61/46310200/images/13-1.png "Sachsen-Anhalt;")
13 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] in Sachsen-Anhalt; Winter Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 13 von 48
14 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] in Sachsen-Anhalt; Jahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 14 von 48
15 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Niederschlag [mm] Brocken und Halle mit Trendverhalten; Brocken Halle Trend Brocken (Steigung 6,3 mm /a, r²=0,13) Trend Halle (Steigung -0,4 mm/ a, r²=0,01) Niederschlag im Winterhalbjahr (Januar-März, Oktober-Dezember) Brocken Halle Trend Brocken (Steigung 2,1 mm /a, r²=0,08) Trend Halle (Steigung -1,5 mm/ a, r²=0,02) Niederschlag im Sommerhalbjahr (April-September) N WHJ (mm) N SHJ (mm) Jahr Jahr Große regionale Unterschiede im Trendverhalten: - Brocken (1142 münn): Niederschlagszunahme, im Winter stärkerer als im Sommer - Halle-Kröllwitz (96 münn): Niederschlagsabnahme, v. a. im Sommer Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 15 von 48
16 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Trendverhalten des Niederschlagsgradienten Winterhalbjahr Sommerhalbjahr Trend WHJ (r²=0,15) Trend SHJ (r²=0,10) Niederschlagsgradient zwischen Halle und Brocken ΔN / Δz (mm / 100 m) Zunahme des Niederschlagsgradienten zwischen Tiefland (im Regenschatten) und Gebirge 1980 Jahr bedeutet: Verschärfung der Unterschiede in der Wasserverfügbarkeit! Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 16 von 48
17 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Relativer Trend [%] des Niederschlags in Sachsen-Anhalt; Frühjahr Sommer Herbst Winter Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 17 von 48
18 ERGEBNISSE - NIEDERSCHLAG Relativer Trend [%] des Niederschlags in Sachsen-Anhalt; Jahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 18 von 48
19 ZUSAMMENFASSUNG - NIEDERSCHLAG Winter: Stärkster Niederschlagtrend mit bis zu 35% Zunahme im Harz und Westen der Altmark Sommer: Flächendeckende Abnahme des Niederschlags im Tiefland mit bis zu 30% Verstärkung der Niederschlagsunterschiede zwischen Harz und Leeseite des Harzes (Ostabdachung bis Raum Halle) (besonders im Winter) Umverteilung der Niederschläge vom Sommer zum Winter hin Geringe Signifikanz der Trends Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 19 von 48
20 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Frühjahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 20 von 48
![ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C]](/docs-images/61/46310200/images/21-0.png "in Sachsen-Anhalt; Sommer 1951-1980")
21 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Sommer Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 21 von 48
![ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C]](/docs-images/61/46310200/images/22-0.png "in Sachsen-Anhalt; Herbst 1951-1980")
22 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Herbst Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 22 von 48
![[ C] in](/docs-images/61/46310200/images/23-2.png)
23 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Winter Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 23 von 48
![ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Jahr 1951-1980](/docs-images/61/46310200/images/24-2.png "1961-1990 1971-2000 Halle/Saale, 23.10.")
24 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] in Sachsen-Anhalt; Jahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 24 von 48
25 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Temperatur [ C] von Brocken und Halle mit Trendverhalten; Brocken Halle Trend Brocken (Steigung 0,25 C/10a, r²=0,19) Trend Halle (Steigung 0,17 C/10a, r²=0,12) 18 Temperatur im Sommerhalbjahr (April-September) 18 Brocken Halle Trend Brocken (Steigung 0,20 C/10a, r²=0,07) Trend Halle (Steigung 0,25 C/10a, r²=0,09) 8 Temperatur im Winterhalbjahr (Januar-März, Oktober-Dezember) T SHJ ( C) T WHJ ( C) Jahr Jahr Berg- und Tieflandstationen weisen gleiche Richtung auf: Temperaturzunahme Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 25 von 48
26 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Trendverhalten des Temperaturgradienten ,8 Winterhalbjahr Sommerhalbjahr Trend WHJ (nicht sign.) Trend SHJ (r²=0,2) Temperaturgradient zwischen Halle und Brocken 0,8 0,7 0,7 ΔT / Δz ( C / 100 m) 0,6 0,5 0,4 0,6 0,5 0,4 0, Jahr Signifikante Abnahme des Temperaturgradienten im Sommerhalbjahr 0,3 Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 26 von 48
27 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Trendverhalten von Maximum- und Minimumtemperatur Minimum Maximum Trend Maximum (0,27 C / 10a, r² = 0,05) Trend Minimum (0,1 C / 10a, r²=0,07) Tmax, min ( C) Trend der mittleren Tagesmaxima und -minima der Temperatur der Sommermonate in Gardelegen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 27 von 48
28 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Trendverhalten von Maximum- und Minimumtemperatur Minimum Maximum Trend Maximum (0,32 C / 10a, r² = 0,04) Trend Minimum (0,33 C / 10a, r²=0,07) Tmax, min ( C) Trend der mittleren Tagesmaxima und -minima der Temperatur der Wintermonate in Gardelegen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 28 von 48
29 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Absoluter Trend [K] der Temperatur in Sachsen-Anhalt; Frühjahr Sommer Herbst Winter Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 29 von 48
30 ERGEBNISSE - TEMPERATUR Absoluter Trend [K] der Temperatur in Sachsen-Anhalt; Jahr Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 30 von 48
31 ZUSAMMENFASSUNG - TEMPERATUR Jahrestrend von : Zunahme um 0,5-1,5 C Stärkste Zunahme im Winter (Min, Max, Mittel): 1,1-1,8 C Im Herbst kleinster Anstieg (< 1 C) Wenig Änderung in den Höhengradienten Deutlich höhere Signifikanz der Trends als für den Niederschlag Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 31 von 48
32 Ausblick Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 32 von 48
33 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Blick zum Nachbarn: 22.September 2008 Offizielle Präsentation der Broschüre Sachsen im Klimawandel eine Analyse im Deutschen Hygiene-Museum Dresden Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 33 von 48
34 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Klima- Monographie für Sachsen enthält u.a.: o Rasterdaten (500x500 m) der Standard- Klimagrößen (T, N, Wind, Strahlung), sowie von Verdunstung und Wasserbilanz, generiert aus einem kombinierten Regionalisierungsverfahren (Seehöhen- und Nachbarschaftseinfluss) o Klimakarten und o o o o Unterschiedliche abgeleitete Klimagrößen und technische Maßzahlen Wetterlagenklimatologie Extremwertstatistik, Schneeklimatologie Langzeittrends Analoge Klimaanalyse für Sachsen-Anhalt möglich, die Daten sind vorhanden! Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 34 von 48
35 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt für Sachsen-Anhalt wäre es gleichermaßen denkbar, regionalisierte Klimadaten und Klimakarten zu erstellen für: Temperatur Niederschlag Globalstrahlung Nettostrahlung (Modell) Potentielle Verdunstung Klimatische Wasserbilanz Windgeschwindigkeit und richtung (Modell) Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 35 von 48
36 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 36 von 48
37 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 37 von 48
38 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 38 von 48
39 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 39 von 48
40 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 40 von 48
41 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für Klimakarten aus dem Klimaatlas von Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 41 von 48
42 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Darüber hinaus abgeleitete Größen, wie z.b. Ereignistage (Eistage, Frosttage, Sommertage, Tropentage) Wärme- und Kältesumme Heizgradtage Vegetationsperiode Waldbrandindex M-68 Meteorologische Trockenheit Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 42 von 48
43 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für abgeleitete Größen aus Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 43 von 48
44 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für abgeleitete Größen aus Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 44 von 48
45 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für abgeleitete Größen aus Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 45 von 48
46 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Beispiele für abgeleitete Größen aus Sachsen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 46 von 48
47 Ausblick: Ausbau der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt Darüber hinaus darstellbar wären Langzeittrends von Niederschlag, Temperatur, Schneedecke, u. a. Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 47 von 48
48 Fazit die Daten aus Sachsen-Anhalt und das know-how aus Sachsen sind vorhanden die Bedarfsanzeige und die Wünsche für eine Fortführung der Klimadiagnose für Sachsen-Anhalt könnten (und sollten auch) von Ihnen kommen Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Folie 48 von 48
49 Danke für die Aufmerksamkeit Halle/Saale, Klimadiagnose Sachsen-Anhalt Rapp-Bode-Talsperre, Folie Blick 49vom von Roten 48 Stein Foto: Hejkal,
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