Hat der Klimawandel auch einen Einfluss auf schwere Gewitter in Deutschland?

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Petra Gerstle
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1 Hat der Klimawandel auch einen Einfluss auf schwere Gewitter in Deutschland? Susanna Mohr, Michael Kunz und David Piper Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) KIT Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 B. Wolf, M. Kaschuba, M. Schmidberger Hagelstürme 2013 Deutschland Observed hail stone size in cm: (Kunz et al., QJRMS, 2017) Data basis: : Versicherter Schaden: 2,8 Mrd Gesamtschaden: 3,6 Mrd REKLIM Konferenz (Munich Re, 2014)

3 Hagelsturm 28. Juli 2013 Folgen REKLIM Konferenz Marco Kaschuba

Rutsch, Lawinen 1,1% Schadenanteil Gebäude 2006 2015

4 Schwergewitter: Schäden Annual Losses USA Straight-line Wind Tornado Hail Zürich Sturm 17,6% Schneedruck 5,1% Rutsch, Lawinen 1,1% Schadenanteil Gebäude Überflutung 27,1% Hagel 49,1% REKLIM Konferenz

Mrd. US$ (2015) Millionen Franken pro Jahr Zeitliche Änderung Schwergewitterschäden Schweiz (19 Kantone) Gebäudeschäden Baden-Württemberg Hagelschadentage 40 30 20

5 Mrd. US$ (2015) Millionen Franken pro Jahr Zeitliche Änderung Schwergewitterschäden Schweiz (19 Kantone) Gebäudeschäden Baden-Württemberg Hagelschadentage Gesamt Versichert USA Schäden durch Gewitter (Sturm, Hagel,Tornado, Blitz, Sturzflut) REKLIM Konferenz

6 Wissenschaftliche Fragestellungen REKLIM Konferenz Like He

7 Gewitter- & Hagelentstehung Mesoskalige Ursachen Mikrophysikalischer Ursachen Labilität Triggermechanismus Feuchte Windscherung 1zoom.me REKLIM Konferenz

Gewitterhäufigkeit Problem: zu kurzer Zeitraum für Trendanalysen Gewittertage 2001 2014

8 Gewitterhäufigkeit Problem: zu kurzer Zeitraum für Trendanalysen Gewittertage (April September; Siemens BLIDS) (Piper und Kunz, NESS, 2017) REKLIM Konferenz

Konvektionsparameter aus Radiosonden: 1978 2009: Atmosphärische Perspektive:

9 Konvektions- / Gewitterpotential in Europa 1a. Hat sich die Gewitteraktivität in der Vergangenheit geändert? Konvektionsparameter aus Radiosonden: : Atmosphärische Perspektive: Zunahme des Gewitterpotentials in den letzten Jahren in Mitteleuropa (Mohr and Kunz, AR, 2013) REKLIM Konferenz

mit Hagelpotential Moisture content: Minimum temperature in the morning Atmospheric stability: Surface Lifted

10 Statistisches Hagelmodell Entwicklung eines logistischen Hagelmodells: Detektion von Hagel in Klimamodellen Kombination mehrere hagelrelevanter Parameter Output Variabel: Potentieller Hagelindex (PHI) = Anzahl der Tage mit Hagelpotential Moisture content: Minimum temperature in the morning Atmospheric stability: Surface Lifted Index Boundary condition: Surface temperature (Mohr et al., JGR 2015; GRL 2015) REKLIM Konferenz Stefan Rubach

Abnahme Zunahme Hagelpotential (PHI) in Europa (1951 2010) 1b. Hat sich die Hagelaktivität in der Vergangenheit geändert?

11 Abnahme Zunahme Hagelpotential (PHI) in Europa ( ) 1b. Hat sich die Hagelaktivität in der Vergangenheit geändert? Klimatologie Trends II HZG) Downscaled Reanalysis run driven by NCEP/NCAR 1 Nicht signifikant (Mohr et al., GRL, 2015) REKLIM Konferenz

Hat sich die Hagelaktivität bereits in der Vergangenheit

12 PHI Tage pro Jahr (Juni August) Langzeitliche Variabilität des Hagelpotentials (PHI) 1b. Hat sich die Hagelaktivität bereits in der Vergangenheit geändert? Klimtologie II REKLIM Konferenz Jahr (Mohr et al., GRL, 2015)

13 No correlation correlation Großräumige Zusammenhänge II REKLIM Konferenz (Mohr et al., GRL, 2015)

Zusammenhang zur großräumigen Strömung 2.

Strömung (500 hpa): Referenzgebiet km km

14 Zusammenhang zur großräumigen Strömung 2. Welche Ursachen sind für das Auftreten verantwortlich? Einfluss der mittleren atmosphärischen Strömung (500 hpa): Referenzgebiet km km Primär SW Strömungsituation (70 90 %) (Piper, PhD thesis, 2017) REKLIM Konferenz km

15 Zusammenhang zu Telekonnektionen 2. Welche Ursachen sind für das Auftreten verantwortlich? North Atlantic Oscillation (NAO) vs. Thunderstorm days (TD): Relation D Verdopplung Kein Einfluss Unterdrückung Negative phase of NAO Favoring thunderstorm days D = #(Gewittertag NAO < -1) #(Gewittertag) #(Gewittertag) REKLIM Konferenz (Piper and Kunz, NHESS, 2017)

16 Zusammenhang zu Telekonnektionen 2. Welche Ursachen sind für das Auftreten verantwortlich? East Atlantic Pattern (EA) vs. Thunderstorm days (TD): Relation D Verdopplung Kein Einfluss Unterdrückung Negative phase of EA Reducing thunderstorm days D = #(Gewittertag EA < -0,5) #(Gewittertag) #(Gewittertag) REKLIM Konferenz (Piper and Kunz, NHESS, 2017)

17 Zusammenhang zur Meeresoberflächentemperatur 2. Welche Ursachen sind für das Auftreten verantwortlich? Schwarz: Jahresmittelwerts der Anomalie der Meeresoberflächentemperatur (Sea Surface Temperature, SST) über der Biskaya Rot: Jährliche Zahl gewitterförderlicher Tage (Referenz: südliches Deutschland) (Piper, PhD thesis, 2017) REKLIM Konferenz

18 Zeitliche Änderung Schwergewitter? Dynamik, Wetterlage Zunahme Häufigkeit / Intensität Gewitter Zunahme Konvektionsenergie Erhöhte Verdunstung Erwärmung (Klimawandel) REKLIM Konferenz

Aber: Zunahme sehr gering & statistisch signifikant nur an wenigen

19 Abnahme Zunahme Hagelpotential in der Zukunft 3. Mit welchen Änderungen muss man in der Zukunft rechnen? Aber: Zunahme sehr gering & statistisch signifikant nur an wenigen Gitterpunkten Änderung gegenüber (Mohr et al., JGR, 2015) REKLIM Konferenz

20 Take-home message Schadenpotentiale durch Schwergewitter regional erheblich; Größter Jahresschaden v.a. bei Gewittern mit Hagelschlag Gewitter-/Hagelaktivität beeinflusst durch großräumige Mechanismen (Großräumige Strömungssituationen, Telekonnektionen, SST) Hohe räumliche und zeitliche/jährliche Variabilität von Schwergewittern Wenig statistische signifikante Trends Tendenz Zunahme Gewitter-/Hagelpotential in Vergangenheit (v.a. letzten Jahren) und nahen Zukunft ABER: Änderungssignale oft statistisch nicht signifikant! REKLIM Konferenz

21 Derzeit größtes detektiertes Hagelkorn in Deutschland: Schwäbische Alb ( ) 14 cm (360 g) REKLIM Ralf Marco Lauterbach Kaschuba

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