Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert (DG 1)

Transkript

1 Klimadiagnose (DG)

2

3 Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert (DG 1) Aktualisierung 11/2013 Die globale Erwärmung im 20. Jahrhundert erfolgte in zwei Zeitabschnitten: etwa von 1910 bis 1945 sowie ab Ende der siebziger Jahre bis heute. Kühlende Einflüsse in der dazwischen liegenden Periode werden im Anstieg der Aerosolemission und in ozeanischen Einflüssen auf den Energiehaushalt der Erdatmosphäre vermutet. Der Anstieg der Temperatur hat sich in den vergangenen Jahrzehnten beschleunigt. Die Temperaturzunahme der letzten 50 Jahre ist doppelt so hoch wie die der letzten 100 Jahre. Auch im erdgeschichtlichen Maßstab betrachtet erwärmt sich die Erdatmosphäre gegenwärtig vergleichsweise schnell. Der momentane Erwärmungsprozess vollzieht sich auf der Nordhalbkugel bedingt durch die weit größeren Landmassen stärker als auf der Südhalbkugel. In der Arktis macht sich die Erwärmung am deutlichsten bemerkbar. Es besteht wissenschaftlicher Konsens (IPCC, 2013), dass der Klimawandel stattfindet. Mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 95 % ist er anthropogen verursacht, insbesondere durch den Ausstoß von Treibhausgasen (hauptsächlich CO 2 ). Der mittlere Anstieg der CO 2 -Konzentration ist heute der höchste in den letzten Jahren und hält weiter an. Der Klimawandel ist im gesamten Klimasystem nachweisbar: Atmosphäre: Im Zeitraum 1880 bis 2012 stieg die globale Mitteltemperatur in Bodeähe um 0,85 C. Die vergangenen drei Jahrzehnte waren wärmer als alle vorhergehenden. In den vergangenen 15 Jahren ist die Temperatur langsamer gestiegen als zuvor. Gründe werden in kurzfristigen internen Schwankungen des Klimasystems, einer verringerten Soenaktivität und der Verstärkung des kühlenden Effekts durch Aerosole aus Vulkanausbrüchen gesehen. Ozeane: Am stärksten erwärmten sich die oberen Wasserschichten (im Mittel um 0,11 C pro Dekade zwischen 1971 und 2010 in den oberen 75 m). Der mittlere globale Meeresspiegel stieg zwischen 1901 und 2010 um ca. 19 cm, in den letzten 20 Jahren besonders stark. Der Säuregehalt der Ozeane hat zugenommen sehr wahrscheinlich infolge der vermehrten CO 2 -Aufnahme. Der ph-wert ist seit Begi des Industriezeitalters um 0,1 gesunken. Kryosphäre: Die Eismassen der Gletscher, der Polkappen und des Meereises sind bis auf wenige Ausnahmen weiter rückläufig. Die Permafrostböden in den meisten Regionen erwärmten sich. Extremereignisse: Die Zahl der kalten Tage und Nächte hat mit einer Wahrscheinlichkeit von > 90 % seit 1950 abgenommen, die der warmen Tage und Nächte zugenommen. Die Anzahl der Starkniederschläge über Land hat wahrscheinlich (> 66 %) in mehr Regionen zugenommen als abgenommen. Wegen unzureichender Daten und nicht übereinstimmenden Studien ist die Sicherheit von Aussagen zu Trends bei anderen großräumigen (Dürre, Trockenheit, Stürme) und kleinräumigen (Orkanen, Hagel) Extremereignissen niedrig. Nach der globalen GISS-Messreihe der NASA war das Jahr 2010 das wärmste, das Jahr 2005 das zweitwärmste Jahr seit Auf den nachfolgenden Rängen folgen 2007, 2002, 2009, 2006 und Die parallel zur GISS-Messreihe vorliegende HadCRUT-Messreihe zeigt gegenwärtig einen etwas geringeren Anstiegstrend und im globalen Ranking im Vergleich zu den GISS-Daten gewisse Abweichungen. Vergleicht man die Trends der GISS-Messreihe und der HadCRUT-Messreihe, so bringen beide Reihen völlig übereinstimmend den markanten Temperaturanstieg im 20. Jahrhundert und insbesondere in den letzten 30 Jahren zum Ausdruck. Hierzu ist anzumerken, dass das HadCRUT- Messnetz die arktische Region, die sich in der jüngsten Vergangenheit besonders stark erwärmt hat, weitestgehend ausspart und damit im Vergleich zum GISS-Messnetz eine geringere räumliche Repräsentativität aufweist. Beide Messreihen unterliegen größeren Schwankungen, die in der Regel durch natürliche Klimafaktoren verursacht werden. Die Temperaturtrends auf der Südhalbkugel werden signifikant durch El Nino-Ereignisse (vgl. SY 1) beeinflusst. GISS-Daten NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS). Begi der GISS-Messreihe: Zugrunde gelegte Referenzperiode: HadCRUT-Daten Hadley Research Centre, University of East Anglia Climate Research Unit (HadCRUT). Begi der HadCRUT-Mess reihe: Zugrunde gelegte Referenzperiode: Kapitelanfang DG 1 Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert 01

4 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Anomalie [ C] 0,2 0,1 0-0,1-0,2-0,3-0,4-0, DG 1.1 Trend der globalen Lufttemperatur Anomalien bezüglich Referenzperiode Datenquelle: NASA, GISS-Daten Es gibt Hinweise auf deutliche Veränderungen in der nordhemisphärischen Zirkulation. Wahrscheinlich (IPCC 2013) sind die: polwärtige Verlagerung der Hauptzugbahnen von Zyklonen seit den 1970ern inkl. Aufweitung der Tropenzone polwärtige Verlagerung von Sturmzugbahnen und des nordhemisphärischen Jetstreams polwärtige Kontraktion des Nordpolarwirbels. Die große Variabilität zwischen Jahren und auch Dekaden behindert in vielen Fällen das Ableiten belastbarer Schlussfolgerungen (IPCC 2013). In den letzten 15 Jahren hat sich der Anstieg der globalen Mitteltemperatur verlangsamt. Hauptursachen dafür köen sein (IPCC 2013): kurzfristige interne Schwankungen des Klimasystems ein Minimum im Zyklus der Soenaktivität Verstärkung des kühlenden Effekts durch Aerosole aus mehreren kleinen Vulkanausbrüchen. Infolge der Trägheit des Klimasystems bekommen wir erst heute zu spüren, was weltweit bereits vor ca Jahren an Treibhausgasen in die Atmosphäre gebracht worden ist. Woran liegt das? Ozeane sind gewissermaßen das Gedächtnis unseres Klimas. Sie verzögern die Auswirkung von Änderungen seitens der Einflussfaktoren (z. B. Anstieg der Treibhausgase) um Jahrzehnte. Die stärksten Auswirkungen der heutigen Treibhausgas- Emissionen werden dementsprechend ab Mitte des 21. Jahrhunderts erwartet. Vorübergehende Schwankungen der globalen Messdaten köen nicht als Beweis für oder gegen einen generellen Erwärmungstrend herangezogen werden. Dabei ist auch die Trägheit des Klimasystems zu beachten. Gegenwärtig sind noch keine eindeutigen Tendenzen zur Abschwächung des Trends der letzten 30 Jahre erkebar. Bemerkenswert ist die im historischen Vergleich (letztes Jahrtausend, vgl. Glaser, 2008) gegebene Ausnahmesituation der aktuellen globalen Erwärmung, die gleichzeitig in fast allen Regionen der Erde nachgewiesen werden ka. Frühere markante Klimaschwankungen, wie das»mittelalterliche Optimum«und die»kleine Eiszeit«(vgl. SY 3), stellten offensichtlich kein global einheitliches Phänomen dar. 02 DG 1 Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert

5 1,2 1,0 0,8 Sachsen Deutschland Nordhemisphäre über Land global über Land 0,6 0,4 [ C] 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0, DG 1.2 Anomalie der dekadischen Jahresmitteltemperatur in Sachsen im Vergleich zu Deutschland und weltweit (Bezugszeitraum ; Datenquellen: DWD für Deutschland und Sachsen, NASA für Nordhemisphäre und global) Als Besonderheit für den sich abzeichnenden Klimawandel muss des Weiteren die winterliche Erwärmung in Mitteleuropa hervorgehoben werden, die in der Zusammenschau der letzten Jahre in dieser Form einmalig ist. Auch die regionalen Klimadaten entsprechen der globalen Entwicklung. Der Temperaturanstieg im 20. Jahrhundert ist in Deutschland weit stärker ausgeprägt als im globalen Mittel. Für Sachsen wurde ein gegenüber dem deutschen Mittel geringerer Anstieg beobachtet, wobei die Zunahmen wie beim globalen Mittel hauptsächlich auf den starken Anstieg in den letzten drei Jahrzehnten zurückzuführen sind (vgl. DG 1.2). Zu Begi des 21. Jahrhunderts hat sich die regionale Erwärmung in Deutschland verstärkt fortgesetzt und zu im historischen Vergleich außergewöhnlichen Wärmerekorden geführt. In den letzten 30 Jahren ( ) lag die Temperaturzunahme in Sachsen wie auch im Mittel für Deutschland bei rund 0.5 K pro Jahrzehnt. Sie erwies sich damit gegenüber dem entsprechenden globalen Mittel, für das aktuell ein Wert von circa 0,2 Grad Celsius pro Jahrzehnt berechnet werden ka, als deutlich stärker. Für die im Vergleich zum globalen Mittel stärker ausgeprägte Erwärmungstendenz in Deutschland köten mehrere Faktoren eine Rolle gespielt haben: Quelle und weiterführend: Rüdiger Glaser, Klimageschichte Mitteleuropas 1200 Jahre Wetter, Klima, Katastrophen, 2. Aufl., 2008 Temperaturzunahme über den großen Landmassen der Erde ist allgemein stärker als im globalen Mittel Veränderte atmosphärische Zirkulation über Europa in den letzten Dekaden Interne (natürliche) Schwankungen im Klimasystem (z. B. Nordatlantische Oszillation NAO vgl. SY 1) Kapitelanfang DG 1 Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert 03

6 04 DG 1 Klimaentwicklung im 20. Jahrhundert

7 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas (DG 2) Klimatische Einordnung Sachsens Deutschland und damit Sachsen gehören zur warmgemäßigten Klimaregion der mittleren Breiten. Vorherrschender Westwind führt thermisch gemäßigte und feuchte Luftmassen vom Nordatlantik heran, die das mitteleuropäische Niederschlagsregime mitbestimmen. Der ozeanische Einfluss, geprägt durch den Golfstrom, sorgt für relativ milde Winter und nicht zu heiße Sommer. Da für Deutschland der kontinentale Einfluss nach Osten hin zunimmt, wird das Klima Sachsens bereits relativ stark kontinental geprägt, was u. a. zu geringeren Jahresniederschlägen von etwa 700 mm im Vergleich zu Deutschland (ca. 800 mm) führt. Diese zunehmende Kontinentalität ist auch ierhalb Sachsen bemerkbar. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf regionale Klimaunterschiede in Sachsen ist die Topografie. Sachsen ka grob in drei verschiedene Klimabezirke unterteilt werden (vgl. Abb. DG 2.1): Deutsches Mittelgebirgs-Klima (Erzgebirge; Vogtland; Elstergebirge; B1, B4 7) Deutsches Berg- und Hügelland-Klima (Mittelgebirgsvorland; Elbsandsteingebirge; Oberlausitzer Bergland; B2, B3, B8, L7 9, L11 15) Ostdeutsches Bienland-Klima (Leipziger Tieflandsbucht; Lausitz; Elbtal; H1 9, L1 6, L10 ) DG 2.1 Naturräumliche Gliederung Sachsens (Makrogeochoren nach Haase und Mansfeld, 2002) Die gebirgige Südgrenze Sachsens zu Tschechien bedeutet oft eine Wetterscheide, was sich längerfristig auch in den Klimacharakteristiken widerspiegelt. Richtung Westen, Norden und Osten bestehen fließende Übergänge zum Klima Thüringens, Sachsen-Anhalts, Brandenburgs und Polens. Im Sommer sind die Niederungen in Sachsen aufgrund des stärkeren kontinentalen Einflusses etwa genauso warm wie der milde Südwesten Deutschlands. Bei südwestlichen Windrichtungen verursacht das Erzgebirge Föhneffekte mit entsprechender Erwärmung auf der Erzgebirgsnordseite. Großräumiger Nordwestwind bedeutet eine generelle, weiträumige Tendenz zum Ausgleich horizontaler Temperaturunterschiede durch die bei dieser Strömungsrichtung stärker ausgeprägte Turbulenz. Bei den mit besonders niedriger Turbulenz gekoppelten Südostwinden (einschließlich Föhnsituationen) ergeben sich hingegen außerordentlich vielfältige räumliche Klimadifferenzierungen. Die niederschlagsreichsten Gebiete in Sachsen sind die Westhänge der Erzgebirgskammlagen. Relativ geringe Niederschlagsmengen weisen die Randgebiete (Elbtalweitung; oberes Vogtland) auf. Durch die topografische Struktur schafft das Erzgebirge bei südlichen oder südwestlichen Wetterlagen einen Kapitelanfang DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas 01

8 Regenschatten auf der Nordseite des Mittelgebirges. Gleichartige Luv- und Lee-Effekte schaffen aber auch die drei westlich vorgelagerten Mittelgebirge Fichtelgebirge, Thüringer Wald (mit Schiefergebirge) und Harz. Aus der relativ großen Häufigkeit von Nordwestwinden im Sommer und den entsprechenden Staueffekten auf der Nordseite des Erzgebirges resultiert hingegen eine Zunahme des sommerlichen Niederschlagsmaximums (Sommerregentyp). Aktuelle Klimaentwicklung Die Analyse der instrumentell belegten Vergangenheit macht deutlich, dass sich in den letzten 3 Jahrzehnten im Klima Sachsens ein bisher nicht beobachteter Wandel vollzogen hat. Dieser Wandel fällt je nach Teilregionen Sachsens, Klimaelementen oder zeitlicher Betrachtung differenziert aus. Dies erfordert stets eine sorgfältige Beschreibung und Interpretation der Klimadaten. Temperaturentwicklung Die Beobachtungsdaten zeigen, dass zu Begi der 1990er Jahre der obere Temperaturbereich der letzten 200 Jahre übertroffen wurde und weisen ab Ende der 1990er Jahre nochmals einen Temperatursprung auf. Wie ungewöhnlich dieser Anstieg ist, wird aus der Abbildung DG 2.2 deutlich und bestätigt sich in seiner Größenordnung an allen sächsischen Stationen. Seit Ende der 1980er Jahre werden natürliche Schwankungen im Trendverlauf der Jahresmitteltemperatur kaum noch erkebar. DG 2.2 Änderung der Jahresmitteltemperatur im Raum Dresden relativ zur Referenzperiode und deren dekadische Variation (Datenquellen: DWD; persönl. Mitteilung Jörg Wichma) Über diesen langjährigen allgemeinen Trend hinaus lassen steigende Temperaturen in der untersten Schicht der Atmosphäre (Troposphäre) für Sachsen in den nächsten Jahrzehnten ein zunehmendes Potenzial für intensivere Extremereignisse wie starke Regenfälle, Hagel, sommerliche Hitze und Dürre und äußerst milde, stürmische Winter erwarten (vgl. Kap. EX). 02 DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas

9 DG 2.3 Vertikale Verteilung der Jahresmitteltemperatur in Sachsen im Zeitraum und (Datenquelle: DWD) In Sachsen liegt der Anstieg der Jahresmitteltemperatur im Zeitraum oberhalb von 1 C. Übertragen auf das Relief von Sachsen bedeutet dies, dass sich die Isothermen der Jahresmitteltemperatur ierhalb von 3 Jahrzehnten um ca. 200 m in die Höhe verlagert haben. Abbildung DG 2.3 zeigt das höhenabhängige Temperaturgefälle der Dekaden und in Sachsen und verdeutlicht, dass die Größenordnung des Temperaturanstieges über alle Höhenstufen vergleichbar ist. Die Entwicklung der Jahreszeiten hat bezüglich Variabilität, Dynamik und Trendrichtung eine jeweils eigene Charakteristik. Um die Grundzüge der Temperaturtendenzen in den Jahreszeiten der letzten 30 Jahre darstellen zu köen, wurden folgende methodischen Schritte gewählt: Verwendung einer fast 200 Jahre langen Beobachtungsreihe aus dem Raum Dresden zur Einordnung der aktuellen Tendenzen in die langfristige Klimaentwicklung, Quervergleiche bestätigten die Übertragbarkeit der Grundaussagen auf Sachsen. Lokalklimatische Verhältnisse (Föhn, Inversion, Kontinentalität, Geländeform, Landnutzung) an einzelnen Stationen sowie die übergeordneten Trendstrukturen und Einflüsse führen jedoch (jahreszeitenspezifisch) zu Variationen beim Ausmaß der Klimaänderungen. Darstellung der Anomalien zur Referenzperiode Der Zeitraum ist von der WMO als derzeitig gültige Klimanormalperiode festgelegt und wird als Referenzniveau gewählt. Bildung des 10-jährig gleitenden Mittels, um die Jahr-zu-Jahr-Variabilität zu glätten. Im Zeitraum sind folgende Tendenzen nach Jahreszeiten differenziert zu erkeen: Die Grundsituation der Sommer und Winter war in Sachsen im 20. Jahrhundert jeweils gegenläufig. Die ersten drei Jahrzehnte sind mit kühlen Sommern und milden Wintern eher maritim geprägt, gefolgt von einer Phase mit den kältesten Wintern des 20. Jahrhunderts und dabei eher wärmeren Sommern. In Abbildung DG 2.4 sind unabhängig vom absoluten Temperaturniveau die Abweichungen zur Referenzperiode für Sommer (rot) und Winter (blau) dargestellt. Die geglätteten Kurven beschreiben den polynomialen Trend. Der beispielhaft gewählte Raum Dresden ist für Sachsen als typisch anzusehen. Temperaturdifferenzen bzw. -anomalien werden sowohl in C (gebräuchlich) als auch in K (Kelvin; physikalisch exakt) angegeben. Die Skalierung ist identisch. Isothermen sind Linien, die Orte gleicher Temperatur miteinander verbinden Die WMO (Wold Meteorological Organisation) ist die 1951 gegründete Fachorganisation der Vereinten Nationen für Meteorologie (Wetter und Klima), operationelle Hydrologie und der damit verbundenen geophysikalischen Wissenschaften. Kapitelanfang DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas 03

10 DG 2.4 Dekadische Variation der Mitteltemperatur Sommer und Winter im Raum Dresden relativ zur Referenzperiode mit polynomialem Trend (Datenquellen: DWD; persönl. Mitteilung Jörg Wichma) Sommer Seit Mitte der 1980er Jahre erfolgte ein kontinuierlicher Temperaturanstieg um ca. 1,5 C. Der Sommer ist deutlich aus dem Temperaturbereich der letzten 200 Jahre heraus getreten. Veränderungen in den Strömungsmustern begünstigten dabei die Entstehung bzw. Zufuhr von Warmluft. Winter Je nach vorherrschendem atmosphärischem Strömungsmuster der einzelnen Winter weist die Temperatur eine hohe natürliche Variabilität auf. Sie macht eine Einordnung aktueller Tendenzen in wesentlich längere Zeiträume als 30 Jahre erforderlich. In Phasen milder Winter wurde in den letzten 200 Jahren das gegenwärtige mittlere Temperaturniveau mehrfach erreicht. Die Zeitreihenanalyse zeigt darüber hinaus, dass sich seit Mitte des 20. Jahrhunderts Phasen wärmerer und kälterer Winter regelmäßig abgewechselt haben. In den letzten Jahren ist eine Tendenz zu kälteren Wintern zu erkeen, welche vom höchsten Niveau der Wintertemperaturen in den betrachteten 200 Jahren ausgeht. Dieser Verlauf korreliert mit dem NAO-Index (vgl. Kap. SY 1), welcher seit ca zu negativen Werten tendiert. Das köte für die nächsten Jahre auf atmosphärische Strömungsmuster mit kälteren Wintern hindeuten. Diese Tendenz schließt jedoch sehr milde Winter wie 2007 und 2008 nicht aus, welcher das derzeitige Wärmepotenzial im Winter bei dominanten West- und Südwestströmungsmustern verdeutlichen. DG 2.5 Dekadische Variation der Frühjahrs- und Herbsttemperatur im Raum Dresden relativ zur Referenzperiode mit polynomialem Trend (Datenquellen: DWD; persönl. Mitteilung Jörg Wichma) 04 DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas

11 Frühjahr Seit Begi der 1980er Jahre gab es einen kontinuierlichen Temperaturanstieg um ca. 1,8 C (vgl. Abb. DG 2.5). Damit tritt der Frühling in Sachsen, im Verlauf dem Sommer vergleichbar, deutlich aus dem Temperaturbereich der letzten 200 Jahre heraus. Herbst Nach Abkühlungstendenzen im Zeitraum tritt in der letzten Dekade ein Temperatursprung von ca. 1,1 C auf, sodass die Herbstmitteltemperatur in Sachsen zur Mitte der aktuellen Dekade erstmalig über dem Temperaturbereich der letzten 200 Jahre liegt. Eine Differenzierung der Temperaturänderungen nach Monaten lässt im Jahresgang ausgeprägte Unterschiede erkeen. Sie sind Ausdruck einer auch vom Jahresgang abhängigen Reaktion auf veränderte Randbedingungen. Zur Darstellung der gegenwärtigen Grundtendenzen in Sachsen wird wiederum auf die Station Dresden Bezug genommen. Folgende Charakteristik ist im Jahresgang der Temperaturänderung zu erkeen (vgl. Abb. DG 2.6): Die Wintermonate Januar und Februar als kälteste Phase sowie die drei Sommermonate Juni, Juli und August als wärmste Phase im Jahresgang zeigen eine deutliche Erwärmung. Im Raum Dresden liegen in der Periode die Mitteltemperaturen aller Wintermonate über 0 C. Der Februar ist mittlerweile der wärmste Wintermonat. Auch der November weist eine ausgeprägte Erwärmung auf und hat das Potenzial, in einzelnen Jahren wärmer als der vorherige Oktober zu sein. Die Mitteltemperatur im Juni von befindet sich bereits auf dem Niveau des Juli der Klimanormalperiode Der April hat eine stark ausgeprägte Erwärmung und liegt in einzelnen Jahren im Temperaturbereich des Mai. Für Sachsen ungewöhnliche»aprilsommer«sind dabei durch hohe Temperaturen, Soenscheindauern und Trockenheit gekezeichnet. Frühjahr und Herbst unterscheiden sich in der Mitteltemperatur nur noch geringfügig, so dass Mai und September im Zeitraum bereits gleiche Mitteltemperaturen aufweisen. In den Monaten März, Oktober und Dezember ist derzeitig keine Tendenz zur Erwärmung erkebar. Sommerliche bzw. winterliche Witterung in den Übergangsbereichen von Frühjahr und Herbst scheinen die eigentlichen Übergangsjahreszeiten gefühlt zu verkürzen. DG 2.6 Jahresgang der Monatsmitteltemperaturen im Raum Dresden in vier Perioden (Datenquellen: DWD; persönl. Mitteilung Jörg Wichma) Die Dekade ist ierhalb der Perioden nochmals deutlich wärmer als das Gesamtmittel. Das verdeutlicht, dass mit der gegenwärtigen Erwärmungsgeschwindigkeit 30-jährige Mittelungszeiträume allein nicht mehr als repräsentativ für die Entwicklung des mittleren Temperaturniveaus betrachtet werden köen. Die Grundtendenzen in Sachsen sollen am Beispiel der Station Fichtelberg gezeigt werden, die in diesem Punkt ein ebenfalls typisches Verhalten zeigt: Im Zeitraum stieg die Erwärmungstendenz gegenüber weiter an. Die Abbildung DG 2.7 verdeutlicht, dass die Jahresmitteltemperatur im Zeitraum einen mittleren Erwärmungs- Kapitelanfang DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas 05

12 trend von ca. 0,5 C pro Dekade aufweist. Im Frühling setzt sich der starke Erwärmungstrend aus dem Zeitraum verstärkt fort. Der Erwärmungstrend im Sommer und Winter hat im Zeitraum zum Frühling aufgeschlossen. Im Herbst deutet sich eine leichte Zunahme des Erwärmungstrends an. Lokal ka sich der Trend der Jahresmitteltemperatur in Sachsen um ca. ± 10 % von den dargestellten Werten unterscheiden. DG 2.7 Erwärmungstrends der bodeahen Lufttemperatur am Fichtelberg im Zeitraum und in C pro Dekade (Datenquelle: DWD) Setzt sich der Erwärmungstrend ierhalb der Spae des Zeitraumes fort, wäre damit in den nächsten 20 bis 30 Jahren ein weiterer Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1 C verbunden. Im Raum Dresden ist in der Periode eine mittlere Jahrestemperatur von 9,6 ± 0,2 C zu erwarten (vgl. DG 2.8). Tritt bis 2020 keine ganz außergewöhnliche Fluktuation auf, ka der Prognosewert sogar auf den Bereich 9,7 ± 0,1 C eingeengt werden. DG 2.8 Dekadische Variabilität der bodeahen Lufttemperatur im Raum Dresden für den Zeitraum (blaue Linie) mit einer Abschätzung der Spaweite des Mittelwertes der Dekade und den Mittelwerten der Klimanormalperioden im Zeitraum (Datenquelle: DWD) 06 DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas

13 Niederschlagsentwicklung DG 2.9 Auf die Bundesländer bezogener Trend des Niederschlages in [%] für den Zeitraum , Quelle: DWD Der Niederschlag und seine Trends sind zeitlich und räumlich sehr variabel. Trendaussagen hängen stark vom gewählten Zeitraum ab und köen keinesfalls extrapoliert werden. Im Zeitraum weisen nach Bundesländern differenzierte Trendanalysen des Niederschlages für Sachsen eine spezifische Betroffenheit aus (s. Abb. DG 2.9). Niederschlagszunahmen im Winter fallen in Sachsen so abgeschwächt aus, dass die Niederschlagsabnahmen im Zeitraum in den anderen 3 Jahreszeiten nicht mehr ausgeglichen werden. Auch ierhalb Sachsens ist die zeitliche und räumliche Differenzierung der Niederschlagtrends zu berücksichtigen. Dazu wurden die Grundtendenzen des Niederschlages anhand der Mittelwertdifferenz der Perioden und für Naturraumregionen in Sachsen und Umgebung (vgl. Abb. 2.10) differenziert untersucht. Wie aus Tabelle DG 2.11 ersichtlich, sind bei der jahreszeitlichen Analyse der Niederschlagssummen erhebliche Unterschiede festzustellen. Es traten einheitliche Niederschlagstendenzen der Abnahme im Sommer und der Zunahme im Winter auf. Frühling und Herbst wiesen räumlich indifferente Trends auf. Für den Jahresniederschlag ist zu erkeen, dass im Südwesten Sachsens Zunahmentendenzen resultieren, während in den anderen Regionen Abnahmen vorherrschen. DG 2.10 Naturräumliche Zuordnung der Niederschlagsstationen (Quelle: Dr. Stephanie Hänsel) Kapitelanfang DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas 07

14 DG 2.11 Mittelwertdifferenz der mittleren Niederschläge in den Jahreszeiten der Perioden und in den Naturraumregionen Sachsens und Umgebung Jahreszeitentrend der Intervalle und (% des Mittelwerts) Frühjahr Sommer Herbst Winter Thüringisch-Fränkisches Mittelgebirge -1,2-4,5 11,9 19,3 Vogtland, Thür. Becken und Randplatten -0,5-2,7 9,2 11,4 Erzgebirge und Erzgebirgsvorland -6,3-2,3 0,5 3,2 (Ober)Lausitz und Spreewald -0,9-4,8-3,3 9,3 Elbe-Mulde-Tiefland und Mitteldt. Schwarzerdegebiet 4,5-15,7-2,7 12,7 Sächsisches Hügelland (einschl. Leipziger Land) -1,9-7,0-0,8 7,3 Im Thüringisch-Fränkischen Mittelgebirge und dem Vogtland einschließlich des Thüringer Beckens nahm der Niederschlag im Herbst und Winter deutlich zu. In den anderen Regionen sind im Herbst eher leichte Abnahmen des Niederschlages zu erkeen. Das Erzgebirge einschließlich des Erzgebirgsvorlandes stach durch eine erhöhte Tendenz zu trockneren Verhältnissen im Frühjahr heraus, während in den übrigen Jahreszeiten nur geringfügige Veränderungen festzustellen waren. Zur Charakterisierung der Tendenzen im Jahresgang bedarf es der monatlichen Differenzierung. In Abbildung DG 2.12 sind die Veränderungen der mittleren Monatsniederschläge der Zeitabschnitte und in den Naturraumregionen dargestellt. Trockenere Verhältnisse sind in den Monaten Mai und Juni, weniger stark ausgeprägt im April und Juli, sowie im Oktober zu erkeen. Positive monatliche Niederschlagstrends traten am stärksten in den Monaten Januar, März, November und Dezember hervor. In den Monaten der Übergangsjahreszeiten zeigten sich somit ausgeprägte gegenläufige Trends. Dadurch köen Mittelwerte der Jahreszeiten zu Fehlinterpretationen führen. Im Februar, Juli und August traten regional uneinheitliche Niederschlagstrends auf. Der August brachte vermehrte Niederschläge in die Region des Erzgebirges und Erzgebirgsvorlandes, dagegen weniger Niederschläge ins Thüringisch-Fränkische Mittelgebirge sowie ins Elbe-Mulde-Tiefland. Der September wies nur im Südwesten Sachsens deutlich positive Trends auf. DG 2.12 Mittelwertdifferenz der Monatsniederschläge der Perioden und in den Naturraumregionen Sachsens und Umgebung, Datenquelle: DWD Region Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Thüringisch-Fränkisches Mittelgebirge 33,7 5,0 26,7-12,5-13,9-6,3 4,3-11,2 15,0 6,2 15,2 18,7 Vogtland, Thüringer Becken und Randplatten 15,1-6,1 19,0-7,1-12,7-12,5-1,9 0,1 11,6-18,5 26,1 14,4 Westerzgebirge 10,1-13,8 11,4-7,9-21,6-9,0-10,2 14,9 8,2-26,1 22,3 5,3 Osterzgebirge 16,7-2,3 13,6-8,9-13,7-12,6-8,4 23,9-0,2-32,5 23,3 4,9 Erzgebirgsvorland 9,3-8,1 15,9-1,7-11,7-9,8-6,3 12,6 9,9-28,8 26,6 11,1 Westliches Sächsisches Hügelland und Mitteldeutsches Schwarzerdegebiet 8,8-2,8 21,4 7,5-14,4-20,0-3,1-5,9 3,3-29,7 24,7 18,9 Östliches Sächsisches Hügelland 16,5-3,8 13,6-7,5-12,1-17,1-5,3 15,3 0,0-32,1 21,3 9,9 Elbe-Mulde-Tiefland 13,5-0,4 25,4 3,3-13,6-20,3-14,7-8,0 0,8-29,1 14,7 16,0 Lausitz und Spreewald 18,6-0,3 20,1-8,4-11,9-11,0-11,0 11,5 3,0-28,4 12,9 6,8 0 bis -5 % bis -15 % bis -25 % < -25 % 0 bis 5 % bis 15 % bis 25 % > 25 % 08 DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas

15 Die Veränderungen lassen auch Auswirkungen auf die Entwicklung von Extremniederschlägen erwarten. Im Winter zeigten sich in Sachsen mit zunehmenden Mittelwerten kaum Zunahmen der Überschreitungswahrscheinlichkeiten für Ereignisse größer 10 mm/d. Der Sommer verdient insofern eine separate Betrachtung, als sich Trends zu mehr Trockenheit mit episodischen Starkniederschlägen überlagern. Die Veränderungen des Niederschlags zeigen in Sachsen zeitlich-regional komplizierte Strukturen. Zusammenfassend ka eingeschätzt werden, dass im Zeitraum Tendenzen der ierjährlichen Umverteilung des Niederschlages von den Sommermonaten in die Wintermonate erkebar wurden. Ierhalb Deutschlands weist Sachsen säkular den stärksten Negativsaldo der ierjährlichen Niederschlagsumverteilung auf. Als kritisch zu bewerten ist die räumlich einheitlichste Tendenz der Niederschlagsabnahme in der Vegetationsperiode I (April, Mai, Juni). Hingewiesen werden muss auf die Sommerhalbjahre 2003 und 2006 sowie das Frühjahr 2007 und den Mai 2008, welche in Sachsen extreme Trockenheit mit teilweiser Dürre brachten und die Tendenzen aus dem Zeitraum zu bestätigen scheinen. Die Auswirkungen dieser Befunde für die Land-, Forst- und Wasserwirtschaft sind bereits jetzt brisant (vgl. Kap. FG) und diese Brisanz dürfte in Zukunft noch zunehmen. Das begründet die Notwendigkeit, alle regionalen Strukturen und statistischen Aspekte der Langzeitveränderungen des Niederschlags systematisch zu untersuchen und zu berücksichtigen. Quelle für Abb. DG 2.1: Haase G., Masfeld K. (2002): Naturraumeinheiten, Landschaftsfunktionen und Leitbilder am Beispiel von Sachsen. Forschungen zur deutschen Landeskunde 250, Selbstverlag, Flensburg, 214 S. Weiterführend: Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft SMUL (Hrsg.) (2008): Sachsen im Klimawandelwandel Eine Analyse. Dresden Petzold, S,; Hänsel, S.; Matschullat, J. (2007): EXTROSA III Veränderungen in der Niederschlagscharakteristik sächsischer Regionen, Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Auftrag des LfUG, Freiberg Hänsel, S. (2008) Diss.»Changes in Saxon Precipitation Characteristics: Trends of Extreme Precipitation and Drought«, Cuvillier-Verlag, Göttingen Bernhofer, Ch. (Hrsg., 2009): REGKLAM-Publikationsreihe, Heft1 Das Klima in der REGKLAM-Modellregion Dresden; Rhombos-Verlag, Berlin Kapitelanfang DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas 09

16 10 DG 2 Tendenzen und Trends des sächsischen Klimas

17 Großwetterlagen und Regionalklima (DG 3) Klassifikation der Wetterlagen Als bestimmende Merkmale zur Einteilung der Großwetterlagen werden die geografische Lage der Steuerungszentren und der Frontalzonen sowie ihr zyklonaler bzw. antizyklonaler Charakter zugrunde gelegt. Schließlich erfolgt noch eine Zuordnung zu einer der folgenden drei Zirkulationsformen: zonale, meridionale und gemischte Zirkulation. Es werden heute insgesamt 29 Großwetterlagen unterschieden. Aus praktischen Gründen werden jeweils verwandte Großwetterlagen zu so genaten Großwettertypen zusammengefasst (vgl. Tab. DG 3.1). Dies ist vor allem bei großräumigen Zirkulationsuntersuchungen sivoll, bei denen die Zirkulationsform und die Richtung der Luftzufuhr von großer Bedeutung sind. DG 3.1 Einteilung der Großwetterlagen und Großwettertypen für Mitteleuropa nach Hess/ Brezowsky Großwettertyp (GWT) Nr. Bezeichnung Abkürzung A. Großwetterlagen der zonalen Zirkulationsform W 1 Westlage, antizyklonal WA 2 Westlage, zyklonal WZ 3 Südliche Westlage WS 4 Winkelförmige Westlage WW B. Großwetterlagen der gemischten Zirkulationsform SW 5 Südwestlage, antizyklonal SWA 6 Südwestlage, zyklonal SWZ NW 7 Nordwestlage, antizyklonal NWA 8 Nordwestlage, zyklonal NWZ HM 9 Hoch Mitteleuropa HM 10 Hochdruckbrücke (Rücken) Mitteleuropa BM TM 11 Tief Mitteleuropa TM C. Großwetterlagen der meridionalen Zirkulationsform N 12 Nordlage, antizyklonal NA 13 Nordlage, zyklonal NZ 14 Hoch Nordmeer-Island, antizyklonal HNA 15 Hoch Nordmeer-Island, zyklonal HNZ 16 Hoch Britische Inseln HB 17 Trog Mitteleuropa TRM NE 18 Nordostlage, antizyklonal NEA 19 Nordostlage, zyklonal NEZ E 20 Hoch Feoskandien, antizyklonal HFA 21 Hoch Feoskandien, zyklonal HFZ 22 Hoch Nordmeer-Feoskandien, antizyklonal HNFA 23 Hoch Nordmeer-Feoskandien, zyklonal HNFZ SE 24 Südostlage, antizyklonal SEA 25 Südostlage, zyklonal SEZ S 26 Südlage, antizyklonal SA 27 Südlage, zyklonal SZ 28 Tief Britische Inseln TB 29 Trog Westeuropa TRW Großwetterlagen werden definiert als die mittlere Luftdruckverteilung eines Großraums (z. B. Europa) über mindestens 3 Tage. Sie regeln die Art und Reihenfolge der Wettervorgänge, bleiben jedoch während eines längeren, mehrtägigen Zeitraumes im Wesentlichen unverändert. Großwetterlagen sind in ihrer wechselnden Häufigkeit, regionalen Ausbildung und kezeichnenden Abfolge die wichtigsten Komponenten unseres regionalen Klimas. Zyklonal ist eine Drehbewegung auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersi, auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersi. Diese tritt in Tiefdruckgebieten auf, die daher auch als Zyklonen bezeichnet werden. Zyklonale Wetterlagen werden vom Tiefdruckeinfluss geprägt. Antizyklonal ist eine Drehbewegung auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersi, auf der Südhalbkugel im Gegenuhrzeigersi. Antizyklonale Wetterlagen werden vom Hochdruckeinfluss geprägt. Kapitelanfang DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima 01

18 Auftrittshäufigkeit der Großwetterlagen Auf der Grundlage der aktualisierten Großwetterlagen Europas für den Zeitraum (Gerstengarbe & Werner, 1999) koten Häufigkeiten, Tendenzen und Trends relevanter Großwetterlagen untersucht werden. In Abbildung DG 3.2 werden die mittleren jährlichen Auftrittshäufigkeiten für den Zeitraum dargestellt ,8 14 Relative Häufigkeit im Jahr (%) ,4 4,5 5,4 6,2 10,2 5,3 4, ,6 2,5 3,1 2,3 2,0 0,7 2,5 2,2 1,8 3,3 1,5 1,5 3,1 1,5 1,6 2,0 2,1 1,3 1,7 0,8 2,2 0 WA WZ WS WW SWA SWZ NWA NWZ HM BM TM NA NZ HNA HNZ HB TRM NEA NEZ HFA HFZ HNFA HNFZ SEA SEZ SA SZ TB TRW Großwetterlagen DG 3.2 Mittlere jährliche relative Auftrittshäufigkeiten der Großwetterlagen für den Zeitraum (dunkelblau Westlagen; orange Hochdruckwetterlagen; dunkelrot Troglagen) Es wird deutlich, dass die zyklonale Westlage (WZ) mit einem Anteil von etwa 16 % im Jahresverlauf weitaus am häufigsten auftritt, gefolgt von der Hochdruckbrücke Mitteleuropa (BM) mit ca. 10 % und dem Hoch Mitteleuropa (HM) mit ca. 6 %. Alle anderen Wetterlagen weisen einen mittleren Anteil von unter 6 % auf. Am häufigsten unter diesen Wetterlagen sind die antizyklonale Westlage (WA), die zyklonale Nordwestlage (NWZ) sowie die beiden Wetterlagen Trog Mitteleuropa (TRM) und Trog Westeuropa (TRW). Anhand der Analysen wird deutlich, dass die 29 Großwetterlagen sehr heterogene Grundzustände besitzen und differenzierte Entwicklungstendenzen aufweisen. Eindeutige Trends in Richtung einer markanten Veränderung der Auftrittshäufigkeit zeichnen sich nur bei wenigen Wetterlagen ab. Zumeist gibt es in verschiedenen Zeitabschnitten unterschiedliche Entwicklungen, so dass sich viele Großwetterlagen bei der Analyse langer Zeitabschnitte von über 50 Jahren als relativ konstant erweisen. Bemerkenswert ist der bei einigen Großwetterlagen deutlich ausgeprägte Jahresgang der Auftrittshäufigkeiten, so bei der zyklonalen Westlage, die im Herbst und Winter im Mittel weit häufiger eine Rolle spielt als im stärker durch meridionale Zirkulation geprägten Frühjahr. Manche Großwetterlagen treten ohnehin nur sehr selten auf, so dass sie sich kaum nachhaltig auf die beobachteten Veränderungen von Temperatur und Niederschlag ausgewirkt haben köen. Trends der Großwetterlagen Analysen der Großwetterlagen und insbesondere der Entwicklung seit 1950 lassen auf signifikante jahreszeitliche Veränderungen der Häufigkeiten des Auftretens einzelner Typen von Großwetterlagen schließen. Zunächst sollen Erketnisse vorgestellt werden, welche Veränderungen bei den einzelnen Großwetterlagen in jüngster Zeit aufgetreten sind. Diese Ergebnisse tragen vorläufigen Charakter und beziehen sich ausschließlich auf das historische und aktuelle Witterungsgeschehen in Mitteleuropa und Sachsen. Trendaussagen für die Zukunft köen daraus nicht abgeleitet werden. 02 DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima

19 Frühjahr Süd- und Südwestlagen haben insgesamt deutlich zugenommen und prägen in zunehmendem Maße die Witterung im Frühjahr. Westlagen haben an Einfluss verloren, Hochdruckwetterlagen erheblich an Einfluss gewoen. Letztere führten insbesondere im April 2007 und April 2009 zu neuen Wärmerekorden und ungewöhnlicher Dürre in Sachsen. Darüber hinaus ka eine Abnahme kühler Großwetterlagen konstatiert werden. Sommer Trends der für Sachsen besonders relevanten Großwettertypen West, Südwest, Nordwest und Hoch Mitteleuropa für den Sommer sind in Abbildung DG 3.3 ersichtlich. DG 3.3 Trend der Auftrittshäufigkeiten der Großwettertypen West, Südwest, Nordwest und Hoch Mitteleuropa im Sommer, 11-jährig gleitende Mittelwerte, Zeitraum Da die Häufigkeiten bei Betrachtung einzelner Jahre stark schwanken, werden gleitende Mittelwerte über Elfjahreszeiträume dargestellt. In den Sommermonaten ist bereits seit den fünfziger Jahren eine Abnahme der von relativ kühler und feuchter Witterung begleiteten West- und Nordwestlagen zu verzeichnen. Die zyklonalen Westlagen (WZ) zeigen in den vergangenen zwei Jahrzehnten allerdings eine zunehmende Tendenz, nachdem seit den 70er Jahren ein Rückgang zu verzeichnen war. Nordostlagen haben in ihrer Auftrittshäufigkeit abgenommen. Süd- und Südwestlagen sowie Hochdrucklagen zeigen positive Tendenzen. Allein aus dieser Entwicklung der Wetterlagen heraus müssten die Sommertemperaturen in Sachsen längerfristig zugenommen haben und auch Trockenperioden häufiger eine Rolle spielen. Letztere Folgerung relativiert sich, we auch die anderen niederschlagsrelevanten Großwetterlagen mit in Betracht gezogen werden. Hierbei treten insbesondere die Troglagen in den Vordergrund, die in den vergangenen Jahren in zunehmendem Maße das Niederschlagsgeschehen prägen. Bemerkenswert ist vor allem die markante Zunahme der Häufigkeiten der Troglagen über Mitteleuropa (TRM) im Sommer (vgl. Abb. DG 3.4). Kapitelanfang DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima 03

20 10 9 9,2 8 Häufigkeit im Sommer (Tage) ,3 2,6 3,1 2,7 2,5 3,1 4,4 2,9 3,3 6,4 6, Jahr DG 3.4 Trend der Auftrittshäufigkeiten der Großwetterlage Trog Mitteleuropa (TRM) im Sommer, Dezeienmittelwerte, Zeitraum Auch die Troglagen über Westeuropa (TRW), die dem Großwettertyp Süd zugeordnet werden, zeigen einen deutlichen Zunahmetrend, we auch nicht in dem Ausmaß wie die Großwetterlage TRM. Beide Troglagen weisen meridionale Strömungsmuster auf und haben in der jüngsten Vergangenheit in zunehmendem Maße zu Temperatur- und Niederschlags-Extremereignissen in Europa geführt (vgl. Kapitel Extremwetterlagen EX). Herbst Ein auffälliger Rückgang der im Mittel in Deutschland warmen West- und Hochdrucklagen (W und HM) dürfte zur Besonderheit beigetragen haben, dass der Herbst eine gegenüber den anderen Jahreszeiten weit schwächere Temperaturzunahme aufweist. Winter Die Zunahme der zonalen Zirkulation bzw. der West- und Südwestlagen hatte bislang in Deutschland zu insgesamt milderen und feuchteren Wintern geführt. In jüngster Zeit haben sich die Trends der Westlagen im Winter nicht weiter fortgesetzt. Die zu beobachtende Periodizität köte vor allem im Winter mit großräumigen Oszillationen der Druckverhältnisse über dem Nordatlantik (NAO, vgl. Kap. SY1) zusammenhängen, wie dies auch anschaulich für den Winter 2009/2010 gezeigt werden ka. Von Bedeutung für die Winterwitterung sind neben den Westlagen ferner die Ost- und Nordostlagen, die immer wieder zu ausgeprägten Kälteepisoden führen köen. Insbesondere die kalten Nordostlagen zeigen gegenwärtig in dieser Jahreszeit abnehmende, die ebenfalls kalten Troglagen über Mitteleuropa (vgl. Abb. DG 3.5) stark zunehmende Tendenzen im Auftreten. 04 DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima

21 DG 3.5 Großwetterlage Trog Mitteleuropa (TRM). Die 500-hPa-Karte zeigt ein blockierendes Hochdruckgebiet (Split- Flow-Lage) über dem Nordatlantik sowie ein komplexes Tiefdrucksystem über Nordeuropa. Quelle: Berliner Wetterkarte vom Großwetterlagen und Klimawandel Aus der Definition des Klimabegriffs folgt, dass Großwetterlagen zwar nicht einzeln für sich, wohl aber in ihrer Gesamtheit über einen längeren Zeitraum zur Beschreibung des Klimas und seiner Veränderungen beitragen köen (vgl. Kap. SY 1). Charakteristisch für eine Großwetterlage ist die räumliche Verteilung der atmosphärischen Größen, die auch das Klima beschreiben, wie z. B. Luftdruck, Lufttemperatur, Niederschlag und Wind. Somit köen bei signifikanten Veränderungen der Häufigkeit bestimmter Großwetterlagen über einen längeren Zeitraum hinweg auch kausale Zusammenhänge zum regionalen Klimawandel abgeleitet werden. Wetterlagenklassifikationen haben sich als große Hilfe erwiesen, um bestimmte wetterlagenabhängige Vorgänge, die offenbar Klima bestimmend sind, von anderen Mechanismen zu treen und tragen damit wesentlich zum Verständnis der Klimaschwankungen bei (Bissolli 2001). Es liegt also nahe, die Veränderungen der Wetterlagenhäufigkeiten im Verlauf des 20. Jahrhunderts und zu Begi des 21. Jahrhunderts im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu untersuchen. Ein verändertes Wetterlagenverhalten liefert Hinweise, ob und in welchem Maße der globale Klimawandel Einfluss auf das lokale Klimageschehen besitzt. Regional köen die Auswirkungen sehr unterschiedlich ausgeprägt sein. Demnach ist es wichtig, die Entwicklung der Großwetterlagen und die damit einhergehenden Veränderungen im Witterungsgeschehen im regionalen und lokalen Bereich aufzuzeigen. Eine Ursache-Wirkungs-Kette, die die regionalen Ausprägungen der globalen Erwärmung erklärt, ist im Detail sehr komplex. Zwar ist es nahezu unbestritten, dass der anthropogene Treibhauseffekt zu einer globalen Erwärmung führt (vgl. Kap. SY 4), aber durch welche Mechanismen sich dies auf die verschiedenen Regionen der Erde auswirkt, ist im Einzelfall noch wenig erforscht. Sicher ist, dass sich Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation in den verschiedenen Regionen Mitteleuropas und insbesondere auf die Niederschlagsverhältnisse differenziert auswirken. Im Ergebnis der aktuellen europäischen Klimaforschung wird resümiert, dass sich das Zirkulationsregime offensichtlich in den letzten zwei bis drei Jahrzehnten nachhaltig wandelt. Erste deutliche Anzeichen für signifikante Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation lassen auch die statistischen Analysen der Großwetterlagen Mitteleuropas bereits erkeen. Im Verlaufe der letzten Jahrzehnte haben sich die Häufigkeiten einzelner für die Witterung in Sachsen bedeutsamer Großwetterlagen signifikant verändert. Die langfristigen jahreszeitlichen Entwicklungen der Lufttemperatur in Mitteleuropa setzen sich zusammen aus einer Komponente der generellen Erwärmung (global; hemisphärisch) und einer Komponente infolge der Veränderung der atmosphärischen Zirkulation, die in veränderten Wetterlagenhäufigkeiten ihren Ausdruck findet. Es ist nahe liegend, dass ein Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von Großwetterlagen und der mittleren Lufttemperatur oder anderen Klimaelementen besteht. Im Mittelpunkt des Interesses steht die Frage, welche Rolle die Variabilität der Großwetterlagen in den vergangenen Jahrzehnten in Sachsen bei der Ausprägung der spezifischen Veränderungen der meteorologischen Kegrößen gespielt hat. Kapitelanfang DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima 05

22 Ein Vergleich der jahreszeitlichen Entwicklung der Lufttemperatur im letzten Jahrzehnt für verschiedene räumliche Skalen (Nordhemisphäre; Deutschland; Sachsen) veranschaulicht das (s. Abb. DG 3.6). Man erket ausgeprägte jahreszeitliche Besonderheiten. Das betrifft insbesondere den Betrag der jeweiligen Anomalien. Diese Abweichungen zwischen nordhemisphärischen und regionalen Veränderungen in Deutschland bzw. Sachsen werden in hohem Maße durch die Variabilität der Großwetterlagen in Mitteleuropa geprägt. In Sachsen sind die mittleren Lufttemperaturen im Frühjahr und im Sommer im letzten Jahrzehnt deutlich stärker angestiegen als im Deutschland-Mittel. Gegenteiliges trifft zu, we man die Entwicklung im Herbst und im Winter betrachtet. Somit resultieren im Jahresmittel nur noch marginale Unterschiede der Anomalien zwischen beiden Messreihen. 1,7 1,5 1,6 1,4 1,5 Dresden Deutschland Nordhalbkugel Anomalie [ C] 1,3 1,1 1,2 1,0 1,2 1,2 1,1 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,5 Frühjahr Sommer Herbst Winter Jahr DG 3.6 Vergleich der jahreszeitlichen Anomalien der Lufttemperatur in Dresden, Deutschland und in der Nordhemisphäre für die Dekade in Bezug zur Referenzperiode Großwetterlagen und Lufttemperatur Zunächst muss der Frage nachgegangen werden, bei welchen Wetterlagen im Jahresverlauf in der Regel positive oder negative Abweichungen der mittleren Lufttemperatur vom langjährigen Mittel zu verzeichnen sind. Dies erfolgt auf ganzjähriger und auf jahreszeitlicher Basis, da die meisten Wetterlagen einerseits in den vier meteorologischen Jahreszeiten verschiedene Charakteristika aufweisen und andererseits zumeist einen deutlichen Jahresgang in ihrer Auftrittshäufigkeit besitzen. Südwestlagen führen beispielsweise ganzjährig zu positiven, Troglagen über Mitteleuropa (TRM) durchweg zu negativen Temperaturabweichungen gegenüber den vieljährigen Mittelwerten. Betrachtet man hingegen die Großwetterlage Hoch Mitteleuropa (HM), so findet ein jahreszeitlicher Wechsel der Anomalien in den Übergangsjahreszeiten statt, der im Sommer zu überdurchschnittlichen Temperaturen, im Winter zu unterdurchschnittlichen Temperaturen in Sachsen führt. Diese Aussage gilt ohne Einschränkung nur für die tieferen Regionen Sachsens. In den Gipfellagen des Erzgebirges trägt diese Großwetterlage im vieljährigen Mittel aufgrund ausgeprägter Absinkinversionen sogar zu positiven Temperaturabweichungen bei. Abbildung DG 3.7 und DG 3.8 zeigen exemplarisch für Sommer und Winter wetterlagenspezifische Anomalien der Lufttemperatur an der Wetterstation Fichtelberg für den Referenzzeitraum DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima

23 6 5 5,0 5,0 4,8 4 3,9 3,9 Abweichung vom Mittelwert (K) ,9-1,1 1,1 2,6-1,9 1,9 1,8 1,6-1,6-0,7-1,0 2,5 2,3 0,9 2,6 0,7 1,5-3 -2,6-2,9-3,2-2, ,7-3,9-4,1 WA WZ WS WW SWA SWZ NWA NWZ HM BM TM NA NZ HNA HNZ HB TRM NEA NEZ HFA HFZ HNFA HNFZ SEA SEZ SA SZ TB TRW Großwetterlage DG 3.7 Wetterlagenspezifische Abweichungen der Lufttemperatur vom vieljährigen Sommer-Mittelwert, Fichtelberg (blau kälter als Mittelwert; rot wärmer als Mittelwert) 6 5 4,8 4,5 4 3,9 3 3,2 2,9 Abweichung vom Mittelwert (K) ,1 1,9 1,6 1,3 0,9 0,2-0,4-0,5-0,7-0,8-2,2-2,2-2,1-3,0-3,7-4,3-4,5-4,4-4,6-5,1-5,2-5,8-6,0-6,5 WA WZ WS WW SWA SWZ NWA NWZ HM BM TM NA NZ HNA HNZ HB TRM NEA NEZ HFA HFZ HNFA HNFZ SEA SEZ SA SZ TB TRW Großwetterlage DG 3.8 Wetterlagenspezifische Abweichungen der Lufttemperatur vom vieljährigen Winter-Mittelwert, Fichtelberg (blau kälter als Mittelwert; rot wärmer als Mittelwert) Ursache dieser zunächst überraschenden Erscheinung sind so genate Absinkinversionen, insbesondere im zentralen Bereich dieser Hochdruckgebiete, die sich durch eine permanente dynamische Erwärmung der unteren Troposphäre (mit Ausnahme der bodeahen Schicht) ausbilden. In winterlichen Hochdruckgebieten liegt diese in der Regel noch durch eine dichte Hochnebeldecke begrenzte Sperrschicht meist in etwa m, so dass die Gipfellagen der Mittelgebirge darüber hinaus ragen. Kapitelanfang DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima 07

24 Hier ist es da soig und für die Jahreszeit sehr warm, im Tiefland hingegen trüb und kalt. Diese Hochdruckwetterlagen führten in Sachsen in den 70er und 80er Jahren zu teilweise akuten Winter- Smog-Situationen. Grundsätzlich ist zu klären, ob und inwieweit bereits eine Zunahme von Wetterlagen, die eine warme bzw. kalte Witterung in der betrachteten Jahreszeit bedingen, feststellbar ist. Für die einzelnen Jahreszeiten wurden auf der Basis der oben dargestellten wetterlagenspezifischen Temperaturanomalien Wärmeindices bzw. für den Winter Kälteindices gebildet. Für die Sommermonate köen Wärmeindices für die Station Fichtelberg beispielsweise aus der Summe der Häufigkeit der Großwetterlagen WA, WW, SWA, SWZ, HM, BM, HNA, HFA, HFZ, HNFA, HNFZ, SEA, SEZ, SA, SZ, TB und TRW gebildet werden. DG 3.9 Entwicklung der Häufigkeiten»warmer Wetterlagen«im Sommer auf der Basis von Wärmeindices, 5-jährig gleitende Mittelwerte, Fichtelberg DG 3.10 Entwicklung der Häufigkeiten ausgeprägt»kalter Wetterlagen«im Winter auf der Basis von Kälteindices, 5-jährig gleitende Mittelwerte, Fichtelberg DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima

25 Die zeitlichen Entwicklungen zeigen für den Sommer etwa seit den 50er Jahren ein signifikant höheres Niveau der so definierten»warmen Wetterlagen«als im vorangehenden Zeitraum ab 1881 (vgl. Abb. DG 3.9). Die in Abbildung DG 3.10 für die Winter dargestellten zeitlichen Entwicklungen der Kälteindices für den Zeitraum zeigen eine deutliche Periodizität, jedoch keinen Trend. Es deutet vieles darauf hin, dass die überdurchschnittlichen Erwärmungstrends in Sachsen im Kontext mit Änderungen des atmosphärischen Zirkulationssystems zu sehen sind, die vermutlich mit dem globalen Klimawandel in Zusammenhang stehen. Großwetterlagen und Niederschlag Vor allem die Großwettertypen West, Nordwest und Nord steuern entscheidend das Niederschlagsgeschehen in Sachsen, während Südwest-, Süd-, Nordost-, Ost- sowie die mitteleuropäischen Hochund Tiefdrucklagen geringeren Einfluss haben. Die Dominanz der drei erstgenaten Großwettertypen ist neben deren großer Häufigkeit vor allem auf die transportierten Luftmassen zurückzuführen, die potenziell eine hohe Luftfeuchte aufweisen. Im Gegensatz dazu stammen die Luftmassen bei den Ost- und Südostlagen aus kontinentalen Gebieten und führen infolgedessen auch zu geringeren Niederschlägen. Allein 12 der insgesamt 29 Großwetterlagen erklären bereits ca. 80 % der Niederschläge in Sachsen, während die übrigen Lagen lediglich einen Anteil von etwa 20 % aufweisen. Die Entwicklung des Niederschlagsgeschehens resultiert aus der Kombination von Häufigkeits- und Intensitätsänderungen ierhalb der Großwetterlagen. Für den Referenzzeitraum sind zunächst für alle Jahreszeiten wetterlagenspezifische Niederschlagshöhen berechnet worden, um Anhaltspunkte zum Potenzial der einzelnen Großwetterlagen in Sachsen zu erhalten (vgl. Abb. DG 3.11). 10 Niederschalgshöhe pro GWL im Sommer (mm) ,7 8,6 8,1 6,2 4,8 5,3 5,4 4,9 4,5 4,3 4,4 4,4 5,0 3,8 3,5 2,5 2,2 1,9 1,9 1,9 2,1 1,7 1,5 2,0 0,4 0,9 0,8 0,4 0,3 WA WZ WS WW SWA SWZ NWA NWZ HM BM TM NA NZ HNA HNZ HB TRM NEA NEZ HFA HFZ HNFA HNFZ SEA SEZ SA SZ TB TRW Großwetterlage DG 3.11 Wetterlagenspezifische mittlere Niederschlagshöhen im Sommer für die Station Fichtelberg im Referenzzeitraum ; zyklonal geprägt dunkelblau; antizyklonal geprägt hellblau Detaillierte Untersuchungen über zeitliche Veränderungen der Niederschlagscharakteristiken für die einzelnen Großwetterlagen in Sachsen hat Köhl (Köhl 2006) durchgeführt. Dominierend für das Witterungsgeschehen in Sachsen sind die Westlagen, die fast ein Drittel des mittleren sächsischen Jahresniederschlags bringen. Neben den Westlagen prägen die drei Großwetterlagen NWZ, TRM und TRW das Niederschlagsgeschehen in Sachsen in besonderem Maße. Bei der Auftrittshäufigkeit ist vor allem bei den Wetterlagen TRM und TRW eine markante Zunahme festzustellen. Als von der Häufigkeit her zweitwichtigster Großwettertyp spielen die mitteleuropäischen Hochdrucklagen für das Niederschlagsgeschehen keine Rolle. Von den anderen sehr trockenen Wetterlagen SWA, HFA, HNFA, SEA und SA treten heute vor allem die beiden Lagen SWA und HNFA häufiger auf als vor 50 Jahren, die übrigen drei Wetterlagen zeigen wiederum bei großer Variabilität keinen Häufigkeitstrend. Bei der Analyse der Jahreszeiten sind deutlichere Entwicklungen zu verzeichnen. Vor allem im Frühjahr nimmt die Niederschlagsintensität bei fast allen Wetterlagen zum Teil um mehr als 50 % ab, für den Sommer lässt sich eine ähnliche Entwicklung konstatieren. Im Herbst und Winter zeigen so gut wie alle Wetterlagen einen Anstieg der Niederschlagsintensität. Augenfällig ist andererseits die bereits erwähnte markante Zunahme der Großwetterlage Trog Mitteleuropa (TRM) im Sommer, die für die Witterung in Sachsen eine ganz besondere Rolle spielt (die so genaten Vb-Zugbahnen sind meist Kapitelanfang DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima 09

26 Quellen: Gerstengarbe, F.-W. & P. C. Werner (1999): Katalog der Großwetterlagen Europas ( ) nach Paul Hess und Helmuth Brezowsky. 5., verbesserte und ergänzte Auflage, Potsdam, Offenbach a. M.: 138 S. Köhl, A. (2008): Veränderungen der Großwetterlagen im Hinblick auf Intensität und räumliche Verteilung der Niederschläge in Sachsen Diplomarbeit, Technische Universität Dresden, Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften Bissolli, P. (2001): Wetterlagen und Großwetterlagen im 20. Jahrhundert. In: DWD: Klimastatusbericht 2001, Deutscher Wetterdienst, Offenbach a. M.: an diese Großwetterlage gebunden; eriert sei an das Augusthochwasser 2002). Diese Großwetterlage lieferte etwa seit Anfang der 90er Jahre einen immer stärkeren Beitrag zum Jahresniederschlag in Sachsen (vgl. Abb. DG 3.12). Diese Entwicklung resultiert aus der Kombination von Häufigkeits- und Niederschlagsintensitäts-Zunahme dieser Großwetterlage. Tendenzen zu abnehmender Niederschlagsintensität sind gegenwärtig für die häufigste Großwetterlage, die zyklonale Westlage (WZ), zu beobachten. In Abbildung DG 3.13 wird die mittlere räumliche Niederschlagsverteilung für die Großwetterlage WZ beispielhaft dargestellt. Der in Sachsen in vielen Regionen festzustellende Niederschlagsrückgang ka nicht einer Großwetterlage oder einem Großwettertyp zugeordnet werden, sondern resultiert aus dem Zusammenspiel zahlreicher niederschlagsrelevanter Wetterlagen. Zudem verläuft die Entwicklung in verschiedenen Zeitabschnitten sowie den einzelnen Jahreszeiten unterschiedlich oder weist teilweise sogar gegenläufige Tendenzen auf. DG 3.12 Entwicklung des mittleren Anteils der Großwetterlage Trog Mitteleuropa (TRM) am Jahresniederschlag in Sachsen, Zeitraum DG 3.13 Verteilung der mittleren täglichen Niederschläge in Sachsen bei der Großwetterlage West zyklonal (WZ), Zeitraum DG 3 Großwetterlagen und Regionalklima

27 Digital verfügbare regionale Klimainformationen (DG 4) Aktualisierung 11/2012 Der Klimawandel erhält zunehmend eine wichtige Bedeutung für Natur und Gesellschaft. Eine verbesserte Analyse der Klimaentwicklung, die Abschätzung direkter und indirekter Auswirkungen des Klimawandels sowie Vorhaben der Klimaanpassung benötigen deshalb einen möglichst umfassenden und einfachen Zugriff auf zuverlässige Klimainformationen. Klimainformationen werden bundesweit bereits in vielfältiger Art bereitgestellt. Die Darstellungsform und der Funktionsumfang orientieren sich oft an der jeweiligen Zielgruppe. Für die breite Öffentlichkeit werden in der Regel aufgearbeitete Fachinformationen in Form von Karten und Diagrammen angeboten, beispielsweise in bundesweiten Systemen wie dem Klimaatlas des Deutschen Wetterdienstes oder dem Klimaatlas der Helmholtz-Gemeinschaft sowie in regionalen Angeboten wie z. B. dem Klimaatlas Nordrhein-Westfalen (s. Tab. DG 4.1). DG 4.1 Ausgewählte Klimainformationsportale (ohne ReKIS) System Daten Funktionsumfang Zielgruppe Potsdam Institut für Klimafolgenforschung ~wrobel/sg-klima-3/ nav_bl.html Beobachtungsdaten Zeitraum ab 1951; Projektionsdaten für 2 Modelläufe (STAR) bis 2055 Diagramme für über Schutzgebiete Deutschlands (30-jährige Mittelwerte) Schutzgebietsmanagement, Landnutzer, Naturschützer, Öffentlichkeit Klimaatlas NRW Beobachtungsdaten Klimakarten für den 30-jährigen Mittelwert Regionale Öffentlichkeit Klimaatlas der Helmholtz- Gemeinschaft www. regionaler-klimaatlas.de Projektionsdaten bis 2100, 3 Modelle Anomaliekarten für Projektionen Bundesweite Öffentlichkeit DWD-Klimaatlas Beobachtungsdaten D-Mittel ab 1881, Projektionsdaten bis 2100, ca. 20 Modelle Karten und Diagramme Bundesweite Öffentlichkeit MeteoSchweiz admin.ch/web/de/klima. html Beobachtungsdaten ab 1981, Projektionsdaten bis 2100 Karten (mittel, Anomalien) und Diagramme Bundesweite Öffentlichkeit Das Regionale Klimainformationssystem ReKIS Einige Bundesländer erstellen interne Klimainformationssysteme oder Klimadatenbanken, die die Datengrundlagen für die Facharbeit oder die Entwicklung von regionalen Klimafolgen-Modellen liefern. In Sachsen entstand die Sächsische Klimadatenbank (CliSax) bereits Sie wurde da 2007 durch das Interpolationstool für Klimadaten (RaKliDa) zur flächenhaften Darstellung der Klimaentwicklung (Analyse, Projektion) ergänzt, das im Internet zur allgemeinen Nutzung zur Verfügung gestellt wurde. Aufgrund des sich erweiternden Nutzerkreises aus Verwaltung, Bildung, Öffentlichkeit, Wirtschaft, Lehre und Forschung ergab sich der Bedarf für die Zusammenführung und Weiterentwicklung der vorhandenen Werkzeuge zu einem umfassenden Regionalen Klimainformationssystem Sachsen (ReKIS). Ab 2010 von der TU Dresden, Professur für Meteorologie, entwickelt, wird ReKIS seit Januar 2012 zusammen mit den Bundesländern Sachsen-Anhalt und Thüringen betrieben und fortgeschrieben. Während der Zugriff auf Daten (Datendownload, gerasterte Daten, Datenanalyse) ierhalb der Webseite einheitlich und zentral erfolgt, bestehen jeweils spezifische Inhalte der einzelnen Bundesländer, die unabhängig voneinander gestaltet werden. Das Regionale Klimainformationssystem ReKIS erreicht man unter Kapitelanfang DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen 01

28 Das Regionale Klimainformationssystem ReKIS ist konzipiert als interaktives Werkzeug zur fachgerechten Bereitstellung, Dokumentation, Bewertung und Interpretation von Klimadaten und Klimainformationen. Es versteht sich als Schnittstelle zwischen Nutzern und Landesbehörden sowie der Wissenschaft. Die angebotenen Inhalte für das Land Sachsen sind Resultat der Ergebnisse und Erfahrungen aus der regionalen Klimafolgenforschung der letzen 12 Jahre. ReKIS ist keine statische Plattform, sondern wird in Abstimmung zwischen den drei Bundesländern kontinuierlich ergänzt und erweitert. Auch die Nutzer köen aktiv an der Weiterentwicklung von ReKIS teilhaben. ReKIS verfügt über fünf Inhaltsschwerpunkte: a Allgemeine Informationen (Inhaltsübersicht, Anmeldung, Literatur, Links) b Karten und Grafiken c Interpolationstool zur Rasterung von Klimadaten (RaKliDa) d Analysetool für die Datenvisualisierung e Downloadbereich für Klimadaten Frei zugänglich sind allgemeine Informationen zum ReKIS (a). Durch eine einfache Registrierung (Angabe der -Adresse) erhält der Nutzer Zugriff auf eine Vielzahl von Klimadatenauswertungen [(b) bis (d)]. Einen Zugang zu gemessenen und simulierten Klimadaten (e) erhalten auf Antrag Nutzer, die hoheitliche Aufgaben erfüllen sowie der Forschungs- und Bildungsbereich (s. Abb. DG 4.2). DG 4.2 Aufbau des Regionalen Klimainformationssystem ReKIS Karten und Grafiken ReKIS bietet zahlreiche Funktionen eines regionalen Klimaatlas für Sachsen an. Angeboten werden vorgefertigte Übersichtskarten zur Klimaentwicklung für Klimaelemente wie Niederschlag, Temperatur, Verdunstung, Globalstrahlung sowie zu abgeleiteten und komplexen Klimakegrößen (z. B. Klimatische Wasserbilanz, Waldbrandindex). 02 DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen

29 DG 4.3 Beispiel für eine vorgefertigte Kartendarstellung im Regionalen Klimainformationssystem ReKIS Interpolationswerkzeug zur Erzeugung von Rasterklimadaten für Sachsen RaKliDa Aufgrund des Bedarfes der Klimafolgenforschung an flächenhaften Klimadaten wurde am Lehrstuhl für Meteorologie an der TU Dresden ein Werkzeug zur Erzeugung und Bereitstellung von Rasterklimadaten flächendeckend für Sachsen entwickelt. Zielgruppe des Angebotes RaKliDa sind vorrangig wissenschaftliche Einrichtungen. RaKlida wurde zunächst eigenständig im Internet angeboten und später in das Regionale Klimainformationssystem ReKIS integriert. Basis der Interpolation sind Stationsreihen von Messwerten mit Begi 1961 sowie von Klimaprojektionen für den Zeitraum 1961 bis Je nach Klimaelement und zeitlicher Auflösung kommen zur Interpolation Höhenmodell-basierte Verfahren, IDW- oder Krigingverfahren sowie Kombinationen (Residuen-Interpolation) zur Anwendung. Das Spektrum der verfügbaren Klimaelemente ist in Tabelle DG 4.4 ersichtlich. IDW (inverse distance weighting) und Kriging sind räumliche Interpolationsverfahren DG 4.4 Verfügbare Klimaelemente in RaKliDa Nr. Klimaelement Einheit Symbol 1 Lufttemperatur (Max) [ C] TX0 2 Lufttemperatur (Mittel) [ C] TM0 3 Lufttemperatur (Min) [ C] TN0 4 Relative Feuchte [%] RF0 5 Soenscheindauer [h] SD0 6 Luftdruck [hpa] PP0 7 Dampfdruck [hpa] DD0 8 Bedeckungsgrad [Achtel] NN0 9 Niederschlag [mm] RRU 10 Niederschlag (korrigiert) [mm] RRK 11 Windgeschwindigkeit (10 m über EOF) [m/s] FF1 12 Windgeschwindigkeit (2 m über EOF) [m/s] FF2 13 Windstärke [bft] FFB 14 Globalstrahlung (Ångström) [J/cm²] RGJ 15 Globalstrahlung (Ångström) [kwh/m²] RGK 16 Potentielle Verdunstung (Wendling) [mm] ETP 17 Klimatische Wasserbilanz [mm] KWU 18 Klimatische Wasserbilanz (korrigiert) [mm] KWK Kapitelanfang DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen 03

30 Im WEB-Menü von RaKliDa (vgl. Abb. DG 4.5) konfiguriert der Nutzer selbständig einen Interpolationsauftrag. Dieser wird vom System auf der Basis des aktuellen Klimadatenbestands ausgeführt, bereitgestellt und anschließend gelöscht. Bei hoher Auslastung sind nicht genau quantifizierbare Wartezeiten einzuplanen. Das Interpolationsergebnis sind GIS-kompatible Rasterdaten von mindestens km mit 1 1 km interner Auflösung der Stützstellen für Tages-, Monats- oder Jahreswerte. Die interpolierten Daten je Stützstelle köen nicht als Punktinformation, sondern nur flächig interpretiert werden. DG 4.5 Eingabemaske für den Regionalisierungsauftrag an RaKliDa RaKliDa erfüllt folgende Kriterien: interpolierte Rasterdaten von Messwerten ab 1961 und Projektionen bis 2100 Interpolation mit grenzüberschreitenden Stützstellen Objektive, einheitliche Methodik auf neuestem wissenschaftlichen Stand Basis der Interpolation bilden auf Homogenität geprüfte Stationsdaten Korrektur des windbedingten Messfehlers für den Niederschlag (auch relevant für Klimatische Wasserbilanz) Zeitraum, Element und Raumausschnitt wählbar Zeitliche Auflösung zwischen Tages-, Monats- und Jahreswerten und deren mittleren Jahresgängen Webbasierte Datenbereitstellung ohne zusätzliche Kosten und bürokratischen Aufwand Technische Unterstützung der Dateutzer per Zertifizierung und Erläuterung der Datensätze durch eine Infodatei Die Visualisierung der Rasterdaten ist nicht Bestandteil des Web-Werkzeugs RaKliDa. Die Rasterdaten werden im GIS-kompatiblen Grid-Ascii-Format (*.asc) zur Verfügung gestellt. Der Datenaustausch erfolgt automatisiert mittels FTP. Über ReKIS werden auch vorgerechnete und geprüfte Rasterdaten zur Verfügung gestellt. 04 DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen

31 Analysetool zur Auswertung und Visualisierung von Klimadaten Das Regionale Klimainformationssystem ReKIS bietet dem Nutzer ein interaktives Auswertungstool für die individuelle Analyse von Stationsdaten. Durch die Kombination der angebotenen Klimaelemente, verschiedener Analysemethoden (z. B. Klimadiagramm), vorhandener Datensätze für Beobachtungsund Projektionsdaten sowie wählbaren Analyse-, Referenz- und Subzeiträumen sind vielfältige Auswertungen möglich (s. Abb. DG 4.7). DG 4.7 Übersicht zu den Auswahlmöglichkeiten des ReKIS-Analysetools Klimaelemente Analysemethode Datensätze Stationen Zeiträume Globalstrahlung n n Gras-Referenz- Verdunstung n n Lufttemperatur (max., min., mittel) n n Niederschlag (korrigiert) n n Potentielle Verdunstung n n Windgeschwindigkeit Ereignistage Klimadiagramm n n Mittlerer Jahresgang (Monatswerte bzw. Tageswerte) n n Überschreitungswahrscheinlichkeiten n n Zeitreihe (Jahreswerte) n n Beobachtungsdaten des DWD n n Projektionsdaten der Regionalmodelle CLM, STAR, WETTREG (WEREX) und REMO n n Mehrfachwahl möglich n n deutschlandweite Messstationen aus dem Klimamessnetz des Deutschen Wetterdienstes DWD [für Datensätze mit Rasterdaten: Lagekorrespondierende Gitterzellen (Pseudostationen)] n n Beobachtung: , , , n n Projektion: , , , Die Ergebnisse werden unmittelbar online in Diagrammen visualisiert (vgl. Abb. DG 4.8). Sie köen durch den Nutzer angepasst werden (Auswahl von Datenreihen, Zoomfunktion) und sowohl ausgedruckt als auch in verschiedenen Formaten (jpg, pdf, png, svg) abgespeichert werden. DG 4.8 Auswertungsbeispiele mit dem ReKIS-Analysetool Bereitstellung von Klimadaten Die Bereitstellung von Daten für die Facharbeit oder die Entwicklung von regionalen Klimafolgen- und Klimawirkmodellen ist eine zentrale Komponente von ReKIS und auf Antrag möglich (s. o.). Es werden Beobachtungs- und Projektionsdaten für Sachsen interaktiv bereitgestellt. Enthalten sind Beobachtungsdaten des DWD (ab 1961) sowie Klimaprojektionsdaten der Regionalmodelle STAR (bis 2050) sowie CLM, REMO und WETTREG / WEREX (alle bis 2100), jeweils für das IPCC-Szenario A1B mit einer unterschiedlichen Anzahl von nutzbaren Realisierungen. Teilweise sind auch Daten für A2 und B1 vorhanden. Der Nutzer ka mit Hilfe einer Eingabemaske (vgl. Abb. DG 4.9) entweder einen Download kompletter Datensätze (mittels FTP) oder einzelner Klimastationen bzw. Gitterzellen durchführen und dabei alle oder ausgewählte Klimaelemente (vgl. Abb. DG 4.4) abfragen. Verfügbar sind solche Klimaelemente, die im ausgewählten Zeitraum mindestens einmal auftreten. Kapitelanfang DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen 05

32 Weiterführende Literatur: Bernhofer C., Franke J., Kurbjuhn C., Hupe F. (2009): Ableitung von Rasterdaten aus gemessenen und projizierten Klimazeitreihen für den Freistaat Sachsen, TU Dresden DG 4.9 Eingabemaske für das Download von Stationsdaten im ReKIS 06 DG 4 Digital verfügbare regionale Klimainformationen