Veränderungen ausgewählter Wasserhaushaltsgrößen in Sachsen-Anhalt

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1 Veränderungen ausgewählter Wasserhaushaltsgrößen in Sachsen-Anhalt Beregnungstagung der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt Bernburg-Strenzfeld am 08. Mai 2008 Falk Böttcher, Leipzig

2 Gliederung - Beobachtete (stattfindende) Veränderungen der Wasserhaushaltsgrößen - mögliche künftige Änderungen der Wasserhaushaltsgrößen im Kontext der Klimaprojektionen - Wettervorhersagen für die Steuerung landwirtschaftlicher Produktionsprozesse

3 Aktuelle Niederschlagsverteilung (Jahressumme)

4 Aktuelle Verdunstungsverteilung (Jahressumme)

5 Niederschlagsänderungen Sachsen-Anhalt

6 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2006 in Magdeburg (Stand bis Jahresende) Wasserhaushalt Zeigen sich Trends in den Messergebnissen? Beispiel für die Schwankungsbreite der Niederschlagssumme von Jahr zu Jahr Summierung der Tagesniederschlagssumme Tage seit Jahresbeginn Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tagesw ert Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2007 in Magdeburg (Stand bis Jahresende) 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0, Summierung der Tagesniederschlagssumme Vergleich 2006/2007 am Beispiel Magdeburg: 2006: Defizit von 108,6 mm 2007: Überschuss von 242,6 mm Tage seit Jahresbeginn Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tageswert

7 Trend der Niederschläge April bis Juni 250,0 Niederschlagshöhe in mm 200,0 150,0 100, Jahre Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Cottbus) Linear (Potsdam) Linear (Angermünde) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

8 Trend der Jahresniederschläge 800,0 700,0 Niederschlagshöhe in mm 600,0 500,0 400, Jahre Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Cottbus) Linear (Potsdam) Linear (Angermünde) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

9 Trend der Jahressumme der pot. Verdunstung über Gras (Penman/Wendling) 750,0 700,0 Verdunstung in mm 650,0 600,0 550,0 500,0 450, Angermünde Artern Chemnitz Jahre Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Potsdam) Linear (Angermünde) Linear (Cottbus) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

10 Reale Grasverdunstung nach dem Modell von J. u. G. Müller, Saalkreis

11 Trend der Klimatischen Wasserbilanz 300,0 200,0 Klimatische Wasserbilanz in mm 100,0 0, ,0-200,0 Angermünde Artern Chemnitz Jahre Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Cottbus) Linear (Angermünde) Linear (Potsdam) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

12 Trend der mittleren Bodenfeuchte unter Gras (0-60 cm), April bis Juni 80,0 75,0 70,0 Bodenfeuchte in Prozent nfk 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30, Angermünde Artern Chemnitz Jahre Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Potsdam) Linear (Angermünde) Linear (Cottbus) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

13 Trend der mittleren Bodenfeuchte unter Gras (0-60 cm), Juli bis September 60,0 55,0 Bodenfeuchte in Prozent nfk 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25, Angermünde Artern Chemnitz Jahre Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Oschatz) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Potsdam) Linear (Angermünde) Linear (Cottbus) Linear (Wittenberg) Linear (Neuruppin)

14 Monat <20% nfk <10% nfk <5% nfk abs. rel. abs. rel. abs. Rel. Mai 11 0,40% Juni 75 2,50% 19 0,60% 2 0,10% Juli 175 5,60% 48 1,50% 26 0,80% August 277 8,90% 110 3,50% 55 1,80% September 291 9,70% 180 6,00% 110 3,70% Oktober 232 7,50% 130 4,20% 93 3,00% November 85 2,80% 22 0,70% 20 0,70% Dezember 5 0,20% Absolute und relative Häufigkeit von Tagen mit Bodendürre in den Monaten Mai bis Dezember. Zeitraum: 1901 bis 2000

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16 Ansatz zur Bestimmung der Klimafeuchtezahl KFZ = lg (N * (nfk**1/2) / (1 + e) + 1) In diesem Ansatz, der auch zur Klimadiagnose herangezogen werden kann, bedeuten: N e nfk - Jahressumme der Niederschlagshöhe (mm) - Jahresmittel des Mittagswertes des Sättigungsdefizits der Luft (hpa) - nutzbare Feldkapazität der oberen 100-cm-Schicht des Bodens in Vol.-%

17 KFZ 2,60 2,55 2,50 2,45 2,40 2,35 2,30 KFZ 2,25 2,20 2,15 2,10 2, Jahressumme der Niederschlagshöhe in mm Abhängigkeit der Klimafeuchtezahl von der Jahressumme der Niederschlagshöhe (mm) für Potsdam, Zeitraum 1971 bis 2006

18 Altlandkreis Rügen Neuruppin Wittenberg Saalkreis Leipzig Chemnitz nfk (Vol.-%) 11,9 9,2 10,1 15,1 13,2 15, N KFZ 561 2, , , , , , N KFZ 616 2, , , , , , N KFZ 458 2, , , , , , N KFZ 564 2, , , , , , N KFZ 435 2, , , , , , N KFZ 538 2, , , , , ,53 Jahressummen der Niederschlagshöhe (mm) und Klimafeuchtezahlen für verschiedene Altkreise, 2001 bis 2006

19 Abhängigkeit der Klimafeuchtezahl von der nutzbaren Feldkapazität nutzbare Feldkapazität (Vol.-%) Klimafeuchtezahl 2,21 2,28 2,32 2,36 2,40 2,43 Klimatische Feuchtigkeitsbereiche: < 1,75 arid 1,75 bis 2,25 semiarid > 2,25 bis 2,50 neutral > 2,50 bis 2,75 semihumid > 2,75 humid

20 Grundlagen zum Klimawandel Das Klima ist die zeitliche Zusammenfassung des Wetters über einen Zeitraum, der lang genug ist, um dessen statistische Eigenschaften bestimmen zu können (i.d.r. 30 Jahre). Es war und ist veränderlich und wird dies immer sein. ABER: Noch nie waren die Klimaänderungen so massiv in so kurzer Zeit (unterschiedliche Gründe)! UND: Wir werden uns darauf einstellen müssen!

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24 Veränderungen in der Niederschlagsverteilung im Sommer Sommer: Abnahme der Niederschlagshöhe um 15 bis 45 %

25 Prognostizierte Klimaentwicklungen und deren Effekte auf die Getreideerträge (Winterweizen) Wasserhaltevermögen nfk < 180 mm nfk > 180 mm Zunehmende Jahresdurchschnittstemperatur Zunehmende Globalstrahlung und CO2- Konzentration Unsicherere Wasserversorgung in Vegetationperiode Dauer der Vegetationsperiode O/- O -- O + +/o O + Quelle: SYNGENTA

26 120 Mittlere Bodenfeuchten heute und in Zukunft im Jahresverlauf Lehmboden, Zuckerrüben, Raum Magdeburg Vergangenheit %nfk 60 Zukunft Zukunft mit CO 2 Erhöhung Jahresmittelwert , +CO2 Jahresmittelwert , +CO Jahresmittelwert Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.

27 Was ist zu beobachten und zu erwarten? -Veränderungen bei Wasserhaushaltsgrößen (regional starke Unterschiede) Auswirkungen - etwas mehr Niederschlag im Winter, aber weniger als Schnee - Winterniederschlag versickert früher (steht im Frühjahr weniger zur Verfügung) - Zunahme der Verdunstung (mehr Energie in der Atmosphäre) - Trockenstress/Dürreschäden - Steigerung der Anzahl der Extremniederschläge i.v.m. Sturmböen(incl. Hagel) - Erntezeitrisiken, Ernteschäden, lagerndes Getreide - Erschwernisse bei der Herbstbestellung - Erosionsschäden - Ausschwemmung der Saat - eingeschränkte Befahrbarkeit der Flächen

28 Zeitspanne der Vorhersagbarkeit Niederschlag: Ja / Nein 11,4 Windrichtung 10,8 Windböen > 12 m/s: Ja / Nein 10,8 tiefste Nachttemperatur 9,8 Tageshöchsttemperatur 8,6 Bis zu wie vielen Tagen im Voraus ist die Wettervorhersage besser als eine, die auf langjährigen Klimawerten basiert? Wahrscheinlichkeit Niederschlag > 0 mm/d 8,4 Sonnenscheindauer 7,5 Wahrscheinlichkeit fx/d > 12 m/s 7,5 Windgeschwindigkeit 7,

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30 Jahreszeitenprognosen Deutscher Wetterdienst

31 Jahreszeitenprognosen Deutscher Wetterdienst

32 Haben Sie Fragen? Falk Böttcher Tel / Falk.Boettcher@dwd.de

33 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!