MeteoSchweiz 1 Klimareport 214
2Die spektakulären Fotos für den Klimareport 214 stammen von Stephan Siegrist und seinem Team. Stephan Siegrist ist professioneller Extrembergsteiger und Kletterer aus Interlaken. Der Bergführer unternimmt Touren und Expeditionen in verschiedenen Gebirgen der Welt mit teils sehr schwierigen Kletterrouten. Stephan Siegrist auf dem Niederhorn, Berner Oberland. Herbstliche Hochdrucklage; von einer über Nordeuropa ziehenden Warmfront werden ein paar Schleierwolken zu den Alpen geführt. Foto visualimpact.ch; Thomas Senf
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Klimareport 214 4Herausgeber Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz Abteilung Klima Operation Center 1 CH 858 Zürich-Flughafen kundendienst@meteoschweiz.ch meteoschweiz.ch Redaktion Dr. Stephan Bader, Thomas Schlegel Autoren Dr. Stephan Bader, Michael Begert, Dr. Martine Collaud Coen, Dr. Christoph Frei, Dr. Sophie Fukutome, Dr. Regula Gehrig, Dr. Eliane Maillard Barras, Dr. Rolf Philipona, G. Romanens, Dr. Simon Scherrer, Thomas Schlegel, Fosco Spinedi, Dr. Christoph Spirig, Dr. Reto Stöckli, Dr. René Stübi, Dr. Laurent Vuilleumier Titelfoto Stephan Siegrist auf der Slackline zwischen den «Twintowers» Birg-Schilthorn, Berner Oberland, im Hintergrund sind Eiger und Mönch zu sehen. Foto visualimpact.ch; Thomas Ulrich Bitte zitieren Sie diesen Bericht folgendermassen: MeteoSchweiz 215: Klimareport 214. Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz, Zürich. 8 S. MeteoSchweiz 215 ISSN 2296-1488
Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 6 5 Summary 7 1 Verlauf der Jahreswitterung 214 1 2 Diagramme zum Jahresverlauf 18 3 Besonderheiten 214 36 3.1 Wärmstes Jahr seit Messbeginn 36 3.2 Enorme Neuschneesummen im Süden 37 3.3 Rekord-Sonnenarmut im Hochsommer 38 3.4 Rekordniederschlag im Juli 38 3.5 Das November Hochwasser im Tessin 39 4 Globales Klima und Wetterereignisse 214 42 4.1 Globale Rekordwärme 42 4.2 El Niño und La Niña 44 4.3 Besondere Ereignisse 45 4.4 Arktisches und antarktisches Meereis 45 5 Klimamonitoring 48 5.1 Atmosphäre 5 5.1.1 Bodennahe Beobachtungen 5 Temperatur 5 Frosttage 53 Sommertage 54 Nullgradgrenze 55 Niederschlag 56 Tage mit starkem Niederschlag 59 Niederschlag der sehr nassen Tage 6 Trockenperioden 61 Trockenheitsindex 62 5.1.2 Freie Atmosphäre 63 Nullgradgrenze 63 Tropopausen Höhe 63 5.1.3 Zusammensetzung der Atmosphäre 64 Ozonmessreihe Arosa 64 Ozonmessungen Payerne 65 Sahara-Staub 68 Pollenintensität 69 5.2 Landoberfläche 7 Neuschneesummen 7 Tage mit Neuschnee 71 Frühlingsindex 72 Kirschblüte Liestal und Blattausbruch Rosskastanie Genf 73 5.3 Datengrundlagen & Methoden 76 Referenzen 78
Zusammenfassung 6 Die Jahrestemperatur 214 erreichte in der Schweiz im landesweiten Mittel einen Rekordüberschuss von 1.24 Grad im Vergleich zur Norm 1981 21. Damit wurde der bisherige Rekord von 1.21 Grad aus dem Jahr 211 minim übertroffen. Auf der Alpensüdseite gab es regional die dritthöchste Jahres-Niederschlagssumme. Stetige Zufuhr milder Luftmassen führten zum drittwärmsten Winter 213/14 in der Schweiz seit Messbeginn 1864. Im Churer Rheintal gab es mit häufiger Föhnunterstützung gar eine Rekord- Winterwärme. Auf der Alpensüdseite fielen Niederschlagssummen in Rekordhöhe, in höheren Lagen regional Rekord-Neuschneesummen. Demgegenüber blieb der Winter 213/214 im Flachland der Nordschweiz meist grün und regional war es mit nur gerade 1 cm Neuschnee der schneeärmste Winter in den über 8jährigen Aufzeichnungen. Der Frühling brachte erneut überdurchschnittliche Wärme, war etwas zu trocken und recht sonnig. Mild und sonnig waren vor allem die beiden Monate März und April, während der Mai wechselhaft und zu kühl ausfiel. Bis Juni zeigten sich alle Monate ausser dem Mai überdurchschnittlich warm. Aus dem anhaltenden Wärmeüberschuss ergab sich die drittwärmste erste Jahreshälfte seit Messbeginn vor 151 Jahren. Nach einer kurzen Hitzewelle im Juni zeigten sich die Hochsommer-Monate Juli und August zu kühl und ausgesprochen nass. Vielerorts gab es Juliregenmengen in Rekordhöhe. Das häufige Regenwetter führte zum sonnenärmsten Hochsommer seit Messbeginn, besonders ausgeprägt auf der Alpensüdseite und in der Westschweiz. derselben Periode rund 39 m angestiegen, wobei dies vor allem die Jahreszeiten Winter, Frühling und Sommer betrifft. Die allgemeine Erwärmung drückt sich auch in einer früheren Vegetationsentwicklung aus. Die langjährige Niederschlagsentwicklung 1864 214 zeigt auf der Alpennordseite für das Jahr und den Winter einen signifikanten Trend zu höheren Niederschlagssummen. Die übrigen Jahreszeiten verzeichnen keine langfristige Änderung in den Niederschlagssummen. Auf der Alpensüdseite ist sowohl bei den Jahressummen als auch bei jahreszeitlichen Summen keine langfristige Niederschlagsänderung festzustellen. Die Anzahl der Tage mit starkem Niederschlag hat sich in der analysierten Periode seit 1959 nicht geändert. Der Niederschlag der sehr nassen Tage hat sich in den einen Regionen erhöht, während andere Regionen keine Änderung zeigen. Die Länge der intensivsten Trockenperioden hat sich nicht verändert. In den über 1jährigen Schnee-Aufzeichnungen ist regional eine leichte Abnahme, in grösseren Gebieten jedoch keine Änderung der Neuschneesummen festzustellen. Bei den Tagen mit Neuschnee zeigt sich in den einen Gebieten eine leichte Zunahme, in anderen Gebieten jedoch keine Änderung. Die Ozonsituation in der höheren Atmosphäre über der Schweiz ist in den letzten Jahren stabil geblieben. Dies nachdem zwischen 197 und 1995 eine Abnahme des Gesamtozons um rund 6 Prozent stattgefunden hat. Schliesslich erlebte die Schweiz den zweitwärmsten Herbst seit Messbeginn. Auf der Alpensüdseite und im Engadin war der Herbst zudem nass und sonnenarm. Im November fielen im Tessin regional Rekordniederschläge. Sie verursachten Hochwasser an den Tessiner Seen, was beträchtliche Überflutungen in den Stadtgebieten von Locarno und Lugano nach sich zog. Die überdurchschnittliche Wärme des Herbstes setzte sich auch im Dezember fort. Schnee lag meist nur ober-halb von 1 bis 15 m ü.m., und auch dort nur in unterdurchschnittlichen Mengen. Mit Kaltluft aus Nordwesten und Norden kippte die Witterung auf das Jahresende hin innerhalb von zwei Tagen von extrem mild auf winterlich kalt. Auf der Alpennordseite fiel Schnee bis ins Flachland. Bezüglich der langfristigen Klimaentwicklung ist in der Schweiz in Übereinstimmung mit der allgemeinen Temperaturzunahme während der analysierten Periode 1959 214 die Anzahl der Sommertage deutlich angestiegen, die Anzahl der Frosttage hingegen deutlich zurückgegangen. Die Nullgradgrenze ist in
Summary Throughout 214 weather extremes were chasing one another in Switzerland. Together with the year 211 it was the warmest since observations started in 1864. In some regions of the Ticino, it was the third wettest year. Steady supply of mild air lead to the third warmest winter in Switzerland since the measurements started in 1864. In the Rhine valley near Chur, the winter temperatures even were the highest on record due to support of Föhn winds. On the southern slopes of the Alps, record-breaking precipitation sums were registered. At higher altitudes, regionally, record-breaking new snow sums were measured. This was in stark contrast to the substantial lack of snow in the northern lowland. Regionally it was the winter with the least amount of snow in the measurement series spanning over more than 8 years. Spring was also characterised by above average temperatures, drier than average conditions and above average sunshine duration. Especially March and April were mild and sunny, while May was rather changeable and cool. Until June, all months except May showed above average temperatures. This continuous excess warmth lead to the third warmest first half of the year since measurements began 151 years ago. After a short heat wave in June, the midsummer months July and August showed below average temperatures and were markedly wet. In many places, the precipitation sums in July were the highest on record. The frequent rainy weather lead to the dullest midsummer since measurements started. This was especially pronounced in the Ticino and western Switzerland. 39 m, mainly in the winter, spring and summer seasons. The general rise in temperature has also led to an earlier development of vegetation. North of the Alps the long-term precipitation development 1864 214 shows a trend to higher precipitation totals for the year and for the winter season. No long-term changes in the precipitation totals have been registered for the remaining seasons. South of the Alps no long-term change in the precipitation pattern has been registered, both as regards annual totals and seasonal totals. In the period under scrutiny since 1959 the number of days with heavy precipitation has remained largely unchanged. Precipitation totals of very wet days have increased regionally; in many places however there has been no change. The length of the most intensive dry periods has not changed. The over 1-year-old snow records indicate in some regions a slight decrease, in other regions however, there is no change in the fresh snow totals. In the number of days with fresh snow also some regions show a slight increase, in other regions however the measurement series indicate no change. In the past years the ozone situation in the upper atmosphere over Switzerland has remained stable. This stability follows a decrease of the ozone total of around 6% which took place between 197 and 1995. 7 Finally, the Swiss autumn was the second warmest since measurements started. In the Ticino and in the Engadina, the autumn was also wet and dull. In November, record high precipitation sums fell in the Ticino. This lead to flooding of the city centres of Locarno and Lugano and in the vicinity of the lakes. The above-average temperatures of autumn continued into December. Snow was mostly confined to altitudes above 1 to 15 m a.s.l., and that in below-average amounts. With cold air from north-west and north during the last days of the year the weather switched from extremely mild to wintery cold within two days. North of the Alps there was snowfall down to lowland. With a view to the long-term temperature development the record year 214 contributed to the elevated mean temperature in Switzerland, concerning all seasons. In accordance with generally higher temperatures the number of summer days has increased considerably while the number of frost days has decreased in the period under scrutiny since 1959. In the same period the zero degree level has risen by around
8Instabile Wetterlage im Berner Oberland aus Westen ziehen erste schwache Schauer auf. Stephan Siegrist mit Ralf Weber am «Top of the Mushroom», Eiger, Berner Oberland. Foto: visualimpact.ch; Thomas Senf
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1 Verlauf der Jahreswitterung 214 1 Im Jahr 214 jagten sich in der Schweiz die Wetterextreme. Das Jahr war das wärmste seit Messbeginn 1864. Damit war es knapp wärmer als 211. Nach dem Rekordschnee im Süden zu Jahresbeginn blieb es während der ersten Jahreshälfte landesweit extrem mild. Der Hochsommer verlief überall regnerisch, kühl und extrem sonnenarm. Im Juli fielen auf der Alpennordseite Rekordniederschläge. Der Herbst brachte erneut der ganzen Schweiz extreme Wärme und dem Süden Rekordniederschläge mit Hochwasser. Das wärmste Jahr seit Messbeginn Das Jahr 214 brachte im landesweiten Mittel einen Temperaturüberschuss von 1.24 Grad im Vergleich zur Norm 1981 21. Damit ist 214 das wärmste Jahr in der Messreihe seit 1864. Die Differenz zum bisherigen Rekordjahr 211 mit einem Überschuss von 1.21 Grad ist allerdings extrem gering. Da Messungen immer auch mit einer gewissen Unsicherheit behaftet sind, müssen die Jahre 211 und 214 grundsätzlich als gleich warm betrachtet werden. Sie zeigen beide einen Rekordüberschuss von 1.2 Grad gegenüber der Norm 1981 21. Rekordschnee auf der Alpensüdseite Das Jahr 214 begann mit Rekorden auf der Alpensüdseite. Dort wurde regional mit Abstand der niederschlagsreichste Winter seit Messbeginn vor 151 Jahren verzeichnet. In den Tessiner Bergen fiel derweil lokal mit fast 7 Meter die höchste Neuschneemenge seit Aufnahme der Messungen vor über 5 Jahren. Demgegenüber blieb der Winter 213/214 im Flachland der Nordschweiz meist grün und regional war es mit nur gerade 1 cm Neuschnee der schneeärmste Winter in den über 8jährigen Aufzeichnungen. Drittwärmster Winter in der Schweiz Die während des Winters 213/214 stetige Zufuhr milder Luftmassen aus subtropischen Gebieten führten zum drittwärmsten Winter in der Schweiz seit Messbeginn 1864. Über die ganze Schweiz gemittelt erreichte der Überschuss 1.7 Grad im Vergleich zur Norm 1981 21. Der bisher mildeste Winter 26/7 lag 2.6 Grad über der Norm. Rang zwei belegt der Winter 1989/9 mit von 2. Grad über der Norm. Im Churer Rheintal war es mit Föhnunterstützung gar der wärmste Winter in den Messreihen. Extrem warmes erstes Halbjahr Im ersten Halbjahr zeigten sich alle Monate ausser dem Mai überdurchschnittlich warm. Aus dem anhaltenden Wärmeüberschuss ergab sich die drittwärmste erste Jahreshälfte seit Messbeginn vor 151 Jahren. Die Temperatur lag landesweit gemittelt 1.5 Grad über der Norm 1981 21. Eine vergleichbare Wärme mit 1.6 Grad über der Norm brachte auch die erste Jahreshälfte 211. Den Wärmerekord hält das erste Halbjahr 27 mit einem Überschuss von 2.3 Grad. Rekord-Nässe und Rekord-Sonnenarmut im Hochsommer So richtig Sommer wurde es nur während einer rund einwöchigen Hitzewelle in der ersten Junihälfte. Während den Hochsommer-Monaten Juli und August bestimmten häufige und kräftige Regenfälle den Witterungsverlauf. Extrem viel Regen fiel vor allem im Juli. In der westlichen Hälfte der Schweiz wurden an zahlreichen, in der östlichen Hälfte an einzelnen Messstationen neue Juli-Rekordsummen gemessen. Für nordalpine Verhältnisse speziell beeindruckend war die extreme Juli- Summe von 523 mm am Messstandort Les Avants oberhalb Montreux. Das entspricht rund dem dreifachen der normalen Julimenge. Das viele Wasser führte an verschiedenen Orten zu Überschwemmungen und Hangrutschen mit zum Teil grossen Schadensfolgen. Mehrfach davon betroffen war die Region Emmental-Entlebuch. Häufig Regen bedeutet wenig Sonne, und so erlebte die Schweiz den sonnenärmsten Hochsommer seit Messbeginn. Besonders massiv war das Sonnendefizit auf der Alpensüdseite und in der Westschweiz. Hier fehlten über 12 Sonnenstunden oder zwischen ein und zwei Wochen voller Sonnenschein im Vergleich zu einer normalen Juli-August-Periode. Extreme Herbst-Wärme und Hochwasser im Süden Nach dem kühlen Hochsommer heizte der Herbst wieder so richtig ein. Schweizweit wurde der viertwärmste Oktober sowie der zweitwärmste November seit Messbeginn aufgezeichnet. Zusammen mit dem ebenfalls milden September ergab sich über die ganze Schweiz gemittelt der zweitwärmste Herbst in der 151jährigen Schweizer Messreihe. Die Temperatur lag im
Landesdurchschnitt 2.1 Grad über der Norm 1981 21. Der Rekordherbst 26 bewegte sich 2.6 Grad über der Norm, während sich der Herbst 211 auf Rang drei mit einem Überschuss von 1.4 Grad bereits deutlich weniger mild zeigte. Mit der extremen Wärme kam auf der Alpensüdseite auch der grosse Regen. Nach einem bereits regenreichen Oktober fielen hier im November regional vier- bis über fünfmal höhere Regensummen als in einem durchschnittlichen November. Lugano registrierte mit 587 mm den regenreichsten November seit Messbeginn 1864. In Locarno-Monti war es mit 733 mm Rang zwei in der seit 1883 verfügbaren Messreihe. So wie am Standort Locarno-Monti fiel im Tessin verbreitet die zweithöchste November-Niederschlagssumme, und der Novemberrekord stammt überall aus dem Jahr 22. Als Folge der anhaltend kräftigen Niederschläge stiegen der Lago Maggiore und der Lago di Lugano markant an. Gegen Novembermitte traten beide Seen für mehrere Tage über die Ufer und setzten Stadtgebiete von Lugano und Locarno unter Wasser. Warten auf den Winter Die überdurchschnittliche Wärme des Herbstes setzte sich auch im Dezember fort. Schnee lag meist nur oberhalb von 1 bis 15 m ü.m., und auch dort nur in unterdurchschnittlichen Mengen. Auch nach der Dezembermitte erreichte die alpine Schneedecke verbreitet erst 3 bis 6 Prozent der normalen Höhe. Annähernd normale Schneeverhältnisse gab es nur in den Walliser Südtälern mit 6 bis 9 Prozent der normalen Schneehöhen. Kräftiger Wintereinbruch aufs Jahresende Mit Kaltluft aus Nordwesten und aus Norden kippte die Witterung ab dem 26. Dezember innerhalb von zwei Tagen von extrem mild auf winterlich kalt. Auf der Alpennordseite fiel vom 26. bis am 29. Schnee bis ins Flachland. Lokal waren es in den Niederungen 2 bis 3 cm Neuschnee. In höheren Lagen entlang des Alpennordhanges sowie im Jura gab es 4 bis 6 cm. In der kalten Luft und mit aufklarendem Himmel sank die Minimum-Temperatur im Mittelland am Morgen des 29. Dezember lokal auf extrem tiefe Werte. In Hallau im Kanton Schaffhausen fiel sie auf minus 21.1 Grad. Das ist an diesem Messstandort der weitaus tiefste Dezemberwert in der über 5jährigen Messreihe. Am 29. und am 3. Dezember blieben die Temperaturen im grössten Teil der Schweiz ganztags unter dem Gefrierpunkt. Ausnahmen waren die Genfersee Region und die Alpensüdseite. Jahresbilanz Die Jahrestemperatur 214 lag in der Schweiz verbreitet 1. bis 1.4 Grad, auf der Alpensüdseite und im Engadin rund 1. Grad über der Norm 1981 21. Über die ganze Schweiz gemittelt erreichte der Überschuss 1.24 Grad, womit die bisherige Rekordwärme des Jahres 211 minim übertroffen wurde. Der Jahresniederschlag erreichte in den meisten Regionen normale oder etwas unterdurchschnittliche Mengen. Auf der Alpensüdseite und im Engadin war das Jahr mit Mengen von 12 bis 17 Prozent der Norm 1981 21 deutlich zu nass. Lugano und Locarno-Monti registrierten mit 15 bis 16 Prozent der Norm das dritt nasseste Jahr in den weit über 1jährigen Messreihen. Etwas mehr Niederschlag brachte hier letztmals das Jahr 196 mit über 16 Prozent der Norm 1981 21. Die Sonnenscheindauer bewegte sich verbreitet im Bereich der Norm 1981 21. Gebietsweise wurde allerdings auch eines der sonnenreicheren Jahre aufgezeichnet, so in Zürich mit 111 Prozent, in Luzern und in Neuchâtel mit 11 Prozent der Norm. In Graubünden, auf der Alpensüdseite sowie in Gipfellagen war es hingegen mit nur 8 bis 9 Prozent der Norm ein ausgesprochen sonnenarmes Jahr. Im Oberengadin wurde das dritt sonnenärmste, auf dem Säntis und dem Jungfraujoch das viert sonnenärmste Jahr registriert. Homogene Messreihen zur Sonnenscheindauer liegen seit 1959 vor. 11 Station Höhe Temperatur C Sonnenscheindauer h Niederschlag mm m ü.m Mittel Norm Abw. Summe Norm % Summe Norm % Bern 553 1. 8.8 1.2 1823 1682 18 134 159 98 Zürich 556 1.6 9.4 1.2 1714 1544 111 176 1134 95 Genève 42 11.7 1.6 1.1 186 1828 12 15 15 1 Basel 316 11.9 1.5 1.4 1699 1637 14 869 842 13 Engelberg 136 7.7 6.4 1.3 1317 135 98 1658 1559 16 Sion 482 11.8 1.2 1.6 222 293 97 53 63 88 Lugano 273 13.5 12.5 1. 1875 269 91 243 1559 156 Samedan 179 3.2 2. 1.2 1552 1733 9 957 713 134 Tabelle 1.1 Ausgewählte Jahreswerte 214 im Vergleich zur Norm 1981 21. Norm Langjähriger Durchschnitt 1981 21 Abw. Abweichung der Temperatur zur Norm 1981 21 % Prozent im Verhältnis zu Norm 1981 21 (Norm = 1%)
12 Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer im Jahr 214 Abbildung 1.1 Räumliche Verteilung von Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer im Jahr 214. Dargestellt sind Messwerte (links) und die Abweichungen zur Norm 1981 21 (rechts). Messwerte 214 Abweichungen zur Norm 1981 21 Jahresmitteltemperaturen C Abweichung der Jahresmitteltemperatur C 14 12 1 9 8 7 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.5 14 1 2.5 2 1.6 1.3 1.8.6.4.2.2.4.6.8 1 1.3 1.6 2 2.5 1.6 8 6 1..6 2-2 -4.2 -.4 -.8-1.3-2. -2.5-6 -8 Jahres-Niederschlagssumme mm Jahres-Niederschlagssumme % 17 145 13 13 118 118 18 18 12 12 98 98 94 94 9 9 82 82 7 7 5 5 3 3 25 25 2 2 17 17 15 15 13 13 11 11 9 9 7 7 5 5 1 1 % der maximal möglichen jährlichen Sonnenscheindauer 17 145 Jährliche Sonnenscheindauer % 14 128 119 119 113 113 17 17 11 11 99 99 96 96 93 93 9 9 85 85 8 8 7 7 14 65 128 65 6 6 55 55 5 5 45 45 4 4 35 35 3 3
Monatstemperatur 214 Abweichung zur Norm 1981 21 13 Abbildung 1.2 Räumliche Verteilung der Monatstemperatur als Abweichung zur Norm 1981-21 in Grad C. Januar 214 Februar 214 März 214 April 214 Mai 214 Juni 214 Juli 214 August 214 September 214 Oktober 214 November 214 Dezember 214 7. 7 6 5 4 3 2 1.5 1.5.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 5. 3. 1.5.5-1. -2. -4. -6.
Monatsniederschlag 214 in Prozent der Norm 1981 21 14 Abbildung 1.3 Räumliche Verteilung der Monatsniederschläge in Prozent der Norm 1981 21. 3 22 18 18 14 14 12 12 15 15 95 95 8 8 65 65 5 5 35 35 15 15 3 22 Januar 214 Februar 214 März 214 April 214 Mai 214 Juni 214 Juli 214 August 214 September 214 Oktober 214 November 214 Dezember 214
Monatliche Sonnenscheindauer 214 in Prozent der Norm 1981 21 15 Abbildung 1.4 Räumliche Verteilung der monatlichen Sonnenscheindauer in Prozent der Norm 1981 21. Januar 214 Februar 214 März 214 April 214 Mai 214 Juni 214 Juli 214 August 214 September 214 Oktober 214 November 214 Dezember 214 2 16 14 14 125 125 115 115 15 15 95 95 85 85 75 75 65 65 5 5 25 25 2 16
16 Stephan Siegirst beim Eisklettern. Foto: visualimpact.ch; Thomas Senf
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2 Diagramme zum Jahresverlauf 18 Temperatur, Sonnenscheindauer und Niederschlag Abbildung 2.1 Jahresverlauf der täglichen Temperatur, der täglichen Sonnenscheindauer und der täglichen Niederschlagssummen an der Messstation Bern-Zollikofen. Bern-Zollikofen (553 m ü.m) 1.1. 31.12.214 Mittlere tägliche Lufttemperaturen C Mittel: 1., Norm: 8.8 2 1-1 2-2 1 JAN Jan Feb FEB MÄR März APR Apr MAI Mai Juni JUN Juli JUL AUG Aug Sept SEP OKT Okt NOV Nov Dez DEZ Tägliche Sonnenscheindauer h Summe: 1 1822.7, Norm: 1682.1 2 15 Jan Feb März Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez 1 15 5 1 5 JAN Jan Feb FEB MÄR März APR Apr MAI Mai Juni JUN Juli JUL AUG Aug Sept SEP OKT Okt NOV Nov Dez DEZ Tägliche 5 Niederschlagssummen mm Summe: 133.8, Jan Norm: Feb 158.6 März 4 Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez 5 3 4 2 3 1 2 1 Jan Feb März Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez JAN Jan Feb FEB MÄR März APR Apr MAI Mai Juni JUN Juli JUL AUG Aug Sept SEP OKT Okt NOV Nov Dez DEZ Höchste bzw. tiefste Tagesmittel der Lufttemperatur der homogenen Datenreihe von 1864 213 Durchschnittliche homogene Tagesmittel der Lufttemperatur von 1981 21 (Normwertperiode) Standardabweichung der durchschnittlich homogenen Tagesmittel der Lufttemperatur von 1981 21 Tägliche, maximal mögliche Sonnenscheindauer Mittlere, monatliche Niederschlagssummer von 1981 21 gleichmässig auf die Tage des Monats verteilt Monatliche Niederschlagsumme gleichmässig auf die Tage des Monats verteilt
19 Lugano (273 m ü.m) 1.1. 31.12.214 Abbildung 2.2 Jahresverlauf der täglichen Mittlere tägliche Lufttemperaturen C Mittel: 13.5, Norm: 12.5 Temperatur, der täglichen Sonnenscheindauer und der 3 Mittlere tägliche Lufttemperaturen ( C) Lugano (273 m) 1.1.214 31.12.214 r täglichen Niederschlagssummen an der Messstation Lugano. 2 1 3 Lugano (273 m) 1.1.214 31.12.214 Mittlere tägliche Lufttemperaturen ( C) Mittel: 13.5 Norm: 12.5 2-1 1 Jan JAN Feb FEB März MÄR APR Apr Mai MAI Juni JUN Juli JUL Aug AUG Sept SEP Okt OKT NOV v Dez DEZ Tägliche Sonnenscheindauer h Summe: 1874.9, Norm: 268.9 Tägliche Sonnenscheindauer (h) Summe: 1874.9 Norm: 268.9 1 15 Jan Feb März Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Tägliche Sonnenscheindauer (h) Summe: 1874.9 Norm: 268.9 1 15 5 1 5 Tägliche Niederschlagssummen (mm) Summe: 2429.6 Norm: 1559. Tägliche 5 Niederschlagssummen mm Summe: 2429.6, Jan Norm: Feb 1559. März 4 Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Tägliche Niederschlagssummen (mm) Summe: 2429.6 Norm: 1559. 5 3 4 2 3 1 Jan JAN Feb FEB März MÄR APR Apr Mai MAI Juni JUN Juli JUL Aug AUG Sept SEP Okt OKT Nov NOV Dez DEZ 52.2 52.2 61.2 61.2 86.9 86.9 67.8 61.8 67.8 61.8 74.9 74.9 18.1 64.8 18.1 64.8 65.6 67.6 92.9 65.6 67.6 92.9 2 1 Jan Feb März Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Höchste bzw. tiefste Tagesmittel der Lufttemperatur der homogenen Datenreihe von 1864 213 Durchschnittliche homogene Tagesmittel der Lufttemperatur von 1981 21 (Normwertperiode) Jan JAN Standardabweichung Feb FEB März MÄR der durchschnittlichen APR Apr Mai MAI homogenen Juni JUN Tagesmittel Juli JUL der Lufttemperatur Aug AUG Sept von SEP 1981 21 Okt OKT Tägliche, maximal mögliche Sonnenscheindauer Mittlere, monatliche Niederschlagssumme von 1981 21 gleichmässig auf die Tage des Monats verteilt Nov NOV Dez DEZ Monatliche Höchste bzw. Niederschlagssumme tiefste Tagesmittel der gleichmässig Lufttemperatur auf die der Tage homogenen des Monats Datenreihe verteilt von 1864 213 Die Durchschnittliche Jahresverlaufs-Diagramme homogene für Tagesmittel alle Stationen der des Lufttemperatur Schweizer Klimanetzwerkes von 1981 21 [1] (Normwertperiode) findet der Leser unter der nachfolgend angegebenen Internetadresse: Standardabweichung http://www.meteoschweiz.admin.ch/home/klima/gegenwart/klima-verlauf.html der durchschnittlichen homogenen Tagesmittel der Lufttemperatur von 1981 21 Tägliche, maximal mögliche Sonnenscheindauer Stand: 31.1.215 Mittlere, monatliche Niederschlagssumme von 1981 21 gleichmässig auf die Tage des Monats verteilt Monatliche Niederschlagssumme gleichmässig auf die Tage des Monats verteilt Stand: 31.1.215
Jahresverlauf der Globalstrahlung 2 Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Fläche auftreffende kurzwellige Solarstrahlung. Die Globalstrahlung hat vor allem im Zusammenhang mit der Energiegewinnung eine besondere Bedeutung. land wird auch an einzelnen Stationen deutlich: Während die Station Zürich-Fluntern 135 Wm-2 gemessen hat erhielt die Station auf dem Jungfraujoch 181 Wm-2. Im Vergleich zum Mittel der vergangenen 1 Jahre lagen die Globalstrahlungswerte für 214 schweizweit um etwa 1 3% tiefer. Allerdings ist diese negative Anomalie auf das Wallis, Tessin und auf das Bündnerland beschränkt. Dort wurden 3 5% weniger gemessen. Das Schweizer Mittelland erhielt 1 2% mehr Globalstrahlung. Im überaus bewölkten Juli wurden aber in der gesamten Schweiz durchwegs 3 5 Wm-2 weniger Globalstrahlung gemessen als normal (Abbildung 2.4). Die jährlich gemittelte Globalstrahlung erreichte in den Berner und Walliser Alpen 17 19 Wm-2 (Abbildung 2.3). Dies entspricht einer jährlich kumulierten Energie von ca. 16 kwh m-2. Das Schweizer Mittelland erhält aufgrund der winterlichen Nebellagen und einer erhöhten atmosphärische Trübung deutlich weniger Globalstrahlung, nämlich etwa 13 15 Wm-2 (12 kwh m-2). Die Differenz zwischen Bergregionen und dem Flach- Abbildung 2.3 Jahresmittel der Globalstrahlung für 214 in W/m2 19 FFAH AH 18 17 CHM RM NEUCCRM entsprechenden Messwerte der Stationsdaten an. 16 FRE 15 14 BIE DOL CGI PUY GRE CHA CDF PPAAAYY ORO MLS CHD ABO MVE EVI 13 12 ENG TIT EGH Monatliche Anomalie der Globalstrahlung für Juli 214 in W/m2 im Vergleich zu 24 214 hergeleitet aus Satellitendaten. Die Kreise geben die entsprechenden Messwerte der 15 mit grau ausgefüllten -25 Referenzperiode gemessen). MAH -5-15 Kreisen haben nicht FRE 5 Stationsdaten an (Stationen während der gesamten BRL -35 BIE DOL CGI GVE PUY CHM RM NEUCCRM PPAAAYY -55 WYN KKOP OP LEI BEZ AIG AND PMA PIO ABO COM SBE MTR NAS SCU VIO BUF SMM SAM COV GRO EVO VIS GRC HAI SHA LAE KLO REH SMA UEB ROB CHZ MER HOE EBK W WAE AE EIN EGH ELM ALLTT GUE ANT ROE PIO CEV CMA ILZ DIS HIR SBE COM MTR GRO OCIM TL TL MAG ZER GOR MRP STG ARH SAE VVAD AD GLA ENG TIT GRH ULR GUT BIZ TTAE AE LUZ PIL JUN BLA HLL MOA GIH INT BOL FEYSIO GSB EGO THU MVE AATT TT PSI NAP LAG SPF BER BAN MUB MSK ORO MLS CHD -45 WFJ DA DA AV V LUG GEN RUE BUS GOE GRE GRA PLF EVI ROE CHU CMA MAG DEM CHA CDF GUE ANT RAG SBO FFAH AH 25 VVAD AD OCIM TL TL BASSTC MOE 35 SAE DIS ZER GOR MRP GSB 45 STG ELM CEV 55 Abbildung 2.4 EBK ALLTT GRC EVO AATT TT HOE GLA VIS SIO GUT BIZ TTAE AE W WAE AE GRH ULR JUN BLA LAE KLO REH SMA UEB LUZ PIL MER INT HAI SHA EIN GIH THU HLL MOA EGO NAP LAG SPF BOL AIG GVE WYN KKOP OP BER MUB MSK GRA PLF PSI RUE BUS GOE DEM hergeleitet aus Satellitendaten. Die Kreise geben die LEI BEZ BASSTC MOE LUG GEN SBO RAG CHU VVAB AB AND PMA WFJ AV V DA DA SAM SIA IACOV S VIO ROB NAS SCU BUF SMM
21 Die Globalstrahlung besitzt in unseren Breitengraden einen ausgeprägten saisonalen Zyklus, der der Sonnenbahn folgt (Abbildung 2.5). Die Tagesmittel der Globalstrahlung schwanken aber aufgrund der täglich wechselnden Bewölkung äusserst stark. Die dominant auftretenden grauen Balken verdeutlichen den trüben Sommer, denen ein überaus sonniger Frühling (März, April und Juni, orange Balken) vorausging. Auch die Periode von September bis Oktober war geprägt von meist schönen Tagen mit viel Sonne. W/m 2 35 3 25 2 15 1 Ref Abbildung 2.5 Tagesmittel der Globalstrahlung gemittelt über die ganze Schweiz für 214. Orange Balken geben eine überdurchschnittliche, und graue Balken eine unterdurchschnittliche Einstrahlung im Vergleich zur Periode 24 214 an. 5 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Mittel 24 214 Minimum/Maximum 24 214 Mittlere Schwankung 24 214 (75%)
22 Nullgradgrenze in der freien Atmosphäre Der Verlauf der Nullgradgrenze in der freien Atmosphäre, ermittelt aus den täglichen Ballonsondierungen, widerspiegelt die eher hohen Temperaturen insbesondere in den ersten vier und dann wieder in den letzten vier Monaten des Jahres 214. Von Mai bis August hingegen liegt die Nullgradgrenze tendenziell etwas tiefer im Vergleich zum Medianwert der Referenzperiode 1981-21. Stark zum Ausdruck kommt der eher kühle Monat August mit weit unterdurchschnittlicher Nullgradgrenze. Der Medianwert der Nullgradgrenze im Jahr 214 liegt aber um 24 Meter höher im Vergleich zum Medianwert der Referenzperiode 1981-21. Die Höhe der Nullgradgrenze ist mit der Ballonsondierung nicht immer eindeutig bestimmbar. Bei Inversionslagen mit mehreren Nullgradgrenzen wird die höchste Lage verwendet. An Tagen mit durchwegs negativen Temperaturen wird eine fiktive Nullgradgrenze berechnet, indem die Bodentemperatur pro 1 Meter nach unten um.5 Grad angehoben wird. Dies führt bei sehr kalten Verhältnissen im Winter auch mal zu einer Nullgradgrenze unterhalb des Meeresspiegels. Median 214: 2.76 km; 1981 21: 2.52 km Abbildung 2.6 Tägliche Höhe der Nullgradgrenze in der freien Atmosphäre über Payerne im Jahr 214, ermittelt aus den aerologischen Radiosondenmessungen UTC und 12 UTC. Der Medianwert (Referenzperiode 1981 21) wurde mit homogenisierten Daten berechnet und mit einem numerischen Filter geglättet. Innerhalb der 5% und 95% Percentil-Linien liegen 9% der Tagesmittelwerte. Höhe km 5 4 3 2 1 Höhe von Payerne -1 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Jährliche Entwicklung 214 Median 1981 21 Perzentile 5% und 95% 1981 21
Tropopausen Höhe 23 Die Tropopause trennt die vom Wetter geprägte Troposphäre von der darüber liegenden eher stabil geschichteten sehr trockenen Stratosphäre. Die Tropopause ist immer durch eine deutliche Änderung des Temperaturverlaufs charakterisiert und entspricht oft der tiefsten Temperatur zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre. Die Tropopausen Höhe wird aus den Ballonsondierungen ermittelt, welche zweimal pro Tag in Payerne gestartet werden. Die Berechnung der Tropopausen Höhe erfolgt mit einem automatischen Algorithmus entsprechend einer WMO Richtlinie. Im Gegensatz zur Nullgradgrenze zeigt die Tropopausen Höhe im Jahr 214 eher ausgeglichene Werte im Vergleich zum langjährigen Mittel, und auch eine ähnliche Höhe des Medianwertes wie das langjährige Mittel der Medianwerte über die Periode 1981 21. Lediglich von Mai bis August zeigt auch die Tropopausen Höhe eher tendenziell tiefere Werte und somit eine mögliche Parallele zur tiefen Nullgradgrenze in den Sommermonaten 214. Median 214: 11.33 km; 1981 21: 11.32 km Höhe km 16 14 12 1 8 Abbildung 2.7 Tägliche Höhe der Tropopause über Payerne im Jahr 214, ermittelt aus den aerologischen Radiosondenmessungen UTC und 12 UTC. Der Medianwert (Referenzperiode 1981 21) wurde mit homogenisierten Daten berechnet und mit einem numerischen Filter geglättet. Innerhalb der 5% und 95% Perzentil-Linien liegen 9% der Tagesmittelwerte. 6 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ MAR Jährliche Entwicklung 214 Median 1981 21 Perzentile 5% und 95% 1981 21
24 Wiederkehrperioden der grössten 1-Tages Niederschlagssummen 214 Um zu beurteilen, ob ein aussergewöhnliches Witterungsereignis aufgetreten ist, werden Häufi gkeitsanalysen (oder Extremwert-Analysen) durchgeführt. Diese geben Auskunft darüber, wie häufi g das betrachtete Ereignis im langjährigen Durchschnitt zu erwarten ist (Wiederkehrperiode). Mit diesem Verfahren (generalized extreme value analysis GEV mit Basisperiode 1961 213) wird für jeden Niederschlags- Messstandort die höchste im Berichtsjahr erfasste 1-Tages- Niederschlagssumme beurteilt. Die Stationen mit den höchsten Wiederkehrperioden im Jahr 214 (>1 Jahre) sind Genf (11), Göschenen (13), Luthern (13), Pully (13) und Disentis (15). Abbildung 2.8 Wiederkehrperioden (in Jahren) der grössten 1-Tages Niederschlagssummen (6 Uhr bis 6 Uhr) im Jahr 214. 3 2 1 5 Winterereignisse (DJF) Frühlingsereignisse (MAM) Sommerereignisse (JJA) Herbstereignisse (SON) Die Punktgrösse und die Farbe (Skala rechts) entspricht der Länge der Wiederkehrperiode in Jahren. Grau steht für Wiederkehrperioden von 1 Jahren oder weniger. 2
Jahresverlauf der UV-Strahlung 25 Dem UV-B-Bereich des solaren Spektrums kommt besondere Der Vergleich der gleitenden Monatsmittel mit den mittleren Bedeutung zu, da sich diese Strahlungskomponente signifikant jährlichen Verlaufswerten zeigt, dass im Jahr 214 die UVauf Lebewesen auswirkt und in bestimmten Fällen ein Problem für die öffentliche Gesundheit darstellt (Hautkrebs, Hornnaten nahe der Norm verlief. Im Gegenzug dazu zeigten die Strahlung an allen Messstandorten in den ersten sechs Mohautschäden usw.). Andererseits sind auch positive Effekte vorhanden, zum Beispiel bezüglich der Produktion von Vitamin D Werte. Dies ist markant am Messstandort Davos ersichtlich, et- beiden Monate Juli und August deutlich unterdurchschnittliche im Körper. Die UV-Messungen werden mit erythemalen UV- was weniger markant am Messstandort Jungfraujoch. Verursacht wurde dieses Strahlungsdefizit durch die regnerische und Biometern durchgeführt. Diese Messgeräte registrieren die Intensität der ultravioletten Strahlung durch einen so genannten ungewöhnlich trübe hochsommerliche Witterung. An trüben Erythemalfilter, dessen Verhalten die Empfindlichkeit der Haut, Tagen wird der Strahlungsfluss vor allem durch die Bewölkung insbesondere für UV-B mit einem kleinen Anteil UV-A, nachbildet. MeteoSchweiz misst die UV-B Strahlung seit Mai 1995 wieder durchschnittlichen Bewölkungsverhältnissen, bewegte und weniger durch das Ozon beeinflusst. Später im Jahr, mit in Davos, seit November 1996 auf dem Jungfraujoch, seit November 1997 in Payerne und seit Mai 21 in sich die UV-Strahlung wieder sehr nahe der Norm. Locarno-Monti. Strahlung W/m 2.8.7.6 a) Payerne b) Locarno Monti Payerne Locarno-Monti Täglich Monatlich 214 Monatlich Klima.5.4.3.2.1 Strahlung W/m 2 Irradiance W/m 2..8.7.6.5.4.3.2 c) Davos Davos d) Jungfraujoch Jungfraujoch.1. JAN FEV FEB MAR MÄR AVR APR MAI JUIN JUN JUIL JUL AOUTSEP AUG OCTNOV OKT DEC DEZ JAN FEV FEB MAR MÄR AVR APR MAI JUIN JUN JUIL JUL AOUTSEPOCT AUG OKT NOV DEC DEZ Abbildung 2.9 Tägliche Mittelwerte 214 der erythemalen ultravioletten Strahlung (blaue Punkte) an den Messstationen Payerne, Locarno-Monti, Davos und Jungfraujoch. Rote Linie: gleitendes Monatsmittel (31 Tage). Schwarze Kurve: mittlerer jährlicher Verlauf berechnet aus den Daten 1995-213 (Davos), 1997-213 (Jungfraujoch), 1998-213 (Payerne) und 21-213 (Locarno-Monti).
Ozonmessreihe Arosa 26 Die Entwicklung der Gesamtozonsäule über Arosa im Jahresverlauf (Abbildung 2.1) zeigt die typische Jahresfluktuation, mit einem Maximum, das im Frühling erreicht wird, und einem Minimum im Herbst. Die Entwicklung der Gesamtozonsäule im Jahresverlauf wird massgeblich durch den Transport von Ozon aus den Nordpolarregionen bestimmt, wo das Ozonmaximum am Ende der Polarnacht erreicht wird, das heisst zu Beginn des Frühlings. Abbildung 2.1 Entwicklung der Gesamtozonsäule über Arosa im Jahresverlauf 214. Ozon total [DU] Im Jahr 214 lagen die Ozonwerte unterhalb der Werte dem langjährigen Mittel 1926 1969, welche die Ozonschicht vor den Störungen durch menschliche Einwirkungen dokumentiert. Die anhaltende Abnahme der in Arosa gemessenen Gesamtozonsäule begann gegen 197, einer Zeit, als der Ausstoss von Ozon schädigenden Substanzen stark anstieg. Ab dem Jahr 2 ist über der Schweiz eine Stabilisierung des Gesamtozons festzustellen. Die Ozonprofile werden in Arosa seit 1956 von einem DobsonSpektralphotometer gemessen; dadurch ist die längste Messreihe der Welt entstanden. Ozonprofile werden seit 1988 zusätzlich auch von einem Brewer Spektralphotometer gemessen. Die jährlichen Schwankungen des Ozons in DU für das Jahr 214, von Brewer-Spektralphotometer gemessen, sind in der folgenden Grafik (Abb. 2.11) in Farbe angegeben. Die Mittelwerte der Jahre 197 bis 198, von Dobson-Spektralphotometer gemessen, sind in Schwarz dargestellt (Höhenkurven für 2, 4, 6 und 8 DU). Das erlaubt, die Unterschiede in den Ozonwerten des laufenden Jahres abhängig von der Höhe und in Bezug auf die Klimawerte zu visualisieren. 45 4 Schwarze Kurve: täglicher Durchschnitt. Rote Kurve: 35 monatlicher Durchschnitt. Die blaue Kurve zeigt den durchschnittlichen Jahres- 3 verlauf im Zeitraum 1926 bis 1969, also vor Einsetzen des Problems der 25 Ozonzerstörung. 8 Täglicher Durchschnitt Monatlicher Durchschnitt Monatlicher Durchschnitt 1926-1969 Perzentile 1% und 9% 1926-1969 Prozent der langfristigen Fluktuationen45 innerhalb des Zeitraums 1926 bis 2 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ 1969 liegen innerhalb des blauen Bereichs. Ozone total [DU] profile im Jahr 214. Die Altitude (km) zwischen und 9 DU). 5 45 45 45 4 4 4 35 35 Grafik zeigt die Ozonkonzentration in Dobson 3 Units (DU) (Skala rechts 5 5 3 3 Altitude (km) Die in Arosa von einem Dobson-Spektralphoto35 Ozonmeter gemessenen Höhe km 4 Abbildung 2.11 25 25 1 DU = 1 mm reines Ozon 2 2 bei Normaldruck 113 hpa 25 und C. 15 15 9 9 8 8 8 35 7 7 3 6 6 25 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 15 1 5 5 2 JAN FEV MAR AVR MAI JUIN JUIL AOU SEP OCT NOV DEC JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Fév Mars Avr Mai Juin Juil 1 1 9 2 1 1 Jan 1 5 Août JANSep Oct AVR Nov DécJUIL AOU SEP OCT NOV DEC FEV MAR MAI JUIN 7 6 5 4 3 2 1
Ozonmessungen Payerne 27 Das Mikrowellen-Radiometer SOMORA misst seit 2 die vertikale Verteilung des Ozons in Payerne mit einer zeitlichen Auflösung von 3 Minuten. Die jährliche Schwankung des Ozons in ppm ist in der folgenden Grafik (Abbildung 2.12) für 214 mit Farbe angegeben, für 213 in Schwarz. (Höhenkurven für 4, 6 und 8 ppm). Das erlaubt die Darstellung der unterschiedlichen Ozonwerte des laufenden Jahres abhängig von der Höhe und im Vergleich mit dem Vorjahr. Die Jahresreihe zeigt auch an, wann im Jahresverlauf die maximalen Ozonwerte aufgetreten sind (z.b. sichtbar im Dezember 213, aber nicht im Jahr 214) und wann die minimalen Ozonwerte (sichtbar im Februar 213, aber nicht im Jahr 214). Die Messungen der vertikalen Verteilung des Ozons in der Atmosphäre bis ungefähr 3 km Höhe werden im Rahmen von Ballon-Sonden-Aufstiegen vorgenommen. Die gewonnenen Daten erlauben es, die zeitliche Entwicklung der Ozonmenge in den verschiedenen Schichten der Atmosphäre zu bestimmen. Die folgende Abbildung (Abbildung 2.13) zeigt die Entwicklung im Detail für das Jahr 214 für vier verschiedene Höhenlagen: Auf niedriger Höhe (Stufe 925 hpa), wird die maximale Ozonmenge im Sommer erreicht, auf Grund der starken Sonneneinstrahlung und der Luftverschmutzung (welche die Ozonmenge erhöht). In den höheren Lagen der freien Atmosphäre, wo sich die meisten Wetterphänomene abspielen (Stufe 3 hpa = ~9 m), ist das sommerliche Maximum stark abgeschwächt, da die Bedingungen für die Ozonbildung hier nicht optimal sind. Die markanten Spitzen beziehen sich auf den Eintritt von Ozon aus den höheren Schichten der Atmosphäre (Stratosphäre). In der mittleren Stratosphäre (Stufe 4 hpa = ~18 km), wird die jährliche Entwicklung des Ozons durch den Transport von Ozon durch die vorherrschenden Strömungen bestimmt. Hier wird die stärkste Ozonkonzentration in der Zeit vom Winterende bis zum Frühlingsbeginn erreicht. In grösseren Höhen (15 hpa = ~25 km) führt die starke Sonneneinstrahlung zu einem Ozonmaximum im Sommer, wenn die Sonne hoch am Himmel steht. Höhe km 55 5 8. 7.5 Abbildung 2.12 Durch Mikrowellenradiometer im Jahr 214 in 45 4 35 7. 6.5 6. 5.5 Payerne gemessene Ozonprofile. Die Grafik zeigt das Volumenmischungsverhältnis (VMR) des Ozons in Teilen pro Million (ppm). Rechte Skala zwischen 4 und 8 ppm. 3 5. 25 4.5 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ 4.
28 Abbildung 2.13 Entwicklung der Ozonkonzentration (Partialdruck in Nanobar) im Jahr 214 in verschiedenen Höhen in der Troposphäre (<1 km, bei 925 hpa und 3 hpa) und der Stratosphäre (>1 km, bei 4 hpa und 15 hpa). Die blauen Punkte kennzeichnen Daten, die von neuen Messsonden geliefert wurden. Die mit roten Punkten gekennzeichneten Werte stammen von wieder verwendeten Sonden. 3 hpa Ozon total [nb] 925 hpa Ozon total [nb] 15 hpa Ozon total [nb] 4 hpa Ozon total [nb] 18 16 14 12 1 12 1 1 9 8 7 6 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 JAN MÄR MAI JUL SEP NOV
Aerosolmessungen Jungfraujoch 29 Aerosole beeinflussen die Atmosphäre direkt (durch Absorption und Streuung des Sonnenlichts) und indirekt (durch Wolkenbildung). Wie stark sich diese Effekte auf die Erwärmung oder Abkühlung auswirken bleibt eine der grossen Unsicherheiten der Klimamodelle [15]. Die auf dem Jungfraujoch seit 1995 vorgenommenen Aerosolmessungen sind Teil der weltweit langfristigsten Messreihen [16]. Im Jahresverlauf der Aerosolparameter auf dem Jungfraujoch zeigen sich im Sommer maximale und in Winter minimale Werte. Die durch natürliche und anthropogene Prozesse erzeugten Aerosole sammeln sich insbesondere in der planetarischen Grenzschicht, also der untersten Schicht der Atmosphäre, in einer je nach Jahreszeit typischen Höhe zwischen.5 und 2 km an. Im Sommer erzeugt die Erwärmung des Bodens Konvektionsströmungen, die die Aerosole in grössere Höhen tragen. Das Jungfraujoch befindet sich dann verstärkt im Einflussbereich der planetarischen Grenzschicht. Im Winter befindet sich das Jungfraujoch die meiste Zeit in der freien Troposphäre [27] und eignet sich daher gut für die Messung der optischen Eigenschaften und der Konzentration von Aerosolen in grossem Abstand von den Verschmutzungsquellen. Koeffizent Abs. m -1 Koeffizent Diff. m -1 1-6 1-8 1-4 1-6 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Abbildung 2.14 Entwicklung des Absorptionskoeffizienten bei 88 nm (oben), des Diffusionskoeffizienten bei 45 nm (Mitte) und der zahlenmässigen Konzentration (unten) der Aerosole im Jahr 214 auf dem Jungfraujoch. Blaue Kurve: tägliches Mittel 214. Rote Kurve: gleitendes monatliches Mittel 214. Grüne Kurve: gleitendes monatliches Mittel im Zeitraum 1995 bis 213. Anzahl cm -3 1 4 JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ 1 2 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
3 Vegetationsentwicklung Das wärmste Jahr, die drittwärmste erste Jahreshälfte und der zweitwärmste Herbst seit Messbeginn wirkten sich deutlich auf die Vegetation im Jahr 214 aus. Die Frühlingspflanzen entwickelten sich bis Anfang Mai früh bis sehr früh im Vergleich mit der Periode 1981 21 (Kap. 5.2 Frühlingsindex). Erst danach wurde die Vegetationsentwicklung durch kühlere Temperaturen etwas gebremst, so dass die Sommerphasen meist normal bis nur leicht zu früh auftraten. Die Blattverfärbung und der Blattfall wurden durch milde Herbsttemperaturen verzögert, und sie wurden häufig mit Verspätung auf das Mittel beobachtet. Im November und Dezember blühten sogar vereinzelt Frühlingsblumen. Sommer Der Schwarze Holunder, welcher den Frühsommer einleitet, blühte in der zweiten Maihälfte mit einem Vorsprung von 2 14 Tagen. Im Verlauf des Sommers verringerte sich der Vorsprung der Vegetation aufgrund der kühlen Witterung von etwa einer Woche auf nur noch wenige Tage im Juli. Die Sommer- und Winterlinden blühten im Juni im Flachland mit einem mittleren Vorsprung von +1 bis -11 Tagen auf das Mittel. Bei der allgemeinen Blüte der Sommerlinde waren noch 49% aller Beobachtung sehr früh bis früh, bei der Winterlinde nur noch 36%. Die Vegetation bewegte sich meist im normalen zeitlichen Rahmen. Das aktuelle Jahr wird mit der Periode 1981 21 verglichen. Dabei werden die Daten dieser Periode in Klassen eingeteilt. Die mittleren 5% aller Fälle werden als normal klassiert, je 15% als früh bzw. spät und je die extremsten 1% als sehr früh bzw. sehr spät. Abweichungen in Tagen vom Mittel der Vergleichsperiode werden für die mittleren 5% aller Beobachtungen im Jahr 214 angegeben. Frühling Schon im Januar konnten im Flachland blühende Haselsträucher beobachtet werden. Im Februar blühten sie bereits in Höhenlagen bis gegen 1 m. 36% der Haselbeobachtungen waren früh bis sehr früh, 58% lagen im normalen zeitlichen Rahmen der Vergleichsperiode 1981 21. Mit der anhaltend milden Witterung vergrösserte sich der Vorsprung der Vegetation im März und April. Huflattich und Buschwindröschen wiesen im März auf der Alpennordseite einen Vorsprung von 1 3 Wochen auf das Mittel auf, im Tessin war dieser Vorsprung etwas geringer. Ende März, Anfang April konnten blühende Kirschbäume, Löwenzahn und Wiesenschaumkraut beobachtet werden, bald gefolgt von der Blüte der Birnbäume und ab Mitte Monat auch jener der Apfelbäume. Die Vegetationsentwicklung aller Frühlingspflanzen fand in diesem Jahr früh bis sehr früh statt. Besonders deutlich war der Vorsprung der Kräuter und Obstbäume im April mit 6 18 Tagen. Die Wälder ergrünten im Lauf des Monats April zunehmend. Ab Mitte April wurde die Blattentfaltung der Buche mit 3 11 Tage Vorsprung beobachtet. Im März konnten je nach Pflanzenart 6 7% aller Beobachtungen in die Klassen sehr früh und früh eingeordnet werden, im April sogar 7 bis über 9%. Kühleres Wetter im Mai bremste die Vegetationsentwicklung leicht. Herbst Die Blüte der ersten Herbstboten, der Herbstzeitlosen, trat im August und September meist normal bis leicht zu früh auf. Die Blattverfärbung der Bäume wurde von September bis November beobachtet, mit einem Maximum im Oktober. Der zweitwärmste Herbst seit Messbeginn brachte uns einen eher späten phänologischen Herbst. Die Blattverfärbung der Buche war in 47% der Fälle spät bis sehr spät und in 33% der Fälle normal mit einer Abweichung von -3 bis +11 Tagen auf das Mittel 1981 21. Der Blattfall der Buchen trat zum grössten Teil im November und vereinzelt sogar erst im Dezember auf. Es gab kaum Frostereignisse und auch Herbststürme fehlten, welche die Blätter in diesem Herbst von den Bäumen geblasen hätten. Der Blattfall war in 51% der Fälle spät bis sehr spät, in 29% der Fälle normal, mit einer Abweichung von -4 bis +12 Tage. Räumliche und zeitliche Muster bei Blattverfärbung und fall waren nicht zu erkennen, da die Beobachtung wie in jedem Jahr von Stationen zu Station sehr stark variierten. Die Herbstbeobachtungen waren in diesem Jahre besonders schwierig, weil viele Bäume lange noch grüne Blätter trugen, auch wenn am selben Baum schon ein beträchtliche Anteil der Blätter zu Boden gefallen war. Im November und Dezember blühten vereinzelt Frühlingsblumen: Löwenzahn, Veilchen, Buschwindröschen, Frühlingsenzian, Schlüsselblumen und Erdbeeren, die sogar reife Früchte trugen. Ähnliche Beobachtungen wurden auch im sehr milden Herbst 26 gemacht.
31 Abbildung 2.15 Phänologischer Kalender 214 von Rafz. Die Verteilung zeigt die Vergleichsperiode 1981 21. Das Datum des aktuellen Jahrs wird als schwarzes Quadrat dargestellt und je nach zeitlicher Einordnung von sehr früh bis sehr spät wird die Vergleichsperiode eingefärbt. Buche Allgemeiner Blattfall Buche Allgemeine Blattverfärbung Weinrebe Weinlese Herbstzeitlose Allgemeine Blüte Vogelbeere Allgemeine Fruchtreife Winterlinde Allgemeine Blüte Sommerlinde Allgemeine Blüte Weinrebe Allgemeine Blüte Schwarzer Holunder Allgemeine Blüte Heuernte Beginn Margerite Allgemeine Blüte Fichte Nadelaustrieb Rosskastanie Allgemeine Blüte Apfelbaum Allgemeine Blüte Roter Holunder Allgemeine Blüte Birnbaum Allgemeine Blüte Buche Allgemeine Blattentfaltung Kirschbaum Allgemeine Blüte Löwenzahn Allgemeine Blüte Wiesenschaumkraut Allgemeine Blüte Lärche Allgemeiner Nadelaustrieb Haselstrauch Allgemeine Blattentfaltung Rosskastanie Allgemeine Blattentfaltung Buschwindröschen Allgemeine Blüte Huflattich Allgemeine Blüte sehr früh 1% früh 15% normal 5% spät 15% sehr spät 1% Haselstrauch Allgemeine Blüte JAN FEB MÄR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
32 Pollensaison Die Pollensaison der meisten allergenen Pflanzen begann im Jahr 214 früh bis sehr früh, da die Temperaturen von Januar bis April deutlich zu mild waren. Intensiv war der Pollenflug von Hasel, Birken und Gräser, nur schwach wer er für die Eschen und für Ambrosia im Tessin. Die Pollensaison 214 wird mit dem 15-jährigen Mittel 1997 211 verglichen. Auf der Web-Seite der MeteoSchweiz zeigen Jahresgrafiken der 14 wichtigsten allergenen Arten die mittlere tägliche Pollenbelastung für die Stationen des Schweizer Pollenmessnetzes. Während der Pollensaison werden die Grafiken wöchentlich aktualisiert. www.meteoschweiz.admin.ch/home/klima/gegenwart/phaenologie-und-pollen/pollenflug.html Beginn der Pollensaison Während den warmen Tagen vom 6. 9. Januar wurden in der ganzen Schweiz die ersten Haselpollen gemessen. Verglichen mit dem 15-jährigen Mittel von 1997 211 gehörte dieses Datum mit einem Vorsprung von rund 1 Tagen zu den früheren Jahren. Starke Belastungen traten auf der Alpennordseite verbreitet ab dem 6. Februar auf, im Tessin hingegen schon in der letzten Januardekade; beidseits der Alpen rund eine Woche früher als im Mittel. Milde Februar- und Märztemperaturen beschleunigten die Vegetationsentwicklung, so dass die Birkenpollensaison bereits zwischen dem 17. und 2. März begann. Im Tessin waren das 7 9 Tage und auf der Alpennordseite 1 14 Tage früher als im Mittel. Das Startdatum war das zweit- bis fünftfrüheste innerhalb der Vergleichsperiode. Einen noch früheren Beginn zeigten die Jahre 1997, 22 und vor der Vergleichsperiode auch 199 und 1994. Eschenpollen waren ab Mitte März in der Luft, an einigen Stationen früher, an andern später als im Mittel. Im April begann die Buchenpollensaison 6 13 Tage und die Eichenpollensaison 11 16 Tage früher als im Mittel. Bei der Buche war es das zweitfrüheste Jahr, bei der Eiche das früheste bis zweitfrüheste Jahr nach 211 und teilweise 27. Sehr früh begann auch die Gräserblüte. In Locarno wurden ab Mitte März und auf der Alpennordseite ab Mitte April regelmässig Gräserpollen gemessen, wenn auch noch in geringen Konzentrationen. Im Tessin, in Basel und Luzern war dies so früh wie noch nie während der 15-jährigen Vergleichsperiode 1997 211. Der Grund für die sehr frühe Entwicklung der Gräser lag bei den sehr milden Temperaturen im März und April. Bereits ab dem 1. April wurden im Tessin starke Gräserpollenbelastungen gemessen, auch das rekordfrüh mit einem Vorsprung von 24 26 Tagen. Der Blühbeginn von Beifuss und Ambrosia im Sommer variiert allgemein nur wenig: ab Mitte Juli traten Beifusspollen und ab Ende der ersten Augustwoche Ambrosiapollen auf. Dauer der Pollensaison Aufgrund des frühen Blühbeginns dauerte die Haselpollensaison bis zu zwei Wochen länger als im Mittel der Vergleichsperiode. Der letzte Tag mit starkem Haselpollenflug wurde erst zwischen dem 6. und 15. März gemessen, wenige Tage später als im Mittel. Die Dauer der Erlenpollensaison hingegen unterschied sich kaum vom Mittel. Extrem kurz und schwach war in diesem Jahr die Eschenpollensaison. Die Birkenpollensaison war an den Westschweizer Stationen kürzer als im Mittel, sehr deutlich in Lausanne und Neuchâtel, jedoch in der Zentral- und Ostschweiz leicht länger als im Mittel. Regnerisches Wetter be-