Niederschlagskenntage - Klimaprojektion

 

Grundlagen

Die Niederschlagskenntage werden vom Niederschlag abgeleitet. Sie liefern ein anschauliches Maß darüber, ob es besonders viele Ereignisse mit einem hohen Tagesniederschlag innerhalb eines Jahres oder einer Region gibt.

Die Niederschlagskenntage werden wie folgt definiert:

  • Starkniedersschlagstag (SNST) > 10 mm: die Tagesniederschlagssumme überschreitet 10 l/m² (TNS > 10 mm)
  • Starkniedersschlagstag (SNST) > 20 mm: die Tagesniederschlagssumme überschreitet 20 l/m² (TNS > 20 mm)

 

Datengrundlage und Kartenerstellung

Für die Darstellung der zukünftig möglichen Entwicklung der Niederschlagskenntage in Nordrhein-Westfalen wurden die Ergebnisse der globalen Klimamodelle in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst aufbereitet. Die Datenbasis stellt ein Ensemble aus verschiedenen Klimamodellen dar, das sogenannte DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018. Das Modellensemble liegt für verschiedene Klimaszenarien vor. Für die Auswertung des RCP-Szenarios 2.6 (Klimaschutz-Szenario) stand ein Modellensemble aus 11 Modellen zur Verfügung; für die Auswertung des RCP4.5-Szenarios (moderates Szenario) von 12 Modellen sowie des RCP8.5-Szenarios ("weiter-wie-bisher"-Szenario) von 21 Modellen. Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks fand ein Downscaling der Daten in ein Raster von 5 km x 5 km statt (Brienen et al. 2020).

Die Ergebnisdarstellung erfolgt als Änderungsdarstellung (delta-change-Methode) im Mittel 30-jähriger Zeiträume: der Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) und fernen Zukunft (2071-2100) bezogen auf den Referenzzeitraum 1971-2000 in Tagen.  

 

Kartenbeschreibung und Entwicklung der Kenntage

Die Entwicklung der Niederschlagskenntage ist zeigt ein eher variables Bild. Die Spannweite über die Perzentile ist dabei größer als die Unterschiede zwischen den Szenarien. Vor allem in der Mitte des Jahrhunderts unterscheiden sich die Szenarien kaum, für die ferne Zukunft zeigt das RCP8.5 meist eine stärkere Veränderung (Abb. 1 bis 4, Tab. 1 und 2).

Insgesamt lässt sich kein eindeutiger Trend für die Entwicklung der Starkniederschlagskenntage (SNST) >10 mm ableiten. Für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) reicht die Spannweite im Mittel für NRW von keiner Änderung (15. Perzentil) bis zu einer Zunahme von 4 Tagen (85. Perzentil) (Abb. 1, Tab. 1). Für die ferne Zukunft (2071-2100) kann eher mit einer Zunahme gerechnet werden, die über alle Szenarien hinweg im Mittel für NRW jedoch mit Änderungen zwischen 1 und 5 Tagen schwankt (Abb. 2, Tab. 1).

Ebenso lässt sich für die Entwicklung der Starkniederschlagskenntage (SNST) >20 mm kein eindeutiger Trend ableiten. Für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) zeigen sich im Mittel für NRW über alle Perzentile und Szenarien hinweg keine eindeutigen Änderung, maximal die Zunahme um 2 Tage (85. Perzentil) (Abb. 3, Tab.2). Für die ferne Zukunft (2071-2100) wird maximal eine leichte Zunahme von bis zu 3 Tagen beim RCP8.5, 85. Perzentil projiziert (Abb. 4, Tab. 2).

Räumliche Unterschiede lassen sich für beide Starkniederschlagskenntage und Zeiträume ebenfalls nicht eindeutig ableiten, da sie sich zwischen den verschiedenen Perzentilen unterscheiden.

 

 

Abbildung 1: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl an Starkniederschlagstagen >10 mm Tagesniederschlagssumme in Nordrhein-Westfalen für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

 

Abbildung 2: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl an Starkniederschlagstagen >10 mm Tagesniederschlagssumme in Nordrhein-Westfalen für die ferne Zukunft (2071-2100) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

 

Abbildung 3: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl an Starkniederschlagstagen >20 mm Tagesniederschlagssumme in Nordrhein-Westfalen für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

 

Abbildung 4: Projizierte Änderung der mittleren jährlichen Anzahl an Starkniederschlagstagen >20 mm Tagesniederschlagssumme in Nordrhein-Westfalen für die ferne Zukunft (2071-2100) bezogen auf 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemble v2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

 

Tabelle 1: Projizierte Änderung der mittleren Anzahl an Starkniederschlagstagen >10 mm Tagesniederschlagssumme pro Jahr als Mittel für NRW und in den Großllandschaften in der Mitte des Jahrhunderts und fernen Zukunft bezogen auf den Zeitraum 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemblev2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

Zeitraum

2031-2050

2071-2100

Szenario

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

Perzentil

15. 50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15. 50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

Niederrheinische Bucht

0 1

2

0

1

2

0

2

3

-1 1

2

1

2

4

1

2

4

Niederrheinisches Tiefland

0 1

2

0

1

3

0

2

3

-1 1

2

1

2

4

1

3

5

Westfälische Bucht

0 1

3

0

1

3

0

2

3

-1 1

2

1

2

4

1

3

5

Westfälisches Tiefland

-1 1

2

0

1

2

1

2

3

-1 1

2

1

2

4

1

3

5

Bergisches Land

-1 1

3

0

1

4

0

2

3

-2 1

3

0

2

5

0

2

5

Weserbergland

-1 1

2

0

2

3

0

2

4

-1 1

2

1

2

4

1

3

5

Eifel

-1 1

2

-1

1

3

-1

1

4

-2 1

2

0

1

4

-1

2

6

Sauer- und Siegerland

-2 1

3

-1

1

3

-1

2

4

-2 0

2

0

2

5

-1

2

6

NRW

-1 1

3

0

1

3

-1

2

4

-1 1

2

0

2

4

0

3

5

  

Tabelle 2: Projizierte Änderung der mittleren Anzahl an Starkniederschlagstagen >20 mm Tagesniederschlagssumme pro Jahr als Mittel für NRW und in den Großlandschaften in der Mitte des Jahrhunderts und fernen Zukunft bezogen auf den Zeitraum 1971-2000. Die Basis bildet das DWD-Referenzensemblev2018, zum Stand Juni 2018 der Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 (Datengrundlage: Brienen et al. 2020).

Zeitraum

2031-2060

2071-2100

Szenario

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

RCP2.6

RCP4.5

RCP8.5

Perzentil

15. 50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

15. 50.

85.

15.

50.

85.

15.

50.

85.

Niederrheinische Bucht

0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 1 1 2

Niederrheinisches Tiefland

0 0 1 0 0 1 0 1 2 0 0 1 0 1 2 1 1 2

Westfälische Bucht

0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 0 1 2 1 2 3

Westfälisches Tiefland

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 2 1 1 2

Bergisches Land

0 1 1 0 1 2 0 1 2 0 1 1 0 1 3 1 2 4

Weserbergland

0 0 1 0 1 1 0 1 2 -1 0 1 0 1 2 1 2 3

Eifel

0 1 1 0 0 1 0 1 2 0 1 1 0 1 2 0 1 3

Sauer- und Siegerland

0 1 1 0 1 2 0 1 2 0 0 1 0 1 3 1 2 4

NRW

0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 0 1 2 1 2 3

 

 

Fazit

Die Projektionen der Niederschlagskenntage zeigen für beide Zeiträume eher geringe Änderungen auf. Bei der Interpretation muss dabei auch berücksichtigt werden, dass durchaus lokal einzelne Ereignisse auftreten können, die die genannten Schwellenwerte um ein vielfaches übersteigen und in ihren Auswirkungen sehr gravierend sein können. Allerdings sind Aussagen zur Entwicklung solch lokaler Starkregenereignisse nur sehr schwierig zu treffen.

Datenquelle und weitere Informationen

Brienen, S.; Walter, A.; Brendel, C.; Fleischer, C.; Ganske, A.; Haller, M.; Helms, M.; Höpp, S.; Jensen, C.; Jochumsen, K.; Möller, J.; Krähenmann, S.; Nilson, E.; Rauthe, M.; Razafimaharo, C.; Rudolph, E.; Rybka, H.; Schade, N. & Stanley, K. (2020): Klimawandelbedingte Änderungen in Atmosphäre und Hydrosphäre: Schlussbericht des Schwerpunktthemas Szenarienbildung (SP-101) im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerks. 157 Seiten. DOI: 10.5675/ExpNBS2020.2020.02