4.2
Evapotranspiration „Die Schere zwischen aktueller und potenzieller Evapotranspiration geht auseinander“
Jahr19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022
akt. Evapotranspiration399454435438433369468453456471450479424478461441494469451401422465428512459471477413454417507429
pot. Evapotranspiration556590546580578499573529600554561559656571574610610594598573621602592630672629654777740754615794

Mittlere jährliche Summe der aktuellen und potenziellen Evapotranspiration in NRW für den Zeitraum 1991-2022 (Datengrundlage: DWD). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Jahr19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022
akt. Evapotranspiration130159154151149120152146156154146152158150159150150150156143116150135157154157152170163124165161
pot. Evapotranspiration163200196170172157175171184185175175204179181174227196199175242203160204209200218242214259194244

Aktuelle und potenzielle Evapotranspiration im Frühling in NRW für den Zeitraum 1991-2022 (Datengrundlage: DWD). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Jahr19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022
akt. Evapotranspiration183188179179176169208195187197200206160214195179228212204175197217194233184218206137166166226134
pot. Evapotranspiration271276245298291255274243283246279254330266270309261282290311258280319293335288310379375337289388

Aktuelle und potenzielle Evapotranspiration im Sommer in NRW für den Zeitraum 1991-2022 (Datengrundlage: DWD). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Jahr19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022
akt. Evapotranspiration5576617066666869727471727480768468656769746471737754806472707680
pot. Evapotranspiration9082647573728471917774808891929873728673868586848398861139610291108

Aktuelle und potenzielle Evapotranspiration im Herbst in NRW für den Zeitraum 1991-2022 (Datengrundlage: DWD). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Jahr19911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022
akt. Evapotranspiration2333353852143443374838502740302250472219223825513949354051614053
pot. Evapotranspiration2433353952153446374838512840302250492219223825523950364154624253

Aktuelle und potenzielle Evapotranspiration im Winter in NRW für den Zeitraum 1991-2022 (Datengrundlage: DWD). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Datenstand 31.12.2022
Messgröße Potenzielle Evapotranspiration und Aktuelle Evapotranspiration, jeweils mm
Räumliche Abdeckung Nordrhein-Westfalen (NRW)
Datenquelle Deutscher Wetterdienst (DWD)
Fortschreibungsturnus jährlich
DPSIR-Indikator Impact

Die Erhöhung der Lufttemperatur und ein geändertes Niederschlagsverhalten wirken sich auf die Evapotranspiration aus. Dabei führen steigende Temperaturen zu höheren Verdunstungsraten (Evaporation). Dabei wirkt nicht nur das temperaturbedingte höhere Evaporationspotenzial, sondern auch die intensivere Transpiration durch die Vegetation, deren Aktivität immer früher im Jahr beginnt. Sich verändernde Niederschläge beeinflussen das zur Verfügung stehende Wasserangebot, wie zum Beispiel das pflanzenverfügbare Bodenwasser. Dieses ist Voraussetzung für die Transpirationsprozesse der Pflanzen. So können geringe Niederschläge in der Vegetationsperiode zu einer Abnahme der aktuellen Evapotranspiration führen, während gleichzeitig die potenzielle Evapotranspiration steigt. Je größer die Schere zwischen aktueller und potenzieller Evapotranpiration ist, desto höher ist der Trockenstress für die Vegetation.

Die Evapotranspiration wird als Verdunstung von einer bewachsenen Bodenoberfläche (hier Gras über sandigem Lehm) modelliert. Sie ist die Summe aus Evaporation (Verdunstung einer unbewachsenen Landoberfläche oder freien Wasseroberfläche) und Transpiration (Verdunstung der Pflanzenoberfläche durch biotische Prozesse). Die Einheit für die Evapotranspiration ist analog zur jährlichen Niederschlagssumme in mm angegeben.

Die Evapotranspiration wird in aktuelle und potenzielle Evapotranspiration unterteilt: Die aktuelle Evapotranspiration beschreibt dabei die tatsächlich aufgetretenen und gemessenen Werte. Die potenzielle Evapotranspiration hingegen stellt die aufgrund klimatischer Gegebenheiten maximal mögliche Evapotranspiration bei theoretisch uneingeschränkter Wasserverfügbarkeit dar.

Die Werte der aktuellen und potenziellen Evapotranspiration stammen vom open data Server des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und wurden mit dem Modell AMBAV (Löpmeier 1994) berechnet. Wie bereits beschrieben, wird hier das Modell auf eine Landesfläche angewendet, die hypothetisch komplett mit Gras bedeckt ist und der Boden aus sandigem Lehm besteht. Aus den flächenhaft vorliegenden Daten wird der Mittelwert für NRW berechnet. Die Karten zur Evapotranspiration finden Sie hier.

 

Literatur:

Löpmeier, F-J (1994): The calculation of soil moisture and evapotranspiration with agrometeorological models. In: Zeitschrift für Bewässerungswirtschaft (Germany).

Die Evapotranspirationsdaten liegen für den Zeitraum 1991-2022 vor und umfassen somit kaum mehr als die aktuelle Klimanormalperiode. Im Mittel für den kompletten Zeitraum liegt die jährliche potenzielle Evapotranspiration bei 612 mm. Die mittlere jährliche aktuelle Evapotranspiration liegt für diesen Zeitraum bei 449 mm.

Bei der potenziellen Evapotranspiration fallen die Jahre mit einer hohen Durchschnittstemperatur, insbesondere im Sommer, besonders auf. So wurden in den Jahren 2018 bis 2020 und 2022 die höchsten Werte der potenziellen Evapotranspiration registriert, alle Werte lagen über 740 mm, wohingegen im eher kühlen Jahr 1996 mit 499 mm der geringste Wert der potenziellen Evapotranspriation der Zeitreihe aufgetreten ist. Die aktuelle, also tatsächliche Evapotranspiration ist von der Wasserverfügbarkeit abhängig und liegt natürlicherweise unter der potenziellen Evapotranspiration. Daher tauchen die „Extremjahre“ der potenziellen Evapotranspiration hier nicht unter den Spitzenwerten auf; ganz im Gegensatz: sie liegen unter den fünf Jahren mit den niedrigsten tatsächlichen Evapotranspirationswerten. Die höchsten Werte (über 500 mm) traten bei der aktuellen Evapotranspiration in den Jahren 2014 und 2021 auf.

Für alle Indikatoren erfolgt eine Trendberechnung und Signifikanzprüfung nach der Methode des Umweltbundesamtes, kurz "DAS-Methode" genannt. Für die potenzielle Evapotranspiration ergab die Trendanalyse einen quadratischen Trend (u-Form). Das heißt, dass zunächst (bis etwa Mitte der 1990er Jahre) ein Rückgang der potenziellen Evapotranspiration stattgefunden hat und nach einer Trendumkehr ein Anstieg erfolgte. Insgesamt zeigt das Änderungssignal (Differenz zwischen Anfangs- und Endwert der Trendkurve) eine Zunahme der potenziellen Evapotranspiration um 174 mm. Für die aktuelle Evapotranspiration ergab die Trendanalyse für die Gesamtzeitreihe keine signifikante Änderung. Hier gibt es hohe Schwankungen von Jahr zu Jahr: so folgen 2021 als Jahr mit der zweithöchsten aktuellen Evapotranspiration und 2020, als Jahr mit dem fünftniedrigsten Wert, direkt aufeinander.
 

Evapotranspiration in mm

aktuell potenziell
1991-2022 Mittelwert Trend Änderung Mittelwert Trend Änderung
Frühling 150   - 195   +57
Sommer 191   -2 293   +83
Herbst 71   - 85   -23
Winter 38   - 38   -
Jahr 449   - 612   +174

 

Trendbeschreibung

 

  steigender Trend
  fallender Trend
  quadratischer Trend mit Trendumkehr: zuerst fallend, dann steigend
  quadratischer Trend mit Trendumkehr: zuerst steigend, dann fallend
  fallender quadratischer Trend
  steigender quadratischer Trend
  kein Trend

 

Trendbewertung

 
günstige Entwicklung
     
     
 
ungünstige Entwicklung
     
     
 
keine Bewertung der Entwicklung möglich oder gleichzeitig günstige und ungünstige Entwicklungsaspekte vorhanden