Frosttage

Beschreibung der Ergebnisse 

Die drei untersuchten Höhenstufen zeigen alle einen klaren Trend: Die Frosttage haben seit 1980 abgenommen. Die berechneten Trends sind für alle Banden statistisch signifikant, und der Rückgang ist in absoluten Zahlen für die Höhen über 1000 m mit einer Abnahme von etwa 10 Tagen pro Jahrzehnt am größten.  In diesem Bereich ist die jährliche Zahl der Frosttage von 1980 bis 2020 um etwa 40 Tage zurückgegangen. Unterhalb von 1000 m beträgt die über die betrachteten 41 Jahre berechnete Abnahme etwa 8 Tage pro Jahrzehnt. Unterhalb von 500 Höhenmetern ist die Anzahl der Frosttage um 32 Tage gesunken.

Methode 

Die Abbildungen beruhen auf den täglichen meteorologischen Beobachtungen an mehr als 80 Messstellen des Amtes für Meteorologie und Lawinenwarnung der Autonomen Provinz Bozen, ergänzt durch die Beobachtungsdaten einiger Standorte in der Schweiz und in Österreich, nahe der Landesgrenze. Die gesammelten Reihen wurden mit Hilfe eines geostatistischen Verfahrens auf ein regelmäßiges Gitter mit einer Auflösung von 1 km für das gesamte Landesgebiet interpoliert.  

Vor der Interpolation wurden alle Beobachtungsreihen auf Messfehler und zeitliche Homogenität geprüft. Darüber hinaus wurden fehlende Tageswerte mit Hilfe eines statistischen Verfahrens rekonstruiert, um die zeitliche Kontinuität der Reihen zu maximieren.   

Die Interpolation erlaubt es, einen regionalen Durchschnittswert zu ermitteln, der repräsentativer und stabiler ist als jener, der auf einzelnen Messstationen beruht. Die Trends werden mit der Theil-Sen-Methode und die Signifikanz mit dem Mann-Kendall-Test berechnet. Der Trend gilt als signifikant, wenn der resultierende p-Wert kleiner als 0,05 ist.

Betroffene Sektoren 

• Schnee und Gletscher 

• Wasser 

• Flora und Fauna 

• Boden 

• Naturgefahren 

• Ökosystemleistungen 

• Landwirtschaft 

• Forstwirtschaft 

• Tourismus 

• Verkehrsinfrastrukturen   

Verwandte Indikatoren 

Zukunftsszenarien 

In Anbetracht der verfügbaren Klimaprojektionen werden die jährlichen Frosttage in den kommenden Jahrzehnten weiter abnehmen. Der stärkste Rückgang der Frosttage ist beim pessimistischsten Klimaszenario RCP 8.5 zu verzeichnen. Nach diesem Szenario könnten die Frosttage im Höhenbereich von 1000-2000 m von durchschnittlich 190 Tagen im Zeitraum 1981-2010 bis zum Jahr 2100 auf 100 Tage zurückgehen. Nach demselben Szenario wird unterhalb von 500 m bis zum Jahr 2100 mit durchschnittlich 10 Frosttagen pro Jahr gerechnet, was einem Rückgang von etwa 80 Tagen gegenüber den Referenzbedingungen (1981-2010) entspricht. Nach dem RCP 4.5-Szenario ist der Rückgang in allen Höhenlagen bescheidener und verlangsamt sich ab der zweiten Hälfte des Jahrhunderts. 

Die räumliche Verteilung der jährlichen Frosttage, gemittelt über 30-Jahres-Intervalle im Referenzzeitraum 1981-2010, in der Mitte des Jahrhunderts (2041-2070) und am Ende des Jahrhunderts (2071-2100), zeigt eine deutliche Abnahme der Frosttage in den tiefer gelegenen Gebieten des Etschtals und des Vinschgaus, mit weniger als 25 Frosttagen pro Jahr am Ende des Jahrhunderts (RCP 8.5-Szenario). Auch die Gebiete, in denen die meiste Zeit des Jahres Frost herrscht, werden im Vergleich zum historischen Referenzzeitraum immer weniger, und bis Ende des Jahrhunderts gibt es sie nach dem RCP 8.5-Szenario nur noch in Höhenlagen über 3000 m. 

Methode  

Die Klimaszenarien für die jährlichen und saisonalen Niederschläge für Südtirol wurden aus EURO-CORDEX-Klimasimulationen über Europa für die beiden Emissionsszenarien RCP 4.5 und RCP 8.5 erstellt. RCP steht für „Representative Concentration Pathways“, also Projektionen, wie sich die Emissionen der Treibhausgase in der Atmosphäre in der Zukunft entwickeln. 

RCP 4.5 entspricht einem Zwischenszenario, bei dem die Treibhausgasemissionen zwar gedrosselt werden, ihre Konzentrationen in der Atmosphäre in den nächsten 50 Jahren aber weiter ansteigen und das Ziel von +2 °C nicht erreicht wird. RCP 8.5 stellt das pessimistischste Szenario dar, bei dem die Treibhausgasemissionen kontinuierlich ansteigen, ohne dass Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels ergriffen werden.  

Die von 15 verschiedenen Klimamodellen (Ensembles) für die beiden Szenarien gelieferten täglichen Mindesttemperaturprojektionen von 1971 bis 2100 wurden durch ein Downscaling-Verfahren weiterverarbeitet, mit dem die simulierten Werte von der ursprünglichen räumlichen Auflösung (in diesem Fall etwa 12 km) auf eine feinere Auflösung (in diesem Fall 1 km) übertragen werden können. Dieser Schritt ermöglicht es, systematische Fehler zu verringern, die in den Modellsimulationen auftreten und auf die begrenzte räumliche Auflösung der verfügbaren Modelle zurückzuführen sind, die insbesondere in Gebirgsregionen mit komplexer Orographie keine adäquate Darstellung der lokalen Merkmale bieten. Das angewandte Downscaling-Verfahren basiert auf der Delta-Quantile-Mapping-Methode (QDM, Cannon et al., 2015), bei der simulierte Werte mit Beobachtungen über einen gemeinsamen Referenzzeitraum verglichen und so korrigiert werden, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungen übereinstimmen. Außerdem werden bei der QDM-Methode die Korrekturen so vorgenommen, dass das ursprünglich in den Simulationen vorhandene langfristige Klimasignal nicht verändert wird. 

In diesem Fall ist der Bezugszeitraum 1981-2010, und die Korrektur wurde auf der Grundlage des 1 km-Rasterbeobachtungsdatensatzes durchgeführt. 

Aus den korrigierten Simulationen wurden die jährlichen Frosttage von 1971 bis 2100 für jedes Modell des Ensembles und für beide Szenarien berechnet. Die Werte des Indikators für das Ensemble wurden dann aggregiert, indem der Median der 15 Modellsimulationen für jedes Jahr berechnet und die Inter-Quantilsspanne, d. h. die Spanne der Werte zwischen dem 25. und 75. Perzentil verwendet wurde, um eine Schätzung der Variabilität der Modellsimulationen zu erhalten.   

Kontakt

Eurac Research: Alice Crespi, Institut für Erdbeobachtung

Daten bereitgestellt durch das Amt für Meteorologie und Lawinenwarnung der Autonomen Provinz Bozen