Starkniederschlag

Beschreibung der Ergebnisse

Die jährlichen Starkniederschläge haben in den letzten 45 Jahren zugenommen (+118 mm im Jahr 2024 im Vergleich zu 1980). Dieser Anstieg ist statistisch signifikant. Die jährliche Gesamtmenge der Starkniederschläge hat um etwa 27 mm pro Jahrzehnt zugenommen, was einer Zunahme von rund 13 % des Durchschnitts im 30-jährigen Zeitraum von 1981 bis 2010 entspricht.

Mit der höchsten jährlichen Gesamtmenge an eintägigen Starkniederschlägen seit 1980 liegt das Jahr 2020 an erster Stelle, dicht gefolgt von den Jahren 2000 und 2023, die jeweils mehr als das Doppelte des Durchschnitts des 30-jährigen Zeitraums 1981–2010 erreichten. Am wenigsten von intensiven Niederschlagsereignissen betroffen war der Zeitraum zwischen 2003 und 2006.

Die an den einzelnen Gitterpunkten berechneten Trends nehmen in den meisten Teilen Südtirols zu, wobei die Zunahme der Starkniederschlagsereignisse in den südlichen und östlichen Landesteilen ausgeprägter ist. Dort sind die Trends statistisch signifikant und umfassen Zunahmen von bis zu 27 Prozent pro Jahrzehnt im Vergleich zum 30-jährigen Mittel von 1981 bis 2010.

Methode

Der Graph basiert auf den täglichen meteorologischen Beobachtungen an mehr als 80 Messstellen des Amts für Meteorologie und Lawinenwarnung der Autonomen Provinz Bozen. Ergänzt wurden diese Daten durch Beobachtungsdaten einiger Standorte in der Schweiz und Österreich nahe der Landesgrenze. Die gesammelten Reihen wurden mithilfe eines geostatistischen Verfahrens auf ein regelmäßiges Gitter mit einer Auflösung von einem Kilometer 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.

Der Schwellenwert zur Identifizierung täglicher Starkniederschläge wurde für jeden Punkt mit einer Auflösung von einem Kilometer als 95. Perzentil der Verteilung der Regentage (Tagesniederschlag > 1 mm) über den 30-jährigen Referenzzeitraum 1981–2010 berechnet. Da der Schwellenwert auf einem Perzentil basiert, variiert er von Gebiet zu Gebiet. So wird den unterschiedlichen lokalen klimatischen Gegebenheiten Rechnung getragen: Was in einem Gebiet als besonders niederschlagsreich gilt, muss an einem anderen Ort, der durch ein anderes klimatisches Regime gekennzeichnet ist, nicht unbedingt der Fall sein. Die Trends werden mit der Theil-Sen-Methode berechnet, die Signifikanz mit dem Mann-Kendall-Test. Ein Trend gilt als signifikant, wenn der resultierende p-Wert kleiner als 0,05 ist.

Betroffene Sektoren

• Wassermanagement

• Boden

• Naturgefahren

• Infrastruktur

Verwandte Indikatoren

Weiterführende Forschung bei Eurac Research

Projekt Proslide: https://www.eurac.edu/en/institutes-centers/institute-for-earth-observation/projects/proslide

Zukunftsszenarien

Die betrachteten Klimaprojektionen sagen einen Anstieg der jährlichen Regenmenge aufgrund von Starkniederschlägen sowohl in den RCP 4.5- als auch in den RCP 8.5-Emissionsszenarien voraus, obwohl die Zeitreihen erhebliche Schwankungen aufweisen. Nimmt man den Median der verschiedenen verfügbaren Modellsimulationen, so wird für den Zeitraum 2071 bis 2100 im Vergleich zu den Werten von 1981 bis 2010 beim pessimistischsten Szenario mit einer durchschnittlichen Zunahme der intensiven Niederschläge um etwa 29 % und beim mittleren Szenario um etwa 22 % gerechnet.

Die räumliche Verteilung der jährlichen Starkniederschläge in Südtirol als 30-Jahres-Mittelwerte über den Zeitraum 2041 bis 2070 und über den Zeitraum 2071 bis 2100 zeigen einen Anstieg der jährlichen Werte im Vergleich zur 30-jährigen Referenzperiode 1981 bis 2010 über das gesamte Gebiet und für beide Emissionsszenarien. In absoluten Zahlen ermittelt das RCP 8.5-Szenario den stärksten Anstieg der jährlichen Starkniederschläge in den nördlichsten Gebieten der Provinz im oberen Eisacktal, mit einem durchschnittlichen Anstieg am Ende des Jahrhunderts um fast 100 mm im Vergleich zu 1981 bis 2010. Die relativen Zunahmen, d.h. die prozentuale Zunahme im Vergleich zu den Durchschnittswerten des Referenzzeitraums, sind gleichmäßig über das Gebiet verteilt, mit etwas höheren Werten im Pustertal, wo das RCP 8.5-Szenario mittelfristig (2041 bis 2070) und langfristig (2071 bis 2100) Zunahmen von ca. 40-50% berechnet.

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 mittleren Szenario, 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 täglichen Niederschlagsprojektionen von 1971 bis 2100, die von verschiedenen Klimamodellen (Ensembles) für die beiden Szenarien (11 für RCP 4.5 und 17 für RCP 8.5) bereitgestellt wurden, wurden mit Hilfe eines Downscaling-Prozesses verarbeitet, der es ermöglicht, die simulierten Werte von der ursprünglichen räumlichen Auflösung (in diesem Fall etwa 12 km) auf eine feinere Auflösung (in diesem Fall 1 km) zu übertragen. 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 keine angemessene Darstellung der lokalen Merkmale bieten, insbesondere in Gebirgsregionen mit komplexer Orographie.

Das angewandte Downscaling-Verfahren basiert auf der Delta-Quantile-Mapping-Methode (QDM, Cannon et al., 2015), bei der die simulierten 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 bis 2010, und die Korrektur wurde auf der Grundlage des 1 km-Gitterdatensatzes durchgeführt.

Aus den korrigierten Simulationen wurden die jährlichen, winterlichen (Dezember bis Februar) und sommerlichen (Juni bis August) Gesamtwerte von 1971 bis 2100 für jedes Ensemblemodell, für jedes Jahr und für beide Szenarien berechnet. Die Ensemble-Indikatorwerte wurden dann aggregiert, indem der Median der 11 (RCP 4.5) und 17 (RCP 8.5) 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 liefern.  
 

Kontakt

Eurac Research: Alice Crespi, Center for Climate Change and Transformation

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