Niederschlag

Die Alpen als Klimawandelscheide

Es wird oft verallgemeinernd dargestellt, dass die Erhöhung der Lufttemperatur im Zuge des Klimawandels über eine erhöhte Verdunstungsrate auch zu einer Zunahme des Niederschlags führt. Dieser vereinfachten Darstellung liegt jedoch kein direkter kausaler Zusammenhang zugrunde. Wie hat sich der Niederschlag in Österreich nun tatsächlich verändert? Die Untersuchung hochqualitativer Messdaten liefert eine zwiespältige Antwort.

Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf als kältere Luft aufnehmen, die Zunahme erfolgt sogar exponentiell. Kann ein Kubikmeter Luft in Meeresniveau bei 0° C maximal nicht einmal 5 g Wasserdampf halten, sind es bei 10° C bereits doppelt so viel und bei 30° C rund 30 g. Als Folge steigt die Menge an Wasserdampf an, die beispielsweise über Wasserflächen verdunstet. Die Atmosphäre verfügt auch über einen höheren Wasserdampfgehalt. Der Wasserkreislauf wird angekurbelt – zumindest im globalen Maßstab. Soweit der wissenschaftliche Konsens.

Automatisch mehr Niederschlag durch höheren Wasserdampfgehalt?

Wohin jedoch die atmosphärische Zirkulation die zusätzlichen Wassermassen transportiert und in Form von Niederschlag wieder absetzt, ist weniger klar. Im Vergleich zur Lufttemperatur etwa ist Niederschlag ein viel schwieriger einzuschätzendes Klimaelement. Die klimatologische Erfahrung lehrt, dass Regen- und Schneefälle räumlich und zeitlich sehr variabel auftreten: Ein Gebirgszug trennt Staulagen von Trockentälern, wenige Kilometer von einem Wolkenbruch entfernt fällt oft kein Tropfen. Darüber hinaus steht der Niederschlag in enger Beziehung mit Wetterlagen, deren Zugbahnen und Häufigkeiten dekadischen Variationen unterliegen. Auch globale Fernwirkungen wie El Niño oder die Nordatlantische Oszillation beeinflussen das lokale Niederschlagsgeschehen. Hinzu kommen die Schwierigkeiten bei der Niederschlagsmessung, besonders durch Wind- und Verdunstungsfehler.

Für den Alpenraum und Österreich kann man auf die bis ins Jahr 1800 zurückreichenden und homogenisierten Niederschlagsdaten des HISTALP-Datensatzes zurückgreifen (Abb. 1). Hinsichtlich der Jahressummen war im Alpenraum die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts relativ niederschlagsreich, was zu den starken Gletschervorstößen dieser Zeitspanne beitrug. Gefolgt wurde dieser Zeitraum von der trockensten Phase der Messgeschichte, den 1860er-Jahren. Als herausragende Auswirkung dieser Trockenphase war damals etwa der Neusiedlersee einige Jahre hindurch völlig ausgetrocknet. Danach gestaltete sich das Niederschlagsklima über ganz Österreich hinweg gesehen ohne ausgeprägte langfristige Schwankungen. Am niederschlagsreichsten war das Jahr 1816, am trockensten das Jahr 1834.

3-2-2_1_AT
Abb. 1: Entwicklung der jährlichen Niederschlagssumme in Österreich 1813–2016 (ergänzt durch Daten aus dem nordöstlichen Alpenraum 1800–1812). Dargestellt sind jährliche Abweichungen vom Mittel der Jahre 1961–1990 (dünne Linien) und deren geglättete Trends (dicke Linien, 21-jähriger Gauß’scher Tiefpassfilter) (Auer u.a. 2007).

Mehr Niederschlag im Nordwesten, weniger im Südosten

Allerdings zeigen sich in einzelnen Regionen Österreichs unterschiedliche, teilweise sogar gegenläufige Niederschlagstrends (Abb. 2). In Westösterreich (Vorarlberg, Nordtirol) nahm der Niederschlag über den gesamten Zeitraum seit 1858 betrachtet zu, während er im Südosten Österreichs (Unterkärnten, West- und Oststeiermark, Südburgenland) die über die letzten 200 Jahre hinweg abnahm. Offenbar wirkt der in der Westwindzone des globalen Zirkulationssystems gelegene Alpenbogen beim Klimaelement Niederschlag sogar für Langfristtrends als markante Trennungslinie. Im großen Rest Österreichs sind Niederschlagszu- bzw. -abnahmen weniger auffällig ausgeprägt: In Nordösterreich (Flachgau, Oberösterreich, Niederösterreich, Wien, Nordburgenland) herrscht ein anhaltender schwach zunehmender Trend und auch im inneralpinen Zentrum des Landes (Salzburger Gebirgsgaue, Obersteiermark, Osttirol, Oberkärnten) ist kaum eine langfristige Niederschlagsänderung zu erkennen.

Entgegen häufiger Mutmaßungen kann also für den Großteil Österreichs aus einer handfesten Quelle, den hochwertigen Messdaten, keine Entwicklung zu mehr Niederschlag festgestellt werden – und das weder im Winter- noch im Sommerhalbjahr. Der fallende Langfristtrend in Südostösterreich zeigt hingegen jahreszeitliche Unterschiede mit stärker zurückgehenden Niederschlägen im Winterhalbjahr. Spiegelbildlich dazu verläuft die saisonale Langzeitentwicklung in West- und Nordösterreich, wo die Niederschläge der kalten Jahreszeit den größeren Teil des Jahrestrends verursachen.

3-2-2_2_Regionen
Abb. 2: Entwicklung der jährlichen Niederschlagssumme im Westen (blau), Norden (grün), Südosten (rot) und im inneralpinen Bereich (orange) Österreichs 1813/58–2016. Dargestellt sind geglättete Trends (21-jähriger Gauß’scher Tiefpassfilter) der jährliche Abweichungen vom Mittel der Jahre 1961–1990 (dicke Linien) sowie die linearen Trends (dünne Linien; Auer u.a. 2007).

Starke jährliche Schwankungen im Vergleich zum Trend

Schließlich soll, gerade bei den Niederschlagszeitreihen, auf die quantitative Komponente der Langfristtrends hingewiesen werden. Die Schwankungen der geglätteten Kurven in den gezeigten Abbildungen bewegen sich durchwegs in einer relativ schmalen Bandbreite von ±10 %, während die Einzeljahre im Extremfall zwischen weniger als 60 % und mehr als 140 % pendeln. Diese markanten Unterschiede zwischen Langfristtrends und Kurzfristvariabilität sollte man immer im Gedächtnis haben, um nicht dem beliebten Fehler zu verfallen, von einem extremen Jahr gleich auf langfristige Veränderungen zu schließen. Was im Hinblick auf den Klimawandel interessiert, sind die Langfristtrends, also die geglätteten Kurven in den dargestellten Zeitreihen.

Die Unsicherheiten bei der physikalischen Beschreibung des Niederschlagsverhaltens setzen sich bei der Simulation zukünftiger Klimaverhältnisse fort. Allerdings entsprechen die beschriebenen Langfristtrends der Vergangenheit in ihren jahreszeitlichen und regionalen Ausformungen in etwa dem, was regionale Klimamodelle für das 21. Jahrhundert entwerfen.

 

Literatur:

Auer I., Böhm R., Jurkovic A., Orlik A., Potzmann R., Schöner W., Ungersböck M., Brunetti M., Nanni T., Maugeri M., Briffa K., Jones P., Efthymiadis D., Mestre O., Moisselin J.M., Begert M., Brazdil R., Bochnicek O., Cegnar T., Gajic-Capka M., Zaninivic K., Majstorovic Z., Szalai S., Szentimrey T. (2005): A new instrumental precipitation dataset in the greater Alpine region for the period 1800–2002. International Journal of Climatology 25, 139–166, doi:10.1002/joc.1135

Böhm R. (2010): Heiße Luft – nach Kopenhagen. Reizwort Klimawandel. Fakten – Ängste Geschäfte. 2. Aufl. Wien, Klosterneuburg: Edition Va Bene, 280 Seiten, ISBN 978-3851672435

Efthymiadis D., Jones P.D., Briffa K.R., Auer I., Böhm R., Schöner W., Frei C., Schmidli J. (2006): Construction of a 10-min-gridded precipitation data set for the greater Alpine region for 1800–2003. Journal of Geophysical Research 111, D01105, doi:10.1029/2005JD006120

Efthymiadis D., Jones P.D., Briffa K.R., Böhm R., Maugeri M. (2007): Influence of large-scale atmospheric circulation on climate variability in the Greater Alpine Region of Europe. Journal of Geophysical Research 112, D12104, doi:10.1029/2006JD008021

Schöner W., Böhm R. (2007): A statistical mass balance model for reconstruction of LIA ice mass for glaciers in the European Alps. Annals of Glaciology 46, 161–169, doi:10.3189/172756407782871639

Vincent C., le Meur E. Six D., Funk M. (2005): Solving the paradox of the end of the Litte Ice Age in the Alps. Geophysical Research Abstracts 32/9, doi:10.1029/2005GL022552

Sonnblick-Observatorium
zur Sonnblick-Website (© ZAMG)
Phänologie-PhenoWatch
zum Phänologie-Portal (© ZAMG)
HISTALP
zur HISTALP-Website (© ZAMG)