Niederschlag

Projektionen mit Unsicherheiten

In einem wärmeren Klima fällt nicht automatisch mehr Niederschlag. Zwar kann die Luft bei höherer Temperatur theoretisch mehr Wasserdampf mitführen, doch wird die Bildung von Niederschlag noch von vielen anderen Faktoren mit bestimmt. Zukünftige Szenarien sind daher immer noch mit deutlichen Unsicherheiten behaftet, besonders wenn es um extreme Ereignisse geht.

Grundlagen für zukünftige Niederschlagsszenarien

Um die zukünftige Entwicklung des Niederschlags in Europa abschätzen zu können, müssen in einem ersten Schritt Simulationen mit globalen Klimamodellen gerechnet werden. Diese sind jedoch noch nicht ausreichend, um brauchbare Aussagen über Veränderungen der regionalen Niederschlagscharakteristiken zu tätigen, bilden aber eine essentielle Grundlage um Veränderungen in der großräumigen Zirkulation abzubilden. Deshalb wird in einem nächsten Schritt – aufbauend auf die globalen Simulationen - ein regionales Klimamodell betrieben. Dieses bietet, durch die höhere räumliche und zeitliche Auflösung und detaillierte Abbildung niederschlagsrelevanter Prozesse, ein deutlich besseres Abbild der möglichen Entwicklung des Niederschlags in der Klimazukunft .

Als Vergleichsgrundlage zur Evaluierung der Modellgüte in der Vergangenheit werden im Allgemeinen folgende Beobachtungsdatensätze genutzt wie z.B. jene der CRU, des KNMI oder DWD/WMO.

Die Entwicklung des Niederschlags in Europa seit 1960

Die Langzeitentwicklung des Niederschlages in Europa kann – nicht so wie bei der Temperatur seit 1850 sondern – erst ab 1960 ausgewertet werden. Grund dafür ist der Mangel an flächendeckenden Messungen die ins 19. Jahrhundert zurück reichen und gleichzeitig homogen und von vergleichbarer Qualität sind. Die Jahresniederschlagsumme hat im Zeitraum 1960 bis 2015 in Nordeuropa um ca. 20%  zugenommen und in Südeuropa um ca. 20% abgenommen. Noch stärkere Änderungen von über +50% zeigen sich in Norwegen und Island bzw. von -50% in Portugal. In Mitteleuropa zeigt sich in diesem Zeitraum keine signifikante Änderung  des Jahresniederschlages (Abb. 1).

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Abb. 1: Änderung der mittleren jährlichen Niederschlagsumme im Zeitraum 1960-2015 aus gegitterten Beobachtungsdaten des KNMI. (Quelle: EEA 2017)

In Mitteleuropa nimmt der Niederschlag im Sommer nur leicht und ohne statistische Signifikanz ab, sowie im Winter leicht zu. Viele Trendanalysen für den Niederschlag zeigen, dass auf regionaler Skala etwaige anthropogene Trends kaum von zufälligen Schwankungen unterscheidbar sind, da besonders beim Niederschlag erhebliche Variationen in Raum und Zeit existieren. Diese entstehen vor allem durch multidekadische und Jahr zu Jahr Variationen der atmosphärischen und ozeanischen Zirkulationsmuster. Die Aerosolkonzentration in der Atmosphäre dürfte nach neuesten Erkenntnissen ebenso einen messbaren Einfluss auf die Jahresniederschlagsummen haben (Wild M., 2012).

Niederschlagszenarien bis 2100

Auch die zukünftigen Änderungen im Niederschlag – sind so wie bei der Temperatur – sowohl regional als auch über die verschiedenen Jahreszeiten hinweg sehr unterschiedlich.

Im Jahresmittel zeigen die neuen, regionalen Klimamodellsimulationen aus EURO-CORDEX eine starke Abnahme des Niederschlages im Mittelmeerraum und eine deutliche Zunahme von 15% bis 30% in Nord- und Osteuropa. Die Stärke der Änderung hängt dabei vom zugrunde liegenden Treibhausgas-Szenario ab (Abb. 2), die räumliche Verteilung jedoch nicht.

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Abb. 2: Mögliche zukünftige Änderung der Jahresniederschlagssumme 2071-20100 im Vergleich zu heute (1971-2000) in mm für unterschiedliche Treibhausgas-Konzentrationen. (Jacob et al., 2014)

Saisonale Auswertungen lassen grundsätzlich ein ähnliches räumliches Muster wie im Gesamtjahr erkennen. Allerdings verlagert sich der Übergangsbereich zwischen einer Zu- und Abnahme des Niederschlages im Jahresverlauf von Zentraleuropa (Sommer) bis weit in den Mittelmeerraum (Winter) hinein. Damit ergeben sich in Mitteleuropa eine Zunahme von 15% im Winter und Frühling und keine Änderung im Sommer und Herbst.

Bei den Zukunftserwartungen des Niederschlages liegt Mitteleuropa vor allem im Sommer im Übergangsgebiet zwischen einer Zu- oder Abnahme. Dies bedeute eine größere Unsicherheit für die Änderung in Österreich verglichen mit beispielsweise jener von Skandinavien (klare Zunahme) oder jener im Mittelmeerraum (klare Abnahme). Auch ist der konvektive (kleinräumige, aus Quellwolken entstehende) Niederschlag in den derzeitigen Klimamodellsimulationen nur unzureichend enthalten, dies gilt vor allem für die warme Jahreshälfte. Es ist daher zu erwarten, dass sich die Klimaprojektionen der kommenden Klimamodellgenerationen für den sommerlichen Niederschlag noch verändern können (Giorgi et al., 2016).

 

Literatur:

Christensen J. H., Hewitson B., Busuioc A., Chen A., Gao X., Held I., Jones R., Kolli R. K., Kwon W.-T., Laprise R., Magaña Rueda V., Mearns L., Menéndez C. G., Räisänen J., Rinke A., Sarr A., Whetton P. (2007): Regional Climate Projections. In: Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M.,  Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (Hg.): Climate Change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten, ISBN 9780521705967

ENSEMBLES Regional climate Models validation and future projections (2010): Future Changes. http://sites.google.com/site/rt3validation/europe/future-changes, abgerufen am 16.08.2010

Giorgi, F., Torma, Cs., Coppola, E., Ban, N., Schär, C., Somot, S., 2016. Enhanced summer convective rain at Alpine high elevations in response to climate warming. Nature Geoscience, 9, 584-589. doi:10.1038/ngeo2761

Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M.,  Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (Hg.) (2007): Climate change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten, ISBN 9780521705967

Daniela Jacob et al., “EURO-CORDEX: New High-Resolution Climate Change Projections for European Impact Research”, Regional Environmental Change 14, no. 2 (2014): 563–78, doi:10.1007/s10113-013-0499-2.

Wild, M., 2012: Enlightening Global Dimming and Brightening. Bull. Amer. Meteor. Soc., 93, 27–37.

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