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Aktuelle Position:
| Abk. | StartClim2004.A | |||||||||||||||||||||||||
| Themenbereich | Klimawandel, Klimafolgenforschung | |||||||||||||||||||||||||
| Status | abgeschlossenes Teil-Projekt im Rahmen StartClim 2004 | |||||||||||||||||||||||||
| Zusammenfassung |
Die Anzahl der Hitzetage hat sich seit Mitte des vorigen Jahrhunderts um mehr als 25 Tage in den niedrigeren Seehöhen erhöht, etwa 1 bis 2 Tage mehr verzeichnen Höhenlagen um 700m. Abb.1: Höhenabhängigkeit der Hitzetage pro Jahr (links) und Höhenabhängigkeit der Zunahme der Hitzetage (rechts) nach Kyselý im Zeitraum 1948 bis 2003 im Norden, Osten und Südosten Österreichs auf der Basis auf ganzer Grade gerundete täglicher Temperaturmaxima. Im Einzelnen erbrachte die Analyse ausgewählter Stationen des qualitätsgeprüften StartClim Datensatzes nach den Häufigkeiten von Hitze- und Trockenperioden in Österreich sehr differenzierte Ergebnisse. Lokale Einflüsse können einen Gutteil der gegebenen Höhenabhängigkeit wettmachen. Die Veränderlichkeit der Zahl der Trockenperioden hängt vom Ort, von der Dauer der Periode und der Jahreszeit ab. Ein bundesweit einheitliches Bild liefert lediglich der Herbst mit Abnahmen der Häufigkeiten von Trockenperioden der Mindestandauer von 10 bis 30 Tagen. Der bekannte „Altweibersommer“ tritt demnach nicht mehr mit der selben Verlässlichkeit auf, wie früher. Für nachfolgende Analysen besonders wertvoll dürfte die Erweiterung des StartClim Datensatzes um das Element Dampfdruck sein, ermöglichen doch diese Daten nun auch die Analyse von Verdunstungsgrößen oder Behaglichkeitsindikatoren. Qualitätsgeprüfte Tagesmittel des Dampfdruckes konnten für 71 StartClim Stationen bereitgestellt werden. Der reiche, noch lange nicht ausgeschöpfte meteorologische Datenschatz Österreichs verdient es, auch weiterhin bearbeitet und so der Forschung zugänglich gemacht zu werden. | |||||||||||||||||||||||||
| Ausgangssituation | Das Jahr 2003 war nicht nur in Österreich sondern in weiten Teilen Mitteleuropas durch außergewöhnliche Hitze und Trockenheit gekennzeichnet (Schär et al., 2004). So wurden beispielsweise im nördlichen Burgenland an Orten, an denen durchschnittlich 9 heiße Tage mit einem Temperaturmaximum von mindestens 30°C zu erwarten sind, ca. 50 heiße Tage registriert. Zusätzliche Probleme ergaben sich durch ein eklatantes Niederschlagsdefizit mit Jahressummen um 350 mm Niederschlag. Das Niederschlagdefizit betraf neben dem Sommer auch den Winter und das Frühjahr. Das Jahr 2003 ist schon aufgrund seiner monatlichen Kennzahlen (mittleres Maximum der Lufttemperatur, Anzahl der heißen Tage, Niederschlagssummen) als „negatives“ Extremjahr zu erkennen. Es ist aber auch durchaus möglich, dass in den Mittelwertsstatistiken entscheidende Informationen enthalten sind, die nur durch die Auswertung von täglichen Temperatur- und Niederschlagsdaten in Hinblick auf die Andauer von Perioden mit bestimmten Charakteristiken sichtbar werden. Konkret ist dabei an die Auswertung von Hitze- und Dürreperioden über verschiedene Dauerstufen gedacht. Ein qualitätsgeprüfter Datensatz von täglichen Temperatur- und Niederschlagswerten liegt aus dem Projekt StartClim, Teilprojekt StartClim.1 vor (Schöner et al., 2003). Anhand ausgewählter Stationen dieses Datensatzes sollen die Häufigkeiten von Hitze- und Dürreperioden bestimmter Andauer ausgewertet werden und auch deren Veränderlichkeit innerhalb der letzen 50 Jahre geprüft werden. Eine erste Analyse der Trockenperioden basierend auf einer einzigen Reihe liegt für die Station Wien Hohe Warte für den Zeitraum 1873-1994 vor (Auer und Böhm, 1996). Die geplante Analyse soll beginnend mit der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts eine größere Stationsdichte aufweisen, wobei die Stationsauswahl gemäß den Homogenitätsklassifizierungen aus StartClim.1 ALOCLIM (Auer et al, 2001) erfolgen soll. Parallel dazu soll die Ausweitung des StartClim.1 Datensatzes auf das Element Dampfdruck erfolgen, wodurch in diesem Datensatz neben Temperatur und Niederschlag dann auch ein Luftfeuchtigkeitselement enthalten wäre, dass in Hinkunft für weitere Analysen bereitstehen würde. Die gewählte Methodik würde von StartClim.1 übernommen werden. | |||||||||||||||||||||||||
| Projektziele |
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| Methodik |
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| Abwicklung | Das Projekt wurde an der ZAMG für Meteorologie und Geodynamik abgewickelt, die StartClim 2004 Gesamtkoordination lag bei Prof.in Helga Kromp-Kolb am Institut für Meteorologie der Universität für Bodenkultur. | |||||||||||||||||||||||||
| Ergebnisse |
Für die Analyse wurden die täglichen Maximalwerte der Lufttemperatur von 14 geeigneten Stationen verwendet. Die Gründe für die starke Reduktion der Stationsanzahl von 71 (Anzahl der StartClim Stationen) auf letztendlich 12 gehen einerseits auf Datenvollständigkeit und Datenhomogenität und andererseits auf das seehöhenabhängige Vorhandensein von Hitze überhaupt zurück. Auf diese Datensätze wurden die Kriterien nach Kyselý angewendet und Auswertungen für verschiedene Dauerstufen der Hitzeperioden für die einzelnen Stationen vorgenommen. Die Kriterien nach Kyselý lassen sich wie folgt zusammenfassen.
Neben den detaillierten Häufigkeitsauszählungen nach Station und verschiedener Andauer wurden zusammenfassende Darstellungen über die Gesamtzahl der Kyselý Tage pro Station und Jahr ausgearbeitet, für die räumlich ausreichende Stationsverteilung im Norden, Osten und Südosten Österreichs auch regionale Darstellungen berechnet. Abb.2: Zeitreihen der Zahl der Kyselý Tage pro Jahr in Wien Hohe Warte und Graz-Universität. Abb.3: Gesamtanzahl der Hitzetage nach Kyselý im Zeitraum 1948 bis 2003 in Abhängigkeit von der Seehöhe und deren Zunahme im Zeitraum 1948 bis 2003 in Abhängigkeit von der Seehöhe im Norden, Osten und Südosten Österreichs. Generell lässt sich feststellen, dass sich die Zahl der Hitzetage nach Kyselý seit Mitte des vorigen Jahrhunderts erhöht hat, die größte Zunahme erfolgte in den niedrigeren Seehöhenbereichen (ca. 25 in 200 m Seehöhe, 6 in 500 m und 1 in 800 m), ist aber auch noch in Seehöhen um 800 m erkennbar. Im Gesamtdatenkollektiv ist Jahr 2003 als das Jahr mit den meisten Tagen nach dem Kyselý Kriterium sehen, bezüglich der Andauer von Hitzeperioden wurde an der Mehrzahl der Stationen die längste Hitzeperiode im Jahr 2003 verzeichnet. Naturgemäß fallen die längsten Hitzeperioden ausnahmslos in den Sommer, sind aber im Frühjahr und Herbst nicht auszuschließen. Analyse von Trockenperioden in Österreich seit 1948 in Österreich Für die Analyse der Trockenperioden wurde als Grenzwert die 1 mm Schranke ausgewählt, und es wurden für 30 Stationen die Perioden ununterbrochene Dauer solcher Tage ausgezählt und in Häufigkeiten von 5 zu 5 Tagen klassiert und den einzelnen Jahreszeiten zugeordnet. Perioden die in zwei Jahreszeiten fielen, wurden der Jahreszeit zugeordnet, in welcher die Mehrzahl der Trockentage auftrat. Neben den Ergebnissen und Beispielen von Einzelstationen in Form von Tabellen und Abbildungen wurden auch zusammenfassende Berechnungen aus dem Datenkollektiv von 30 Stationen gebildet. Die Veränderlichkeit der Zahl der Trockenperioden hängt einerseits von der Dauer der Periode und andererseits von der Jahreszeit ab. Im Gegensatz zu den Hitzeperioden, die eine Konzentration auf die Sommermonate zeigen, und dadurch kaum ein Unterschied zwischen Jahresanalysen und Analysen über die Jahreszeit Sommer besteht, müssen bei den Trockenperioden die Jahreszeiten einzeln analysiert werden. Auszählungen über die Jahreszeiten hinweg deuten eine Abnahme der kürzeren Ereignisse (Trockenperioden von mindestens 10 und 20 Tagen), hingegen eine Zunahme der längeren Ereignisse (mindestens 30, 40 und 50 Tage) an. Abb.4: Zeitreihen der Trockenperioden einer Mindestandauer von 40 und 50 Tagen in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003. Abb.5: Zeitreihen der Trockenperioden einer Mindestandauer von 20 Tagen in den einzelnen Jahreszeiten (l.o. Frühling, r.o. Sommer, l.u. Herbst, r.u. Winter) in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003. Im Frühling ist innerhalb der letzten 50 Jahre ist keine Änderung bzw. keinerlei Trend auszumachen, es finden sich lediglich auffallende Häufungen von Trockenperioden in Einzeljahren. Im Sommer zeigt der Verlauf der letzten 50 Jahre einen leichten Anstieg bei den Perioden von mindestens 10 Tagen und 20 Tagen, und Häufungen der Ereignisse in den Jahren 2003 (52 Ereignisse von mindestens 10 Tagen) bzw. 1983 (6 Ereignisse von mindestens 20 Tagen). Im Jahre 1959 wurden an drei Stationen Trockenperioden von mindestens 30 Tagen gefunden. Im Gegensatz zu den übrigen Jahreszeiten zeigen die Trockenperioden im Herbst eine Abnahme für praktisch alle Dauerstufen – am stärksten ausgeprägt bei den Mindestandauern von 20 Tagen. Die für die Herbstmonate so typischen Schönwetterperioden („Bergwetter“) sind gegenwärtig nicht mehr so häufig anzutreffen, wie in den 1950 und 1980er Jahren. Der Winter ist die Jahreszeit, in der Trockenperioden am häufigsten zu erwarten sind, 1 mal pro Jahr und Station von 10 bis 14 Tagen Dauer, alle 2 Jahre bei einer Dauer von 15 bis 20 Tagen. Die bislang längsten Trockenzeiten (über 80 Tage im Süden Österreichs) sind den Wintermonaten zuzuordnen. Vor allem um 1990 kam es zu einer Häufung trockener Wintertage, und es ergibt sich insgesamt ein positiver Trend. Aus dem Stationskollektiv zeigte sich auch recht deutlich, dass 50 jährige Datensätze oft zu kurz sind um Extreme und Trends zu finden. Ausweitung des StartClim-Datensatzes um das Element Dampfdruck Es mussten verschiedene Methoden angewendet und kombiniert werden, um die Fehler in den Datensätzen zu finden und deren Ausmaß zu bestimmen. Die Korrektur der detektierten Fehler bei Dampfdruck-Terminwerten stützte sich auf mehrere, sich z.T. ergänzende und aufeinander aufbauende Methoden. Vergleich digitaler Daten mit Originalaufzeichnungen, Neuberechnungen aufgrund von Rechenfehlern in den vorhandenen Daten, Vergleiche gemessener und entsprechender berechneter Feuchte, Streudiagramme von Lufttemperatur- und Dampfdruck, Vergleich der Einzelwerte mit einhüllender Kurve etc. In einzelnen Fällen allerdings mussten bei sehr schlechter Datenqualität und nicht ausreichenden Zusammenhängen von Lufttemperatur und Dampfdruck größere Blocks aufgrund von Unkorrigierbarkeit aus dem Datensatz entfernt werden. Den Anhang des Berichtes bildet eine beigelegte CD mit folgenden Inhalten:
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| Projektbeginn | 05.2004 | |||||||||||||||||||||||||
| Projektende | 02.2005 | |||||||||||||||||||||||||
| Projektteam |
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| Finanzierung | Das Projekt aus Mitteln des Programmes StartClim 2004. Die restlichen Kosten wurden von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik getragen. | |||||||||||||||||||||||||
| Projektberichte | ||||||||||||||||||||||||||
| Publikationen | Auer I, Korus E, Böhm R, Schöner W., 2005: Endbericht StartClim2004: Projekt: Analysen von Hitze und Trockenheit und deren Auswirkungen in Österreich. CD-Rom, Februar 2005. Auer I, Korus E, 2005: The Variability of Heat Waves and Dry Spells in the flat and mountainous Regions of Austria, ICAM/MAP 2005, Croatian Meteorological Journal, 604-607. | |||||||||||||||||||||||||
| Website |  http://www.austroclim.at/  |
