Starkniederschlag

Vermehrte Starkniederschläge?

Starkniederschläge setzen eine bestimmte Kombination von Intensität und Dauer des Niederschlags voraus: Hohe Niederschlagsmengen innerhalb relativ kurzer Zeit. Aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten – eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen – ist wegen des Klimawandels mit einer höheren Niederschlagsintensität zu rechnen. Doch ist das auch wirklich der Fall?

Starkniederschläge lassen sich in flächige und kleinräumige Ereignisse unterteilen. Flächige Starkniederschläge werden durch Tiefdruckgebiete oder Staueffekte an Gebirgen ausgelöst (oft auch in Kombination) und können über das ganze Jahr hinweg beobachtet werden. Konvektion  ist dagegen der Auslöser für kleinräumige Starkniederschläge in Form von Schauern und Gewittern, diese kommen daher hauptsächlich während des Sommerhalbjahres (April bis September) vor.

Der flächige Niederschlags-Beobachtungsdatensatz Spartacus der GeoSphere Austria erlaubt eine Analyse täglicher Niederschläge hinsichtlich der Trends flächiger Starkniederschläge für den Zeitraum seit 1961, gemittelt über das ganze Bundesgebiet (Abb.1). Auffälligstes Signal ist in diesem Zeitraum eine Abnahme der Häufigkeit von schwachen oder moderaten Tagesniederschlägen und die Zunahme  starker bis extremer Tagesniederschläge. Bei insgesamt annähernd gleichbleibenden Jahressummen hat sich das Spektrum also zu tendenziell weniger, dafür aber intensiveren Niederschlagsereignissen verschoben. Diese Signale werden allerdings von ausgeprägten räumlichen und saisonalen Schwankungen überlagert, sodass die Trends uneinheitlich und überwiegend nicht statistisch signifikant sind. Die regionalen Unterschiede lassen sich durch Schwankungen in der Häufigkeit bestimmter Wetterlagen erklären, die das Trendsignal durch den Klimawandel zumindest bisher noch übersteigen.

Abb. 1: Änderung der Häufigkeit von Niederschlagstagen unterschiedlicher Intensität in Österreich. Dargestellt sind prozentuelle Änderungen in der Anzahl von Tagen je Niederschlagsklasse (Klassengrenzen: Perzentile auf Basis eines gegitterten Tagesniederschlags-Datensatzes (1 km x 1 km) für 1971 bis 2000). Vergleichszeiträume: 1961-1985 und 1986-2010 (Chimani u.a. 2016).

Aussagen über Trends kleinräumiger Starkniederschläge werden sowohl durch die oft zu geringe räumliche Dichte konventioneller meteorologischer Messnetze als auch durch den noch nicht ausreichend langen Zeitraum automatischer, zeitlich hochauflösender Messungen (maximal bis Ende der 1980er-Jahre zurück) erschwert. Bisherige Auswertungen dieser Messungen auf Stundenbasis zeigen tendenziell öfter positive als negative Trends, die allerdings wegen der starken räumlichen und zeitlichen Schwankungen und des relativ kurzen Untersuchungszeitraumes durchwegs statistisch nicht signifikant sind.

Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kältere; im typischen Temperaturbereich der Atmosphäre beträgt diese Zunahme etwa 7% pro °C Temperaturanstieg. Dieser physikalische Zusammenhang bedingt, dass wärmere Luft auch zur Bildung intensiverer Niederschläge fähig ist. Bei flächigen Niederschlagsereignissen wird die ausfallende Niederschlagsmenge vor allem durch den verfügbaren Wasserdampf bestimmt, daher dürften sich die Trends flächiger Starkniederschläge recht nahe an diese Zunahme von etwa 7% pro °C Erwärmung halten. Bei konvektiven Niederschlägen sind hingegen auch höhere Zunahmen möglich (und wurden zumindest für den Süden Österreichs auch schon nachgewiesen), weil die Kondensation von Wasserdampf große Energiemengen (in Form sogenannter „latenter Energie“) freiwerden lässt und Gewitter in einem wärmeren Klima überproportional stärker und damit effizienter in der Niederschlagsbildung macht. Der zusätzliche Wasserdampf in wärmerer Luft fällt allerdings nur dann auch wieder als (flächiger oder konvektiver) Niederschlag aus, wenn die Luft einer Hebung ausgesetzt wird.

Weitere Fakten zu diesem Thema siehe Artikel „Hochwasser".

Literatur:

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