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Trends der Niederschlagshöhe

<p>Seit 1881 hat die mittlere jährliche Niederschlagsmenge in Deutschland um rund 9 Prozent zugenommen. Dabei verteilt sich dieser Anstieg nicht gleichmäßig auf die Jahreszeiten. Vielmehr sind insbesondere die Winter deutlich nasser geworden, während die Niederschläge im Sommer geringfügig zurückgegangen sind.</p><p>Teilweise sehr regenreiche Jahre seit 1965</p><p>Die Zeitreihe der jährlichen Niederschläge in Deutschland (Gebietsmittel) zeigt einen leichten Anstieg, der mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 % statistisch signifikant ist. Dieser Anstieg ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass bis etwa 1920 nur selten überdurchschnittlich niederschlagsreiche Jahre aufgetreten sind. Im Anschluss an eine Übergangsphase mit mehreren leicht überdurchschnittlich feuchten Jahren traten ab Mitte der 1960er Jahre dann auch einige sehr regenreiche Jahre auf (siehe Abb. „Mittlere jährliche Niederschlagshöhe in Deutschland 1881 bis 2024). Dies entspricht genau der Zeit, seit der die Auswirkungen des Klimawandels global deutlich zu beobachten sind. Im globalen Durchschnitt steigt mit den Temperaturen auch die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verdunstung#alphabar">Verdunstung</a>⁠ von Wasser an, was in der globalen Summe zu größeren Niederschlagsmengen führt, jedoch mit regional und saisonal sehr großen Unterschieden - von Dürren bis Überschwemmungen.</p><p>Seit 2011 wurden in Deutschland einige ausgesprochen trockene Jahre beobachtet. In den Jahren 2023 und 2024 wurde jedoch überdurchschnittlich viel Niederschlag registriert. Der Niederschlagsüberschuss im Jahr 2024 resultierte vor allem aus den Monaten Februar, Mai und September. Im Mai kam es in Rheinland-Pfalz und im Saarland in Folge von Schauern und Gewittern zu Überschwemmungen. Ende Mai und Anfang Juni führten viele Flüsse in Baden-Württemberg und Bayern nach langanhaltenden Niederschlägen Hochwasser.</p><p>Noch stärker als bei den mittleren Temperaturen ist dieser Trend also nicht gleichmäßig in allen Jahreszeiten ausgeprägt. Er beruht im Wesentlichen darauf, dass die mittleren Winterniederschläge zugenommen haben. Im Winter 2023/2024 lag mit 279,7 mm Niederschlag die Abweichung zum historischen Referenzzeitraum 1881-1910 bei +131,5 mm. Frühling und Herbst zeigen ebenfalls eine leichte, aber im Gegensatz zum Winter nicht signifikante Zunahme, während die Niederschläge im Sommer geringfügig zurückgegangen sind (siehe nachfolgende Tabellen und Abbildungen).</p><p>Bemerkenswert ist aus klimatologischer Sicht, dass mit den Jahren 2023 und 2024 die Serie von sehr trockenen Jahren unterbrochen wurde. Mit dem Juni bzw. September wurden jeweils die niederschlagsreichsten 12-Monatsperioden beobachtet. Am Ende des Jahres lagen die Niederschlagsmengen wieder unter dem Durchschnitt</p><p>Mit 902 mm belegt 2024 auf der Rangliste der nassesten Jahre seit 1881 den 12. Platz (siehe Karte „Jährliche Niederschläge in Deutschland im Jahr 2024").</p><p>Bei der Betrachtung der Einzelmonate sind erhebliche Unterschiede erkennbar: Im Jahresverlauf wiesen 8 Monate überdurchschnittliche Niederschlagsmengen auf (Januar, Februar, April, Mai, Juni, Juli, September, Oktober) und 4 Monate unterdurchschnittliche Niederschläge (März, August, November, Dezember). Über das Jahr ergibt sich ein Niederschlagsüberschuss von 14 %.</p><p>Und auch regional unterscheidet sich die Niederschlagsverteilung im Jahr 2024 sehr stark: Besonders die Bundesländer im Nordwesten (Schleswig-Holstein, Niedersachsen, Rheinland-Pfalz) erreichten Platzierungen unter den zehn nassesten Jahren, während Sachsen nur auf Platz 88 von 144 Jahren landete (siehe Karte „Veränderung der jährlichen Niederschläge in Deutschland im Jahr 2024).</p><p><em>Wir danken dem </em><a href="https://www.dwd.de/DE/Home/home_node.html"><em>Deutschen Wetterdienst</em></a><em> für die Bereitstellung der Daten.</em></p>

Nürnberg: Wöhrder Wiese, Niederschlag

Tägliche Messung Niederschlag in mm am Standort Wöhrder Wiese auf Jahresbasis

Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)

Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.

Gemeinsame nationale Initiative zur Validierung von EarthCARE, Teilvorhaben DWD

Globale Abschätzung von Wassermangel in Karstregionen in Zeiten des globalen Wandels

Karst entsteht sich durch die Verwitterung von Karbonatgestein und erzeugt starke oberflächliche und unterirdische Heterogenität von hydrologischen Speicher und Fließprozessen. Ungefähr 7% bis 12% der Erdoberfläche besteht aus Karstgebieten und etwa ein Viertel der Weltbevölkerung ist ganz oder teilweise abhängig von Trinkwasser aus Karstgrundwasserleitern. Für die nächsten Jahrzehnte, Klimamodelle prognostizieren einen starken Temperaturanstieg und eine Abnahme von Niederschlagsmengen in vielen Karstregionen der Welt. Trotz dieser Vorhersagen gibt es nur wenige Studien, die die Auswirkungen des Klimawandels auf die Karstwasserressourcen abschätzen. Die ist hautsächlich auf das Fehlen von Messdaten und die inadäquate Abbildung von Karstprozessen in derzeit angewandten Ansätzen zur großskaligen Modellierung zurückzuführen. Das Ziel der beantragten Nachwuchsgruppe ist, die notwendigen Daten und Ansätze zur erstmaligen Abschätzung der gegenwärtigen und zukünftigem Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zur Verfügung zu stellen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, sind signifikante Fortschritte (1) zum Verständnis der Heterogenität von Karstregionen und zu deren Einarbeitung in hydrologische Modelle, (2) zum Upscaling von Beobachtungen auf der Einzugsgebietsskale für Anwendungen von Simulationsmodellen im globalen Maßstab, und (3) zum Vergleich der gegenwärtigen und zukünftigen Verfügbarkeit von Wasserressourcen mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf von Nöten. Im vorgeschlagenen Projekt sollen neuartige Ansätze zur Messung und Analyse hydrologischer Daten an fünf experimentellen Messgebieten, die in 5 verschiedenen Klimaregionen über den Globus verteilt sind (AU, D, ES, MX, UK), eingesetzt werden, um die Einflüsse der Heterogenität von Karstgebieten auf oberflächennahe Fließprozesse zu erkunden. Mittels einer neu entwickelten Karstdatenbank, welche beobachtete Zeitreihen von Karstquellenabflüssen enthält, und Rezessionsanalyse sollen die Heterogenität von Grundwasser und Abflussprozesse in verschiedenen Regionen der Welt charakterisiert werden. Dieselbe Datenbank, erweitert durch zusätzlich Abflussdaten auf Flussgebietsskale des Global Runoff Data Center (GRDC), soll zur Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Einbindung der neu gewonnenen Erkenntnisse in ein großskaliges Simulationsmodell speziell für Karstregionen angewandt werden. Dieses Modell soll letztendlich dazu benutzt werden, um (1) gegenwärtige und, gekoppelt mit Klimaszenarien, zukünftige Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zu erkunden, um diese (2) mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf zu vergleichen und von Wassermangel bedrohte Regionen zu identifizieren.

Dynamik des postglazialen Ökosystems südwestliche Ostsee - Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Umwelt und Biosphäre anhand organisch-wandiger und kieseliger Mikrofossilien

Die südwestliche Ostsee ist die Schlüsselregion für den Austausch von niedrigsalinem Oberflächenwasser und höhersalinem, sauerstoffreichem Bodenwasser zwischen der eigentlichen bzw. zentralen Ostsee und dem Skagerrak/Kattegat bzw. der Nordsee. Dieses System wird durch die Richtung und Intensität der Winde bestimmt und ist damit letztendlich durch das zyklonale Wettersystem des Nordatlantiks und die Golfstromaktivität kontrolliert. Die wesentliche Intention des beantragten Projektes ist die Untersuchung der Auswirkungen von holozänen Klimavariationen auf das Ökosystem Ostsee, welche sowohl durch die Sedimentabfolge als auch durch den Fossilinhalt reflektiert werden. Hierzu ist die Untersuchung der durch unterschiedliche Wind-/ Sturm- und Niederschlagsintensität hervorgerufenen Veränderungen der Salinität, der Nährstoffflüsse und des Sauerstoffgehalts der südwestlichen Ostsee vorgesehen. Diese können anhand organisch-wandiger und kieseliger Mikrofossilien, deren morphologischen Variationen, Arten-Sukzession und der chemischen Veränderungen bei der Einbettung nachgewiesen werden. Ziel dieses Projektes ist es, die Wechselwirkung zwischen Umwelt und Phyto-/Zooplankton im Ablauf der holozänen Entwicklungsgeschichte der südwestlichen Ostsee zu erfassen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind Grundlagen zur Differenzierung natürlicher und anthropogener Umweltveränderungen sowie Datenbasis zur Modellierung zukünftiger Umweltveränderungen durch Klimaschwankungen.

Ombrometermessnetz

Mit dem Aufbau eines landeseigenen Niederschlagsmessnetzes (Ombrometermessnetz) durch die UBG wird das hauptamtliche Niederschlagsmessnetz des Deutschen Wetterdienstes in Sachsen um 22 Messstellen ergänzt und eine regional verbesserte Messung der Niederschläge ermöglicht. Jede Messstelle ist mit einem hoch auflösenden automatischen Messgerät (Ombrometer) samt Datenfernübertragungstechnik ausgestattet. Die Messgeräte werden täglich durch Kontrollmessungen an einem Hellman-Regenmesser (mit Sammelkanne) durch einen Beobachter überprüft. Die Leistungen umfassen: - Einweisung und Kontrolle der Beobachter in Bezug auf Betrieb und Wartung der Messgeräte einschließlich Sicherstellung des Winterbetriebs und Messung des Wasseräquivalents der Schneedecke - Sicherstellung der direkten Übertragung der Niederschlagsmengen an das Landeshochwasserzentrum (LHWZ) - Instandhaltung der gesamten Technik.

Untersuchungen ueber den Stammabfluss an Baeumen

Es wird ein Zusammenhang zwischen der Morphometrie einer Reihe von Hauptholzarten und deren Stammabfluss hergestellt, um hieraus die wichtigsten bestandeshydrologischen Daten (Interzeption, Waldbodenniederschlag usw.) abzuleiten. Das Ziel der Untersuchung besteht darin, aufgrund von Luftbildaufnahmen, die die Morphometrie von Baeumen mit zu erfassen Imstande sind, Waldnettoniederschlagskarten zu fertigen, um die Wasserhaushaltsgroessen bewaldeter Gebiete genauer eingrenzen zu koennen.

Forschergruppe (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE), Teilprojekt: Hochwasserprozesstypen - Einflussgrößen und Veränderungen

Ziel des Projektantrages im Rahmen der DFG Forschergruppe ist die prozessbasierte Klassifizierung von Hochwasserereignissen in 1010 deutschen und österreichischen Einzugsgebieten im Zeitraum 1978-2013. Beispiel von Hochwassertypen sind z.B. Hochwasserereignisse aufgrund langanhaltender Niederschläge und hoher Vorbefeuchtung, Hochwasserereignisse aufgrund kurzer Starkniederschläge mit Oberflächenabfluss oder Schneeschmelzereignisse. Die Hochwasserereignisse werden anhand verschiedener Prozessindikatoren, wie z.B. Dauer, räumliche Überdeckung, Form der Abflussganglinie, Gebietszustand vor und während des Ereignisses (abgeleitet aus hydrologischer Modellierung) klassifiziert. Die Klassifikation erfolgt hierarchisch, d.h. für einzelne Ereignisse werden nacheinander die meteorologischen Ursachen, die Abflussbildungsprozesse und Routingprozesse, wie z.B. der Überlagerung von Abflusswellen aus Teileinzugsgebieten untersucht und in Klassen eingeteilt. Die Hochwassertypen ergeben sich dann aus Kombination der einzelnen Klassifikationen von Meteorologie, Abflussprozess und Abflussrouting. Um möglichst viele Ereignisse untersuchen zu können erfolgt eine automatische Klassifikation mittels der Abfrage verschiedener Indikatoren und einer Cluster Analyse. Der Klassifikationsalgorithmus wird anhand ausgewählter Ereignisse validiert und die Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Für jedes Gebiet wird die Auftretenshäufigkeit der einzelnen Hochwassertypen berechnet und deren raum-zeitliche Veränderungen analysiert. Mit Hilfe von Regressionsbäumen und Self-organising maps (SOM) wird der Zusammenhang der räumlichen Veränderungen der Auftrittswahrscheinlichkeiten einzelner Hochwassertypen und Gebietseigenschaften untersucht. Die Analyse der zeitlichen Veränderung der Hochwassertypen zielt auf die Frage, ob bestimmte Hochwassertypen wie z.B. Hochwasser aufgrund lokaler Starkregen in den letzten Jahren vermehrt auftreten. Die Ergebnisse des Projektes helfen die Hochwasserbemessung und das Hochwassermanagement zu verbessern, zeigen sie doch mit welche Arten von Hochwasserereignissen (inkl. Dauer, räumliche Überdeckung, Dynamik der Abflussganglinie, etc. ) in Gebieten zu rechnen ist. Anderseits hilft die Einteilung in Prozessklassen Klarheit in die Variabilität, Ähnlichkeit und Veränderungen von Hochwasserprozessen zu bringen. Eine Klassifikation erlaubt nur solche Ereignisse zu vergleichen, die ähnliche Prozessursachen haben. Die Analyse der raum-zeitlichen Variabilität der Eintrittshäufigkeit von Hochwassertypen erlaubt somit Änderungen in Prozessen besser zu erkennen und zu verstehen, selbst wenn kein klarer Trend in der Größe der Hochwasserabflüsse zu erkennen ist.

Forschergruppe (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE), Teilprojekt: Hydrologie extremer Hochwasser - Ereignisanalysen

In den letzten zwei Jahrzehnten ereigneten sich in Deutschland und Österreich eine Reihe extremer Hochwasser, die mit den größten derartigen Ereignissen seit Beginn der systematischen Abflussbeobachtungen zu Beginn des 20. Jahrhunderts vergleichbar waren, oder diese sogar in ihrer Größe überschritten. Derartige Rekordhochwasser unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht von kleineren Hochwasserereignissen. Das Ausmaß, die Dauer und die räumliche Ausdehnung eines extremen Hochwassers werden von einer Reihe von Faktoren (beispielsweise durch den Niederschlag und seine räumliche und zeitliche Verteilung, den Vorfeuchtebedingungen und den Einzugsgebietseigenschaften wie Flächennutzung, Böden, Flussnetzen und anderen) gesteuert. Das Zusammenwirken des Regens in seiner ereignisspezifischen räumlichen und zeitlichen Verteilung mit der Bodenfeuchte ist oft der auslösende Faktor, da es eine extreme Abflussbildung bedingt. Sobald eine Hochwasserwelle sich im Flussnetz stromabwärts bewegt, wird ihr weitere Verlauf durch die Wechselwirkungen zwischen der Abflussbildung in den verschiedenen Teilbereichen des Einzugsgebietes, der Überlagerung von Hochwasserwellen aus Zuflüssen und den zur Verfügung stehenden Retentionsvolumina in den Überschwemmungsgebieten bestimmt. Welche Kombinationen dieser Faktoren extreme Hochwasserereignisse bedingen, stellt eine wichtige und interessante hydrologische Frage dar. Oft werden nur einige dieser Faktoren die Hochwasserentstehung dominieren und selten werden alle diese Faktoren gleichzeitig im Bereich ihres Maximums auftreten. Große Realisierungen einiger Wirkungsfaktoren reichen aber in der Regel aus, um extreme Hochwasserereignisse zu bedingen. In diesem Projekt werden diese Faktoren und deren Kombinationen im Rahmen einer detaillierten Analyse von extremen Hochwasserereignissen in verschiedenen Regionen Deutschlands und Österreichs untersucht. Aus der Anwendung eines einheitlichen analytischen Rahmens sind weitergehende Einblicke in den Hochwasserentstehungsprozess zu erwarten. Die Ergebnisse der Ereignisanalysen können durch regionalen Vergleiche verallgemeinert werden. Die Erkenntnisse zur Steuerung der hydrologischen Prozesse der Hochwasserentstehung werden in einem neuen GIS-basierte deterministischen Modellen zusammengefasst, um so das Wissen über die Entstehung von extremen Hochwasserereignissen zu verallgemeinern und zu formalisieren.

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