Markantes Wetter 15 bis 25 l/m2 20 bis 35 l/m2 30 bis 50 l/m2 40 bis 60 l/m2 Unwetter 25 bis 40 l/m2 35 bis 60 l/m2 50 bis 80 l/m2 60 bis 90 l/m2 Extremes Unwetter > 40 l/m2 > 60 l/m2 > 80 l/m2 > 90 l/m2 Tabelle 1: Warnstufen des DWD bei verschiedenen Dauerstufen für Stark- und Dauerregen
Abbildung 7: Mittlere jährliche Anzahl der Heißen Tage
Allerdings spielen bei der Niederschlagsbildung zahlreiche weitere Faktoren und Prozesse eine wesentliche Rolle, die regionale Unterschiede bewirken. Nicht überall werden die Niederschläge im gleichen Maße zunehmen, in manchen Gebieten könnte es durchaus auch trockener werden.
Aufgrund der Messgegebenheiten wird dabei häufig zwischen Tagesniederschlagssummen und kürzeren Zeit-intervallen bis hinunter auf Dauerstufen von 5 Minuten unterschieden. Allerdings beschränken sich viele Untersu-chungen infolge der Datenverfügbarkeit auf eine minimale zeitliche Auflösung von 60 Minuten. Die Häufigkeit von Starkniederschlägen der Dauerstufe 24 Stunden (siehe auch Tabelle 1) hat in Deutschland in den vergangenen 65 Jahren im Winter bereits um rund 25 % zugenommen.
Für die Sommermonate ist dagegen bislang kein eindeuti-ger Trend auszumachen. Für die Intensität der Starknieder-schläge auf dieser Zeitskala gilt grundsätzlich Ähnliches.
Für die in Mitteleuropa vorwiegend im Sommerhalbjahr relevanten Starkniederschläge kurzer Dauerstufen gibt es dagegen insgesamt noch verhältnismäßig wenige
Erkenntnisse. Es existieren zwar einige Anhaltspunkte für eine Zunahme der Intensität konvektiver Ereignisse mit steigender Temperatur. Auf dieser Zeitskala be-steht aber noch Forschungsbedarf. Trendanalysen von Starkniederschlägen sind prinzipiell dadurch erschwert, dass die häufig besonders intensiven kleinräumigen Niederschläge nicht immer von den meteorologischen Stationen erfasst werden. Für die vergangenen rund 18 Jahre existieren zwar zusätzlich auch flächendecken-de Radardaten, für robuste Trendaussagen ist ein solcher Zeitraum aber noch zu kurz.
Radardaten haben aber erstmals ermöglicht, das tatsäch-liche Auftreten von Starkregen flächendeckend festzustel-len und auszuzähfestzustel-len. So zeigt die Abbildung 8 erstmals, dass die Stunden mit Starkniederschlägen besonders hoher Intensität von über 25 l/m² in 1 Stunde respektive über 35 l/m² in 6 Stunden in Deutschland (siehe Abbil-dung 8, Mitte) deutlich gleichmäßiger verteilt sind als die Gesamtstunden mit moderatem Starkregen (siehe Abbil-dung 8, links), dessen räumliche Verteilung stark an das Relief Deutschlands gebunden ist. Erstmals konnte damit Abbildung 8: Gesamtsumme der Niederschlagsstunden im Zeitraum von 2001 bis 2018, in denen die Warnschwellen des DWD überschritten wurden (Datenbasis bilden die quantifizierten Niederschlags-analysen der Daten des Wetterradarverbunds und der automatischen Ombrometer sowie der bereits eingebundenen Partnermessnetze der Bundesländer) (Quelle: DWD)
gezeigt werden, dass extreme kleinräumige Starkregen kurzer Andauer und mit hohem Schadenspotenzial in Deutschland jeden treffen können und somit kein Risiko sind, das nur den südlichen Ländern vorbehalten ist. Die zeitliche Verlängerung dieser Art der Starkregenanalyse wird in Zukunft auch eine Trendanalyse für diese Über-schreitungshäufigkeiten ermöglichen.
Trockenheit
Neben der Frage nach der Veränderung der Starknieder-schläge ist es insbesondere im Sommer auch von großer Wichtigkeit, inwieweit die Erwärmung mit einer zusätz-lichen Austrocknung der Böden einhergeht. Besonders betroffen von der Trockenheit ist die Landwirtschaft.
Spricht man in der Landwirtschaft von Trockenheit oder Dürre, so bezieht sich dies immer auf den Zustand der Pflanzen, die aufgrund fehlender Wasservorräte im Boden ihre Photosynthese-Aktivität stark einschränken müssen oder im Zweifelsfall ganz absterben können. Ge-ringe Wasservorräte im Boden können zum einen durch fehlende oder geringe Niederschläge, zum anderen durch hohe Verdunstungsraten der Pflanzen hervorgerufen werden, die bei trockener und warmer Witterung höher sind als bei kalt feuchten Bedingungen.
Ein idealer Zeiger für den Wasserversorgungsgrad der Pflanzen ist die Bodenfeuchte, die in Prozent nutzbarer Feldkapazität (% nFK) ausgedrückt wird. Die nFK ist ein relatives Maß für das Bodenwasser, das von der Pflanze
genutzt werden kann. Wenn die Bodenfeuchte unterhalb von 30 % bis 40 % nFK sinkt, nimmt die Photosynthese-Leistung und somit das Wachstum der Pflanze stark ab.
Umso länger die Pflanze in diesem Zustand bleibt, umso stärker kann sie geschädigt werden. Aus diesem Grunde wurde die Anzahl der Tage betrachtet, an denen die kri-tischen Bodenfeuchtewerte von 30 % nFK für die Kultur Winterweizen unterschritten wurde. Betrachtet wurde die Hauptwachstumszeit von Winterweizen, die in der Regel von März bis Juli oder August andauert. Außerdem hat auch die Art des Bodens einen großen Einfluss auf die Bodenfeuchte. Ein schwerer Boden (zum Beispiel sandi-ger Lehm) kann mehr Wasser für die Pflanzen zwischen-speichern als ein leichter Boden (zum Beispiel lehmiger Sand) und somit längere Trockenperioden überbrücken.
Wie in Abbildung 9 zu sehen ist, hat die mittlere Anzahl der Tage mit Bodenfeuchtewerten unter 30 % nFK in Deutschland sowohl für den schweren Boden (links) als auch für den leichten Boden (rechts) seit 1961 signifikant zugenommen. Durch die geringere Wasserspeicherkapa-zität des leichten Bodens ist hier die Anzahl der Tage, in denen der kritische Schwellenwert unterschritten wird, insgesamt höher als für den schweren Boden. Besonders betroffen von der zunehmenden Bodentrockenheit sind der Osten Deutschlands sowie das Rhein-Main Gebiet (siehe Abbildung 10).
Abbildung 9: Jährliche Anzahl der Tage mit Bodenfeuchtewerten unter 30 % nFK für Winterweizen auf schwerem Boden (sandiger Lehm, links) bzw. leichtem Boden (lehmiger Sand, rechts)
Abbildung 10: Mittlere jährliche Anzahl der Tage mit einer Bodenfeuchte unter 30 % nFK für Winter-weizen auf einem schweren Boden (oben, sandiger Lehm) und einem leichten Boden (unten, lehmiger Sand)