5.1 Die Entwicklung der erythemwirksamen UV-Tagesdosis in Europa
5.1.2 Die Analyse von Extremwerten der Zeitreihen
5.1.2.1 Die Ergebnisse zu Extremwerten und Überschreitungshäufigkeiten
Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts).
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Abbildung 88: Zeitreihe (MAM) (1984 – 2003) der 95 %- und 99 %-Perzentile für die Stationen Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts) in J/m².
Zunächst zeigt sich, dass in Potsdam, Orlèans und Zürich eine Zunahme beider Perzentile zu beobachten ist. Das bedeutet, dass die Extremwerte der erythemwirksamen UV-Tagesdosis in ihrer Intensität zunehmen. Beim Vergleich der Trendlinien wird deutlich, dass dies insbesondere auf das 99 %-Perzentil (Potsdam, Orlèans, Zürich) zutrifft.
Betrachtet man den Verlauf (z.B. 99 %-Perzentil Zürich) zeigt sich, dass Spitzenwerte von über 5200 J/m² (MAM) beobachtet werden können. Am Beispiel Orlèans zeigt sich jedoch, dass die Variabilität der Extremwerte zwischen 1984 – 2003 bis zu 1100 J/m² von Jahr zu Jahr betragen kann.
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Abbildung 89: Zeitreihe (MAM) (1984 – 2003) der 95 %- und 99 %-Perzentile für die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts) in J/m².
Wie auch die Abbildung 88 zeigt die Abbildung 89 die Zeitreihen (MAM) der Perzentile für die Stationen in Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts). Auffallend sind an allen Stationen, insbesondere an Faro, Toledo und Mallorca, die sprunghaft ansteigenden Werte beider Perzentile zwischen 1991 und 1997.
Dieser Anstieg ist andeutungsweise auch für die Station Zürich in der Abbildung 88 zu erkennen. Zudem sind in dem Jahr davor (1990) und danach (1998) sehr niedrige Werte ersichtlich, in denen beide Perzentile nahezu auf gleichem Niveau befinden (z.B. Toledo).
Unabhängig von dieser Tatsache ist an allen Stationen ein Anstieg der jeweiligen Extremwerte im gesamten Beobachtungszeitraum feststellbar (z.B. 95 %-Perzentil für Toledo).
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Abbildung 90: Zeitreihe (JJA) (1984 – 2003) der 95 %- und 99 %-Perzentile für die Stationen Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts) in J/m².
Die Abbildung 90 zeigt die 95 %- und 99 %-Perzentile der Stationen Westerland, Potsdam, Orléans und Zürich für die Monate JJA. Verglichen mit der Abbildung 89 (MAM) fällt auf, dass die Zeitreihen in den Sommermonaten einer geringeren Variabilität unterliegen als im Frühjahr. Dies war auch schon zuvor bei den Zeitreihen der arithmetischen Mittel erkennbar. Mit Ausnahme von Westerland, zeigen alle Stationen ein Anstieg der Perzentil- bzw. Extremwerte zwischen 1984 und 2003. In der Abbildung 91 sind die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts) für JJA abgebildet. Wie auch schon an den anderen Stationen (Ausnahme Westerland) ist hier eine Zunahme der Extremwerte vorzufinden. Auch hier wird die geringere Variabilität der Extremwerte im Vergleich zum Frühjahr ersichtlich. Beachtenswert ist zudem, dass die Perzentilwerte in den meisten Jahren relativ dicht beieinander liegen (z.B. Elba 1994 – 2003).
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Abbildung 91: Zeitreihe (JJA) (1984 – 2003) der 95 %- und 99 %-Perzentile für die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts) in J/m².
Die Abbildungen 88 – 91 haben den Verlauf der Extremwerte im Zeitraum von 1984 – 2003 aufgezeigt. Die Darstellungen können zwar eine Auskunft über die Intensität bzw.
über die Veränderung der Intensität der Extremereignisse geben, jedoch lässt sich keine Aussage über die (veränderte) Häufigkeit dieser Ereignisse treffen. Neben der Intensitätsveränderung ist gerade die Häufigkeit ein wichtiger Aspekt, um eine eventuell veränderte Gefährdung durch die UV-Strahlung quantifizieren zu können. Wie bereits in der Einleitung angedeutet, wurde dazu die Überschreitungshäufigkeit eines jeweiligen Perzentils berechnet. Die Häufigkeit wird mit der Anzahl der Tage in der jeweiligen Jahreszeit angegeben, an denen das Perzentil überschritten wird. Die folgenden Abbildungen sind prinzipiell so aufgebaut bzw. angeordnet wie die vorherigen (88 – 91), d.h. eine Abbildung beinhaltet vier Stationen und zwei (95 %- und 99 %) Perzentile. Mit Hinblick auf die Veränderung der Häufigkeiten wurde auch hier eine Trendlinie integriert.
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Abbildung 92: Anzahl der Überschreitungen der mittleren 95 %- und 99 %-Perzentile (MAM) (1984 – 2003) für die Stationen Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts).
Die Abbildung 92 zeigt die Anzahl der Perzentilüberschreitungen (MAM) für die Stationen Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts). Entsprechend des Schwellenwertes wird das 95 %-Perzentil häufiger überschritten als das 99 %-Perzentil. So wird beispielsweise das mittlere 95 %-Perzentil in Potsdam (3632 J/m²) im Jahr 1992 in den Monaten März, April und Mai insgesamt 12 Mal überschritten, das mittlere 99 %-Perzentil (3818 J/m²) 1 Mal. Für beide Perzentile ist eine Zunahme der Überschreitungshäufigkeit innerhalb des Beobachtungszeitraumes zu erkennen. Dies lässt sich auf das relativ konstante Überschreiten (vor allem beim 95 %-Perzentil) zwischen 1997 – 2003 (Beispiel Westerland) zurückführen.
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Abbildung 93: Anzahl der Überschreitungen der mittleren 95 %- und 99 %-Perzentile (MAM) (1984 – 2003) für die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts).
Vergleicht man die Abbildung 93 mit der Abbildung 92, fällt in erster Linie die geringere Anzahl von Überschreitungen während der Anfangsjahre des Beobachtungszeitraumes auf. Bis 1992 kommt es an allen Stationen zur Überschreitung des mittleren 95 %-Perzentils. Erst ab 1992 tritt eine Häufung der Überschreitungen beider Perzentile ein.
Zwischen 1992 und 1997 ist bei beiden tendenziell ein Maximum in der Überschreitungshäufigkeit zu erkennen. Auch im Jahr 2003 gibt es erhöhte Häufigkeiten des mittleren 95 %-Perzentils (vor allem Elba und Toledo). Elba fällt insofern auf, da das mittlere 95 %-Perzentil (4419 J/m²) im Jahre 1997 mit 20 Mal besonders häufig überschritten wurde.
Die Abbildung 94 und 95 zeigen die Anzahl der Perzentilüberschreitungen für die Monate JJA. Eine deutliche Veränderung ist für das mittlere 95 %-Perzentil an den Stationen Orléans und Zürich zu erkennen (Abbildung 94). Im Vergleich zu Westerland ist für Potsdam eine deutlichere Zunahme der Überschreitungshäufigkeiten erkennbar. Für Westerland zeichnet sich beim mittleren 99 %-Perzentils sogar eine Abnahme der Überschreitungshäufigkeit ab. Für die Stationen des Mittelmeerraumes (Abbildung 95)
zeigt sich ein ähnliches Bild wie im Frühjahr. Auch hier werden die mittleren Perzentile erst ab 1992 häufiger überschritten (Ausnahme 95 %-Perzentil).
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Abbildung 94: Anzahl der Überschreitungen der mittleren 95 %- und 99 %-Perzentile (JJA) (1984 – 2003) für die Stationen Westerland (oben links), Potsdam (oben rechts), Orléans (unten links) und Zürich (unten rechts).
Die Abbildung 95 zeigt, dass die Perzentile in den ersten acht Jahren des Beobachtungszeitraumes wenig überschritten wurden, sich die Überschreitungen dann aber häufen. Wie auch schon in der Abbildung 94 ist eine deutliche Häufung erst 1992 erkennbar. Am Beispiel Faro lässt sich hier verdeutlichen, dass es vereinzelt Jahre mit einer im Vergleich zu den anderen Jahren großen Überschreitungshäufigkeit gibt. In diesem Falle sind es die Jahre 1993 und 2003, in denen das mittlere 95 %-Perzentil (4715 J/m² bzw. 4563 J/m²) 16- bzw. 18 Mal in den Monaten JJA überschritten wurde.
Entsprechend der Schwellenwerte wird das mittlere 99 % -Perzentil (4578 J/m²) weniger häufig überschritten, dennoch zeigt sich auch hier eine Zunahme in der Überschreitungshäufigkeit im Beobachtungszeitraum.
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Abbildung 95: Anzahl der Überschreitungen der mittleren 95 %- und 99 %-Perzentile (JJA) (1984 – 2003) für die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Mallorca (unten links) und Elba (unten rechts).