Die Ergebnisse zur deskriptiven Statistik und Trendanalyse

5.1 Die Entwicklung der erythemwirksamen UV-Tagesdosis in Europa

5.1.1 Die Analyse deskriptiv statistischer Maße und Trends anhand von

5.1.1.1 Die Ergebnisse zur deskriptiven Statistik und Trendanalyse

Die Abbildung 78 zeigt den saisonalen Verlauf der erythemwirksamen UV-Strahlung (Tagesdosis) zwischen dem 01.01.1984 – 01.08.2003 für DJF. Zur besseren Vergleichbarkeit werden alle Stationen in einer Diagrammfläche abgebildet. Entsprechend der kurzen und wenig intensiven Sonneneinstrahlung und der potentiell höheren Bewölkung (orographisch bedingt) kann Bergen (Norwegen) den geringsten Strahlungseinfall (x= 67 J/m²) während der Wintermonate verzeichnen. Zu erkennen ist, dass die Strahlungsintensitäten von der geographischen Breite abhängig sind, da beispielsweise die Mittelmeerstationen (z.B. Elba x= 505 J/m²) im Mittel die höchsten Intensitäten aufweisen. Zudem wird deutlich, dass die im Süden gelegenen Stationen (z.B.

Kreta υ = 41,1 %) einen im Vergleich geringeren Variationskoeffizienten aufweisen als die mittel- bzw. nordeuropäischen Stationen (z.B. Potsdam υ = 61,1). Allerdings haben sie eine höhere Standardabweichung (σ) (Kreta = 399 J/m², Potsdam = 122 J/m²).

Bergen Edinburgh Elba Faro Kreta Mallorca

Orlèans Potsdam Toledo Uppsala Westerland Zürich

Abbildung 78: Zeitreihe (1984 – 2003) des arithmetischen Mittels (tiefpassgefiltert) (DJF) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für alle Stationen.

In der Abbildung 79 sind die Zeitreihen für das Frühjahr, d.h. für die Monate März, April und Mai (MAM), aufgezeigt. Entsprechend des Sonnenstandes ist die einfallende Strahlungsenergie stärker als im Winter, was zu entsprechend höheren Werten für das

als im Winter. Als Beispiele können hier die Stationen Faro und Westerland dienen. Faro hat im Winter (DJF) einen mittleren Variationskoeffizienten von υ = 45,1 % (σ = 367 J/m², x= 814 J/m²), im Frühjahr (MAM) von υ = 33,9 % (σ = 953 J/m², x =2808 J/m²). Gleiches gilt für Westerland, denn der Variationskoeffizient beträgt im Winter υ = 81,3 % (σ = 109 J/m², x = 134 J/m²) und im Frühjahr υ = 62,3 % (σ = 921 J/m², x =1478 J/m²).

Bergen Edinburgh Elba Faro Kreta Mallorca

Orlèans Potsdam Toledo Uppsala Westerland Zürich

Abbildung 79: Zeitreihe (1984 – 2003) des arithmetischen Mittels (tiefpassgefiltert) (MAM) der erythem-wirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für alle Stationen.

Abbildung 79 verdeutlicht, dass es strahlungsintensive bzw. strahlungsarme Jahre gibt, die nicht regional begrenzt sind, sondern großräumig auftreten. Für die Jahre 1991 und 1997 ist dies gut zu erkennen; hier tritt insbesondere im Mittelmeerraum eine im Vergleich geringe bzw. hohe Strahlungsintensität auf. Der Jahreszeit entsprechend sind in den Sommermonaten (JJA) (Abbildung 80) die höchsten Werte der erythemwirksamen UV-Strahlung (Tagesdosis) an allen Stationen vorzufinden. Betrachtet man aber die Zeitreihen, so scheint es eine „Zweiteilung“ zu geben. Ansatzweise war dies auch schon für die Monate DJF und MAM erkennbar. So können die Stationen des Mittelmeerraumes (Faro, Toledo, Mallorca, Elba, Kreta) zusammengefasst werden, da sie sich in ihren Strahlungswerten von den anderen Stationen absetzen. Die Variabilität der Einstrahlung hat sich im Vergleich zum Winter verändert, da im Sommer die Stationen Mittel- und Nordeuropas tendenziell die höhere Standardabweichung aufweisen, im Winter jedoch die geringere. Am Beispiel Uppsala und Mallorca kann dies verdeutlicht werden. Uppsala hat im Winter (DJF) eine mittlere Standardabweichung von σ = 75 J/m² (x = 73 J/m²) im Sommer von σ = 841 J/m² (x = 2180 J/m²). Für Mallorca gilt im Winter eine mittlere

Standardabweichung von σ = 306 J/m² (x = 648 J/m²) im Sommer von σ = 772 J/m² (x = 3963 J/m²). Unter der Berücksichtigung des Variationskoeffizienten zeigt sich jedoch für Uppsala ein Koeffizient von υ = 102 % (DJF) bzw. υ = 47,22 % (JJA) und für Mallorca υ = 38,57 % (DJF) und υ = 19,48 % (JJA). Das heißt, dass zwar die absoluten Variabilitäten im Frühjahr größer sind, diese unter Berücksichtigung der Mittelwerte (d.h. der relativen Variabilität) kleiner sind, was am Variationskoeffizienten deutlich wird.

Bergen Edinburgh Elba Faro Kreta Mallorca

Orlèans Potsdam Toledo Uppsala Westerland Zürich

Abbildung 80: Zeitreihe (1984 – 2003) des arithmetischen Mittels (tiefpassgefiltert) (JJA) der erythem-wirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für alle Stationen.

Entsprechend der vorherigen Abbildungen ist in der Abbildung 81 der Verlauf der erythemwirksamen UV-Tagesdosis für die Monate SON erkennbar. Auch hier ist wiederum der Einfluss der geographischen Breite auf die Strahlungsintensität zu erkennen, wobei das Einstrahlungsniveau entsprechend der Jahreszeit im Vergleich zum Sommer wieder abgenommen hat und auch unterhalb dem des Frühjahrs liegt (z.B. Orléans MAM x = 1837 J/m², SON x =830 J/m²).

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

1984 1985

1986 1987

1988 1989

1990 1991

1992 1993

1994 1995

1996 1997

1998 1999

2000 2001

2002

J/m²

Bergen Edinburgh Elba Faro Kreta Mallorca

Orlèans Potsdam Toledo Uppsala Westerland Zürich

Abbildung 81: Zeitreihe (1984 – 2003) des arithmetischen Mittels (tiefpassgefiltert) (SON) der erythem-wirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für alle Stationen.

Die Abbildung 82 zeigt die Zeitreihen, nicht nach Jahreszeiten differenziert, sondern über das ganze Jahr gemittelt. In der Abbildung ist auch die erwähnte Abhängigkeit der Strahlungsintensität von der geographischen Breite gut zu erkennen. Allerdings macht beispielsweise der Vergleich zwischen Toledo und Faro deutlich, dass der Verlauf der Zeitreihen nahezu identisch ist, obwohl Faro deutlich weiter im Süden liegt, als Toledo.

Das Beispiel zeigt, dass die geographische Breite zwar eine große Rolle spielt, jedoch auch regionale Einflüsse (Orographie, Bewölkung, Emissionen, etc.) berücksichtigt werden müssen.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

1984 1985

1986 1987

1988 1989

1990 1991

1992 1993

1994 1995

1996 1997

1998 1999

2000 2001

2002

J/m²

Bergen Edinburgh Elba Faro Kreta Mallorca

Orlèans Potsdam Toledo Uppsala Westerland Zürich

Abbildung 82: Zeitreihe (1984 – 2003) des arithmetischen Mittels (tiefpassgefiltert) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für alle Stationen.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden keine Trendlinien bzw. Regressionsgeraden in die Abbildungen 78 – 82 projiziert, zumal auch nicht alle Zeitreihen einen signifikanten Trend aufweisen. Im Folgenden wird eine Auswahl von Zeitreihen aus den Abbildungen 78 – 82 (tiefpassgefiltert) gezeigt, die einen signifikanten Trend (auf dem 95 %-Niveau) vorweisen. Neben der Zeitreihe des saisonalen Mittels sowie der dazugehörigen Trendlinie wurde das arithmetische Mittel des Beobachtungszeitraumes hinzugefügt. Letzteres dient dazu, die Werteniveaus der Stationen miteinander zu vergleichen.

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel

Abbildung 83: Trend (1984 – 2003) (DJF) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für Mallorca (oben links), Toledo (oben rechts), Faro (unten links) und Westerland (unten rechts). Tiefpassgefiltertes arithmetisches Mittel.

In der Abbildung 83 ist der Trend der Stationen Mallorca (oben links), Toledo (oben rechts) Faro (unten links) und Westerland (unten rechts) abgebildet. Die Stationen Mallorca, Faro und Toledo können alle positive Trends aufweisen, was auch für die Stationen Elba und Kreta (ohne Abbildung) zutrifft. Westerland weist als einzige Station eine leicht negative Veränderung auf. Zu beachten ist die Skalierung (Ordinate) der Station Westerland, die sich von den anderen Abbildungen aufgrund des geringeren Werteniveaus unterscheidet.

Für die anderen Stationen in Europa kann keine Veränderung der erythemwirksamen UV-Tagesdosis für die Monate DJF festgestellt werden.

Etwas anders fallen die Trends bzw. Veränderungen für das Frühjahr (MAM) aus. Zur Veranschaulichung dient die Abbildung 84 mit den Stationen Faro (oben links), Mallorca (oben rechts), Orléans (unten links) und Toledo (unten rechts). Für das Frühjahr können nahezu alle Stationen einen positiven Trend aufweisen, auch wenn dieser nur schwach für die Stationen Edinburgh, Bergen, Uppsala, Westerland, Zingst und Kreta ausfällt (ohne Abbildung).

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel 0

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel

Abbildung 84: Trend (1984 – 2003) (MAM) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für Faro (oben links), Mallorca (oben rechts), Orléans (unten links) und Elba (unten rechts). Tiefpassgefiltertes arithmetisches Mittel.

Wie die Abbildung 84 zeigt, liegt vor allem für Mallorca ein starker Anstieg der erythemwirksamen UV-Strahlung vor. Betrachtet man vergleichsweise die Abbildung 79, so ist auch hier eine starke Zunahme der UV-Strahlung zwischen 1991 und 1997 zu erkennen, die sich auch in der Abbildung 84 wieder finden lässt. In der Abbildung 85 sind die Trends für die Stationen Orléans (oben links), Potsdam (oben rechts), Toledo (unten links) und Zürich (unten rechts) für die Monate JJA aufgezeigt. Alle vier Stationen weisen deutliche positive Trends auf, d.h. eine Zunahme der erythemwirksamen UV-Tagesdosis im Beobachtungszeitraum. Dies gilt insbesondere für Toledo und Potsdam. Die Stationen Edinburgh und Bergen können über den 20-jährigen Beobachtungszeitraum nahezu keine Veränderung in der Strahlungsintensität aufweisen; ein leicht (positiver) Trend ist für Kreta auszumachen (keine Abbildungen).

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel 0

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel

Abbildung 85: Trend (1984 – 2003) (JJA) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für Orléans (oben links), Potsdam (oben rechts), Toledo (unten links) und Zürich (unten rechts). Tiefpassgefiltertes arithmetisches Mittel.

Die Veränderungen für die Herbstmonate (SON) sind am Beispiel der Stationen Kreta und Zürich in der Abbildung 86 ersichtlich. Für Kreta ist ein schwach positiver Trend erkennbar.

Im Vergleich zu den anderen Stationen im Mittelmeerraum kann Kreta dennoch den stärksten Trend aufweisen. Betrachtet man die nördlich gelegenen Stationen, so fällt Zürich durch den negativen Trend auf. Etwas schwächer fällt dieser für die Stationen Westerland und Zingst aus (keine Abbildungen).

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel

Abbildung 86: Trend (1984 – 2003) (SON) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für Kreta (links) und Zürich (rechts). Tiefpassgefiltertes arithmetisches Mittel.

Wie schon in den Übersichten der Zeitreihen, wird zum Schluss die Entwicklung über das gesamte Jahr betrachtet (Abbildung 87). Auch hier werden vier Stationen gezeigt, die durch ihre Veränderung gegenüber den anderen hervorstechen.

Saisonales Mittel Mittel Beobachtungszeitraum Trend saisonales Mittel

Abbildung 87: Trend (1984 – 2003) der erythemwirksamen UV-Tagesdosis (J/m²) für Potsdam (oben links), Toledo (oben rechts), Faro (unten links) und Mallorca (unten rechts). Tiefpassgefiltertes arithmetisches Mittel.

Dabei handelt es sich um die Stationen Faro (oben links), Toledo (oben rechts), Potsdam

Obwohl alle Stationen über das Jahr gesehen eine Zunahme der erythemwirksamen UV-Tagesdosis verzeichnen, fällt der Trend an den Stationen Toledo, Faro und Mallorca deutlich aus. Vergleichbar mit Potsdam sind die Stationen Elba, Zürich, Orléans und Uppsala. Bei allen anderen Stationen liegt zwar ein positiver Trend vor, doch fällt dieser sehr schwach aus.

Im Dokument Der Einfluss des Klimawandels auf die Häufigkeit von Hautkrebserkrankungen (Seite 182-191)