Das Klima an einem Ort auf der Erde wird durch die Gesamtheit der meteorologischen Einflüsse bestimmt. Dies bedeutet, dass es nicht nur um die mittlere Temperatur oder den mittleren Niederschlag geht, sondern auch um alle anderen relevanten meteorologischen Einflussgrößen. Die bekannten Klima-Kategorien berücksichtigen allerdings meist wenige meteorologische Parameter, die insbesondere für die vorherrschende Pflanzen- und Tierwelt von Relevanz sind. Auch die typischen Variationen wie Jahres- und Tagesgänge gehören zur Klima-Definition, genau wie das Auftreten bestimmter Extremwerte in den einzelnen Größen. Um das Klima an einem Ort verlässlich abschätzen zu können, werden Messungen gebraucht, die einen ausreichend großen Zeitraum abdecken. Von der Weltorganisation für Meteorologie, der WMO, wurde festgelegt, dass hierzu bestimmte „Klimanormalperioden“ zu betrachten sind. Diese umfassen 30 Jahre, mit bestimmten Grenzen. Die Gesamtheit der Jahre 1961 bis 1990 und 1991 bis 2020 sind solche Normalperioden.
Das Klima auf der Erde hat sich in geologischen Zeiträumen erheblich gewandelt. Das liegt zum Beispiel an Veränderungen der Erdbahn um die Sonne, oder an der Verschiebung der Kontinente, die auch eine Verlagerung von äquatorialen Breiten in die polaren Klimabereiche beinhalten kann. Aber auch in historischen Zeiten kann man erhebliche Klimaschwankungen feststellen, indem zum Beispiel die Häufigkeit bestimmter Pflanzenarten anhand der Pollen in den neu gebildeten Erdschichten am Rand von Seen ausgewertet wird, und oder das Wachstum von Bäumen anhand von Baumringen. Mit diesen Schwankungen sind Auswirkungen auf das menschliche Leben verbunden, die man anhand von entsprechenden Aufzeichnungen und historischen Funden zuordnen kann.
Klimaprojektionen zeigen, dass die Region Berlin-Brandenburg, im Vergleich zu anderen Regionen in Deutschland, stärker vom Klimawandel betroffen ist. Die obere Abbildung zeigt, wie sich die klimatische Wasserbilanz (in mm) in Deutschland für die Zukunft entwickeln wird. Laut Prognose für 2041–2050 wird sich insbesondere in Berlin-Brandenburg diese weiter in den negativen Bereich bewegen.
Es werden verschiedene Modellszenarien für Temperatur und Niederschlag für Brandenburg diskutiert. Verschiedene Entwicklungspfade zeigen zum Bespiel an, wie sich unterschiedlicher Klimaschutz auswirken könnte.
Klima im SpreeWasser:N Projekt
Vorhersagen der Wahrscheinlichkeit von Dürre und Starkregen
Kurzfristige Wettervorhersagen über mehrere Tage sind heute schon sehr genau. Trotzdem ist es heute bei Ereignissen wie lokalem Starkregen noch nicht möglich, für diesen Zeitraum die betroffenen Orte und die Menge des Niederschlags genau vorherzusagen.
Dies gilt umso mehr für längerfristige Vorhersagen über einen Zeitraum von mehreren Wochen bis zu mehreren Jahren, und selbstverständlich auch für die Klimaszenarien, die meist bis zum Ende des laufenden Jahrhunderts reichen. Hier kann es nur darum gehen, Wahrscheinlichkeiten einzuschätzen. Ob und inwieweit eine Trockenperiode oder ein Starkregenereignis relevant ist, hängt nicht nur von der Dauer und Intensität ab, sondern zum Beispiel auch von der Jahreszeit des Auftretens.
Kleinräumige Extremereignisse sind Teil des Klimas einer Region. Sie sind selten, und treten nicht überall auf.
Dekadische Klimavorhersagen wie Klimaszenarien liefern keine genaue Vorhersage für einen bestimmten Zeitpunkt, sondern die Entwicklung der Wahrscheinlichkeit für Wetterzustände. Dies schließt auch die Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen ein.
Wetterprognosen für einen Zeitraum von wenigen Stunden erfolgen heute auf Basis der Wetterbeobachtungen, insbesondere des der Daten des Radarnetzes.
Zirkulationsmuster als Schlüssel zur Analyse von Trockenperioden
Im Arbeitspaket 2 “Klimatische und Hydrologische Extreme” wurden von der Freien Universität Berlin großräumige atmosphärische Zirkulationsmuster analysiert, um ihren Zusammenhang mit Trockenperioden besser zu verstehen. Zum Einsatz kam eine Klassifikation der Lamb Weather Types (Jones et al., 1993), basierend auf Bodendruckdaten und angepasst ans Untersuchungsgebiet. Sie unterscheidet 27 bis 54 Wetterlagen und eignet sich zur Beschreibung typischer Bedingungen während Dürren.
Ausgewertet wurden tägliche ERA5-Reanalyse-Daten (1940–2024). In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) lag der Fokus auf landwirtschaftlich relevanten Trockenphasen zwischen Mai und August, mit Blick auf den Wasserbedarf von Winterweizen.
Komposits der Anomalien des Bodendrucks (SLP; Isolinien) und des niederschlagbaren Wassergehalts der Atmosphäre (PRW; farbig) der Lamb-Wetterlagen, die während niederschlagsbasierter Dürreperioden signifikante positive Anomalien aufweisen (ganzjährige Analyse), auf Basis von ERA5
Dürreperioden wurden über zwei Ansätze identifiziert:
- Niederschlagsbasiert: ≥ 14 Tage mit < 1 mm Regen.
- SPEI-basiert: Mithilfe des Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, der Niederschlag und Verdunstung kombiniert.
Acht Wetterlagen traten während Dürre signifikant häufiger auf – meist unter Hochdruckeinfluss. Ein einfaches Vorhersagemodell, das auf diesen Wetterlagen basiert, erzielte eine 40 % bessere Trefferquote als eine Zufallsvorhersage.
Insgesamt zeigt die Analyse, dass bestimmte atmosphärische Zirkulationsmuster mit dem Auftreten von Dürre in enger Verbindung stehen. Durch die Kombination aus Wetterlagenklassifikation, Reanalyse-Daten und standardisierten Dürreindikatoren lassen sich robuste Zusammenhänge ableiten, die eine verbesserte Bewertung von Trockenrisiken ermöglichen – sowohl rückblickend als auch im Hinblick auf zukünftige Entwicklungen.
Autorin: Clara Hauke, FU Berlin
Alle gezeigten Messdaten sind Eigentum der FU Berlin und unterliegen den Urheberrechten. Sie können nach Anfrage an die SpreeWasser:N-Koordination ggfls. zur weiteren Verwendung zur Verfügung gestellt werden.
