Klimafolgenmonitoring

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 4.2 - Regenerosivität

Bezug zum Klimawandel

Die allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) ist ein empirisches Modell. In die ABAG gehen die Regenerosivität (R), die Bodenart (K), die Hanglänge (L) und -neigung (S), der Bedeckungs-/Bearbeitungsfaktor (C) und der Erosionsschutzfaktor (P) ein. Erosion wird demnach vor allem durch intensive Starkregen bei unzureichender Bodenbedeckung und entsprechender Hangneigung ausgelöst. Die Veränderung von Starkregenereignissen bzw. des Niederschlags kann direkte und indirekte Folge der Klimaerwärmung sein. Die Temperaturzunahme wirkt sich unter anderem unmittelbar auf den Wasserdampfgehalt der Luft und mittelbar auf die Zirkulationssysteme der Erde aus. In der Folge können sich Niederschlagsmuster regional ändern. Allerdings können Veränderungen in der Bewirtschaftungsweise regional unabhängig vom Klimawandel die Erosionsanfälligkeit verändern. Dies überlagert sich mit den Klimafolgen. Die Ursache-Wirkungsbeziehungen können deshalb sehr komplex sein.

Definition und Berechnung

Die Trendanalyse zur Veränderung der jährlichen Regenerosivität wurde aus hochauflösenden Niederschlagsdaten (5-Minuten-Werte) berechnet. Für den Zeitraum 1937-2007 lagen Daten von 10 Stationen im zentralen Ruhrgebiet, für den Zeitraum 1973-2007 von 53 Stationen aus ganz NRW vor. Für die Trendanalyse wurden nur die Monate April bis November berücksichtigt, da die R-Faktoren in den Wintermonaten aufgrund von Schneefall, Schneeschmelze, Messfehlern und Messausfällen mit einer großen Unsicherheit behaftet sind.

Dem LANUV liegen neben eigenen Niederschlagsdaten in mindestens einer Auflösung von 60 Minuten auch Daten von den Kommunen und den Wasserverbänden vor (insgesamt 531 Stationen). Zusätzlich stehen noch 774 Tagessummenstationen und die Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zur Verfügung . Diese werden jährlich aktualisiert. Von 144 Stationen liegen zeitlich hochaufgelöste (< 5 Minuten) Niederschlagszeitreihen vor. Aufgrund von Ausschlusskriterien (größere Datenlücken pro Jahr und im Gesamtzeitraum) konnten für die Auswertung nur eine deutlich geringere Anzahl von Stationen berücksichtigt werden.

Zur Berechnung der Regenerosivität wurden aus diesem Datenpool 10 Langzeitstationen (1937 - 2007) ausgewählt, die das Jahr 2007 beinhalteten und mindestens 70 Jahre umfassten. Diese liegen alle im zentralen Ruhrgebiet und werden von der Emschergenossenschaft und dem Lippeverband betrieben. Um eine räumlich differenziertere Aussage über die Entwicklung der Regenerosivität in der jüngeren klimatischen Vergangenheit zu bekommen, wurden in einem zweiten Schritt 53 Stationen (1973 - 2007) mit 35-jährigen Zeitreihen ausgewertet. Aufgrund der komplexen Berechnungvorschrift können die Daten nicht jährlich fortgeschrieben werden.

Die Ergebnisse stammen aus dem Projekt Einfluss des globalen Klimawandels auf die räumliche und zeitliche Variabilität der Niederschlagserosivität in NRW (LANUV 2010)

Zeitreihe und Trend

Im Zeitraum von 1973 bis 2007 war eine deutliche, hochsignifikante Zunahme der sommerlichen Regenerosivität (April bis November) von 20 % pro Dekade für zehn Messstationen im Ruhrgebiet festzustellen. Auswertungen von 53 weiteren für den Zeitraum 1973 bis 2007 verfügbaren Stationen bestätigten die Ergebnisse .

Die Auswertung des Zeitraums von 1937 bis 2007 zeigte eine signifikante Zunahme der Regenerosivität von etwa 4 % pro Dekade. Diese Entwicklung erfolgte jedoch nicht stetig, sondern in mindestens zwei Perioden mit einem Rückgang in den 1970er Jahren.

Abb.: Regenerosivität [R] in NRW ab 1973

Abb.: Regenerosivität [R] in NRW ab 1937