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Klimafolgenmonitoring

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 2.1 - Klimatische Wasserbilanz

Einheit: [mm]
Stand: 31.12.2019
Indikatortyp (DPSIR): State
Datenquelle: DWD

Bezug zum Klimawandel

Die klimatische Wasserbilanz berechnet sich aus der Differenz von Niederschlag und Verdunstung. Die Temperaturzunahme als Folge der Klimaerwärmung wirkt sich unter anderem auf den Wasserdampfgehalt der Luft und auf die Zirkulationssysteme der Erde aus, so dass sich Niederschlagsmuster regional ändern können. Die Verdunstung ist direkt abhängig von der Temperatur. Die Temperatur ist die Leitgröße zur Beschreibung der anthropogenen Klimaveränderung. Sie wird direkt durch den anthropogen bedingten Anstieg der Treibhausgasgehalte in unserer Atmosphäre beeinflusst.

Definition und Berechnung

Die klimatische Wasserbilanz ist eine abgeleitete Größe, die sich aus der Differenz der Niederschlagshöhe und der potenziellen Verdunstung ergibt. Sie stellt eine quantitative Gegenüberstellung von Wassergewinn und -verbrauch in einem bestimmten Gebiet für einen festgelegten Zeitraum dar. Sie beschreibt auch, wie sich die meteorologischen Bedingungen auf den Bodenwasserhaushalt auswirken: Ist der Niederschlag größer als die Verdunstung, so ist die Wasserbilanz positiv und man spricht von einem humiden, also feuchten Klima. Den umgekehrten Fall nennt man trocken bzw. arid. Als Indikator wird das Gebietsmittel der klimatischen Wasserbilanz für Nordrhein-Westfalens pro Jahr verwendet.

Die Gebietsmittel werden aus Flächenkarten der klimatischen Wasserbilanz berechnet. Die Flächenkarten basieren auf Messungen und Modellsimulationen des Deutschen Wetterdienstes und wurden unter Berücksichtigung der Geländetopographie auf ein Raster von 1 km × 1 km interpoliert. Die Karten liegen in Jahres- bzw.- Monatsauflösung vor und beziehen sich auf den Zeitraum von 1961 bis heute. Zur Bestimmung der Gebietsmittel wurden die Flächenkarten über Nordrhein-Westfalen gemittelt.

Dargestellt wird die mittlere jährliche klimatische Wasserbilanz für Nordrhein-Westfahlen seit 1961 bis heute. Angegeben wird der Indikator in Millimeter (mm) Wassersäule pro Jahr. Dabei entspricht ein mm einem Liter pro Quadratmeter [l/m2]. Die Mittelwerte der Klimanormalperioden im Messzeitraum werden tabellarisch aufgelistet. Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach dem Mann-Kendall-Test. Ein signifikanter Trend wird als lineare Trendgerade in der Grafik dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung in mm über die Zeitreihe berechnet.

Zeitreihe und Trend

Im Jahresmittel ist die klimatische Wasserbilanz in Nordrhein-Westfalen positiv. Im Zeitraum 1961-2019 betrug das Gebietsmittel für NRW + 306 mm, im letzten 30-Jahr-Zeitraum von 1990-2019 + 297 mm.

Ebenso wie der Niederschlag ist auch die klimatische Wasserbilanz sehr starken jährlichen Schwankungen unterworfen. Deshalb sollten auch hier, ebenso wie beim Niederschlag, möglichst lange Zeitreihen betrachtet werden. Für den Zeitraum seit 1961 ist bisher kein signifikanter Trend nachzuweisen. Es ist darum auch keine Trendlinie in der Grafik eingezeichnet. Besonders auffällig ist das Jahr 2018, in der die klimatische Wasserbilanz in NRW erstmals einen negativen Wert aufweist. Das Jahr 2018 war auffällig warm und niederschlagsarm. 2019 liegt die klimatische Wasserbilanz dann mit 201 mm wieder im postitivem Bereich, aber wieder unter dem langjährigen Mittel.

Die klimatische Wasserbilanz weist sowohl eine hohe regionale als auch zeitliche Variabilität auf. Dies ist im Wesentlichen auf die starken Schwankungen der Niederschlagshöhe während eines Jahres zurückzuführen. Weiter hängt die Verdunstung sehr stark von der Temperatur sowie von der Einstrahlung ab.

Folgende Tabelle listet die Mittelwerte der klimatischen Wasserbilanz verschiedener 30-Jahr-Zeiträume sowie für den gesamten Messzeitraum auf:

Zeitraum Zeitreihe
ab 1961
1961-1990 1971-2000 1981-2010 1990-2019
Mittelwert [mm] 306 313 301 340 297

Grafische Darstellung

 

Abbildung  Klimatische Wasserbilanz [mm] ab 1961

 © LANUV NRW 2021

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