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1 | XX. Monat 2013 |
Dr. Johannes Franke
Raum-zeitliche Entwicklung des Starkregenverhaltens
Sachsen

2 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Datengrundlage, Definition, Verfahren
Ergebnisse
Zusammenfassung
Ausblick
Inhalt
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

3 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Zeitreihen täglicher Niederschlagssummen für ca. 20.000
Pseudostationen [1km-Rasterdaten
ReKIS (RaKliDa)], 1961-2015
objektivierte Bestimmung der rasterzellenbezogenen Analysedaten:
Perzentil-Ansatz
(R90p, R95p)
größten 24h-Regenhöhen
(partielle Serie)
Untersuchung der Analysedaten:
Kernschätzung
(Überschreitungswahrscheinlichkeit als Zeitfunktion)
Extremwertstatistische Analyse
Datengrundlage, Definition, Verfahren
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
[DVWK (2012): Starkregen in Abhängigkeit von Wiederkehrzeit und Dauer. Arbeitsblatt DWA-A 531, Hennef]
[Schaller A, Franke J, Bernhofer C (2016): Climate dynamics: temporal development of the occurrence frequency of heavy precipitation in Saxony, Germany. MetZ (sub.)]
[Schaller A (2013): Untersuchungen zu geänderten Starkniederschlägen aus gemessenen und modellierten Niederschlagszeitreihen. Diplomarbeit, TU Dresden]

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4 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Plausibilität Rasterdaten: 2001-2010 (exemplarisch)
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Raum-zeitlicher Zusammenhang der Schätzung mittels distanzabhängiger Korrelationsanalyse
(Zeitreihenkorrelation zwischen Rasterzellenpaaren), tagbasiert

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5 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Plausibilität Rasterdaten: 2001-2010 (exemplarisch)
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Abweichung (%) mittlerer Jahresgänge auf Basis von Monatssummen (aus Tagessummen
aggregiert) zwischen Schätzung und Stützstellen (lagekorrespondierend)

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6 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Reduktion Zeitreihen-Länge: auf 1961-1990 (WMO-Referenz)
Reduktion Zeitreihen-Argumente: ≥ 1mm pro Tag (lt. WMO)
Zeitreihe täglicher Niederschlagssummen
geordnet (Regenmengen ≥ 1mm/ Tag)
Perzentile R90p, R95p: Dresden-Klotzsche (exemplarisch)
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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7 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
zeitlich, gleitende Wichtungsfunktion mit den Parametern:
Bandbreite (wie viele Daten werden bei der Wichtung berücksichtigt)
Kernfunktion (Art der Wichtung, z.B.
Rechteck
- o.
Epanechnikov
-Kern)
Kernschätzung (Prinzip)
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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8 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: Regenmenge (mm/d), Jahr
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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9 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: Überschreitungstage (Anzahl)
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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10 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: mittlere Intensität (mm/d), Jahr
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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11 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Jahr
Überschreitungstage
mittlere Intensität
R90p, R95p: Überschreitungstage, mittlere Intensität
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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12 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: Überschreitungstage
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Jahr
R90p
R95p

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13 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: mittlere Intensität
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Jahr
R90p
R95p

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14 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: Verschnitt zu Kerngebieten
12:
1
6:
1
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Jahr
Überschreitungstage
mittlere Intensität

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15 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R95p: Überschreitungswahrscheinlichkeit
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Jahreszeiten
Frühjahr/ VP I:
weitgehend flächendeckend
Sommer/ VP II:
weitgehend flächendeckend
Herbst:
deutliche Zweiteilung Sachsens,
mit häufigeren westlich und
selteneren Ereignissen östlich
der Elbe
Winter:
stark heterogene Raumstruktur

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16 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Änderungen 1981-2010 vs. 1961-1990, Vegetationsperioden (VP)
VP I (Apr-Jun)
VP II (Jul-Sep)
R95p: Überschreitungswahrscheinlichkeit
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
-15 %
+18 %

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17 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Transekten
West-Ost
→ Görlitz
Nord-Süd
→ Fichtelberg
Zentral
→ Zinnwald
Ost
→ Löbau
R90p, R95p: zeitlicher Verlauf der Überschreitungswahrscheinlichkeit
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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18 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: zeitlicher Verlauf der Überschreitungswahrscheinlichkeit
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Nord-Süd-Transekt (T-Torgau, C-Chemnitz, F-Fichtelberg): Vegetationsperiode I (Apr-Jun)
R90p
R95p
C
T
F
1961

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19 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
R90p, R95p: zeitlicher Verlauf der Überschreitungswahrscheinlichkeit
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
Nord-Süd-Transekt (T-Torgau, C-Chemnitz, F-Fichtelberg): Vegetationsperiode II (Jul-Sep)
R90p
R95p
Periodizität / Zyklizität vs. Niveauverschiebung
C
T
F
1961

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20 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Vegetationsperiode II (Jul-Sep), 1961-2015
1961-2015
Δ AVG:
+14 %
+21 %
24h-Starkregen mit Wahrscheinlichkeitsaussage: Bsp. h
N
(24h,1a)
30,7 mm
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten
hN(24h,1a)
Regenhöhe (mm)
1961-2015
VP II

21 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Sichtbarmachung von Änderungen erfordert eine klimatologisch
gesicherte
Datengrundlage
, geeignete
Definitionen
&
Verfahren
Empfehlungen:
Plausibilisierung der Ergebnisse mittels unabhängier Verfahren
turnusmäßige Fortschreibung (z.B. 5 Jahre)
überwiegende
Zunahme
der
Auftretenshäufigkeit
und mittleren
Intensität
im Jahr
Differenzierung zwischen den Jahreszeiten
Zunahmen insbesondere während der Sommermonate (VP II, Sommer)
geht hier mit einer erhöhten Hitzebelastung einher!
Zusammenfassung
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

22 | 11. Mai 2016 |
Dr. Johannes Franke
Fortschreibung Starkregenanalyse (R90p, R95p)
Ergänzung der Analysen um den Zeitraum 1991-2015 (zu 1961/90,
1981/10)
Auswertung für Teilgebiete (Planungsverbände, Landkreise)
geplante Fertigstellung: November 2016 (Regionalveranstaltungen 2016/2017)
Ausblick
Sichtbarmachung von Änderungen im Starkregenverhalten

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23 | XX. Monat 2013 |
Dr. Johannes Franke
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Email: Johannes.Franke@smul.sachsen.de
Regionales Klimainformationssystem
Für Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen
www.rekis.org