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1
Klima und Umwelt
Abteilung Klima, Luft, Lärm, Strahlen
Außenstelle Leipzig
Kärnerstr. 68, 04288Leipzig
Pillnitzer Platz 3, 01326Dresden
www.dwd.de
www.smul.sachsen.de/lfulg
Bearbeiter: Falk Böttcher
Dr. Andrea Hausmann, Nadeshda Hilgenberg,
Ute Schreiber, Uwe Wolf (Klima)
E-Mail:
Falk.Boettcher@dwd.de
Andrea.Hausmann@smul.sachsen.de
Tel.:
034297 989-194
0351 2612-5100
Fax:
034297 989-274
0351 2612-5099
Martin Schmidt
Dr. Walter Schmidt, Bernd Krellig, Ellen Müller
Martin.Schmidt@dwd.de
(Landwirtschaft)
034297 989-196
Walter.Schmidt@smul.sachsen.de
Gerold Weber
035242 631-7200
Gerold.Weber@dwd.de
034297 989-100
Redaktionsschluss:
29.01.2014
2013 – Wetter trifft auf Klima
1
Methodik
Die hier vorgenommene Auswertung verschiedener Witterungselemente beruht auf den Messungen und Beobachtungen
an Wetterwarten, Wetterstationen und von phänologischen Beobachtern, die dem Netz des Deutschen Wetterdienstes
angehören. Für Lufttemperatur, Niederschlagsmenge und Sonnenscheindauer werden dabei die Daten von 30
ehrenamtlich bzw. hauptamtlich betreuten oder vollautomatischen Wetterstationen zugrunde gelegt, die sich auf dem
Gebiet des Freistaates oder nur wenige Kilometer außerhalb der sächsischen Grenzen befinden, aber naturräumlich und
damit auch klimatologisch zugeordnet werden können. Die Aussagen zur Phänologie beruhen auf Ergebnissen von 73
ehrenamtlichen phänologischen Beobachtern und vier hauptamtlichen DWD-Dienststellen, die ebenfalls phänologische
Beobachtungen durchführen.
Um die klimatologischen Unterschiede im Freistaat Sachsen herauszuarbeiten, wurde in Anlehnung an die naturräumliche
Gliederung eine Einteilung des Freistaates in 5 Gebiete (Nord, Ost, West, Mitte und Erzgebirge) vorgenommen. Die
Gipfellagen des Erzgebirges werden exemplarisch mit den Werten von der Wetterwarte auf dem Fichtelberg abgebildet.
Die Aussagen zum Jahr beziehen sich auf die zwölf Monate des Kalenderjahres. Die Daten zu den Jahreszeiten sind die
zusammengefassten Werte der Monate Dezember 2012 bis Februar 2013 für den Winter, März bis Mai für das Frühjahr,
Juni bis August für den Sommer und September bis November für den Herbst. Der für Vergleiche angewendete
klimatologische Referenzzeitraum ist die von der Weltorganisation für Meteorologie festgelegte Zeitspanne von 1961 bis
1990.
Um für die
Klimadiagnose
kürzerer Zeitabschnitte meteorologisch bedingte Schwankungen auszugleichen, werden
Mittelwerte oft jeweils über einen Zeitraum von 10 Jahren („dekadische Auswertung“) oder gleitend über 30 Jahre gebildet.
Auch die räumliche Repräsentativität der Daten, die gewählte Referenzperiode (1951-1980 oder 1961-1990) oder auch
die Länge der Zeitreihe können die Auswertung beeinflussen (
LfULG
).

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2
Zur klimatologischen Einordnung einzelner Jahre oder Jahreszeiten können Häufigkeitsverteilungen verschiedener
Zeitabschnitte herangezogen werden. Sofern zutreffend wird die geglättete Normalverteilung für die Zeiträume 1961-1990
und
1981-2010
betrachtet. Mit Bezug auf die Lufttemperatur erfolgt dann die Einteilung in die Kategorien „normal“ bzw.
„warm“, „sehr warm“ und „extrem warm“ bzw. spiegelbildlich in die Kategorien „kalt“, „sehr kalt“ und „extrem kalt“. Hierbei
werden folgende Grenzen zugrunde gelegt:
Anomalie zwischen 1 und 2 Standardabweichungen vom Normalwert 1961-1990-> „warm“ bzw. „kalt“ (je nach
Vorzeichen)
Anomalie zwischen 2 und 3 Standardabweichungen vom Normalwert 1961-1990-> „sehr warm“ bzw. „sehr kalt“
(je nach Vorzeichen)
Anomalie über 3 Standardabweichungen vom Normalwert 1961-1990-> „extrem warm“ bzw. „extrem kalt“ (je
nach Vorzeichen).
Fallen die beobachteten Werte in keine dieser Klassen, wird der betreffende Zeitraum mit „normal“ bewertet.
2
Meteorologische Bewertung
2.1
Lufttemperatur
Das meteorologische Jahr 2013 zeigte sich in allen Regionen Sachsens wiederum etwas zu mild (vgl. Abbildung 1).
Verglichen mit der Klimanormalperiode 1961-1990 waren Abweichungen der Jahresmitteltemperatur zwischen 0,3 K im
Erzgebirge und 0,6 K in Ostsachsen registriert worden.
Dabei wurden im Winter normale, im Erzgebirge bis in die Gipfellagen leicht zu kalte Werte gemessen. Das Frühjahr wich
in allen Regionen deutlich in die kalte Richtung ab. Dies ist vorzugsweise dem signifikant zu kalten „Märzwinter“ zu
verdanken. Der Sommer war in allen Regionen deutlich zu warm. Die Abweichungen betrugen 1 bis 2 K. Der Herbst war
etwas zu mild, auf den Gipfellagen der Mittelgebirge normal temperiert.
Abbildung 1:
Abweichungen vom langjährigen Lufttemperaturmittelwert in [K],
(Quelle Geobasisdaten: GeoSN)
An dieser Stelle sei zur Verdeutlichung nochmal ausdrücklich an Weihnachten 2012 erinnert: Am 25.12. wurden in
manchen Gegenden Höchsttemperaturen im Bereich von 15 Grad C erreicht. An einigen Wetterstationen wurden die
höchsten
jemals
in
einem
Dezember
gemessenen
Temperaturen
seit
dem
Beginn
der
dortigen
Wetterstationsaufzeichnungen registriert. Ab Mitte Februar begann sich aber die Witterung zu ändern: weg vom eher
milden Wetter und hin zum Winter. Die mittleren Februartemperaturen waren 2013 kälter als die Januarwerte – das ist
ungewöhnlich, denn normalerweise ist der Januar der kälteste Monat im Jahr. Waren die Wintermonate, wie bereits
festgestellt, noch eher von der normalen Sorte gewesen, so begann es im März unnormal zu werden. Im März 2013 gab
es Mitteltemperaturen, die teilweise kälter waren als der Dezember, Januar und Februar, die Abweichungen vom
Mittelwert lagen um -4 Kelvin. Damit war der März 2013 kein Frühlingsmonat, sondern ein Wintermonat. Und was für

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3
einer! Verbreitet gab es noch nie so einen kalten März seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Auch die
Tiefsttemperaturen von bis zu -20 Grad C waren vielerorts die kältesten, je gemessenen Tiefsttemperaturen eines März.
Es gab zwischen 23 und 31 Frosttage und zwischen 3 und 24 Eistage. Der Sommer startete im Juni zunächst noch kalt.
Doch im weiteren Verlauf sollte es einen heißen und vor allem trockenen Sommer geben. Insbesondere der Juli war um
gute zwei bis drei Kelvin wärmer als das langjährige Mittel temperiert gewesen. Ende des Monats wurden
Höchsttemperaturen von bis zu 36 Grad C gemessen. Örtlich gab es die höchsten, je in einem Juli gemessenen
Temperaturen seit dem Beginn der dortigen Wetteraufzeichnungen.
2.2
Niederschlag
Das Jahr 2013 war in allen Regionen zu niederschlagsreich. Während es in Ostsachsen – über die Fläche gemittelt – nur
6% mehr Niederschlag waren, konnten im Erzgebirge etwa 20% mehr Niederschlag registriert werden. In den anderen
Regionen schlug ein Überschuss von 10 bis 15% zu Buche (
vgl. Abbildung 2).
Abbildung 2:
Niederschlagsmenge in [%] vom Normalwert,
(Quelle Geobasisdaten: GeoSN)
Die innerjährliche Niederschlagsverteilung war – gemessen an den langjährigen Mittelwerten der Jahreszeiten – nicht
stark differenziert. Schaut man dann aber in einzelne Perioden oder Monate sind dann schon beträchtliche Unterschiede
zu erkennen. Ein Beispiel ist der Mai: Bis in die letzte Dekade war der Monat deutlich zu trocken und dann stellte sich die
Wetterlage drastisch um. In der Woche des Monatswechsels zum Juni gab es zwischen 50 und 200 Liter Regen auf den
Quadratmeter. Örtlich fielen sogar über 200 mm Regen in dieser Zeit (vgl. Abbildung 3) und lieferten damit die Vorlage für
das dann folgende drastische Hochwasserereignis.

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4
Abbildung 3:
Wochenniederschlagssumme Ende Mai 2013
Vom 02. bis 22.07. - mancherorts sogar noch darüber hinaus – gab es keine nennenswerten Niederschläge. Die oberste
Bodenschicht bis 20/30cm Tiefe wurde durch die hohe Verdunstung infolge der hohen Temperaturen und der
Sonneneinstrahlung nahezu komplett ausgetrocknet. Die vielerorts übernormalen Monatsniederschlagssummen des
September speisten sich zu einem beträchtlichen Teil aus der Niederschlagshöhe eines einzigen Tages (08./09.09.). Auch
im Oktober und November gab es vielerorts mehr Niederschlag als im Mittel. Das füllte gebietsweise die
Bodenwasservorräte ab Mitte November bis nahe an die Sättigung, zum Teil sogar bis zur Übersättigung auf.
Zusammenfassende Bewertungen von Lufttemperatur und Niederschlag enthalten die Thermopluviogramme für die vier
Jahreszeiten (Abbildung 40) und die beiden Vegetationsperioden (Abbildung 41) im Anhang.
2.3
Sonnenscheindauer
Westsachsen, die Mitte des Freistaates und das Erzgebirge wiesen, über das ganze Jahr betrachtet, nahezu normale
Sonnenscheindauern auf. Im Norden und Osten waren es weniger als 90 % der langjährigen Mittelwerte und auf den
Erzgebirgsgipfeln war eine fünfprozentige Einbuße der normalen Sonnenscheindauer zu registrieren
(vgl. Abbildung 4)
.
Das deutet auf eine höhere Auftrittswahrscheinlichkeit von Nebel im Kammbereich hin.
.

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5
Abbildung 4:
Sonnenscheindauer in [%] vom Normalwert,
(Quelle Geobasisdaten: GeoSN)
Im Winter war die Summe der Sonnenscheindauer mit rund 50 bis 130 Stunden (in ganzen drei Monaten!) die geringste
seit dem Beginn der Wetteraufzeichnungen. Der Mittelwerte wurde im Durchschnitt nur zu 55 % erreicht und damit war es
der dunkelste Winter seit guten 50 oder 60 Jahren. Das schon dadurch am Jahresbeginn aufgelaufene Defizit wurde
durch die Wirkung von Frühjahr und Herbst noch größer, so dass selbst etwa 1/5 mehr Sonnenschein im Sommer nichts
mehr herausreißen konnte.
2.4
Phänologie
Die phänologische Vegetationsperiode, die mit der Blüte der Salweide beginnt und mit der Blattverfärbung der Stieleiche
endet, dauert in Sachsen im Mittel zwischen 191 Tagen im Erzgebirge und 201 Tage im Norden des Freistaates.
Im Jahr 2013
(vgl. Abbildung 5)
waren insgesamt im Tiefland deutliche Verkürzungen zu sehen. Im Osten und Norden des
Freistaates waren es zwischen 3 und 4 Wochen, im Westen und in der Mitte 1 bis 2 Wochen. Im Erzgebirge gab es nur
eine Verkürzung von drei Tagen. Grund für die Verkürzung ist der späte Vegetationsbeginn (15 bis 20 Tage) und ein im
Norden und Osten verfrühter Blattfall der Stieleiche. In der Mitte und in Westsachsen fielen die Stieleichenblätter nahe am
normalen Zeitpunkt und im Erzgebirge geschah dies später als normal. In der landwirtschaftlichen Phänologie zog sich die
frühjahrsbedingte Verspätung ebenfalls durch das ganze Jahr. Der erste Frühlingsmonat fiel im Prinzip als
Vegetationsbeginn komplett aus. Der aufgelaufene Entwicklungsrückstand bis Mitte April war enorm: je nach Region gab
es einen Verzug von bis zu vier Wochen. So begann das Grünlandwachstum in unserer Region nicht wie üblich Ende
zweiter/Anfang dritter Märzdekade, sondern erst gegen Mitte April. Die Grünlandtemperatursumme nach ERNST &
LOEPER lag beispielsweise am 09.04.2013 noch unter 100 K – zum Vergleich: 2012 waren es am selben Datum bereits
zwischen 250 und 400 K gewesen. Diese Verzögerung wirkte sich natürlich auch auf die Bestellung der Sommerkulturen
aus. Sommergetreide wie Hafer oder Sommergerste sowie Zuckerrüben kamen um gute zwei bis drei Wochen später in
die Erde als sonst. Wertvolle Vegetationszeit ging dadurch verloren. Die trocken-warme Zeit im Juli hatte auch Nachteile.
Schädlich war das vor allem für die Sommerungen Mais, Zuckerrüben und Kartoffeln, die in dieser Zeit dringend
Niederschlag benötigt hätten! Man denke da insbesondere an die Blüte der Kartoffel und des Mais, die teilweise in diesen
Zeitraum hineingefallen sind. Günstig waren die trockenen Bedingungen hingegen für die Abreife der Winterkulturen und
für
die
weitestgehend
von
meteorologischen
Einflüssen
unterbrechungsfreie
Erntezeit.
Der
entstandene
Entwicklungsrückstand konnte aber auch durch den warmen Sommer nicht in Gänze aufgeholt werden: Die Sommerlinde
begann um gut eine Woche verspätet mit der Blüte, die rote Johannisbeere, die Süßkirsche und der Apfel waren auch um
gut ein bis zwei Wochen später pflückreif als normal. Der September brachte eine vergleichsweise langsame

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6
Vegetationsentwicklung. Zudem verlief die Entwicklung der Wintersaaten recht ungleichmäßig. Die niederschlagsbedingt
hohen Bodenwassergehalte waren verantwortlich für Verzögerungen bei der Ernte des Silo- und Körnermaises sowie der
Zuckerrüben. Sehr kalte Nachttemperaturen und Kahlfrost beendeten vom 25. bis 27.11. jegliche Pflanzenvegetation.
Abbildung 5:
Abweichungen der Länge der phänologischen Vegetationsperiode vom Normalwert in [d],
(Quelle Geobasisdaten: GeoSN)
3
Klimatologische Bewertung
3.1
Langjähriger globaler und regionaler Trend der Lufttemperatur
Die Globaltemperatur über Land ist seit Beginn der Messreihe 1880, die mit der fortschreitenden Industrialisierung zu-
sammenfällt, bis 2013 um ca. 1,2 K angestiegen (NASA). Die Globaltemperatur für die Kombination von Land- und
Ozeanoberfläche nahm bis 2012 um 0,85 K zu (Schwankungsbereich: 0,6 bis 1,06 K). Mit einer Wahrscheinlichkeit von
mehr als 95 % ist der menschliche Einfluss – insbesondere der Ausstoß von Treibhausgasen – die Hauptursache für die
Erwärmung seit der Mitte des 20. Jahrhunderts. (IPCC, 2013)
Die vergangenen drei Jahrzehnte waren in Sachsen und Deutschland – wie weltweit - wärmer als alle vorhergehenden
(vgl. Abbildung 6). In den vergangenen 15 Jahren ist die Temperatur langsamer gestiegen als zuvor. Gründe werden in
kurzfristigen internen Schwankungen des Klimasystems, einer verringerten Sonnenaktivität und der Verstärkung des
kühlenden Effekts durch Aerosole aus Vulkanausbrüchen gesehen (IPCC, 2013).
Die angepassten Normalverteilungen der Jahresmitteltemperatur in Sachsen für Klimareferenzperiode und den Zeitraum
1981 – 2010 lassen Tendenzen zu höheren Temperaturen und einer breiteren Verteilung der Daten erkennen. 2013 war
allerdings fast ein „normales“ Jahr (vgl.
Abbildung 7
). Auch die langjährigen Beobachtungsdaten für den Freistaat
Sachsen weisen ab Ende der 1980er Jahre einen deutlichen Temperaturanstieg auf, wobei sich um das Ende des
20. Jahrhunderts die warmen Jahre zu häufen begannen (vgl.
Abbildung 8
).
Der Erwärmungstrend in Sachsen weist bei feinerer räumlicher und zeitlicher Auflösung deutliche Unterschiede auf (vgl.
Abbildung 8
und Abbildung 9). Im Flächenmittel ist die Jahresmitteltemperatur von 8,1°C (1961-1990) auf 8,7°C (1981-
2010) gestiegen. Die größten Temperaturzunahmen traten im Frühling (
Abbildung 10
) und Sommer (
Abbildung 11
) auf.
Hier beträgt der Temperaturanstieg im Flächenmittel +0
,8 K. Das Tiefland und die Elbtalweitung sind am stärksten von
dem Erwärmungstrend betroffen. (TU, 2013)
Schwankungen und Änderungen in der atmosphärischen Zirkulation werden den regionalen und zeitlichen Verlauf des
generellen Erwärmungstrends in Sachsenweiterhin wesentlich prägen.

image
7
Abbildung 6:
Anomalie der dekadischen Jahresmitteltemperatur 1881-2013 in Sachsen im Vergleich zu
Deutschland und weltweit (Bezugszeitraum 1951-1980
1
;
Datenquellen: DWD für Deutschland und Sachsen (2013:
vorläufige Werte), NASA für Nordhemisphäre und global)
Abbildung 7:
Angepasste Normalverteilungen der Jahresmittel-Lufttemperatur in Sachsen;
Datenquelle: DWD;
1996: kältestes, 2008: wärmstes Jahr seit 1961
1
Der Bezugszeitraum weicht wegen der Verfügbarkeit nordhemisphärischer Daten vom Referenzzeitraum ab.
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1881-1890
1891-1900
1901-1910
1911-1920
1921-1930
1931-1940
1941-1950
1951-1960
1961-1970
1971-1980
1981-1990
1991-2000
2001-2010
2003-2012
2004-2013
[K]
Dekadische Anomalie der Jahresmitteltemperatur
Bezugszeitraum: 1951-1980
Sachsen
Deutschland
Nordhemisphäre über Land
global über Land

image
image
image
image
image
8
Abbildung 8:
Jahresmitteltemperatur in Sachsen 1881-2013;
Datenquelle: DWD; Jahreswerte (blau) und gleitendes
Mittel über 30 Jahre (schwarz); 2013: vorläufige Werte
Abbildung 9:
Flächenhafte Verteilung der Jahresmittel- Lufttemperatur TM [°C] in Sachsen
1981 – 2010 (rechts)
mit der Klimareferenzperiode 1961 – 1990 (links),
Quelle: TU, 2013
Abbildung 10:
Flächenhafte Verteilung der Frühlings- Lufttemperatur TM [°C] in Sachsen
1981 – 2010 (rechts)
mit der Klimareferenzperiode 1961 – 1990 (links),
Quelle: TU, 2013
5
6
7
8
9
10
11
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
[°C]

image
image
9
Abbildung 11:
Flächenhafte Verteilung der Sommer- Lufttemperatur TM [°C] in Sachsen
1981 – 2010 (rechts) mit
der Klimareferenzperiode 1961 – 1990 (links),
Quelle: TU, 2013
3.2
Langjähriger Trend des Niederschlags in Deutschland und Sachsen
Der Niederschlag ist u. a. von der Seehöhe und von regionalen Besonderheiten, wie etwa Luv-Lee-Effekten von Gebirgen
oder der Nähe zum Meer, abhängig. Niederschlag weist eine größere räumliche und zeitliche Variabilität auf als die
Temperatur. Die Veränderungen des Niederschlags sind deshalb wesentlich schwieriger zu charakterisieren als die
Temperaturänderungen.
In Sachsen waren die mittleren Abweichungen des Jahresniederschlages vom Referenzzeitraum bis 1960 positiv, für
Deutschland negativ. Danach ist eine größere Variabilität in den dekadischen mittleren Werten zu beobachten (
Abbildung
12; Hinweis: Einzelereignisse, wie z. B. die Hochwasser 2002 und 2013, beeinflussen diese kurzzeitigeren Auswertungen
deutlich
). Die Absolutwerte der Niederschlagsdaten für Sachsen zeigen für 1981 -2010 im Vergleich zu 1961 – 1990 eine
leichte Zunahme (
Abbildung 13
), für den gesamten verfügbaren Zeitraum seit 1881 jedoch noch einen leichten Rückgang
(
Abbildung 14
). 2013 war ein zwar niederschlagsreiches, aber noch „normales“ Jahr (
Abbildung 13
).
Abbildung 12:
Dekadische Anomalie
des mittleren Jahresniederschlags1881-2013in Sachsen im Vergleich zu
Deutschland;
Datenquelle: DWD (2013: vorläufige Werte)
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
1881-1890
1891-1900
1901-1910
1911-1920
1921-1930
1931-1940
1941-1950
1951-1960
1961-1970
1971-1980
1981-1990
1991-2000
2001-2010
2003-2012
2004-2013
[mm]
Dekadische Anomalie des mittleren Jahresniederschlages
Referenzzeitraum: 1961-1990
Sachsen
Deutschland

image
10
Abbildung 13:
Angepasste Normalverteilungen des Jahresniederschlags in Sachsen;
Datenquelle: DWD
Abbildung 14:
Jahresniederschlag in Sachsen 1881-2013;
Datenquelle: DWD; Jahreswerte (blau) und gleitendes
Mittel über 30 Jahre (schwarz); 2013: vorläufige Werte
In den Tieflandregionen Sachsens gibt es weniger Wolken und deshalb deutlich weniger Niederschlag als in den Berg-
und Kammlagen. Im Leipziger Raum gibt es auch durch die Lage im Lee des Harzes weniger Niederschläge.
Im Zeitraum 1981 bis 2010 wurde bei insgesamt zunehmenden mittleren Jahresniederschlägen (+ 3 %; Abbildung 15)
eine regional unterschiedlich ausgeprägte Tendenz der innerjährlichen Umverteilung des Niederschlages erkennbar. Im
400
500
600
700
800
900
1:000
1:100
1881 1891 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011
[mm/a]

image
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11
Frühjahr gingen die Niederschläge zurück, vor allem in West- und Ostsachsen. Im Sommer, Herbst (außer in Ostsachsen)
und Winter traten in der Mehrzahl der Gebiete steigende Niederschläge auf.
Als kritisch – vor allem für den landwirtschaftlichen Ertrag - zu bewerten ist die in ganz Sachsen zu beobachtende
Niederschlagsabnahme in der Vegetationsperiode I (April bis Juni; Abbildung 16), zum Beispiel
um rund 10 % an der
Station Görlitz in den letzten 35 Jahren (
Abbildung 17).
Beim Vergleich der beiden Zeiträume 1981-2010 gegenüber 1961-1991 ist der Einfluss auftretender Einzelereignisse zu
beachten. So wirken sich beispielsweise extreme Ereignisse wie z. B. die Niederschläge des 12.08.2002 oder das
Trockenrekordjahr 2003 auf die oben genannte Statistik aus.
Abbildung 15:
Flächenhafte Verteilung des korrigierten Jahres-Niederschlags RK
2
[mm] in Sachsen1981 – 2010
(rechts) mit der Klimareferenzperiode 1961 – 1990 (links),
Quelle: TU, 2013
Abbildung 16:
Niederschlag in der Vegetationsperiode I in Sachsen 1881-2013;
Datenquelle: DWD; Jahreswerte
(blau) und gleitendes Mittel über 30 Jahre (schwarz); 2013: vorläufige Werte
2
Dargestellt ist der um den windbedingten Messfehler korrigierte Niederschlag (Verfahren nach Richter). Diese
Korrektur kann für Betrachtungen zum Wasserhaushalt angewendet werden.
75
125
175
225
275
325
375
1881
1891
1901
1911
1921
1931
1941
1951
1961
1971
1981
1991
2001
2011
RR in VP I [mm]

12
Abbildung 17:
30-jährig gleitendes Mittel des Niederschlags in der Vegetationsperiode I (April bis Juni) in
Görlitz und auf dem Fichtelberg 1934 –
2013;
Datenquelle: DWD, 2013: vorläufige Werte
3.3
Langjähriger Trend der Sonnenscheindauer in Deutschland und Sachsen
Die Zeitreihen für Deutschland und Sachsen im Hinblick auf die Sonnenscheindauer reichen nicht so weit zurück wie die
für Lufttemperatur und Niederschlag. Sowohl die dekadische Anomalie (
Abbildung 18
) als auch die angepassten
Normalverteilungen für Klimareferenzperiode und den Zeitraum 1981-2010 (
Abbildung 19
) und die Absolutwerte
(
Abbildung 20
) zeigen eine zunehmende Tendenz ab Mitte der 80er Jahre. Besonders sonnenscheinreich waren in
Sachsen die Jahre 2003 bis 2012. 2013 war hinsichtlich der Jahres-Sonnenscheindauer ein normales, leicht
unterdurchschnittliches Jahr.
Abbildung 18:
Dekadische Anomalie
der mittlerenJahressonnenscheindauer1951-2013in Sachsen im Vergleich
zu Deutschland;
Datenquelle: DWD (2013: vorläufige Werte)
y = -0.89x + 307.25
y = -0.67x + 200.71
160
180
200
220
240
260
280
300
320
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
RR in VP I [mm]
Fichtelberg
Görlitz
Linear (Fichtelberg )
Linear (Görlitz)
-100
-50
0
50
100
150
200
250
1951-1960
1961-1970
1971-1980
1981-1990
1991-2000
2001-2010
2003-2012
2004-2013
[h]
Anomalie der mittleren Jahressonnenscheindauer
Referenzzeitraum: 1961-1990
Sachsen
Deutschland

image
13
Abbildung 19:
Angepasste Normalverteilungen der Jahressonnenscheindauer in Sachsen;
Datenquelle: DWD
Abbildung 20:
Jahressonnenscheindauer in Sachsen 1951-2013;
Datenquelle: DWD; Jahreswerte (blau) und
gleitendes Mittel über 30 Jahre (schwarz); 2013: vorläufige Werte
Die Sonnenscheindauer kann auch als relative Größe, d. h. als Verhältnis von maximal möglichen zu
tatsächlich aufgetretenen Sonnenscheinstunden ausgedrückt werden (relative Sonnenscheindauer).
Am häufigsten scheint die Sonne im Tiefland, mit zunehmender Höhe (mehr Wolken bzw. Niederschlag)
nimmt die Sonnenscheindauer ab. Zusätzlich weist der Osten Sachsens eine hohe relative
Sonnenscheindauer auf, da dieser weniger vom Meer und Niederschlägen beeinflusst ist. Im Flächenmittel
überwiegen die Gebiete mit Zunahme des relativen Sonnenscheins. Die relative Sonnenscheindauer steigt in
1:200
1:300
1:400
1:500
1:600
1:700
1:800
1:900
2:000
2:100
2:200
1951
1961
1971
1981
1991
2001
2011
[h/a]

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14
Sachsen von 32 % (1961-1990) auf 34 % (1981-2010). Nur für das Elbsandstein-, Mittel- und Osterzgebirge
war eine leichte Abnahme zu verzeichnen. (TU, 2013)
Abbildung 21:
Flächenhafte Verteilung der relativen Sonnenscheindauer relSD [%] in Sachsen 1981 – 2010
(rechts) mit der Klimareferenzperiode 1961 – 1990 (links),
Quelle: TU, 2013
3.4
Tendenzen aus Klimaprojektionen für Sachsen, Einordnung der langjährigen Entwicklung
Den Aussagen zu möglichen Spannbreiten der Klimaentwicklung in Sachsen bis 2100 (
Klimaprojektion
) liegen mehrere
Klimamodelle (globale und regionale), Szenarien des anthropogenen Ausstoßes von Treibhausgasen und
Randbedingungen zugrunde (sog. Ensembleansatz). Damit wird versucht, auf die naturgemäß vorhandene Unsicherheit
einzugehen. Die folgenden Projektionsergebnissen beruhen noch auf Modellen, die Annahmen zum Treibhausgasausstoß
treffen,
nicht
auf
den
neuen
sog.
RCP-Szenarien
3
,
die
Vorstellungen
über
die
Entwicklung
der
Treibhausgaskonzentrationen beinhalten. Deren Berücksichtigung für Sachsen ist Gegenstand laufender und geplanter
Projekte.
Die bisher beobachtete Zunahme der
Jahresmitteltemperatur
wird sich nach den Ergebnissen der Projektionen des
regionalen Klimas für Sachsen bis 2100 auch in Zukunft fortsetzen. Alle untersuchten Modelle liefern eine Zunahme der
Jahresmitteltemperatur (um ca. 2,2 bis 3,8 °C; Abbildung 22). Beim
Niederschlag
weisen die Modelle - außer für den
Winter/Winterhalbjahr - überwiegend eine Abnahme der Jahressumme aus (um -5 bis -20 %; Abbildung 23). Die
langjährige Tendenz seit 1881 würde sich dann fortsetzen. Die zuletzt für das 30-jährige Mittel beobachtete
Niederschlagszunahme gegenüber der Referenzperiode wäre ein Indiz für die natürliche Variabilität des Klimas. Die
beobachtete Zunahme der
Sonnenscheindauer
setzt sich nach den Projektionsergebnissen ebenfalls fort. Die meisten
Modelle weisen im Jahresdurchschnitt für Sachsen eine Zunahme aus (Abbildung 24). Für das Sommerhalbjahr, Frühling,
Sommer und die Vegetationsperiode I gibt es größere Unterschiede in den Modellergebnissen. Für Winterhalbjahr, Herbst
und Winter liegen die Modellergebnisse in einem engeren Bereich zusammen. (Seidel, 2012)
Aus der
Witterung
eines Jahres
können selbstverständlich
keine Tendenzen für die Zukunft
abgeleitet werden.
Lediglich als Beispiel für die natürliche Variabilität des Klimas kann 2013 mit Messwerten der Vergangenheit und
Projektionen für die Zukunft verglichen werden. Abbildung 25 vermittelt davon einen Eindruck.
Die Jahreswerte für Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer für Sachsen lagen 2013 alle innerhalb einer
Standardabweichung vom Referenzwert 1961 – 1990. In dieser Hinsicht war 2013 kein „Jahr der Extreme“. Allerdings gab
es 2013 auch mehrere Episoden mit z. T. extremen Witterungsbedingungen. Drei Beispiele enthält Kap. 3.5.
3
Die RCP-Szenarien wurden mit gekoppelten Energie-Ökonomie-Klima-Landnutzungs-Modellen entwickelt. Im Ergebnis
sind 4 unterschiedliche Trajektorien für die Entwicklung der Treibhausgaskonzentrationen bis 2100 entstanden.

image
image
image
15
Abbildung 22:
Projektionen der Jahresmitteltemperatur für Sachsen 2071-2100;
Quelle: Seidel, 2012
Abbildung 23:
Projektionen der Jahresniederschlages für Sachsen 2071-2100;
Quelle: Seidel, 2012
Abbildung 24:
Projektionen der mittleren täglichen Sonnenscheindauer für Sachsen 2071-2100;
Quelle: Seidel, 2012

image
16
Abbildung 25:
Vergleich projizierter Jahreswerte für Tagesmitteltemperatur, Niederschlag und
Sonnenscheindauer in Sachsen mit gemessenen Werten in verschiedenen Zeiträumen;
Datenquellen: Seidel, 2012;
DWD (2013: vorläufige Werte)
3.5
Besonderheiten der Witterung 2013
3.5.1
Dunkler Winter
Abbildung 26
zeigt die täglichen Sonnenscheinstunden im Winter 2012/2013 in Dresden-Klotzsche. Während der
Dezember 2012 noch weitgehend durchschnittlich verlief, war es im Januar und Februar 2013 viel zu dunkel. Am Ende
des (meteorologischen) Winters belief sich das Defizit an Sonnenstunden z. B. in Dresden-Klotzsche auf ca. 64 Stunden
im Vergleich zum Klimareferenzzeitraum (
Abbildung 27
). Im Vergleich zum Zeitraum 1981 – 2010 waren es sogar
84 Stunden zu wenig. Damit war der Winter 2012/2013 auch in Dresden-Klotzsche (110 Sonnenstunden) der dunkelste
seit Beginn der Messreihe.

17
Abbildung 26:
Monatsgang der Sonnenscheindauer im Winter in Dresden-Klotzsche für verschiedene
Zeiträume
, Datenquelle: DWD
Abbildung 27:
Summe
der Sonnenscheinstunden im Winter 2012/2013 in Dresden-Klotzsche
, Datenquelle: DWD
3.5.2
Märzkälte
Abbildung 28
zeigt den Jahresgang der Tagesmitteltemperatur in Dresden-Klotzsche mit eingezeichneten sog.
Singularitäten. Darunter versteht man „Großwetterlagen, die nach dem jahreszeitlichen Lauf des Sonnenstandes und den
damit verbundenen Temperaturänderungen zyklisch und mit recht hoher Wahrscheinlichkeit zu festen Terminen
wiederkehren.“ (TU, 2008) Veränderungen bei Häufigkeit und Zeitpunkt des Auftretens sowie der Amplitude sind Indizien
für den stattfindenden Klimawandel.
Zu den in der Öffentlichkeit bekanntesten Singularitäten gehören die Eisheiligen und der Altweibersommer. Die Märzkälte
tritt unter dem Einfluss nördlicher und östlicher Wetterlagen gewöhnlich in der ersten Märzhälfte auf. Nachdem in den
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
01.12.
06.12.
11.12.
16.12.
21.12.
26.12.
31.12.
05.01.
10.01.
15.01.
20.01.
25.01.
30.01.
04.02.
09.02.
14.02.
19.02.
24.02.
Winter 2013
1961-1990
1971-2000
1981-2010
SD in [h]
-100
-50
0
50
100
150
200
01.12.
08.12.
15.12.
22.12.
29.12.
05.01.
12.01.
19.01.
26.01.
02.02.
09.02.
16.02.
23.02.
kumulierte SD
in [h]
1961-1990
Winter 2013
Defizit Winter 2013

image
18
letzten 50 Jahren im Mittel eher eine Entwicklung in Richtung „wärmer“ erkennbar war, lagen die Temperaturen im März
2013 ab dem 11.3. bis zum Monatsende deutlich unter den langjährigen Mittelwerten (
Abbildung 29
).
Abbildung 28:
Jahresgang der Tagesmitteltemperatur in Dresden-Klotzsche;
Datenquelle: DWD und Singularitäten
(nach TU, 2008)
Abbildung 29:
Monatsgang der Tagesmitteltemperaturen im März in Dresden-Klotzsche,
Datenquelle: DWD
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
TM in [°C]
Monatsgang für März
1917-1960 (mit 9 jähriger Lücke)
1961-1990
1971-2000
1981-2010
März 13

19

image
20
3.5.3
Hochwasser Ende Mai/Anfang Juni
In der letzten Maidekade kam es in Sachsen - wie in anderen Gebieten - zu sehr ergiebigen Niederschlägen. Nachdem
die Böden schon im Winter verbreitet mit Wasser gesättigt waren (Abbildung 30) und das Frühjahr nur eine schwache
Wasserzehrung brachte (Abbildung 43 im Anhang), konnten die hohen Niederschlagssummen gegen Ende Mai nicht
mehr im Boden gespeichert werden. Es entstand eine Situation, wie sie schon etwa 50 Jahre nicht mehr registriert worden
war (DWD-Pressemitteilung vom 31.05.2013).
Die niederschlagsreiche Witterung setzte sich bis in den Juni hinein fort. Es kam zwischen dem 30.05. und 03.06.2013 zu
extrem ergiebigen Regenfällen (Beispiel für Dresden-Klotzsche in Abbildung 31), die vom Boden nicht mehr
aufgenommen werden konnten. Auch im Einzugsgebiet von Elbe und Moldau auf tschechischem Gebiet wurden
mehrtägige große Niederschlagsmengen gemessen.
In der Folge stiegen die Durchflusswerte bzw. Wasserstände der sächsischen Flüsse stark an. Abbildung 32 zeigt als
Beispiel die Entwicklung am Pegel Golzern 1
4
an der Vereinigten Mulde.
Im Juni 2013 wurde an 36 Hochwasserpegeln in Sachsen die Alarmstufe 4 (Hochwasserabwehr) überschritten.
Die Monatsmittelwerte der Durchflüsse für den Juni 2013 lagen bezogen auf den mittleren Monatsdurchfluss an den
Pegeln im Flussgebiet der Vereinigten Mulde beim achtfachen.
Die Angaben zur Hochwassersituation sind dem „Gewässerkundlichen Monatsbericht mit vorläufiger Auswertung des
Hochwassers Juni 2013“ (LHWZ, 2013) entnommen. Dieser enthält auch zahlreiche weitere Analysen und Daten.
Abbildung 30:
Bodenwasserhaushaltsgrößen für verschiedene Zeiträume, Lysimeter mit Geschiebelehm,
Datenquelle: BfUL, FB 31 Lysimeterstation
5
4
Eine Karte mit der Hochwassersituation im Juni 2013 inkl. Lage der Pegel befindet sind im Anhang, Abbildung 42.
5
An der Lysimeterstation Brandis der BfUL werden an 24 Lysimetern (jeweils 3 Bodenmonolithe von 8 repräsentativen
Ackerstandorten Mitteldeutschlands) Daten zum Bodenwasserhaushalt und zum Einfluss der Bewirtschaftung auf den
Stickstoff-Austrag
erhoben.
http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/wasser/6116.htm

21
Abbildung 31:
Tägliche Niederschlagshöhe in Dresden-Klotzsche im Mai und Juni in verschiedenen
Zeiträumen;
Datenquelle: DWD
Abbildung 32:
Durchfluss im Mai und Juni am Pegel Golzern 1 an der Vereinigten Mulde
,
Stundenmittelwerte 2013 (blau); mittlere (rot)/niedrige (grün)/höchste (lila) Monatswerte für den Zeitraum
1911 -2012; Quelle: LHWZ, 2013
0
5
10
15
20
25
30
35
40
01.05 06.05 11.05 16.05 21.05 26.05 31.05 05.06 10.06 15.06 20.06 25.06 30.06
RR [mm]
Mai-Juni 2013
1961-1990
1971-2000
1981-2010
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
01.05. 05.05. 09.05. 13.05. 17.05. 21.05. 25.05. 29.05. 02.06. 06.06. 10.06. 14.06. 18.06. 22.06. 26.06. 30.06.
Q 2013
MNQ
MQ
MHQ
Scheitel 03.06. 09:45 Uhr
HW = 783 cm
HQ = 1880 m³/s
Q [m³/s]

22
3.6
Auswirkungen der Witterung 2013 auf ausgewählte Kulturen
Die z. T. sehr ungünstigen Witterungsbedingungen 2013 führten zu Ertrags- bzw. Qualitätseinbußen bei wichtigen
landwirtschaftlichen Kulturen.
Wintergerste
Auf einigen höher gelegenen Standorten mussten die Bestände im Frühjahr umgebrochen werden, da sie stark durch
Schneeschimmel und Typhula-Fäule geschädigt waren.
Infolge der extremen Niederschlagsmengen im Frühjahr wiesen Erntepartien teilweise hohe Mykotoxinbelastungen auf.
Außerdem gab es große Probleme bei der Saatgutproduktion. Es konnten nur 69.500 dt (ca. 65 %) des benötigten
Wintergerstensaatgutes durch die Vermehrungs- und Aufbereitungsbetriebe produziert werden. Ursache waren nicht die
Regenfälle an sich, sondern der Zeitpunkt der Niederschläge. Diese fielen genau in die Hauptblühphase der Wintergerste.
Das führte zu sehr schlechten Befruchtungsraten, insbesondere bei den Hybridgerstensorten und generell zu hohen
pilzlichen Belastungen der Körner. Dadurch wurden die geforderten Mindestkeimfähigkeiten bei vielen Saatgutpartien
nicht erreicht. Das Aberkennungsergebnis von 38,6 % ist das schlechteste Resultat der letzten 23 Jahre (siehe Abbildung
33 für den Zeitraum 2006-2013).
Abbildung 33:
Anteil aberkannter Saatgutpartien Wintergerste im Zeitraum 2006-2013;
Quelle; LfULG
Sommergerste
Das Vegetationsjahr 2013 begann mit einer verspäteten Aussaat im April. Nach normalem Aufgang führten die hohen
Niederschlagsmengen im Mai und Juni dazu, dass der ausgebrachte N-Dünger kaum pflanzenwirksam wurde. Die Folgen
waren mittlere bis unterdurchschnittliche Kornerträge und meist sehr niedrige Rohproteingehalte, teilweise unterhalb der
von der Verarbeitung geforderten Grenzwerte.
Kartoffeln
Die Kartoffeln konnten im Frühjahr 2013 nur auf wenigen Standorten zu normalen Terminen ab Mitte April gepflanzt
werden. Insbesondere auf schwereren Böden und in höheren Lagen verzögerte sich das Auspflanzen bis weit in den Mai
bzw. teilweise bis in den Juni. Extrem hohe Niederschläge Ende Mai bis Anfang Juni setzten viele Flächen unter Wasser.
Die Staunässe förderte zum einen bakterielle Erkrankungen der Kartoffel und hatte insbesondere auf Löß-Standorten
Bodenverdichtungen zur Folge. Auch die im Juli vorherrschende trockene und warme Witterung wirkte sich ungünstig auf
die Ertragsbildung aus.
Die Rodung der frühen Kartoffeln wurde vielerorts durch Trockenheit und einen hohen Klutenanteil beeinträchtigt.
Insgesamt ist die Ernte durch relativ niedrige Erträge (siehe Abbildung 34) und einen geringen Anteil an Übergrößen
gekennzeichnet. Die erzeugte Pflanzkartoffelmenge war im Vergleich zu den letzten Jahren sehr gering.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Anteil [%]

image
23
Abbildung 34:
Anbauflächen und Erträge von Kartoffeln in Sachsen,
Quelle: Statistisches Landesamt, 2013
Silomais
Die Ertragsleistung von Silomais in Sachsen lag 2013 witterungsbedingt mit einem durchschnittlichen Grünmasseertrag
von 319 dt/ha deutlich unter dem Leistungsniveau der Vorjahre.
Abbildung 35:
Anbaufläche und Erträge von Mais in Sachsen,
Quelle: Statistisches Landesamt, 2013
Die Aussaat erfolgte später als im Durchschnitt der Jahre, häufig erst im Mai. Während des Auflaufens gegen Ende Mai
und im Juni zur Jugendentwicklung war der Mais extrem hohen Niederschlagsmengen ausgesetzt. Die Böden wurden
teilweise stark verschlämmt und der Unkrautdruck war sehr hoch. Gegen Ende Juni wiesen die Maispflanzen einen
Entwicklungsrückstand von ca. 10 - 14 Tagen auf. Im Juli entwickelte sich der Mais vielerorts zügig. Es zeigten sich aber
auch Teilflächen, wo die Pflanzen durch die extreme Nässe so geschädigt waren, dass das weitere Wachstum stagnierte.
Gebietsweise kam es zum Trockenstress. Nach Starkniederschlägen in Verbindung mit Windböen trat auch Sommerlager
auf. Im Norden und Osten Sachsens wurden im August Trockenschäden beobachtet. Überwiegend feuchte und kühle
Witterung im September verzögerte die Abreife und führte zu später Ernte der Silomaisversuche auf den Löß-Standorten.
4
Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel, ein Beispiel aus der Landwirtschaft
Effizientes Wassermanagement durch Vermeidung von Oberflächenabfluss und Bodenerosion
Die größte Herausforderung für den Pflanzenbau ergibt sich aus zunehmenden Trocken- und Hitzeperioden während der
Vegetationszeit sowie Starkniederschlägen und Hagel.
Anpassungsmaßnahmen haben daher vorrangig eine Verbesserung der Wassernutzungseffizienz zum Ziel. So verringern
die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und insbesondere die Direktsaat die unproduktive Verdunstung sowie
den Oberflächenabfluss und die Bodenerosion und erhöhen gleichzeitig die Wasserinfiltration in die Böden (Abbildung
36). Entscheidend ist ein ganzjährig hoher Bodenbedeckungsgrad. Zeitspannen ohne Bodenbedeckung sind durch
Zwischenfruchtanbau, Untersaaten oder Strohmulch zu minimieren.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0
1:000
2:000
3:000
4:000
5:000
6:000
7:000
8:000
9:000
10:000
Anbaufläche (ha)
Ertrag (dt/ha)

24
Abbildung 36:
Gemessene Bodenwassergehalte konventionell und konservierend bearbeiteter Böden im
Lößhügelland (Bodenart Ut4, Bodentiefe 20 cm, Zeitraum 10/2000 bis 07/2001);
Quelle: LfULG
Der Anteil dauerhaft konservierend bestellter Ackerfläche an der Gesamtackerfläche Sachsens betrug 2013 35 %. Hierbei
handelt es sich jedoch nur um die über das AuW-Programm geförderte Ackerfläche. Die periodisch pfluglose
Bodenbearbeitung hat sich in der sächsischen Landwirtschaft etabliert und wird auf einem hohen Flächenniveau
angewendet. Der Anteil wird auf mindestens 50 %, in manchen Regionen auf bis zu 100 % geschätzt.
Für das sächsische Mulde-Einzugsgebiet (Größe 7.403 km²) wurden 2011 das Wasserrückhaltepotenzial und die
hochwassermindernde
Wirkung
von
ausgewählten
Agrarumweltmaßnahmen
abgeschätzt.
Die
für
die
Hochwasserereignisse 1995 und 2002 durchgeführten Modellierungen zeigen, dass beispielsweise durch die
Fördermaßnahme dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung/Direktsaat bis zu 48 Mio. m³ Wasser zusätzlich auf den
Ackerflächen im Mulde-EZG im Vergleich zur Nichtanwendung dieser Maßnahmen zurückgehalten werden können. Der
Maßnahmenumfang dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung betrug 2011 im Muldegebiet 81.179 ha Ackerfläche.
Diese Wassermenge kann einerseits der Hochwasserwelle entzogen, andererseits durch landwirtschaftliche Nutzpflanzen
zur Überbrückung länger anhaltender Trockenperioden genutzt werden. Die Reduktion des Abflussvolumens wirkt sich
insbesondere auf den Scheitel der Hochwasserwelle aus.
Eine geregelte Kalkung und organische Düngung unter Beachtung der Humusbilanz sowie das Vermeiden von
Bodenverdichtungen erhöhen die Bodenwasserkapazität. Des Weiteren gilt es, das verfügbare Bodenwasser besser zu
nutzen. Das gelingt durch Maßnahmen wie eine standort- und klimaangepasste Fruchtarten- und Sortenstrategie sowie
Bestandsetablierung, eine bedarfsgerechte Düngung, Anwendung von innovativen Düngetechnologien sowie eine
verdunstungs- und erosionsmindernde Flurgestaltung. Zur Stabilisierung der Ertragsbildung gewinnt die Bewässerung an
Bedeutung. Dabei sind wassersparende, auf der aktuellen Bodenfeuchte basierende Bewässerungsverfahren und
-methoden mit hoher Wassernutzungseffizienz konsequent zu nutzen.
Zu dem Thema findet am 2./3. April 2014 in Leipzig eine Regionalkonferenz des Bundes und der Länder Brandenburg,
Niedersachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen und Sachsen-Anhalt zum Thema „Trockenregionen im Klimawandel
– Herausforderungen für die Landnutzung“ statt. Ein Schwerpunkt bildet das landwirtschaftliche Wassermanagement bei
zunehmenden Extremereignissen (Hitze, Trockenheit, Starkregen).
5
Moderne Wettervorhersagen als Planungs- und Entscheidungshilfe für die Wasser-, Land- und
Forstwirtschaft
Der Deutsche Wetterdienst hat in den vergangenen Jahren seine Anstrengungen zur Verbesserung der Wettervorhersage
deutlich intensiviert. Eine ganze Reihe neuer
Vorhersage- und Präsentationsverfahren wurden entwickelt und die
Computerhardware
kontinuierlich
dem
technisch
verfügbaren
Höchstniveau
angepasst.
Die
kontinuierliche
Überprüfung(Verifikation) der Prognosegüte bestätigt den Erfolg dieser Entwicklungen. Besonders stark konnte in den
vergangenen Jahren die Qualität der Wettervorhersagen für den 3. bis 10. Folgetag erhöht werden. Dies ist vor allem auf
die Verbesserung der Ergebnisse der Numerischen Wettervorhersagemodelle des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und
des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) sowie deren Nachbearbeitung mithilfe
verschiedener Anschlussverfahren zurückzuführen. Diese Verbesserungen basieren wiederum hauptsächlich auf der
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Oktober 00
November 00
November 00
Dezember 00
Dezember 00
Januar 01
Januar 01
Januar 01
Februar 01
Februar 01
März 01
März 01
April 01
April 01
Mai 01
Mai 01
Juni 01
Juni 01
Juli 01
Juli 01
Datum
rel. Bodenwassergehalt
Pflug 20 cm
Konservierend 20 cm

image
25
verstärkten Nutzung von Satellitendaten, der Anwendung neuer Erkenntnissen zur Physik der Atmosphäre und nicht
zuletzt auch neuen Hochleistungscomputern(HPC). Letztere ermöglichen erst die Verarbeitung einer Vielzahl zusätzlicher
Daten und die Berechnung komplizierterer Gleichungssysteme in noch angemessener Zeit. Der Einsatz von Meteorologen
für Vorhersagen über 3 Tage hinaus bringt dagegen keinen zusätzlichen Leistungsgewinn mehr.
Nachgewiesen durch kontinuierliche Überprüfung der Vorhersageergebnisse, verschob sich die in vergangen Jahren die
„Grenze der Vorhersagbarkeit“ für viele wichtige Wetterelemente auf 7 bis 11 Tage (
Abbildung 37
). Die „Grenze der
Vorhersagbarkeit“ wird für ein Wetterelement dann erreicht, wenn die Ergebnisse der Wettervorhersage keinen
Erkenntnisgewinn mehr gegenüber der Verwendung klimatologischer Erwartungswerte liefern, die sich aus langjährigen
Mittelwerten für die Zieltage der Vorhersage ergeben.
Abbildung 37:
Die „Grenzen der Vorhersagbarkeit“ einer Wettervorhersage als Alternative zur Verwendung
klimatologischer Erwartungswerte für 10 meteorologische Parameter
Auch für den Kürzest- und Kurzfristbereich (0 bis 72 Stunden im Voraus) konnten die Vorhersagen weiter verbessert
werden, nur fällt der Qualitätszuwachs hier trotz enormer Anstrengungen und Investitionen geringer aus. Das liegt vor
allem daran, dass an Wettervorhersagen in diesem Zeitraum ganz andere Erwartungen und Anforderungen gestellt
werden, als für den mittelfristigen Zeitraum: So erwartet z.B. niemand ernsthaft eine Vorhersage, ob sich an einem
Sonntag in 7 Tagen ein Gewitter genau über Dresden entlädt. Für den Nachmittag oder Abend des laufenden Tages
hingegen wird eine solche Aussage nahezu selbstverständlich erwartet. Das heißt aber, dass für diese Art von
Vorhersagen viele Prozesse in der Atmosphäre zusätzlich berücksichtigt werden müssen, die - wie z.B. Gewitter –
kleinräumig, kurzlebig, aber physikalisch sehr komplex sind. Es wird hier also eine deutlich höhere zeitliche und räumliche
Detaillierung der Vorhersagen erwartet. Andererseits haben diese kleinräumigen Wetterereignisse nach ihrem Auftreten
wiederum spürbare Auswirkungen auf die dann folgende Wetterentwicklung im ihrem Ereignisgebiet: Nach einem
kräftigen Gewitter z.B. mit Hagel und Starkregen ist die Lufttemperatur dort deutlich niedriger, die Luft- und Bodenfeuchte
dagegen signifikant höher. In einem Gebiet, in dem Frühnebel auftrat, wird ein Teil der Sonnenenergie am Vormittag erst
einmal für dessen Auflösung verbraucht und infolge dessen steigt z.B. die Luft- und Bodentemperatur erst spürbar später
an.
Die Vorhersage kleinräumiger und kurzlebiger meteorologischer Ereignisse bereitet den Wetterdiensten weltweit die
größten Probleme. Neben der Komplexität der physikalischen Vorgänge, die mitunter auch noch nicht bis ins Detail
erforscht sind, setzt hier auch die Rechenleistung selbst der leistungsstärksten Großrechner immer noch Grenzen. Auch
fehlen noch regelmäßige und flächendeckende Messungen einiger sehr wichtiger Einflussgrößen wie z.B. Bodenfeuchte
sowie Aerosolgehalt und großräumige Vertikalbewegung in der Atmosphäre. Sie können deshalb für die Wettervorhersage
nur in erster Näherung durch Abschätzungen oder Simulationsergebnisse ersetzt werden.
Seit dem Jahr 2005 wurde deshalb im Deutschen Wetterdienst (mit 7 regionalen Vorhersagezentren) auch nur noch ein
geringer Zuwachs an Prognosequalität erreicht (
Abbildung 38
). Anders als bei mittelfristigen Vorhersagen wird hier als
Referenzvorhersage für die Leistungsbewertung die Persistenz (Erhaltungsneigung des Wetters) herangezogen.

image
image
image
26
Abbildung 38:
Entwicklung der Prognoseleistung (Kurzfristvorhersagen) von 1998 bis 2013 im Deutschen
Wetterdienst (LZ - Regionale Vorhersage Leipzig)
Auch im kurzfristigen Vorhersagebereich gibt es deutliche Unterschiede für die Vorhersageleistung zwischen den
einzelnen Wetterelementen. Während für Temperaturverläufe sehr gute Leistungen erbracht werden, ist die Vorhersage
von Niederschlag – vor allem Ereignisse mit höheren oder extremen Summen - immer noch das „Sorgenkind“. Das ist
nicht verwunderlich, denn die Bildung von Niederschlag ist einer der komplexesten Prozesse in der Atmosphäre
überhaupt..
Im Unterschied zur Mittelfrist kann in der Kurzfristvorhersage ein gut ausgebildeter und in der Wettervorhersage
erfahrener Meteorologe (Synoptiker) durchaus noch zu einer wirksamen Verbesserung der Ergebnisse automatischer
Vorhersageverfahren und deren nachgeschalteter Prozesse beitragen. Der menschliche Beitrag ist hier in den ersten 24
bis 36 Stunden des Vorhersagezeitraumes und vor allem bei extremen Wetterentwicklungen besonders hoch. Auch haben
die Synoptiker immer wieder gelernt, die Ergebnisse neuer automatischer Unterstützungsverfahren schrittweise in ihre
Prognosetätigkeit einzubeziehen und letztendlich doch wieder ein Endergebnis höherer Qualität erzielt (
Abbildung 39
)
Abbildung 39:
Entwicklung der Prognosequalität im DWD nach Einführung versch. neuer Unterstützungs-
verfahren (1990 bis 2013)
Beispielhaft sollen hier die Vorhersagen der Niederschlagsmengen (Liter pro Quadratmeter) für die Einzugsgebiete der
Sächsischen Flüsse während der Entstehungsphase des Hochwassers Anfang Juni 2013 erwähnt werden.
Die
numerischen Vorhersagen vieler Wetterdienste lieferten hier zwar deutliche Signale für intensivere Niederschläge vor
allem für das mittlere und westliche Erzgebirge bis hin zum Vogtland, die vorhergesagten Niederschlagssummen lagen
jedoch meist nur bei 50 % der dann tatsächlich eingetroffenen Werte. Für die Gebiete östlich der Elbe fehlten deutliche
Signale oft ganz und die vorhergesagten Mengen lagen hier zum Teil bei nur 25 % der eingetroffenen Messwerte.
Die Synoptiker dagegen hatten die Gefahr der Verstärkung der Niederschläge durch noch zusätzlich eingelagerte Schauer
und Gewitter im gesamten Mittelgebirgsraum und dessen Vorland gut erkannt und die Landeshochwasserzentrale(LHWZ)
in Dresden mit Vorhersagen beliefert, die den dann gemessenen Werten sehr nahe kamen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Leistung der modernen kurz- und mittelfristigen Wettervorhersage
nachweislich eine Qualität erreicht hat, die bei sachkundiger Anwendung einen wichtigen Beitrag für die erfolgreiche

27
Planung und Steuerung vieler wetterabhängiger Prozesse in allen Bereichen der Wirtschaft leisten kann. Weitere
Verbesserungen werden in Zukunft nur noch in kleinen Schritten erfolgen können, aber immensen Aufwand erfordern. Der
Deutsche Wetterdienst hat sich deshalb im Zeitraum 2014 bis 2020 das strategische Ziel gesetzt, noch mehr
Personalkapazitäten in anderen Bereichen einzusparen und diese auch für die Verfahrensentwicklung in der
Wettervorhersage einzusetzen.
Zusammenfassung
2013 war hinsichtlich der Jahresmittelwerte der Klimaparameter Tagesmitteltemperatur, Niederschlag und Sonnenschein
ein eher normales Jahr. Die phänologische Vegetationsperiode war dagegen deutlich kürzer als normal. Ursache war der
verspätete Vegetationsbeginn. Damit verbunden waren negative Effekte bei vielen landwirtschaftlichen Kulturen.
Bemerkenswerte Episoden mit z. T. extremen Witterungsbedingungen waren der lange dunkle Winter, die wieder
aufgetretene Märzkälte und das Hochwasser Ende Mai/Anfang/Juni.
Es war also ein extremes Jahr, das sich in der Normalität versteckte.
Die Wettervorhersagen zeigten auch im Jahr 2013 eine hohe Zuverlässigkeit insbesondere im Hinblick auf die Extreme.
So konnten zwar die Wirkungen beispielsweise des Hochwassers oder des Sturmes "Xaver" nicht abgewendet werden,
aber durch hinreichende Vorlaufzeiten war die Möglichkeit gegeben, diese soweit wie möglich zu minimieren und die
Bevölkerung zu schützen.

28
Anhang
Abbildung 40:
Thermopluviogramme für Winter, Frühling, Sommer, Herbst
(x-Achse: Temperaturabweichung in [K], y-Achse: Niederschlagsmenge in [%] vom
Normalwert)
0
50
100
150
200
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
Thermopluviogramm Winter
Nord
Ost
Mitte
West
Erzgebirge
Fichtelberg
0
50
100
150
200
-3,0
-2,0
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
Thermopluviogramm Frühling
Nord
Ost
Mitte
West
Erzgebirge
Fichtelberg
0
50
100
150
200
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Thermopluviogramm Sommer
Nord
Ost
Mitte
West
Erzgebirge
Fichtelberg
0
50
100
150
200
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
Thermopluviogramm Herbst
Nord
Ost
Mitte
West
Erzgebirge
Fichtelberg

image
image
29
Abbildung 41:
Thermopluviogramme für die Vegetationsperioden I und II
(x-Achse: Temperaturabweichung in [K], y-Achse: Niederschlagsmenge in [%] vom
Normalwert; Vegetationsperiode I: April bis Juni, Vegetationsperiode II: Juli bis September)

image
30
Abbildung 42:
Hochwasserlage Juni 2013;
Quelle: LfULG, 2013
Pegel Golzern 1,
Vereinigte Mulde

image
31
Abbildung 43:
Bodenwasserhaushaltsgrößen für verschiedene Zeiträume, Lysimeter mit tiefgründigem Löß,
Datenquelle: BfUL, FB 31 Lysimeterstation

32
Abkürzungen
AuW
Agrarumweltmaßnahmen
und
Waldmehrung
BfUL
Staatliche Betriebsgesellschaft für
Umwelt und Landwirtschaft
°C
Grad Celsius
CEC
Climate & Environment Consulting
Potsdam GmbH
cm
Zentimeter
d
Tag
dt
Dezitonne
DWD
Deutscher Wetterdienst
FB
Fachbereich
GeoSN
Staatsbetrieb Geoinformation und
Vermessung Sachsen
GISS
Goddard Institute for Space Studies
GWL
Großwetterlage
ha
Hektar
hPa
Hektopascal (Maßeinheit für den
Luftdruck)
HHQ
Äußerster
Durchflusswert,
höchster
bekannt gewordener Scheitelwert
HQ
Höchster
Durchflusswert
gleichartiger Zeitabschnitte (Monat
bzw. Jahr) in der betrachteten
Zeitspanne (Beobachtungsreihe)
HW
Höchster Wasserstandswert
gleichartiger Zeitabschnitte (Monat bzw.
Jahr) in der betrachteten Zeitspanne
(Beobachtungsreihe)
K
Kelvin
(Temperaturdifferenz,
gleicher Maßstab wie °C)
l
Liter
LfULG
Sächsisches
Landesamt
für
Umwelt,
Landwirtschaft
und
Geologie
LHWZ
Landeshochwasserzentrum
m
2
Quadratmeter
mm
Millimeter
(Maßeinheit
für
den
Niederschlag)
m
3
/s
Kubikmeter pro Sekunde
MHQ
Mittlerer höchster Durchflusswert
gleichartiger Zeitabschnitte (Monat bzw.
Jahr) in der betrachteten Zeitspanne
(Beobachtungsreihe)
MQ
Mittlerer
Durchflusswert
gleichartiger Zeitabschnitte (Monat
bzw. Jahr) in der betrachteten
Zeitspanne (Beobachtungsreihe)
MQ(T)
Mittlerer
Durchflusswert
des
angegebenen Berichtsmonats
NASA
National Aeronautics and Space
Administration
NV
Normalverteilung
NQ
Niedrigster
Durchflusswert
gleichartiger Zeitabschnitte (Monat
bzw. Jahr) in der betrachteten
Zeitspanne (Beobachtungsreihe)
RCP
Representative
Concentration
Pathways
(
Repräsentative
Konzentrationspfade)
SRES
Special Report on Emissions Scenarios
Literatur
LfULG
:
Kompendium Klima – Sachsen im Klimawandel, Fortschreibung laufend, insbes. Kapitel
Klimadiagnose,
http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/klima/24253.htm.
LHWZ
(2013):
Gewässerkundlicher Monatsbericht mit vorläufiger Auswertung des Hochwassers Juni 2013,
http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/wasser/download/Kurzbericht_Juni_2013_130820.pdf
.
IPCC (2013):
Intergovernmental Panel on Climate Change (5. AR, Teil 1: Wissenschaftliche Grundlagen
09/2013 veröffentlicht),
www.ipcc.ch.
NASA/GISS-Daten:
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/.
ReKIS:
Regionales Klimainformationssystem ReKIS (Dreiländerprojekt Sachsen, Thüringen und Sachsen-
Anhalt),
http://141.30.160.224/fdm/index.jsp?k=rekis
Seidel, A.
(2012): Ensemble globaler Klimamodelle für Sachsen, Regionalisiert mit WEREX V, Praktikumsbericht am
LfULG (unveröffentlicht); Datenquelle: CEC.
TU (2008): Sachsen im Klimawandel, Autor: TU Dresden, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur für
Meteorologie, Herausgeber: Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft
TU (2013): Trendanalyse der Klimaentwicklung in Sachsen, Forschungsbericht im Auftrag des LfULG;
Veröffentlichung in der Schriftenreihe des LfULG beabsichtigt.
Für die Kartendarstellung ist folgender Hinweis aus dem o. g. Projekt zu beachten: „
Den flächenhaften
Verteilungen liegt ein 1 km-Raster zu Grunde, deren Berechnung mittels Interpolation erfolgte.
Datengrundlage sind Zeitreihen mit Tageswerten für Klimaelemente an Messstationen aus dem Klima- und
Niederschlagsmessnetz des Deutschen Wetterdienstes. Die Interpolationsverfahren verwendet die zeitlich
aggregierte Datengrundlage als Stützstellen, wobei hierfür nur Werte mit einer 90 % (Mittelwertbildung) bzw.
95 % (Summierung) Datenverfügbarkeit verwendet wurden. Es ist nicht auszuschließen, dass scheinbar
unplausible Einzelwerte auftreten können. Eine wesentliche Ursache hierfür liegt in der Datengrundlage. Die
notwendige adäquate Verteilung der Stützstellen ist nicht immer gegeben. Das Niederschlagsmessnetz
besitzt gegenüber dem Klimamessnetz (z. B. Lufttemperatur) eine generell höhere Stationsdichte.
Bei der
Bewertung der Abbildungen ist vom Gesamteindruck auszugehen.