Langzeitverhalten Der Schneedecke in Baden-Württemberg Und Bayern
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Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft Deutscher Wetterdienst Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden-Württemberg und Bayern KLIWA-Projekt A 1.1.4 „Flächendeckende Analyse des Langzeitverhaltens verschiedener Schneedeckenparameter in Baden-Württemberg und Bayern“ KLIWA-Projekt A 1.1.5 „Erarbeitung und Bereitstellung von langen Reihen des Niederschlagsdargebots (Regen und Wasserabgabe aus der Schneedecke) zur Berechnung von Gebietswerten in Baden-Württemberg und Bayern“ KLIWA-Berichte Heft 6 IMPRESSUM Herausgeber Arbeitskreis KLIWA (Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg, Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft, Deutscher Wetterdienst) ISBN 3-937911-18-9 Bearbeitung Dr. Thilo Günther Dr. Martin Rachner Dipl.-Met. Helga Matthäus Deutscher Wetterdienst, Abteilung Hydrometeorologie Redaktionelle Bearbeitung OBR H. Straub, Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Dr. L. Zimmermann Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft Deutscher Wetterdienst, Abteilung Hydrometeorologie Umschlaglayout Stephan Riedlberger - Graphik Design, München Druck Druckhaus Fritz König GmbH Stahlgruberring 24, 81829 München Umwelthinweis Druck auf Recyclingpapier Bezug über Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft Referat 11 Lazarettstr. 67, 80636 München Fax: 089-9214-1689 Mail: [email protected] Nachdruck - auch auszugsweise - nur mit Zustimmung der Herausgeber unter Quellenangabe und Überlassung von Belegexemplaren gestattet. Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden-Württemberg und Bayern KLIWA-Projekt A 1.1.4 / A 1.1.5 Flächendeckende Analyse des Langzeitverhaltens verschiedener Schneedeckenparameter in Baden-Württemberg und Bayern (A 1.1.4) Erarbeitung und Bereitstellung von langen Reihen des Niederschlagsdargebots (Regen und Wasserabgabe aus der Schneedecke) (A 1.1.5) Inhaltsverzeichnis Seite Zusammenfassung.................................................................................................................. 5 1 Einleitung.....................................................................................................................7 2 Bedeutung der Schneehydrologie ................................................................................ 9 3 Aufgabenstellung ....................................................................................................... 11 3.1 Vorbemerkung zu Untersuchungen des Langzeitverhaltens....................................... 11 3.2 Regionale Gliederung des Untersuchungsgebietes.................................................... 12 3.3 Festlegung der zu untersuchenden Parameter .......................................................... 14 4 Datengrundlage ......................................................................................................... 17 4.1 Umfang des Datenmaterials....................................................................................... 17 4.2 Datenvorbearbeitung ................................................................................................. 20 4.2.1 Probleme bei der Datenbereitstellung ........................................................................ 20 4.2.2 Prüfung auf Stationarität ............................................................................................ 22 4.2.3 Repräsentanzanalyse ................................................................................................ 23 4.2.4 Homogenitätsprüfung................................................................................................. 25 4.3 Zusammenfassende Einschätzung der Datenqualität ................................................ 27 5 Methoden der statistischen Bearbeitung .................................................................... 29 5.1 Untersuchungen zum Andauerverhalten der Schneedecke. Trendanalyse ................ 29 5.2 Formen der Ergebnisdarstellung ................................................................................ 31 5.3 Regionalisierungsmethodik ........................................................................................ 32 6 Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Schneedecke: Trend- verhalten und -prüfung ............................................................................................... 35 6.1 Schneedeckendauer .................................................................................................. 35 6.2 Schneedeckenzeit...................................................................................................... 41 6.3 Winterdecke (längste Schneedeckenperiode) ............................................................ 43 6.4 Datum der maximalen Schneedeckenhöhe................................................................ 45 6.5 Beständigkeit der Schneedecke................................................................................. 46 6.6 Erhaltung der Winterdecke......................................................................................... 47 6.7 Langzeitverhalten der Mittel- und Extremwerte des Wasseräquivalents..................... 48 6.8 Erarbeitung und Bereitstellung von langen Reihen des Niederschlagsdargebots....... 51 7 Szenario-Rechnungen ............................................................................................... 53 7.1 Formulierung verschiedener Szenarien...................................................................... 53 7.2 Grundlagen und Ergebnisse der Szenario-Rechnungen ............................................ 54 8 Ausblick.............................................................................................................. 57 9 Literaturverzeichnis.................................................................................................... 59 10 Anlagenverzeichnis.................................................................................................... 63 Zusammenfassung 5 Zusammenfassung Langzeituntersuchungen der Schneede- bei Abschwächung mit zunehmender Ge- ckenverhältnisse verdienen besondere Be- ländehöhe sowie Trendumkehr (positiver achtung, weil als Folge von Klimaverände- Trend) in den höheren Lagen. In den westli- rungen auch Änderungen der Schneede- chen Gebietsteilen (Oberrheinebene und ckenhäufigkeit erwartet werden müssen. die westliche Abdachung des Schwarzwal- Veränderungen des Schneedeckenregimes des) beziffern sich die Rückgänge in den und seiner Parameter haben nachhaltige unteren Höhenlagen dagegen auf ca. 50 % Auswirkungen auf den Wasserhaushalt und mehr und verringern sich in den mittle- (Grundwasserneubildung) und das Ab- ren Lagen auf 10 bis 20 %. In den höheren flussregime (Hochwasserbildung). Regionen werden im Mittel Werte unter 10 % beobachtet. Zwar ist auch hier eine Zur Beschreibung des Andauerverhaltens Abschwächung des Trends mit zunehmen- der Schneedecke und der in der Schneede- der Geländehöhe zu verzeichnen, jedoch cke gespeicherten Wasservorräte ein- sind nur ganz vereinzelt Werte mit Trend- schließlich deren langfristiger Veränderun- umkehr zu beobachten. gen sind folgende Parameter geeignet: Die Schneedeckenzeit (erster Tag/letzter - Schneedeckendauer Tag mit Schneedecke im Winterhalbjahr) weist in der regionalen Verteilung des ab- - Schneedeckenzeit soluten Trends Besonderheiten auf, z. B. - Andauer der längsten Schneedeckenpe- gegenüber den entsprechenden Befunden riode (Winterdecke) für die Schneedeckendauer. Große Teile des Untersuchungsgebietes zeigen Zunah- - Eintrittsdatum der maximalen Schnee- deckenhöhe men (positiver Trend); vor allem im Südos- ten des Bayerischen Waldes und im Norden - Beständigkeit der Schneedecke der Fränkischen Alb erhöht sich die Schneedeckenzeit im Untersuchungszeit- - Erhaltung der Winterdecke raum um bis zu 30 Tage. Eine Erklärung - Maximalwerte des Wasseräquivalents dafür könnte die Zunahme extremerer Wetterbedingungen sein, d. h. Schneefall- Alle genannten Schneedeckenparameter ereignisse können bereits im frühen Herbst weisen im Mittel straff korrelierte statistische bzw. noch im Frühling auftreten (ohne dass Beziehungen zur Geländehöhe auf. sich die Schneedecke über den gesamten Winter erstrecken muss, da die Schneede- Außer für die Schneedeckenzeit ist für alle ckenzeit auch die Tage ohne Schneedecke genannten Größen in der Bezugsperiode einschließt). Eine Veränderung des Trends 1951/52 bis 1995/96 fast ausnahmslos, d. h. in Abhängigkeit von der Geländehöhe ist flächendeckend, ein Rückgang (negativer nicht zu erkennen. Trend) zu verzeichnen. Für verschiedene Parameter (u. a. Schneedeckendauer, Dau- Die Winterdecke (längste Schneedeckenpe- er der Winterdecke) ist allerdings eine Ab- riode) lässt Rückschlüsse auf Veränderun- schwächung des negativen Trends mit zu- gen der Charakteristik der Winterperioden nehmender Geländehöhe zu beobachten, zu: Zweifelsfrei ist der Trend zu schneeär- vereinzelt auch eine Trendumkehr in den meren Wintern mit weniger dauerhaften Kamm- und Gipfellagen. Der Rückgang der Schneedecken erkennbar. Im Bezugszeit- mittleren Schneedeckendauer wies in der raum werden - bis in die mittleren Höhenla- Bezugsperiode einige regionale Besonder- gen reichend - bedeutende Rückgänge der heiten auf. In den östlichen Teilen des Un- Andauerwerte erreicht. Bezogen auf die tersuchungsgebietes (Alpen/Ost und Wald- Mittelwerte des Untersuchungszeitraumes gebirge) erreicht die Abnahme in den unte- sind Einbußen von 20 % bis 60 % zu ver- ren Höhenlagen Beträge von 20 % bis 30 % zeichnen. 6 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden-Württemberg und Bayern Wegen der sehr großen Veränderlichkeit aller Schneedeckenparameter