Klimaentwicklung in Sachsen
Zur Überwachung der regionalen Klimaentwicklung ist eine qualitätsgeprüfte und an den Bedarfen ausgerichtete Datengrundlage unumgänglich. Mit dem Klima-Referenzdatensatz Sachsen steht ein den Ansprüchen genügender Datensatz zur Verfügung, der meteorologische Beobachtungen verschiedener nationaler und Landesmessnetze integriert und damit im Zeitraum 1961 bis 2020 räumlich differenzierte Analysen auf Tageswertbasis erlaubt.
- Publikation: »Klima-Referenzdatensatz Sachsen 1961-2020« Datengrundlage für die Klimaentwicklung in Sachsen
Zur Abschätzung einer zukünftig möglichen Entwicklung der regionalen Klimarahmenbedingungen finden regionale Klimaprojektionen auf Grundlage des fünften Sachstandsbericht des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) ihre Anwendung. Entsprechend unterschiedlicher Annahmen über den demographischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und technologischen Wandel bis zum Jahr 2100 wurden drei repräsentative Entwicklungspfade der globalen THG-Konzentration (Representative Concentration Pathways – RCP-Szenarien) berücksichtigt und bilden ein sogenanntes Modell-Ensemble. Das pessimistische „Weiter-wie-bisher“-Szenario (RCP8.5) und das optimistische "globaler Klimaschutz"-Szenario (RCP2.6) spannen dabei einen Entwicklungskorridor der zukünftig möglichen Temperaturentwicklung auf.
Grundsätzlich bleibt festzuhalten, dass alle Klimaprojektionen mit Unsicherheiten behaftet sind, die aus der Unvorhersehbarkeit künftiger sozioökonomischer Entwicklungen und deren Abbildung in klimarelevanten Prozessen in Modellen hervorgehen. Daher liegen dem Modell-Ensemble neben RCP-Szenarien auch verschiedene Modellkombinationen zugrunde, die anhand der resultieren Bandbreiten den Unsicherheitsbereich beschreiben.
- Mitteldeutsches Kernensemble Mitteldeutsches Kernensemble (MDK) zur Auswertung regionaler Klimamodelldaten
Klimaänderungen werden mittels Abweichungen von 30-jährigen Mittelungszeiträumen abgebildet:
- Die Klima-Referenzperiode 1961-1990 wurde 2014 von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) zur Bewertung des Klimawandels international fixiert.
- Klima-Bezugsperioden dienen der Einordnung in die gegenwärtigen Klimabedingungen. Sie werden 10-jährig fortgeschrieben. Mit Beginn 2021 löste die Klima-Bezugsperiode 1991-2020 die bis dahin gültige Klima-Bezugsperiode 1981-2010 ab.
- Die klimatologische Einordnung der jüngsten Vergangenheit erfolgt anhand der letzten Dekade (10-jährig, aktuell 2011-2020).
Neben dem Kalenderjahr werden weitere, an die Bedürfnisse verschiedener Fachbereiche ausgerichtete, Zeitbezüge aufgegriffen:
- Das Wasserhaushaltsjahr (01.04. eines Jahres bis 31.03. des Folgejahres) mit dem wasserhaushaltlichen Sommerhalbjahr (April-September) und dem wasserhaushaltlichen Winterhalbjahr (Oktober-März)
- Die Vegetationsperiode I (März-Juni) und II (Juli-September)
Prinzipiell können Extreme mittels fester Schwellenwerte (u.a. Ereignistage, z.B. "Heißer Tag" bei Tagesmaximum der Lufttemperatur größer als 30 °C), Verteilungsmerkmalen (z.B. Perzentile) und Indizes (z.B. SPEI) erfasst werden.
Die Separierung von Verteilungsbereichen mittels Perzentil-Ansatz ist allgemein gültig und somit auch auf originäre Datenreihen anwendbar. Ein Perzentil ist ein Schwellwert, der die Menge aller Werte in einer flächenhaften oder zeitlichen Verteilung aufteilt in den Bereich der Werte, welche unter dem Schwellwert liegen und diejenigen, welche den Schwellwert übersteigen. Der Median (50 %) ist der Wert, bei dem die Hälfte der Werte unter dem Wert liegt und die andere Hälfte darüber. Bei Normalverteilung entspricht der Median dem arithmetischen Mittel. Das 10-Perzentil gibt den Schwellwert an, bei welchem 10 % der Werte darunter liegen und 90 % darüber. Beim 90-Perzentil ist dies genau umgekehrt.
Indizes wie der SPI (standardisierter Niederschlag) und der SPEI (standardisierte klimatische Wasserbilanz) sind meteorologisch definiert, wobei über Wirkungszeitskalen (z.B. 3, 6, 9, 12, 24 Monate) der Bezug zu Land und Forstwirtschaft, Hydrologie und Grundwasser hergestellt wird. Somit sind die Ergebnisse für Klimafolgenbereiche interpretierbar.
Sachsen weist große geografische Unterschiede auf (Mittelgebirge – Gebirgsvorland – Tiefland). Um lokale Betroffenheiten gegenüber Extremereignissen adäquat zu erfassen haben sich die Verwendung von Indizes (z.B. Trockenheit, s.u.) und Perzentile (z.B. Starkregen, s.u.) von lokalen Zeitreihen als zielführend erwiesen.
Die Analyse der regionalen Klimaentwicklung im Freistaat Sachsen führte zur Ableitung folgender Kernthesen:
- Hohe natürliche Schwankungen in der regionalen Klimaentwicklung zeigen deutlich einen Trend zur Erwärmung. Außerdem schreitet die gemessene Temperaturentwicklung im Vergleich zur projizierten schneller voran.
- Die Änderungen von Temperatur und Niederschlag begünstigen zunehmend den Aufbau und die Ausprägung von Trockenheit. Dabei verstärkt das hohe Temperaturniveau das Niederschlagsdefizit durch eine erhöhte Verdunstung.
- Das Risiko von witterungsbedingten Extremen hat sich erhöht und sie treten häufiger (und gleichzeitig) auf bzw. halten länger an. Beispielsweise treten längerfristige Trockenperioden ohne oder mit nur wenig Niederschlag und kurzfristige Ereignisse wie Starkregen zeitgleich auf.
Schon gewusst?
Wetter: Wetter ist der physikalische Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort, ausgedrückt mit Hilfe von Wetterelementen wie der Lufttemperatur, dem Luftdruck oder dem Niederschlag.
Witterung: Der durchschnittliche Wetterablauf über einen Zeitraum von Tagen bis mehreren Wochen, charakterisiert durch die vorherrschende Wetterlage.
Klima: Der mittlere physikalische Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort über einen Zeitraum von 30 Jahren, oder einfach gesagt: die Statistik des Wetters.
Das Temperaturniveau in Sachsen ist deutlich gestiegen.
Hinweis: Absolute Temperaturen, wie die Jahresmitteltemperatur werden in Grad Celsius (°C) angegeben, Temperaturänderungen hingegen in Kelvin (K).
Die Abbildungen 1–3 zeigen die räumliche Verteilung der Jahresmitteltemperatur (°C) in Sachsen für (1) die Klimareferenzperiode 1961–1990, (2) die aktuelle Bezugsperiode 1991–2020 und (3) die letzte Dekade (2011–2020).
In der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 (Abb. 2) stieg die Jahresmitteltemperatur in Sachsen im Vergleich zur Klimareferenzperiode um 1 K. Die letzte Dekade 2011–2020 (Abb. 3) in der aktuellen Bezugsperiode zeigte einen Anstieg der Jahresmitteltemperatur im Vergleich zur Klimareferenzperiode von 1.6 K und liegt damit deutlich über dem 30-jährlichen Mittel.
In der nahen Zukunft 2021–2050 spannen regionale Klimaprojektionen einen Entwicklungskorridor der relativen Abweichung des Jahresmittels der Lufttemperatur von +1 K bis +2,5 K im Vergleich zur Klimareferenzperiode auf. In der fernen Zukunft 2071–2100 vergrößert sich der Entwicklungskorridor der relativen Abweichung des Jahresmittels der Lufttemperatur auf +1,3 K bis +5,2 K im Vergleich zur Klimareferenzperiode.
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Zeitraum |
Temperatur |
Anzahl Frosttage |
Anzahl Sommertage |
|---|---|---|---|
| 1961-1990 | 8,2 °C | 97 | 30 |
| 1991-2020 | +1 K | -7 | +12 |
| 2011-2020 | +1,6 K | -15 | +19 |
| 2021-2050 | +1 K / +2,5 K | -29 / -25 | +17 / +22 |
| 2071-2100 | +1,3 / +5,2 K | -43 / -45 | +31 / +34 |
- Faktenblatt: Temperaturentwicklung (*.pdf, 0,61 MB) Detaillierte Beschreibung der Datengrundlage und der Methodik zur Ableitung des Indikators
Die innerjährliche Verteilung der Niederschlagssummen hat sich geändert.
Die Abbildungen 1-3 zeigen die regionale Verteilung der korrigierten Jahresniederschlagssummen (mm) in Sachsen für (1) die Klimareferenzperiode 1961–1990, (2) die aktuelle Bezugsperiode 1991–2020 und (3) die letzte Dekade (2011–2020).
In der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 (Abb. 2) nahm die Jahressumme des korrigierten Niederschlags im Vergleich zur Klimareferenzperiode von 780 mm auf 812 mm (+ 33 mm) im Flächenmittel zu. Die Jahressumme des korrigierten Niederschlags der letzten Dekade 2011–2020 (Abb. 3) in der aktuellen Bezugsperiode lag im Flächenmittel mit 774 mm um 6 mm unter dem Durchschnitt der Klimareferenzperiode.
Mit Blick auf die innerjährliche Niederschlagsverteilung zeigt sich in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 zunächst, dass der Niederschlagszugewinn von + 33 mm im Vergleich zur Klimareferenzperiode in der Jahressumme insbesondere durch den Winter (+ 21 mm) verursacht wurde. Im Sommerhalbjahr zeigt sich in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 anhand der Vegetationsperioden eine Umverteilung der Niederschlagssummen vom Frühjahr (VP I – 24 mm im Vergleich zur Klimareferenzperiode) in den Sommer (VP II + 34 mm im Vergleich zur Klimareferenzperiode). Dieses generelle Muster der Umverteilung der Niederschlagssummen zwischen den Vegetationsperioden zeigte sich auch in der letzten Dekade.
In der nahen Zukunft 2021–2050 spannen regionale Klimaprojektionen einen Entwicklungskorridor der relativen Abweichung der unkorrigierten Jahresniederschlagssumme von -6 % bis +12 % im Vergleich zur Klimareferenzperiode auf. In der fernen Zukunft 2071–2100 vergrößert sich der Entwicklungskorridor der relativen Abweichung der korrigierten Jahresniederschlagssumme auf -13 % bis +15 % im Vergleich zur Klimareferenzperiode.
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Zeitraum |
1961-1990 |
1991-2020 |
2011-2020 |
|---|---|---|---|
|
Kalenderjahr |
780 mm |
+33 mm (+ 4%) |
-6 mm |
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VP I (April–Juni) |
221 mm |
-24 mm |
-21 mm |
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VP II (Juli–Sept.) |
222 mm |
+34 mm |
+17 mm |
|
Sommer (April–Sept.) |
443 mm |
+10 mm |
-4 mm |
| Winter (Okt.–März) | 338 mm | +21 mm (+6 %) |
-3 mm |
- Faktenblatt: Niederschlagsentwicklung (*.pdf, 0,74 MB) Detaillierte Beschreibung der Datengrundlage und der Methodik zur Ableitung des Indikators
Starkregenereignisse nehmen in Häufigkeit und Intensität zu.
Hinweis: Als Starkregenereignisse gelten im Rahmen dieser Auswertung Niederschlagereignisse mit den 10 % (R90p) bzw. 5 % (R95p) größten Tagesniederschlagssummen im Zeitraum 1961–1990.
Die Abbildungen 1 und 3 zeigen die Kerngebiete der Änderung der Häufigkeit von Starkregenereignissen in Sachsen für die aktuelle Bezugsperiode 1991–2020 (Abb. 1) und die letzte Dekade 2011–2020 (Abb. 3) in Bezug zur Klimareferenzperiode. Bis auf wenige Ausnahmen zeigen die Abbildungen eine flächenhafte Zunahme in der Häufigkeit von Starkregenereignissen. Im Flächenmittel beträgt die Änderung der Häufigkeit von Starkregenereignissen in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 +10%/+15 % (R90p/R95p) und in der letzten Dekade 2011–2020 +5%/+14 % in Bezug zur Klimareferenzperiode.
Die in Abbildung 2 und 4 dargestellten Kerngebiete der Änderung, in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 (Abb. 2) und in der letzte Dekade 2011–2020 (Abb. 4) in Bezug zur Klimareferenzperiode, zeigen ebenfalls eine nahezu flächenhafte Zunahme der mittleren Intensität von Starkregenereignissen in Sachsen. Im Flächenmittel beträgt die Änderung in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 +3%/+2 % (R90p/R95p) und in der letzte Dekade 2011–2020 +3%/+1 % (R90p/R95p) in Bezug zur Klimareferenzperiode.
Hinweis: Die Auswertungen basieren auf Grundlage eines interpolierten Datensatzes, der in Bezug auf Starkregenereignisse nicht jedes lokale Ereignis auflöst. Bei der Bewertung der Abbildungen ist daher vom Gesamteindruck auszugehen.
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1991-2020 |
2011-2020 |
|---|---|---|
|
Häufigkeit |
+10%/+15 % |
+5%/+14 % |
|
Mittlere Intensität |
+3%/+2 % |
+3%/+1 % |
- Faktenblatt: Starkregen (*.pdf, 0,89 MB) Detaillierte Beschreibung der Datengrundlage und der Methodik zur Ableitung des Indikators
Mit der Temperaturerhöhung einhergehend nimmt die Grasreferenzverdunstung zu.
Die Abbildungen 1 – 3 zeigen die räumliche Verteilung der mittleren Jahressumme der Grasreferenzverdunstung in Sachsen in der Klimareferenzperiode 1961–1990, in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 und in der letzten Dekade 2011–2020.
Ein Vergleich der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 und der letzten Dekade 2011–2020 in Bezug zur Klimareferenzperiode zeigt einen flächenhaften Anstieg der mittleren Jahressumme der Grasreferenzverdunstung in Sachsen. Im Flächenmittel erhöhte sich die mittlere Jahressumme der Grasreferenzverdunstung in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 um 48 mm im Vergleich zur Klimareferenzperiode. In der letzten Dekade 2011–2020 betrug die mittlere Jahressumme der Grasreferenzverdunstung + 64mm in Bezug zur Klimareferenzperiode.
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1961–1990 |
1991–2020 |
2011–2020 |
|---|---|---|---|
|
Kalenderjahr |
598 mm |
+ 48 mm |
+ 64 mm |
|
VP I |
238 mm |
+ 25 mm |
+ 32 mm |
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VP II |
243 mm |
+ 20 mm |
+ 29 mm |
| WHH Sommer (April–Sept. |
482 mm | +44 mm (+9 %) |
+60 mm |
| WHH Winter (Oktober–März) |
117 mm | +4 mm (+3 %) |
+5 mm |
- Faktenblatt: Grasreferenzverdunstung (*.pdf, 0,64 MB) Detaillierte Beschreibung der Datengrundlage und der Methodik zur Ableitung des Indikators
Die Grasreferenzverdunstung übersteigt zunehmend die Niederschlagsmengen mit negativen Auswirkungen auf das potentielle Wasserdargebot.
Die Abbildungen 1 – 3 zeigen die räumliche Verteilung der mittleren jährlichen klimatischen Wasserbilanz (KWB) für Sachsen in der Klimareferenzperiode 1961–1990, in der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 und in der letzten Dekade 2011–2020.
In der Klimareferenzperiode 1961–1990 betrug die KWB im Mittel 155 mm. In der aktuellen Bezugsperiode 1991–2020 reduzierte sich die KWB, im Vergleich zur Klimareferenzperiode, um 14 mm bzw. 9 %, in der letzten Dekade 2011–2020 reduzierte sich die KWB, im Vergleich zur Klimareferenzperiode, gar um 137 mm bzw. 48 %. Die Grasreferenzverdunstung übersteigt zunehmend die Niederschlagsmengen mit negativen Auswirkungen auf das potentielle Wasserdargebot. Besonders stark zeichnet sich diese Entwicklung in den Werten der KWB für die Vegetationsperiode I ab. In der letzten Dekade 2011 – 2020 lag die KWB in der VP I bei -72 mm, also 50 mm unter dem Ausgangswert der Klimareferenzperiode (-22mm), was einer Abnahme von 227 % entspricht. Demnach kann davon ausgegangen werden, dass insbesondere die letzte Dekade die negative Abweichung der KWB in der aktuellen Bezugsperiode, im Vergleich zur Klimareferenzperiode, maßgeblich beeinflusst hat.
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1961–1990 |
1991–2020 |
2011–2020 |
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|---|---|---|---|
|
Kalenderjahr |
155 mm |
-14 mm |
-74 mm |
|
VP I |
-22 mm |
-45 mm |
-50 mm |
|
VP II |
-28 mm |
+17 mm |
-8 mm |
| WHH Sommer (April–Sept.) |
-50 mm | -28 mm (-56 %) |
-59 mm |
| WHH Winter (Oktober–März) |
205 mm | +14 mm (+7 %) |
-15 mm |
In der nahen Zukunft 2021–2050 spannen regionale Klimaprojektionen einen Entwicklungskorridor der relativen Abweichung des Index nach de Martonne – als Proxy für die klimatische Wasserbilanz – von -16 % bis +4 % im Vergleich zur Klimareferenzperiode auf. In der fernen Zukunft 2071 – 2100 vergrößert sich der Entwicklungskorridor der relativen Abweichung des Index nach de Martonne auf -27 % bis +1 % im Vergleich zur Klimareferenzperiode.
Die relativen Abweichungen des Index nach de Martonne der aktuellen Bezugsperiode (-2 %) und der letzten Dekade (-12 %), bezogen auf das Kalenderjahr, liegen innerhalb des Entwicklungskorridors der Klimaprojektionen (nahe und ferne Zukunft). Zugleich lässt sich anhand der relativen Position der Abweichungen der beiden Zeiträume im Entwicklungskorridor der Klimaprojektionen feststellen, dass in Zukunft weitaus extremere Bedingungen möglich sind, als in der letzten Dekade beobachtet wurden.
- Faktenblatt: Klimatische Wasserbilanz (*.pdf, 0,71 MB) Detaillierte Beschreibung der Datengrundlage und der Methodik zur Ableitung des Indikators
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