Trockenheitsmerkmale in Sachsen

Analyse der Voraussetzungen und Ergebnisse bei der Kennzeichnung von Dürre für verschiedene Anwendungsgebiete und Zeitskalen auf der Basis der Daten ausgewählter Klimamessstationen in Sachsen; Ergänzung der vorliegenden Ergebnisse aus dem Projekt »Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen« zur Kennzeichnung von Starkregenereignissen (Basis: 95-Perzentil) mit Hilfe der 80-, 90- und 99-Perzentile für den Niederschlag

Im Projekt wurde ein Überblick über den aktuellen Wissensstand zu Dürreindizes und -monitoring erarbeitet. Wichtig ist das Verständnis des Zeitskalen übergreifenden Charakters von Dürren. Abweichungen des Niederschlags (bzw. der klimatischen Wasserbilanz) vom Normalzustand werden als meteorologische Trockenheit bezeichnet. Bei fortschreitender Andauer des Defizites werden immer tieferliegende Bodenwasserspeicher entleert, und es entwickeln sich landwirtschaftliche (wenige Monate) und hydrologische (zumeist > 6 Monate) Dürren. Kurze Auffeuchtungsphasen, die aus meteorologischer Sicht wieder zu Normalbedingungen führen, heben nicht zwangsläufig die Dürrebedingungen in tieferen Wasserspeichern auf.

Mehr als 100 Indizes in den Kategorien meteorologische, hydrologische und landwirtschaftliche Dürreindizes sowie auf Fernerkundungsdaten basierende und kombinierte Indizes wurden hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in Sachsen charakterisiert. Die tabellarische Übersicht mit Kurzbeschreibung, Referenzen, Auflistung der Eingangsdaten (inkl. der zeitlichen Auflösung), Einsatzzweck sowie weiterführende Informationen ermöglicht einen schnellen Überblick über die Indizes.

Exemplarisch wurden für fünf Klimamessstationen im Zeitraum 1961–2013 ausgewählte meteorologische Dürreindizes mit unterschiedlichen Datenanforderungen berechnet und mit Modellierungen der Bodenfeuchte verglichen. Da Dürreperioden in Sachsen überwiegend auf Niederschlagsdefiziten beruhen, sind niederschlagsbasierte Indizes deutlich aussagekräftiger als rein temperaturbasierte Indizes. Vor allem im Sommerhalbjahr werden Dürren aber durch eine erhöhte Verdunstung verschärft. Deshalb können mit Indizes, die diesen Verlust berücksichtigen, Trockenperioden noch umfassender charakterisiert werden.

Vergleiche zur simulierten Bodenfeuchte belegen die Eignung der meteorologischen Trockenindizes SPI (Standardized Preciptiation Index – Standardisierter Niederschlagsindex) und SPEI Standardized Preciptiation Evapotranspiration Index – Standardisierter Niederschlags-Evapotranspirationsindex) zur Charakterisierung kurzfristiger Dürren mit Relevanz für die Landwirtschaft. (Beide Indizes sind Empfehlungen der WMO (World Meteorological Organization – Weltorganisation für Meteorologie)).

Die erweiterte Untersuchung von Starkregen auf der Basis der 80-, 90- und 99-Perzentile für den Niederschlag bestätigte die im Projekt Projekt »Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen« auf Basis des 95-Perzentils gewonnenen Erkenntnisse (Verminderung der Auftrittshäufigkeit in der Vegetationsperiode I (VP I: April bis Juni) sowie die Erhöhung der Auftrittshäufigkeit in der Vegetationsperiode II (VP II: Juli bis September). Während in der VPI abnehmende Niederschläge zu vermehrten Trockenperioden führten, traten auch in VPII – trotz erhöhter Niederschlagsmengen – durch die Intensivierung zunehmend trockene Perioden auf).

Die Wechselwirkungen zwischen Trockenperioden und Starkniederschlägen wurden durch den Vergleich von simulierten Bodenfeuchten, meteorologischen Trockenperioden und Starkniederschlägen aufgezeigt. Ob Bodenwasserdefizite signifikant vermindert werden und inwieweit die Pflanzen ausreichend versorgt werden können, hängt von der Höhe der Niederschläge, der Jahreszeit, den Vorfeuchtebedingungen und den Bodenbedingungen ab.