Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen - mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz - MKUEM
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Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz Themenheft Klimawandel – Entwicklungen bis heute
IMPRESSUM
Klimawandel in Rheinland-Pfalz
Themenheft Klimawandel – Entwicklungen bis heute
Herausgeber und Copyright:
Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen
bei der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft
Hauptstraße 16, D-67705 Trippstadt
Internet: www.kwis-rlp.de, www.klimawandel-rlp.de
In Zusammenarbeit mit:
Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz
Kaiser-Friedrich-Straße 7, D-55116 Mainz
Internet: www.lfu.rlp.de
Text:
Philipp Reiter, Tilmann Sauer (Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen)
Matthias Voigt, Matthias Zimmer (Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz)
Textsatz, Bildbearbeitung und Gestaltung:
Ditmar Huckschlag (Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen)
Druck:
LM Druck+Medien GmbH, Obere Hommeswiese 16, 57258 Freudenberg
www.natureOffice.com/DE-817-KLYEVTX
Trippstadt, Juli 2021 (2., aktualisierte und erweiterte Auflage)
___
2 Themenheft Klimawandel
VORWORT
Liebe Leserin, lieber Leser,
der Klimawandel gehört zu den großen gesellschaftlichen Herausforderungen der Zukunft. In diesem Themenheft infor-
mieren wir Sie darüber, welche klimatischen Veränderungen von Beginn der Messungen bis heute in Rheinland-Pfalz fest-
stellbar sind. Die Grundlage dafür sind Klimadaten. Bei bedeutenden klimatischen Kenngrößen wie Temperatur und Nie-
derschlag reichen die Zeitreihen bis in das Jahr 1881 zurück. Das ermöglicht uns, langfristige Entwicklungen darzustellen,
Zeiträume in der Vergangenheit mit der Gegenwart zu vergleichen und so die fachliche Basis für erforderliche Maßnahmen
im Klimaschutz und in der Klimawandelanpassung aufzuzeigen.
Rheinland-Pfalz ist innerhalb Deutschlands besonders vom Klimawandel betroffen. Die Klimawirkungs- und Risikoanalyse
2021 des Bundes für Deutschland zeigt: Insbesondere im Oberrheingraben und in Rheinhessen sind die Risiken durch Hitze
und Trockenheit bereits heute sehr hoch. Innerhalb des Landes gibt es aufgrund der Topographie räumliche Muster und
deutliche regionale Unterschiede in den Klimakennwerten. Interessant ist in diesem Zusammenhang die räumliche Lage
von besonders warmen und gleichzeitig bevölkerungsreichen Regionen in Rheinland-Pfalz. In Extremjahren wie 2003 oder
2018 waren daher mehr als 40 % der Bevölkerung von starker Hitze betroffen. Aktuelle Informationen geben wir Ihnen
auch zur Entwicklung von Starkregen, zur Veränderung der Vegetationsperiode sowie zu Blitz- und Gewitterereignissen.
Überzeugen Sie sich anhand der Faktenlage vom bereits beobachtbaren Klimawandel in Rheinland-Pfalz.
Dr. Ulrich Matthes Sabine Riewenherm
Leiter Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum Präsidentin Landesamt für Umwelt
für Klimawandelfolgen Rheinland-Pfalz
Mit der im Jahr 2015 gestarteten Reihe der Themenhefte informieren wir kurz und prägnant über ausgewählte Schwerpunktthemen. Das vorliegende
Themenheft „Klimawandel – Entwicklungen bis heute“ ist die aktualisierte und erweiterte 2. Auflage des 2018 erstmals erschienenen Themenhefts.
___
Entwicklungen bis heute 3
KLIMA IN RHEINLAND-PFALZ
Rheinland-Pfalz ist durch ein westeuropäisch-atlantisches
Klima geprägt, das sich durch milde Winter, gemäßigte
Sommer und hohe jährliche Niederschlagsmengen kenn- !
zeichnet. Aufgrund der Topographie treten innerhalb des Koblenz
Landes jedoch starke räumliche Unterschiede auf.
Die Mittelgebirgslandschaften haben einen großen Einfluss
auf die Temperaturverhältnisse. Die Höhenlage über dem
!
Meeresniveau wirkt sich auf die räumliche Verteilung der Mainz
Lufttemperatur aus. Im Jahresmittel beträgt die Tempera-
turabnahme knapp 0,6 °C je 100 m Höhenzunahme. !
Trier
Die wärmsten Regionen sind der Oberrheingraben sowie
die großen Flusstäler und Becken von Rhein und Mosel. In
den wärmsten Regionen ist es im Jahresmittel um mehr als
4 °C wärmer als in den kältesten Regionen, welche sich in
den Höhenlagen von Eifel, Westerwald und Hunsrück be-
finden. Jahrestemperatur (°C)
!
Speyer
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5
Mittlere Jahrestemperatur im Zeitraum 1881 bis 1910.
Daten: Deutscher Wetterdienst¹
___
4 Themenheft Klimawandel
TEMPERATUR
Die beiden Karten zeigen die Temperaturverteilung in
Rheinland-Pfalz in der ältesten 30-jährigen Periode der sys-
! tematischen Messungen 1881 bis 1910* und im jüngsten
Koblenz 30-jährigen Zeitraum 1991 bis 2020.
Der Vergleich der beiden Karten zeigt einen deutlichen
Anstieg der langjährigen Jahresmitteltemperaturen über
die gesamte Landesfläche. Im Zeitraum von 1881 bis 1910
!
Mainz betrug die Jahresmitteltemperatur 8,1 °C, in den zurücklie-
genden 30 Jahren 9,7 °C. Damit ist die Temperatur in dem
! betrachteten Zeitraum um 1,6 °C angestiegen. Die Erwär-
Trier mung ist in allen Naturräumen und Höhenlagen ähnlich
stark.
Der Temperaturanstieg kann an einem Beispiel veranschau-
licht werden: Gegenwärtig ist es in der Eifel so warm wie
Ende des 19. Jahrhunderts im Moseltal.
!
Jahrestemperatur (°C) Speyer
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5
*
In der Klimatologie werden für eine robuste Mittelwertsbildung stets Zeiträu-
Mittlere Jahrestemperatur im Zeitraum 1991 bis 2020. me von 30 Jahren betrachtet. In der offiziellen Referenzperiode der WMO (World
Meteorological Organization), 1961 bis 1990, betrug die Jahresmitteltemperatur
Daten: Deutscher Wetterdienst¹ 8,6 °C.
___
Entwicklungen bis heute 5
KLIMA IN RHEINLAND-PFALZ
Die Südwest-Nordost-orientierten Gebirgszüge von Eifel
und Hunsrück stellen großräumige Hindernisse für Luft-
massen aus der Hauptwindrichtung Südwest dar. In der Ab- !
bildung ist zu erkennen, dass dies zu höheren Niederschlä- Koblenz
gen auf der West-(Luv-)Seite der Mittelgebirge führt.
Die Niederschlagsereignisse sind vor allem an Tiefdruckge-
biete (zyklonale Wetterlagen) gebunden. Der Jahresgang
!
des Niederschlags hat gegenwärtig zwei Maxima (Sommer Mainz
und Winter) sowie zwei Minima in den Übergangsjahreszei-
ten (Frühjahr und Herbst). !
Trier
Die Höhenlagen von Eifel, Hunsrück, Westerwald und
Pfälzerwald verzeichnen Niederschlagsmengen von über
1000 l/m² pro Jahr; Rheinhessen sowie das Mosel- und
Rheintal dagegen weniger als 600 l/m².
In den Mittelgebirgsregionen mit hohen Jahressummen Jahresniederschlag (l/m²)
!
Speyer
fällt ein Großteil des Niederschlags aufgrund von Staulagen
am Gebirge in den Wintermonaten. In den Flusstälern und 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400
der Rheinebene fällt mehr Niederschlag im Sommer, der
oftmals im Zusammenhang mit Schauer- und Gewitter-
ereignissen steht.
Mittlerer Jahresniederschlag im Zeitraum 1991 bis 2020.
Daten: Deutscher Wetterdienst¹
___
6 Themenheft Klimawandel
2020 : 779 l /m²
1991-
212 l /
NIEDERSCHLAG
m²
1-1910 : 739 l /m²
188 Seit Beginn der Messungen hat der Jahresniederschlag in
167 l /m Rheinland-Pfalz nur leicht zugenommen, von 739 l/m² in
²
der Periode 1881 bis 1910 auf 779 l/m² in der Periode 1991
W i n t bis 2020.
e
m²
r
193 l /
Dez Jan
²
189 l /m
st
Nov Feb Größere Veränderungen zeigen sich in der jahreszeitlichen
H erb
Verteilung der Niederschläge. Das doppelte Ringdiagramm
h j a h r
Okt Mrz
vergleicht die Niederschläge der beiden 30-jährigen Zeit-
l /m ²
Sep Apr
räume 1881 bis 1910 und 1991 bis 2020 nach Jahreszeiten.
l /m ²
Aug Mai
rü
158
S Jul Jun
Es zeigt sich eine deutliche Abnahme der Sommernieder-
F
o
169
m
m e r
schläge und eine deutliche Zunahme der Winternieder-
225
l /m ²
schläge. Die Niederschläge in Herbst und Frühjahr nehmen
leicht zu, ihr Anteil am Gesamtjahresniederschlag bleibt
aber nahezu unverändert.
205
l /m ²
Anteil am Jahresniederschlag (%)
20 22 24 26 28 30 32
Veränderung der mittleren jahreszeitlichen Niederschläge zwischen den
Perioden 1881 bis 1910 und 1991 bis 2020. Daten: Deutscher Wetterdienst¹
___
Entwicklungen bis heute 7
TEMPERATURENTWICKLUNG: DEUTLICHER ANSTIEG
11,0
2,5
10,5
2,0
10,0
Abweichung der Temperatur (°C)
vom langjährigen Mittel 1881-1910
9,7
1,5
9,5
Temperatur (°C)
1,0
9,0
8,6 0,5
8,5
8,1 0,0
-0,5
7,5
-1,0
7,0
1881 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Jahreswerte 10 höchste Jahreswerte 10 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression 30-jährige Mittel
___ Zeitreihe der Jahresmitteltemperaturen in Rheinland-Pfalz für den Zeitraum 1881 bis 2020.
8 Daten: Deutscher Wetterdienst¹ Themenheft Klimawandel
Der Klimawandel hat in Rheinland-Pfalz bereits zu messba- Tabelle 1: Entwicklung der mittleren Temperaturen in Rheinland-Pfalz
ren Veränderungen geführt. Die mittlere Jahrestemperatur und Deutschland (Mittelwert 1991 bis 2020 gegenüber Mittelwert 1881
ist seit Beginn der systematischen Aufzeichnungen im Jahr bis 1910, alle Änderungen sind statistisch signifikant).
1881 um 1,6 °C angestiegen. Speziell in den letzten Jahr- Daten: Deutscher Wetterdienst¹
zehnten ist dieser Anstieg stark ausgefallen. Dies zeigt sich
beispielsweise darin, dass die zehn wärmsten je gemesse- Zeitraum Rheinland-Pfalz Deutschland
nen Jahre im Zeitraum seit 1994 auftraten. Die fünf wärms-
ten Jahre traten sogar alle seit 2014 auf. Aus der Abbildung Kalenderjahr + 1,6 °C + 1,5 °C
ist ersichtlich, dass das langjährige Mittel von 1991 bis 2020
mit 9,7 °C gegenüber jenem von 1961 bis 1990 (8,6 °C) be- Frühjahr + 1,7 °C + 1,6 °C
sonders deutlich angestiegen ist.
Sommer + 1,6 °C + 1,4 °C
Analog haben auch die mittleren Temperaturen in den ein-
zelnen Jahreszeiten zugenommen. Dabei zeigen sich nur Herbst + 1,3 °C + 1,2 °C
geringfügige Unterschiede zwischen der Entwicklung in den
Jahreszeiten und der Entwicklung für das gesamte Jahr. Winter + 1,8 °C + 1,6 °C
In Rheinland-Pfalz ist der bisherige Anstieg der mittleren Vegetationszeit + 1,5 °C + 1,3 °C
Temperaturen im Vergleich der Bundesländer überdurch- (April - Okt)
schnittlich. Dieser Anstieg wirkt sich besonders in Regionen
wie dem Oberrheingraben aus, der schon immer zu den
wärmsten Regionen Deutschlands gehört hat.
___
Entwicklungen bis heute 9
ANSTIEG SOMMERTAGE UND RÜCKGANG FROSTTAGE
1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Tage im Jahr
20 40 60 80 100 120 140 Tage im Jahr
1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 2011-2020
___
Mittlere Anzahl an Sommertagen (Tagesmaximumtemperatur ≥ 25 °C, oben) und Frosttagen (Tagesminimumtemperatur < 0 °C, unten) pro Jahr.
10 Daten: Deutscher Wetterdienst² Themenheft KlimawandelSommer- und Frosttage gehören zu den sogenannten
Kenntagen. Ein Kenntag ist ein Tag, an dem ein festgelegter
Schwellenwert eines klimatischen Parameters erreicht, be-
ziehungsweise über- oder unterschritten wird.
Als Sommertage gelten Tage mit einer maximalen Tempe-
ratur von 25 °C oder mehr. Die Anzahl an Sommertagen pro
Jahr ist im Landesmittel seit Mitte des 20. Jahrhunderts um
circa 15 Tage angestiegen. Die Abbildung zeigt die Zunahme
der Sommertage als 10-jährige Mittel von 1951 bis heute.
Im Oberrheingraben werden heute bereits in großen Teilen
über 60, teilweise sogar über 70 Sommertage im Jahr ge-
zählt. Weniger als 20 Sommertage kommen heute nur noch
in den Hochlagen von Hunsrück, Eifel und Westerwald vor.
Frosttage sind Tage, an denen die Minimumtemperatur un-
ter 0 °C fällt. Hier verläuft die Entwicklung entgegengesetzt
zu den Sommertagen. Die Anzahl an Frosttagen pro Jahr ist
im Landesmittel seit Mitte des 20. Jahrhunderts um circa
15 Tage zurückgegangen. In den höheren Lagen von Rhein-
land-Pfalz hat die Anzahl der Frosttage besonders stark ab-
genommen. Mehr als 100 Frosttage werden heute nur noch
an wenigen exponierten Orten erreicht. In tieferen Lagen
sind es verbreitet im Mittel weniger als 60 Frosttage pro
Jahr, vereinzelt sogar weniger als 40 Frosttage pro Jahr.
___
Entwicklungen bis heute 11NIEDERSCHLAGSENTWICKLUNG: ZUNAHME VOR ALLEM IM WINTER
1100 1100
1000 1000
900 900
800 Mittelwert
779 1991-2020
Niederschlag (l/m²)
Mittelwert
1881-1910 739
700 700
600 600
500 500
400 400
300 300
200 200
100 100
0 0
1881 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Winterniederschlag Jahresniederschlag → 10 höchste
Jahresniederschläge
→ 10 niedrigste
Jahresniederschläge
lokale lineare Regression
Winterniederschlag
lokale lineare Regression
Jahresniederschlag
30-jährige Mittel
Jahresniederschlag
___ Zeitreihe der Jahres- und Winterniederschläge in Rheinland-Pfalz für den Zeitraum 1881 bis 2020.
12 Daten: Deutscher Wetterdienst¹ Themenheft KlimawandelAuch beim Niederschlag hat der Klimawandel bereits zu Tabelle 2: Entwicklung der Niederschlagsmengen in Rheinland-Pfalz
teilweise deutlichen Veränderungen seit Beginn der syste- und Deutschland (Mittelwert 1991 bis 2020 gegenüber Mit-
matischen Messungen im Jahr 1881 geführt. Die mittlere telwert 1881 bis 1910; signifikante Änderungen sind mit *
jährliche Niederschlagsmenge ist von 739 l/m² auf über gekennzeichnet). Daten: Deutscher Wetterdienst¹
800 l/m² Ende des 20. Jahrhunderts deutlich angestiegen.
Seither ist die mittlere jährliche Niederschlagsmenge je- Zeitraum Rheinland-Pfalz Deutschland
doch wieder gesunken und beträgt gegenwärtig 779 l/m².
Bei Betrachtung der Gesamtzeitreihe ergibt sich ein An- Jahr +5%* +7%*
stieg der mittleren jährlichen Niederschlagsmenge um 5 %.
Frühjahr +7% +4%
Die Entwicklungen in den einzelnen Jahreszeiten sind – im
Gegensatz zu den Entwicklungen bei der Temperatur – nicht Sommer -9% -3%
einheitlich. Dabei zeigen einzig die Niederschläge im Win-
ter eine statistisch signifikante Veränderung, nämlich einen Herbst +2% +7%
deutlichen Anstieg der Niederschläge um 27 %.
Winter + 27 % * + 26 % *
Während die Sommerniederschläge zu Beginn der Beob-
achtungen die Winterniederschläge noch überwogen, hat hydrologischer -4% ±0%
die deutliche Zunahme der Winterniederschläge dazu ge- Sommer (Mai - Okt)
führt, dass die Sommer- und Winterniederschläge heutzu-
tage in etwa auf einem Niveau liegen. hydrologischer + 17 % * + 17 % *
Winter (Nov - Apr)
Im Vergleich zu den entsprechenden Veränderungen in
Deutschland zeigen sich keine großen Unterschiede. Vegetationszeit -3% -1%
(Apr - Okt)
___
Entwicklungen bis heute 13TROCKENHEIT
3,0
extrem feucht
2,0
sehr feucht
1,5
mäßig feucht
1,0
normal
SPEI
0,0
-0,2
-0,3
normal
-1,0
mäßig trocken
-1,5
sehr trocken
-2,0
extrem trocken
-3,0
1901 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Jahreswerte 10 höchste Jahreswerte 10 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression 30-jährige Mittel
___der Jahreswerte des Trockenheitsindex SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index) in Rheinland-Pfalz für den Zeitraum 1901 bis 2020.
Zeitreihe
14 Daten: Deutscher Wetterdienst¹ Themenheft KlimawandelTrockenheit ist durch zwei Einflussgrößen bedingt: Nieder- feucht, solche mit Werten von unter -1 außergewöhnlich
schlag und Verdunstung. Dabei ist Trockenheit immer vom trocken.
ortsüblichen Verhältnis der beiden Größen abhängig. Ver-
dunstet in einer Region regelmäßig mehr Wasser als Regen Wird die Zeitreihe dieses Index über die letzten 120 Jahre
fällt, so ist das für diese Region keine außergewöhnliche betrachtet, so fällt auf, dass die Variabilität groß ist, sich
Situation. also trockene und feuchte Jahre immer wieder abwechseln.
Zwei Perioden innerhalb der Zeitreihe fallen jedoch auf.
Während sich der Niederschlag relativ gut messen lässt, ist Das sind zum einen die 1980er Jahre, die deutlich feuchter
das für die Verdunstung sehr viel schwieriger. Eine Möglich- waren, was auf überdurchschnittlich hohe Niederschläge
keit sich zu behelfen sind Modelle, welche die Verdunstung zurückzuführen ist. Zum anderen sind die Jahre seit 2003
näherungsweise über die Temperatur berechnen. Das in fast durchgehend zu trocken. Die Trockenheit dieser Periode
dieser Auswertung verwendete Modell berücksichtigt ne- ist hauptsächlich durch die temperaturbedingt gestiegene
ben der Temperatur auch den Sonnenstand. Dieses Modell Verdunstung zu erklären.
hat sich für das in Rheinland-Pfalz vorherrschende Klima als
sehr gut geeignet erwiesen.
Um die Trockenheit einzelner Jahre und Regionen miteinan-
der vergleichen zu können, wird der Standardized Precipita-
tion Evapotranspiration Index (SPEI) verwendet. Dabei wird
die im Zeitraum 1901 bis 2000 für Rheinland-Pfalz mittlere
jährliche Differenz zwischen Niederschlag und Verdunstung
als Null definiert. Abweichungen des SPEI im Bereich zwi-
schen plus und minus 1 sind normale Schwankungen. Jah-
re mit einem Indexwert von über 1 sind außergewöhnlich
___
Entwicklungen bis heute 15WINDENTWICKLUNG: EIN AUF UND AB
45 45
Anzahl Tage mit Sturmpotential (Windstärke > 8 Bft) pro Jahr
40 40
35 35
30 30
25 25
23
20 20
15 15
13
10 10
5 5
0 0
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Jahreswerte 10 höchste Jahreswerte 10 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression 30-jährige Mittel
Zeitreihe___
des Sturmpotentials (Windstärke von mehr als 8 Beaufort) über Rheinland-Pfalz im Zeitraum 1955 bis 2020, basierend auf dem geostrophischen Wind.
16 Daten: Deutscher Wetterdienst³ Themenheft KlimawandelWind beschreibt eine gerichtete, stärkere Luftbewegung,
die in 10 m Höhe über Grund gemessen wird. Trotzdem
reagiert der gemessene Wind, insbesondere die Windge-
schwindigkeit, empfindlich auf Veränderungen im Umfeld
der Messstation (z. B. wachsende Bäume, veränderte Be-
bauung). Daher ist es schwierig, auf dieser Basis Aussagen
über die Entwicklung der Windgeschwindigkeit über einen
längeren Zeitraum zu treffen. Eine Möglichkeit ist aber die
Betrachtung des geostrophischen Windes. Dieser beruht
auf Luftdruckdifferenzen, die maßgeblich sind für die Wind-
geschwindigkeiten oberhalb der durch Reibung beeinfluss-
ten bodennahen Schicht. Er dient damit als Abschätzung
der maximal möglichen Windgeschwindigkeiten am Boden.
Die auf diese Weise bestimmte zeitliche Entwicklung ist
in der Abbildung dargestellt. Es zeigen sich Abschnitte von
mehreren Jahren bis wenigen Jahrzehnten mit höherer oder
niedrigerer Anzahl von Tagen mit Sturmpotential.
Deutlich erkennbar ist die sturmreiche Zeit der 1990er und
2000er Jahre, in die beispielsweise die Stürme Vivian und
Wiebke (1990), Lothar und Anatol (1999), Kyrill (2007) so-
wie Emma (2008) fielen.
___
Entwicklungen bis heute 17SONNENSCHEINDAUER: AUSWIRKUNGEN DER LUFTREINHALTUNG
2100 35
30
2000
25
Abweichung der Sonnenscheindauer (%)
1900
vom langjährigen Mittel 1951-1980
20
Sonnenscheindauer (h)
1800
15
1700 10
1638
5
1600
1552 0
1500
-5
1400 -10
-15
1300
1951 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Jahreswerte 10 höchste Jahreswerte 10 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression Mittel 1991-2020
___ Zeitreihe der jährlichen Sonnenscheindauer in Rheinland-Pfalz für den Zeitraum 1951 bis 2020.
18 Daten: Deutscher Wetterdienst¹ Themenheft KlimawandelDie Sonnenscheindauer wird durch viele Faktoren wie Be-
wölkung und Luftqualität beeinflusst. Für Rheinland-Pfalz
liegen für die Sonnenscheindauer erst ab 1951 Messwerte
vor. Aus den Daten zeigt sich bisher keine eindeutige Ent-
wicklung, es lassen sich aber drei Zeitabschnitte unter-
schiedlicher Sonnenscheindauer identifizieren: Von 1951
bis 1976 eine Phase höherer Jahreswerte, anschließend bis
etwa zum Ende der 1980er-Jahre vermehrt geringere Jah-
ressummen und dann wieder zunehmende. Zwischen etwa
1950 und 1980 gab es weltweit eine Phase zurückgehen-
der Sonneneinstrahlung, die u. a. einer verstärkten Luftver-
schmutzung zugeschrieben wird. Verbunden mit den Erfol-
gen der Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft nahm danach
die den Boden erreichende Sonneneinstrahlung wieder zu.
Im langjährigen Mittel von 1991 bis 2020 schien die Sonne
an 1638 Stunden im Jahr; das entspricht circa 68 Tagen mit
24 Stunden ununterbrochenem Sonnenschein. Die längste
Sonnenscheindauer wurde bisher im Jahr 2003 mit 2050
Stunden gemessen, was in etwa 86 Tagen ununterbroche-
nem Sonnenschein entspricht.
___
Entwicklungen bis heute 19ZUNAHME VON HITZEWELLEN
4
Anzahl Hitzewellen
3
2
1
0
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Hitzewelle mit Tagen mittlerer gesundheitlicher Gefährdung (HI ≥ 26,7°C) Hitzewelle mit Tagen hoher gesundheitlicher Gefährdung (HI ≥ 32,8°C)
Die Größe der Kreise ergibt sich als Kombination aus Intensität und Länge der jeweiligen Hitzewelle.
Mittleres Tagesmaximum des Hitzeindex (°C)
35,0
2016 2015
2019 2019 2003
32,5
1998
2017 1957 2020
1964
2010 1990
2016 1983 2015 1994 1976
2006
30,0 1969 2013 1975 2018
2019
1991
1983
2003 2004 1997
1999
27,5
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
Länge der Hitzewelle in Tagen
___
Zeitreihe von Hitzewellen am Beispiel der Klimastation Trier-Petrisberg für den Zeitraum 1955 bis 2020. Ableitung über einen Hitzeindex (HI).
20 Daten: Deutscher Wetterdienst⁴ Themenheft KlimawandelHitze stellt eine starke Belastung für den menschlichen Or- Seit Ende der 1980er Jahre kommt es zu einem gehäuften
ganismus dar. Sehr junge und alte Menschen sind beson- Auftreten von Hitzewellen. Diese sind hier definiert als Pe-
ders betroffen, da ihr Organismus noch nicht bzw. nicht rioden, an denen der Hitzeindex an mindestens 5 aufein-
mehr ausreichend auf die Belastung reagieren kann. Diese anderfolgenden Tagen einen Wert von 27 °C überschritten
Personengruppen sind somit in hohem Maße auf Hilfe zur hat. Eine Unterbrechung von einem Tag wurde ignoriert.
Anpassung an die Belastung angewiesen.
Dabei fällt auf, dass es in den jüngsten Jahren vermehrt zum
Dabei ist nicht nur die Temperatur ausschlaggebend für die Auftreten von Hitzewellen mit starker Belastung kam, bei
Belastung des Menschen. Auch die Luftfeuchtigkeit spielt denen an mindestens einem Tag der Hitzeindex einen Wert
eine entscheidende Rolle. Bei hohen Luftfeuchtigkeiten er- von circa 33 °C erreicht hat. Speziell bei diesen starken Hit-
höht sich die Belastung. Ein Maß, das diese beiden Fakto- zewellen zeigt sich eine Veränderung: Während der Hitze-
ren zusammenführt, ist ein Hitzeindex. So beträgt der hier index früher innerhalb einer Hitzewelle typischerweise nur
verwendete Hitzeindex bei einer Temperatur von 33 °C und an wenigen Tagen einen Wert von 33 °C erreicht hat, findet
einer Luftfeuchtigkeit von 45 % beispielsweise 35 °C, bei man in der jüngeren Vergangenheit vermehrt Hitzewellen
gleicher Temperatur und einer Luftfeuchtigkeit von 60 % (beispielsweise in 2003, 2015, 2016, 2018, 2019 und 2020),
aber bereits 40 °C und liegt damit 7 Grad höher als die ge- bei denen dies an mehreren Tagen der Fall war.
messene Temperatur.
Die bisher längste Hitzewelle in Trier wurde mit 28 Tagen
Beim Thema Hitze denkt man auch in Rheinland-Pfalz an im Jahr 2018 verzeichnet. Im Vergleich zu anderen Hitze-
den „Jahrhundertsommer“ im Jahr 2003. Im Zuge des Kli- wellen wurden zwar keine so hohen maximalen Werte des
mawandels ist die Hitzebelastung in Rheinland-Pfalz deut- Hitzeindex erreicht, aber aufgrund ihrer Länge stellte diese
lich angestiegen. Die nebenstehende Abbildung zeigt diese Hitzewelle dennoch eine starke Belastung für Menschen
Entwicklung beispielhaft für Trier. und Tiere dar.
___
Entwicklungen bis heute 21THERMISCHE SITUATION
Die Temperatur der Landoberfläche lässt sich mit Hilfe von
Satelliten flächendeckend erfassen. Damit ist diese Größe
für flächenhafte Betrachtungen besser geeignet als die an !
Koblenz
nur wenigen Stationen erfasste Lufttemperatur. Für eine
Kartierung der thermischen Situation wurden alle wolken-
freien Überflüge des NASA-Satelliten Aqua in den Sommer-
monaten Juni bis August seit 2003 betrachtet. Anhand der
zur Mittagszeit gemessenen Temperaturen wurde jedem !
Ort eine der sechs Klassen von „sehr kühl“ bis „heiß“ zu- Mainz
gewiesen. Die verbliebene Klasse „dauerheiß“ wurde verge-
ben, falls der Ort auch bei den nächtlichen Temperaturen zu !
Trier
den wärmsten Orten gehörte.
Die räumliche Verteilung zeigt, dass die heißen Gebiete oft-
mals mit der Lage der großen Städte entlang von Rhein und
Mosel übereinstimmen. Noch deutlicher wird dies bei den Fläche Bevölkerung
dauerheißen Gebieten, die in den Siedlungskernen liegen. 2% dauerheiß 9%
6% heiß 13 % !
Andererseits heben sich bewaldete Gebiete als deutlich 24 % sehr warm 33 % Speyer
kühler von der Umgebung ab. 28 % warm 21 %
23 % mäßig warm 14 %
14 % kühl 9%
Obwohl die heißen Gebiete im Mittel nur 8 % der Landes- 3% sehr kühl 1 %
fläche umfassen, leben darin mehr als 20 % der Bevölke-
rung. In extremen Jahren wie 2003, 2015, 2018, 2019 oder
2020 waren mehr als 40 % der Bevölkerung von Rheinland- Mittlere thermische Situation im Zeitraum 2003 bis 2020.
Pfalz betroffen. Daten: NASA⁵, LVermGeo RLP⁶, StLa RLP⁷
___
22 Themenheft Klimawandel100 100
90 90
80 80
linke Säule: Anteil Landesfläche (%)
rechte Säule: Anteil Bevölkerung (%)
70 70
60 60
50 50
40 40
30 30
20 20
10 10
0 0
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Thermische Situation im Sommer (Juni - August)
dauerheiß heiß sehr warm warm mäßig warm kühl sehr kühl
Zeitreihe der thermischen Situation für den Zeitraum 2003 bis 2020, aufgeschlüsselt nach Bevölkerungs- und Flächenanteilen in Rheinland-Pfalz.
Daten: NASA⁵, LVermGeo RLP⁶, StLa RLP⁷
___
Entwicklungen bis heute 23STARKNIEDERSCHLÄGE: GROSSE UNTERSCHIEDE VON JAHR ZU JAHR
180 180
170 170
160 160
Anzahl extremer Niederschlagsereignisse ≥ Warnstufe 3
150 150
140 140
130 130
120 120
110 110
100 100
90 90
80 80
70 70
60 60
50 50
40 40
30 30
20 20
10 10
0 0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
hydrologischer Winter (November - April) hydrologischer Sommer (Mai - Oktober)
___ Zeitreihe der Starkniederschlagsereignisse im Zeitraum 2001 bis 2020 in Rheinland-Pfalz.
24 Daten: Deutscher Wetterdienst⁸ Themenheft KlimawandelIn den vergangenen Jahren haben lokale Starkniederschläge in sechs Stunden. Um verschiedene Ereignisse voneinander
in Rheinland-Pfalz zu großen Schäden geführt. Bei Starknie- zu trennen, müssen diese eine ausreichende räumliche und
derschlägen fallen innerhalb kurzer Zeiträume sehr hohe zeitliche Distanz zueinander aufweisen.
Niederschlagsmengen, die kleinere Bäche über die Ufer
treten lassen und Abwasser- und Regenrückhaltesysteme Augenscheinlichstes Merkmal ist die große zeitliche Vari-
überfordern können. Die Folgen sind oftmals Sturzfluten, abilität der Zeitreihe. Es gab Jahre mit weniger als 20 und
die sich ihren Weg durch Ortschaften bahnen und dann Jahre mit mehr als 170 Ereignissen in Rheinland-Pfalz. Der
teilweise zu großen Schäden in den betroffenen Gemein- bei weitem überwiegende Teil der Ereignisse fällt in die Mo-
den führen. nate Mai bis Oktober, während zwischen November und
April in einigen Jahren überhaupt keine Starkregenereignis-
Da wärmere Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann, ist se aufgetreten sind.
eine Intensivierung von Starkregenereignissen durch den
Klimawandel zu erwarten. Die flächendeckende Erfassung
solcher oftmals kleinräumigen Ereignisse ist erst seit der
Einführung der Radarmessung am Anfang des 21. Jahrhun-
derts möglich. Für eine klimatologische Interpretation ist
eine solche Zeitreihe noch zu kurz, aber einige Aussagen
lassen sich bereits ableiten.
Die Abbildung zeigt alle in Rheinland-Pfalz aufgetretenen
Starkregenereignisse der Warnstufe 3 des Deutschen Wet-
terdienstes seit 2001. Ein Ereignis dieser Warnstufe ent-
spricht mehr als 25 Liter pro Quadratmeter Niederschlag
in einer Stunde oder mehr als 35 Liter pro Quadratmeter
___
Entwicklungen bis heute 25VERLÄNGERUNG UND VERFRÜHUNG DER VEGETATIONSPERIODE
01. Jan −70
Vegetationsbeginn
−60
Abweichung des Vegetationsbeginns
15. Jan
vom langjährigen Mittel 1951-1980
−50
Mittlerer Tag im Jahr
01. Feb −40
−30
15. Feb
−20
01. Mrz −10
13. Mrz 0
10
01. Apr 20
30
15. Apr
1951 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Jahreswerte 10 höchste Jahreswerte 10 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression Mittel 1991-2020
15. Okt
−30
Vegetationsende
Abweichung des Vegetationsendes
vom langjährigen Mittel 1951-1980
−20
01. Nov
Mittlerer Tag im Jahr
−10
17. Nov 0
10
01. Dez
20
15. Dez 30
40
31. Dez
1951 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
___ Zeitreihe des berechneten Vegetationsbeginns und Vegetationsendes in den Jahren 1951 bis 2020.
26 Daten: C3S⁹ Themenheft KlimawandelDie Vegetationsentwicklung mit ihren charakteristischen hier zeigt sich für das Flächenmittel von Rheinland-Pfalz
Entwicklungsstadien wie Blattentfaltung, Blüte oder Blatt- eine Veränderung: So wird dieser Zeitpunkt im langjährigen
fall steht in enger Beziehung zur Witterung und zum Klima Mittel 1991 bis 2020 ungefähr eine Woche später erreicht
eines Ortes. Somit kann mit Hilfe von Witterungsdaten das als im Vergleichszeitraum 1951 bis 1980.
Einsetzen verschiedener Entwicklungsstadien gut berech-
net werden. Insbesondere die Temperaturverhältnisse spie-
len hier eine wesentliche Rolle. Für die Bestimmung von
Beginn und Ende der Vegetationsperiode gibt es mehrere
temperaturbasierte Ansätze, die gute Ergebnisse für Rhein-
land-Pfalz liefern.
Zur Bestimmung des Beginns der Vegetationsperiode wird
der Tag im Jahr definiert, an dem erstmalig sechs aufein-
anderfolgende Tage mit einer Tagesmitteltemperatur von
mindestens 5 °C verzeichnet werden. Die Abbildung der
zeitlichen Entwicklung zeigt, dass der Beginn der Vegetati-
onsperiode in Rheinland-Pfalz im langjährigen Mittel 1991-
2020 etwa zwei Wochen früher auftritt als im Vergleichs-
zeitraum 1951 bis 1980.
Analog wird zur Bestimmung des Endes der Vegetations-
periode der Tag im Jahr definiert, an dem die Tagesmittel-
temperatur in der zweiten Jahreshälfte erstmalig an sechs
aufeinanderfolgenden Tagen unterhalb von 5 °C lag. Auch
___
Entwicklungen bis heute 27BLITZ- UND GEWITTEREREIGNISSE
Gewitter und damit einhergehende Blitze sind ein fas-
zinierendes Naturschauspiel, das entstehen kann, wenn
feuchtwarme Luft vom Boden über mehrere Kilometer bis
in Höhen aufsteigt, in denen sich aufgrund der niedrigen
Temperaturen erst Wasser und dann Eis bildet.
Temperatur, Feuchte und Stabilität der Atmosphäre sind Die nebenstehende Abbildung zeigt einen nahezu kon-
wichtige Faktoren für die Bildung von Gewittern und än- tinuierlichen Anstieg der Anzahl extrem starker Blitze –
dern sich im Zuge des Klimawandels. Die Atmosphäre kann sogenannter „Superblitze“ mit mindestens 150 Kiloam-
pro Grad Celsius Temperaturanstieg sechs bis acht Prozent pere Stromstärke – während des 21 Jahre umfassenden
mehr Wasserdampf aufnehmen, wodurch die Gewitterbil- Beobachtungszeitraums. Ob dies in Zusammenhang mit
dung wahrscheinlicher wird. der regionalen Ausprägung des Klimawandels in Rhein-
land-Pfalz steht, kann aufgrund der Kürze der Zeitreihe
In Rheinland-Pfalz werden im Vergleich zu anderen Regio- nicht beantwortet werden. Dazu muss die Entwicklung
nen Deutschlands überdurchschnittlich viele Blitzereignisse der Blitzintensität und -häufigkeit langfristig beobachtet
registriert. Diese stehen hauptsächlich im Zusammenhang werden.
mit sommerlichen Gewittern. Bestimmte Gebiete in Rhein-
land-Pfalz wie zum Beispiel die Westpfalz oder das Rheintal
sind besonders häufig von Gewittern betroffen. Die Anzahl
der Blitze schwankt dabei stark von Jahr zu Jahr. Eine lang-
fristige Zu- oder Abnahme ist bisher weder für Rheinland-
Pfalz noch global zu beobachten.
___
28 Themenheft Klimawandel100 100
90 90
80 80
70 70
Anzahl der Superblitze
60 60
50 50
Mittelwert
40 40 1999-2020
30 30
20 20
10 10
0 0
1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019
Jahreswerte 6 höchste Jahreswerte 6 niedrigste Jahreswerte lokale lineare Regression
Zeitreihe der „Superblitze“ in Rheinland-Pfalz (Stromstärke ≥ 150 kA) für den Zeitraum 1999 bis 2020. ___
Entwicklungen bis heute Daten: Siemens¹⁰ 29BILDNACHWEIS UND WEITERE INFORMATIONEN Bildnachweis Titelbild: Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen / Dr. Ulrich Matthes Seite 11, Landesforsten RLP / Ernst-Christian Driedger Seite 19, Landesforsten RLP / Hansen/Lamour Seiten 15, 17, 25, 27, 28, 29 Pixabay Abbildungsnachweis Alle Abbildungen erzeugt durch das Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen unter Verwendung externer Daten (siehe Quellenangaben). Quellenangaben ¹: Monatsraster des Deutschen Wetterdienstes, abrufbar über: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/grids_germany/monthly/ ²: Jahresraster des Deutschen Wetterdienstes, abrufbar über: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/grids_germany/annual/ ³: Tagesdaten von Klimastationen des Deutschen Wetterdienstes (Aachen, Gießen und Saarbrücken-Ensheim), abrufbar über: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/observations_germany/climate/daily/kl ⁴: Stundendaten der Klimastation Trier-Petrisberg des Deutschen Wetterdienstes, abrufbar über: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/observations_germany/climate/hourly/air_temperature/ ⁵: MODIS/Aqua-Satellitendaten zur Oberflächentemperatur, DOI: 10.5067/MODIS/MYD11A2.006, abrufbar über: https://lpdaac.usgs.gov/products/myd11a2v006/ ⁶: administrative Grenzen (Gemeinden) von Rheinland-Pfalz ⁷: Bevölkerungszahlen für die Gemeinden von Rheinland-Pfalz ⁸: Daten aus dem KlamEx-Projekt, abrufbar über: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/help/landing_pages/doi_landingpage_CatRaRE_V2021.01-de.html ⁹: E-OBS-Datensatz, v22.0e, 0.1°-Auflösung, abrufbar über: https://surfobs.climate.copernicus.eu/dataaccess/access_eobs.php ¹⁰: BLIDS-Datensatz ___ 30 Themenheft Klimawandel
Aktualisierung
Die Online-Version des Themenhefts „Klimawandel – Entwicklungen bis heute“ wird fortlaufend aktualisiert, um den neuesten Datenstand zu
präsentieren. Die jeweils aktuelle Version des Themenhefts finden Sie unter www.klimawandel-rlp.de.
Informationsangebot
Die in diesem Themenheft dargestellten Informationen und viele weiterführende Abbildungen, Daten und Fakten zum Thema Klimawandel in
Rheinland-Pfalz finden Sie im Klimawandelinformationssystem Rheinland-Pfalz unter www.kwis-rlp.de.
Bisher erschienene Themenhefte
Themenheft Boden (2015), mit dem Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz
Themenheft Beifuß-Ambrosie (2016)
Themenheft Invasive Stechmücken (2016)
Themenheft Krautige Neophyten (2017)
Themenheft Zecken (2018)
Themenheft Klimawandel – Entwicklungen bis heute (2018, 2. Auflage 2021), mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz
Themenheft Klimawandel – Entwicklungen in der Zukunft (2020), mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz
Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit der Landesregierung Rheinland-Pfalz herausgegeben. Sie darf weder von Partei-
en noch Wahlbewerbern oder Wahlhelfern im Zeitraum von sechs Monaten vor einer Wahl zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden.
Dies gilt für Landtags-, Bundestags-, Kommunal- und Europawahlen. Missbräuchlich ist während dieser Zeit insbesondere die Verteilung auf
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den Wahl darf die Druckschrift nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Landesregierung zugunsten einzelner politischer
Gruppen verstanden werden könnte. Den Parteien ist es gestattet, die Druckschrift zur Unterrichtung ihrer Mitglieder zu verwenden.
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Entwicklungen bis heute 31Sie können auch lesen
