Klima: Klima – Vergangenheit/Niederschlag

Der Niederschlag

Der Niederschlag wird an den automatisch oder manuell betriebenen Messstationen des Deutschen Wetterdienstes in einem gegen Verdunstung geschützten Gefäß einen Meter über dem Erdboden gesammelt, an Bergstationen z.T. auch in 2 m Höhe (Abb. 1). Die 24-stündige Tagesmenge wird täglich um 6:50 Uhr MEZ (Mitteleuropäische Zeit) gemessen. Die Niederschlagshöhe wird als Summe über den betrachteten Zeitraum (z.B. einen Tag, einen Monat, eine Jahreszeit oder ein Jahr) in mm angegeben, 1 mm entspricht 1 Liter pro Quadratmeter. Die Einheit mm gibt an, wie hoch der Niederschlag in flüssiger Form stehen würde, wenn nichts versickern, abfließen oder verdunsten würde.


Abb. 1: Niederschlagsmessung an einer DWD-Wetterstation; im Vordergrund ein automatisch registrierendes, digital aufzeichnendes Niederschlagsmessgerät (Ombrometer), im Hintergrund rechts ein analoger Niederschlagssammler nach Hellmann

Da der Niederschlag räumlich sehr stark variieren kann, insbesondere bei sommerlichen Gewittern, ist ein erheblich dichteres Messnetz als für die übrigen klimatologischen Parameter erforderlich. Aufgrund der großen Zahl von Niederschlagsmessstationen (siehe Text Einleitung) kann so die für die Erstellung der Karten notwendige Höhenabhängigkeit kleinräumiger ermittelt werden. Die Nutzung von Radardaten wird in naher Zukunft eine noch genauere räumliche Auflösung ermöglichen.

Die Abhängigkeit der Niederschlagsverteilung von der topographischen Höhe ist komplizierter als für die Temperatur. Durch die Anhebung der Luft bei der Überströmung von Bergketten kühlt diese Luft ab, sodass die enthaltene Feuchtigkeit zu Tropfen kondensieren und als Niederschlag ausfallen kann. Daraus ergibt sich bei großräumigen Niederschlägen eine Niederschlagsverteilung mit hohen Werten über den Bergkuppen und im Luv der Berge (die Richtung, aus der der Wind kommt) und mit geringeren Werten im Lee (Windschatten der Berge). Im Sommer werden durch den frühen Sonnenaufgang und die intensivere Einstrahlung verschieden geneigte Hänge stärker erwärmt als in anderen Jahreszeiten. Dadurch wird tageszeitlich früher und häufiger Konvektion ausgelöst, die zur Bildung von einzelnen Wolken, besonders Gewitterwolken führt, so dass sich auch Schauer und Gewitter vermehrt über dem Bergland bilden. Aus diesen beiden Effekten ergibt sich die Zunahme des Niederschlags mit der Höhe. Diese Höhenabhängigkeit gilt jedoch nur für Berge, deren Grundfläche größer als ca. 1 bis 2 km2 ist.

Die räumliche Verteilung zeigt sich in den Karten des mittleren Jahresniederschlages deutlich.

Jahressumme Niederschlag 1901–2010 (30-Jahresmittel)

Jahressumme Niederschlag 1901–2010 (Dekaden)

Im Jahresmittel sind die Niederungen in Hessen relativ trocken, besonders entlang des Rheins sowie entlang von Fulda und Eder. Die Mittelgebirge erhalten relativ viel Niederschlag, insbesondere in Upland, Westerwald, Vogelsberg, Spessart und Rhön. Der etwa gleich hohe Taunus zeigt jedoch kaum erhöhten Niederschlag, da die Bergkette eher parallel zur vorherrschenden mittleren Windrichtung (Südwest) liegt und daher der oben genannte Überströmungseffekt nur selten eintritt. Der vergleichsweise niedrige Odenwald und die Ausläufer von Spessart und Rhön bekommen dagegen sehr viel Niederschlag, da sie quer zur Hauptwindrichtung liegen, womit sie ein besonders großes Hindernis für die Überströmung darstellen. Zusätzlich wirkt sich aus, ob in der betreffenden Windrichtung andere Gebirge vorgelagert sind. Ist dies der Fall, so hat sich üblicherweise ein Teil der Feuchtigkeit bereits dort abgeregnet. Der Taunus befindet sich bei West- und Nordwestwind im Lee von Hunsrück, Eifel und Westerwald, so dass dort bereits ein großer Teil der Feuchtigkeit abgeregnet ist. Bei Odenwald und Spessart sind zwischen Hunsrück und Pfälzer Wald keine höheren Gebirge vorgelagert, so dass schon diese geringen Höhen den Niederschlag erheblich verstärken können.

Zwischen den Jahrzehnten sowie zwischen den verschiedenen 30-Jahres-Perioden finden sich Schwankungen. Die räumliche Verteilung der Trocken- und Feuchtgebiete innerhalb von Hessen bleibt aber weitgehend konstant.

Langfristig ist der mittlere Jahresniederschlag in Hessen durch eine leichte Zunahme der Niederschlagsmengen gekennzeichnet, die jedoch von jährlichen und dekadischen Variationen überlagert wird. Abbildung 2 zeigt die jährlichen Schwankungen als Abweichungen vom Mittel des 20. Jahrhunderts (761 mm) für das Bundesland Hessen. Die beobachteten Extreme reichen von Jahren mit Niederschlagssummen von weniger als 500 mm (1921 und 1959) bis hin zu Jahren mit z. T. weit über 1.000 mm Jahressumme (1965, 1966 und 1981).


Abb. 2: Jahressumme des Niederschlags für Hessen (Abweichung vom Mittelwert des 20. Jahrhunderts: 761 mm) und 11-jährig gleitender Durchschnitt (schwarze Linie); Farbklassen differenzieren überdurchschnittlich nasse bzw. trockene Jahre (grün/blaue bzw. gelb/braune Farbtöne); Abstufung der Farbklassen nach Häufigkeit während der Normperiode: Stufen bei 1 % (extrem nass/trocken), 5 % (sehr nass/trocken), und 20 % (nass/trocken)

Betrachtet man statt des mittleren Jahresniederschlages die verschiedenen Jahreszeiten, so zeigen sich folgende Muster:

Saisonale Summe Niederschlag Frühling 1901–2010

Saisonale Summe Niederschlag Sommer 1901–2010

Saisonale Summe Niederschlag Herbst 1901–2010

Saisonale Summe Niederschlag Winter 1901–2010

Es fällt auf, dass im Zeitraum 1901–2010 der Niederschlag in Hessen im Frühling, Herbst und Winter eher zugenommen hat (im Herbst nur geringfügig). Im Sommer war die Periode 1901–1930 relativ trocken (223 mm im Hessenmittel). Im Vergleich dazu war der Niederschlag im Zeitraum 1931–1960 höher (239 mm) und ging seitdem wieder zurück. Im aktuellsten Zeitraum, 1981–2010, liegt der Mittelwert des Sommerniederschlages über ganz Hessen (218 mm) leicht unter dem Wert der besonders trockenen Periode am Anfang des vergangenen Jahrhunderts.


Abb. 3: Monatliche Mittelwerte des Niederschlags für Hessen im 20. Jahrhundert (grüne Säulen) mit Schwankungsbreite = Standardabweichung (dunkelgrüne Balken)

Im Mittel über Hessen werden die höchsten Niederschlagssummen im Sommer und im Winter gemessen. Niedrigere Werte treten in den Übergangsjahreszeiten auf (Abb. 3). In den meisten Gebieten ist das sommerliche Maximum größer als das winterliche, lediglich in den Staulagen Nordwesthessens sowie von Westerwald, Vogelsberg, Spessart, Rhön und Odenwald ist dies z. T. umgekehrt.

Monatlicher Niederschlag 1981–2010

Abbildung 4 zeigt die in Hessen möglichen verschiedenen Verläufe des Jahresgangs am Beispiel von zwei sehr unterschiedlichen Stationen: dem recht trockenen Geisenheim im Rheingau (517 mm Jahresniederschlag im Zeitraum 1951–2015) und dem niederschlagsreichen Driedorf im Westerwald (1.137 mm im gleichen Zeitraum). In Geisenheim fällt von Ende Mai bis Mitte August der meiste Regen, während der Jahresbeginn (Januar bis April) recht niederschlagsarm ausfällt. Das sommerliche Niederschlagsmaximum ist insbesondere auf Schauer und Gewitter zurückzuführen, die vor allem bei warmen, feuchten Wetterbedingungen auftreten. In Driedorf ist der Winterzeitraum (insbesondere der Dezember) hingegen deutlich nasser als andere Zeiträume im Jahr. Ein sommerliches Maximum wird hier nicht beobachtet. Ein Wintermaximum tritt häufig in windzugewandten Gebirgslagen auf, an denen sich bei häufigen winterlichen Westwindwetterlagen die Wolken stauen.


Abb. 4: Jahresgang der mittleren täglichen Niederschlagssumme (elftägige Glättung) in Driedorf/Westerwald und Geisenheim/Rheingau (1951–2015)

Die unterschiedlichen Jahresgänge in den verschiedenen Teilgebieten von Hessen führen zu leichten Veränderungen in der räumlichen Verteilung der Niederschläge in den einzelnen Monaten. Insbesondere die anstaubedingten Maxima in den Bergregionen sind in den Wintermonaten deutlich stärker ausgeprägt als im Rest des Jahres. Sichtbar werden daher charakteristische räumliche Muster mit hohen Werten in den Höhenlagen (Upland, Westerwald, Vogelsberg, Spessart, Rhön, Odenwald, z. T. auch Taunus) und geringeren Werten in den niedriger gelegenen Regionen (insbesondere entlang von Rhein und Main, in der Wetterau und teilweise entlang der Flüsse Schwalm, Eder, Lahn oder Fulda). Im interaktiven Webportal „Wetterextreme in Hessen“ des Fachzentrums Klimawandel Hessen sind Niederschlagsmessungen für Standorte mit langen Messreihen in Hessen visualisiert.

 

© 2013 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie