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Schneelast im Wandel des Klimas – neue Risiken?

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Schneelast im Wandel des Klimas – neue Risiken?. Ulrich Strasser Fakultät für Geowissenschaften Department für Geo- und Umweltwissenschaften Universität München. Dank. Inhalt. Die Situation im Januar 2006 Grundlagen zur Schneelast Ein Blick auf den Klimawandel Zu erwartende Konsequenzen

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Presentation Transcript
schneelast im wandel des klimas neue risiken
Schneelast im Wandel des Klimas – neue Risiken?

Ulrich Strasser

Fakultät für Geowissenschaften

Department für Geo- und Umweltwissenschaften

Universität München

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

slide2
Dank

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

inhalt
Inhalt
  • Die Situation im Januar 2006
  • Grundlagen zur Schneelast
  • Ein Blick auf den Klimawandel
  • Zu erwartende Konsequenzen
  • Handlungsoption: ein operationelles Warnsystem

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

18.01.2007

bad reichenhall 2 1 2006
Bad Reichenhall, 2.1.2006

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

eingest rzte hallen und geb ude im januar februar 2006
Eingestürzte Hallen und Gebäude im Januar/Februar 2006

(BR-online)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

grundlagen
Grundlagen
  • Dichte [kg/m³] = Masse / Volumen
  • Spezifisches Gewicht = Dichte / Referenzdichte
  • Für Schnee sehr unterschiedlich, z.B:

0.1: 10 cm lockerer Pulverschnee wiegen ca. 10 kg/m²

0.4: 10 cm Nass-Schnee wiegen bis ca. 40 kg/m²

0.9: 10 cm Eis wiegen ca. 90 kg/m²

1.0: 10 cm hoch stehendes Wasser wiegt 100 kg/m²

  • Die Schneehöhe bzw. –dichte allein ist kein Maß für die Schneelast!
  • Entscheidend ist das Auflastgewicht in kg/m²(entspricht l/m² oder einem Niederschlag in mm)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

grundlagen1
Grundlagen

Nicht durch Schmelzen/Gefrieren der Schneedecke wird die Schneelast erhöht, sondern nur durch zusätzliche Niederschläge, egal ob Schnee oder Regen

  • Die zulässige Schneelast ist in der DIN 1055-5 geregelt
  • Die am Bauwerk anzusetzende Schneelast folgt aus der lokalen (charakteristischen) Schneelast multipliziert mit einem „Formbeiwert“:

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

schneelastzonen nach din 1055 5
Schneelastzonen nach DIN 1055-5

(die Rechenwerte entsprechen einer mittleren Wiederkehrperiode von 50 Jahren)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

die klimatische situation in bad reichenhall im jan feb 2006

Regen

Schneeregen

Schneefall

Schneehöhe

Wasseräquivalent

Temperatur

2.01.2006

Halleneinsturz

Die klimatische Situation in Bad Reichenhall im Jan/Feb 2006

(DWD)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

was f llt auf
Was fällt auf?
  • Keine außergewöhnliche Wintersituation
  • Vor der Katastrophe: Temperaturen um den Gefrierpunkt
  • Unmittelbar zuvor eine starke Frostperiode, dann Regen, Schnee-regen und schließlich ergiebiger Schneefall
  • Die Schneehöhe an der DWD-Station betrug ca. 30 cm, das Wasser-äquivalent knapp 60 mm
  • Damit betrug die Dachlast „nur“ ca. 60 kg/m², es sei denn, es wurde dort mehr Niederschlag abgelagert als an der DWD-Station
  • Dafür gibt es Argumente: mehrgemessener Niederschlag als inder Schneedecke an der Stationgespeichert ist!
  • Beispiel: Zell bei Ruhpolding,10.2.2006: 46 % Überschuss

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

zwischenfazit i
Zwischenfazit I
  • Zum Katastrophenzeitpunkt herrschten keine aussergewöhnlichen Schneelasten vor (nicht nur in Bad Reichenhall)
  • Durch die Frostwechsel zuvor fiel möglicherweise Schmelzwasser an,
  • das anschließend wieder gefror (starke Frostperiode)
  • Dann kamen die ersten ergiebigen Niederschläge seit langem, d.h.
  • abrupter Anstieg der Schneelast
  • Die tatsächliche Schneelast auf einem Dach ist möglicherweise deutlich größer als das gemessene Wasseräquivalent einer Freiland-Schneedecke
  • Ganz ähnliche Verhältnisse findet man übrigens auch für
    • Aying 3.1.
    • Passau 20.1.
    • Deggendorf 22.1.
    • Töging 7.2.

…und in der Zukunft?

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

ipcc szenarien
IPCC-Szenarien
  • Internationale Organisation aus Wissenschaftlern, Politikern und Vertretern der Wirtschaft
  • Alle 5 bis 6 Jahre erscheint ein gemeinsamer Bericht
  • 1990, 1995, 2001 („3rd assessment report“), der nächste 2007
  • Die SRES-storylines:

(IPCC)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

ipcc szenarien1
IPCC-Szenarien

(IPCC)

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zuk nftiges klima
Zukünftiges Klima
  • Der vorhergesagte Temperaturanstieg beträgt global etwa 1.5°C bis 6°C bis 2100
  • Das Sommerhalbjahr wird wärmer und trockener
  • Das Winterhalbjahr wird v.a. feuchter
  • Schneefälle nehmen im Flachland ab (mehr Regen)
  • In den Hochlagen kann aber durchaus mehr Schnee fallen
  • Durch die wärmere Luft werden Wetterextreme häufiger

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zuk nftiges klima bis 2100
Zukünftiges Klima bis 2100

(MPI Hamburg)

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zuk nftiges klima ver nderungen bis 2036 nov apr

Maximales Wasseräquivalent [kg/m²]

Zukünftiges Klima: Veränderungen bis 2036 (Nov-Apr)

Schneedeckendauer [d]

-46

-108

+144

+11

0

(GLOWA-Danube)

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zwischenfazit ii
Zwischenfazit II
  • Temperatur- und Niederschlagstrends sind regional sehr variabel
  • Die saisonale Schneebedeckungsdauer und das maximale Wasser-äquivalent werden (ausser in Hochlagen) zwar abnehmen, aber:
  • Wegen der stärkeren Variabilitäten werden sehr intensive Schnee-fälle weiterhin vorkommen können
  • V.a. aber werden Verhältnisse wie zu den Zeitpunkten der Unglücke in Zukunft weiterhin auftreten
  • Zum jetzigen Zeitpunkt ist ein Trend der Eintrittswahrschein-lichkeit für kritische Schneelastsituationen nicht vorher-zusagen

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

handlungsoption ein operationelles warnsystem
Handlungsoption: ein operationelles Warnsystem
  • Komponente I: LME („Lokalmodell Europa“) des Deutschen Wetterdienstes DWD zur Prognose der meteorologischen Verhält-nisse für die nächsten drei Tage
  • Komponente II: Snow3 des DWD zur Simulation der räumlichen Schneedeckenentwicklung (Wasseräquivalent) für diesen Zeitraum – allerdings für Freilandverhältnisse (Klimastationen):

- diese Ergebnisse sind operationell zu beziehen -

  • Komponente III: Ein operationelles Mess-System für Schnee-lasten auf (möglichst „repräsentativen“) Dächern, mit denen die herrschenden Auflastgewichte unter Zuhilfenahme der Schnee-simulationen regionalisiertund prognostiziert werden:

- dieser Schritt müsste erst noch entwickelt werden -

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

komponente i klimamodell
Komponente I: Klimamodell
  • LME („Lokalmodell Europa“) des Deutschen Wetterdienstes DWD
  • Rechnet Europa-weit mit einer räumlichen Auflösung von 7 km
  • Prognosehorizont 78 h
  • Downscaling der Ergebnisse auf 1 km
  • Zeitliche Auflösung der Ergebnisdaten 1 h

(DWD)

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komponente ii schneedeckenmodell
Komponente II: Schneedeckenmodell
  • Snow3 des DWD, läuft operationell
  • Rechnet 4 mal am Tag 72 h voraus
  • Räumliche Auflösung 1 km
  • Rechnet intern stündlich, d.h. liefert Stundenwerte von
  • Wasseräquivalent und Niederschlagsdargebot (Abfluss aus der Schneedecke)
  • Ergebnisse werden 3 mal pro Woche mit Messungen der Meteoro-logie und Schneemessungen nachgeführt

(DWD)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

komponente iii messungen der schneelast auf d chern
Komponente III: Messungen der Schneelast auf Dächern
  • Schneekissen mit 1,5 m Seitenlänge
  • Wiegt voll 200 kg
  • Mißt zuverlässig den hydrostatischen Druck auf waagrechten und ebenen Flächen (→ Schneelast)
  • Online-Datenzugriff
  • Hat sich beim Bayer. Lawinenwarndienst bereits bewährt

(Fa. Sommer)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

komponente iii regionalisierung der schneelast auf d chern
Komponente III: Regionalisierung der Schneelast auf Dächern
  • Die gemessenen Schneelasten auf Dächern gilt es nun mit den modellierten/an den Klimastationen gemessenen Wasser-äquivalenten zu kombinieren
  • Für die festgestellten Abweichungen ist ein Regionalisierungs-verfahren zu entwickeln, welches die relevanten Prozesse be-rücksichtigt
  • Damit kann dann eine operationelle, regionale Prognose der zu erwartenden Schneelasten abgeleitet werden

(Fa. Sommer)

VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

slide23

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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