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Wird der Starkregen immer stärker? Analyse von erosions-relevanten Starkregen

Wird der Starkregen immer stärker? Analyse von erosions-relevanten Starkregen. Dr. Eva Nora Müller Emmy-Noether Gruppe ECHO Institut für Erd- und Umweltwissenschaften Universität Potsdam. Welcher Starkregen?. Dauer: Tage Skala: Makro-Meso Auswirkung: Überschwemmung. Dauer: ~ 1 Stunde

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Wird der Starkregen immer stärker? Analyse von erosions-relevanten Starkregen

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Presentation Transcript

  1. Wird der Starkregen immer stärker?Analyse von erosions-relevanten Starkregen Dr. Eva Nora Müller Emmy-Noether Gruppe ECHO Institut für Erd- und Umweltwissenschaften Universität Potsdam

  2. Welcher Starkregen? Dauer: Tage Skala: Makro-Meso Auswirkung: Überschwemmung Dauer:~ 1 Stunde Skala: Mikro-Meso Auswirkung: Flash floods, Stadtentwässerung Dauer: Minuten Skala: Mikro-Hang Auswirkung: Splash Erosion

  3. Trendanalyse von Starkregen Datengrundlage: Ort: 8 Regenreihen aus dem Emscher & Lippe EZG Länge: 51-79 Jahre Auflösung: bis zu einer Minute genau Art: analoge Schreibstreifen < 1990er digitale Daten > 1990er Verfahren: Herausfilterung von Extremniederschlägen mit 1.t=1-30 min 2.h=1-10 mm 3.i=0.03-10 mm/min Mann-Kendall Test der Extremereignisse/Jahr nach der Yu Pilon Methode (prewhitened, Autokorrelations-bereinigt) Steigung der Trendgerade nach der Theil-Sen Schätzung Minimaler erosionsrelevanter Regen: > 0.3 mm/min (≡ 20 mm/h) Trendanalyse veröffentlicht: Mueller & Pfister (2011) J Hydrology

  4. Zeitreihe für erosionsrelevanten StarkregenBeispiel:Station Soest

  5. Positive Trends für 1940er-2009 Positive Trends für 1975-2009 Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Erosions-relevant Trend Bubble Diagramm:Intensität – Dauer – Höhe

  6. Positive Trends für 1940er-2009 Positive Trends für 1975-2009 Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Erosions-relevant Trend Bubble Diagramm:Intensität – Dauer – Höhe

  7. Positive Trends für 1940er-2009 Positive Trends für 1975-2009 Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Erosions-relevant Trend Bubble Diagramm:Intensität – Dauer – Höhe

  8. Positive Trends für 1940er-2009 Positive Trends für 1975-2009 Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Positive Trends für 1975-2009 Statistisch signifikant Erosions-relevant Trend Bubble Diagramm:Intensität – Dauer – Höhe

  9. Linearer Trend

  10. Linearer Trend

  11. Saisonalität der Starkregen

  12. Projektionen von erosionsrelevanten Starkregen Trendzunahme von 0.2-0.5 Ereignissen/Jahr IMPAKT??

  13. Folgen von erosionsrelevanten Starkregen • Erosion (Nährstoff-, Sediment-, Schadstoffverlagerung) • Auslaugen von Boden • Verstärkung der Eutrophierung von Gewässern • Sedimentation von Fließrinnen und Wasserbauwerken • Auswirkungen auf urbane Strukturen (Defizit in der Dach- und Schachtentwässerung)

  14. 1 2 3 Folgen von erosionsrelevanten Starkregen • Erosion (Nährstoff-, Sediment-, Schadstoffverlagerung) • Auslaugen von Boden • Verstärkung der Eutrophierung von Gewässern • Sedimentation von Fließrinnen und Wasserbauwerken • Auswirkungen auf urbane Strukturen (Defizit in der Dach- und Schachtentwässerung)

  15. 1 Monitoring: Nährstoffverlagerung von landwirtschaftlich genutzten Flächen Ort: Ketzin, Brandenburg Sampling: 2-wöchentlich Art: Multi-spatiale Beprobung von Nährstoffflüssen (P, NO3, NH4)

  16. 1 Nährstoffverlagerung durch Starkregen Partikulär gebundener Phosphor in 3 Gräben

  17. 1 Nährstoffverlagerung durch Starkregen Partikulär gebundener Phosphor in 3 Gräben

  18. 2 Modellierung von Sedimentverlagerung Model: Prozess-basiertes Erosionsmodel MAHLERAN Größe: Versuchsplot (700 m2, 0.5 m Zellen) Auflösung: Erosionsberechnung in Sekundenauflösung Zeitraum: 1975-2009

  19. 2 Modellierung von Sedimentverlagerung Regen O-Abfluss Sediment Anzahl Erosions-ereignisse

  20. 3 Urbane Folgen von Starkregen Überlaufende Dach- und Schachtentwässerung vollgelaufene Keller

  21. Schlussfolgerung – Ausblick • Verfügbare Impaktstudien zu Erosion, Gewässer und urbaner Raum ungenügend • Re-Analyse von Niederschlagsreihen für andere Gebiete (regional – global) als nächster Schritt • Meteorologische Analysen (einschließlich Großwetterlagen) erforderlich ! Kooperationen sind willkommen !

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