Deutscher Wetterdienst

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1 Deutscher Wetterdienst Das Projekt Starkregen von GDV und DWD - Zwischenbericht - Dr. Paul Becker Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes 14. September 2016

2 Sommer 2016 Deutschland - Eine Bilanz Simbach Braunsbach Quelle: dpa Stromberg Quelle: Kreuznach112-de Quelle: dpa 2

3 Sommer 2016 Deutschland - Eine Bilanz Sturzflut in Braunsbach, 29. Mai h-Niederschlagssumme Quelle: Facebook/Claudia Rost! Nur eine Stunde Starkregen erzeugt eine Sturzflut, die Braunsbach verwüstet 3

4 Sommer 2016 Deutschland - Eine Bilanz Sturzfluten in Rheinland-Pfalz 9-Tage-Niederschlagssumme Beispiel: 24. Juni 2016 Stromberg, bis zu 2m hohe Flutwelle Quelle: Kreuznach112.de 4

5 Sommer 2016 Deutschland - Eine Bilanz Sturzflut in Simbach 24h-Niederschlagssummen 31. Mai 1. Juni! Zwei Tage Starkregen mit intensivsten drei Stunden am 1. Juni verwüsten Simbach 5

6 Sommer 2016 Deutschland - Eine Einordnung Einordnung des Simbach Ereignisses Weltweite Rekorde Deutsche Rekorde Simbach 2016 min h 129 mm/1d 79 mm/3h Andauer 180 mm/2d d Die Niederschlagssummen in Simbach liegen noch weit unter historischen Rekorden! M (Diagramm nach Matsumoto,1993) 6

7 Projektidee Starkregenrisiko ist nicht an Gewässern gebunden! Hochwasserrisiko an Flussgebieten Starkregenrisiko überall Quelle: BMU 7

8 Projektidee Verschneide Starkregenstatistik (Radar & Stationen) mit GDV-Schadenstatistik! GDV Schadenstatistik Bundesweite Schadendaten von DWD Radarniederschlagsinformation Niederschlagsanalysen (Radar & Stationen) ab 2001 Starkregen-Gefahrenkarte Abbildung nach Naturgefahrenreport

9 Was kann Radar? Starkregenprojekt: Aktueller Zwischenstand Stündliche Niederschlagskarten in 1 qkm Auflösung seit 2001, basierend auf Radar und Stationen Für das Testgebiet Nordrhein- Westfalen wurden extremwertstatistische Auswertungen durchgeführt 9

10 Was kann Radar? Testgebiet NRW: Extremwertstatistische Auswertung Statistischer Niederschlag (mm) D=24h T=20a Stationen Radar & Stationen

11 Was kann Radar? Testgebiet NRW: Extremwertstatistische Auswertung Statistischer Niederschlag (mm) D=1h T=20a Stationen Radar & Stationen

12 Was kann Radar? Was kann die Radarauswertung? Vorteil Radar: Auflösungsgewinn Für lange Andauern (24h) ist Niederschlagsverteilung der Radarähnlich zur Stationsanalyse Bei kurzen Dauerstufen (1h) ist Niederschlagsverteilung der Radar- unterschiedlich zur Stationsanalyse 12

13 Was kann Radar? Was kann die Radarauswertung? Die Gründe: Niederschlagssummen sind in der Radaranalyse systematisch niedriger als bei der Stationsanalyse Unterschiedliche Regionalisierungen in Stationsund Radaranalyse Dämpfungseffekte in der Radar-Messung (Noch) zu kurze Zeitreihe mit Radar 13

14 Was kann Radar? [%] Zeitliche Stabilität von RADOLAN-ExtremWert Relative Standardabweichung des statistischen Niederschlags in NRW, kurz Dauerstufe lang häufig Wahrscheinlichkeit Bewertung: Standardabweichung relativ zum Mittelwert des Ensembles (*) in Prozent Außerhalb des Vertrauensbereiches mit 15-jähriger Zeitreihe selten (*) Ensemble besteht aus 15 Mitgliedern, wobei jeweils ein Jahr keine Ereignisse enthält. 14

15 Was kann Radar? [%] Zeitliche Stabilität von RADOLAN-ExtremWert Relative Standardabweichung des statistischen Niederschlags in NRW, groß Unsicherheit klein klein Unsicherheit Bewertung: Standardabweichung relativ zum Mittelwert des Ensembles (*) in Prozent Fehler von maximal 12% ist hinnehmbar Außerhalb des Vertrauensbereiches mit 15-jähriger Zeitreihe groß (*) Ensemble besteht aus 15 Mitgliedern, wobei jeweils ein Jahr keine Ereignisse enthält. 15

16 Ereignisdefinition Bestimmung der extremen Niederschlagsereignisse Ereignisauswahl mit Wetter-Extremitätsindex (WEI) nach Kaspar und Müller (2014) WEI ist eine Funktion die das Maximum aus Wiederkehrzeit, Andauerstufe und Flächenausdehnung quantifiziert Anwendung des WEI auf Niederschlagsereignisse 16

17 Ereignisdefinition Bestimmung der extremen Niederschlagsereignisse Zeitreihe des WEI für Deutschland Claudia + Elbehochwasser WEI bewertet räumlich ausgedehnte Ereignisse sehr hoch Cathleen Veit Quirinus Hochwasser 2013 Münster Juli 2014 (WEI = 78,4) D max = 24h, T min = 5a Für Zielstellung des Projektes muss WEI modifiziert werden 17

18 Ereignisdefinition Modifizierter Starkniederschlags-Index (HPI-F) Identisch zu WEI, bis auf: Ausdehnung ist fixiert auf Gebiet (z.b. PLZ-Gebiet) Begrenzung der Jährlichkeit auf 100 Jahre Wertebereich zwischen 0 und 1 HPI-F = Mittlere logarithmische Jährlichkeit Maximale mögliche mittlere logarithmische Jährlichkeit 18

19 Erste Verschneidung Ergebnisse Verschneidung und Zusammenhangsmaß Betrachte Gebiete außerhalb von hochwassergefährdeten Regionen um auf Elementarschäden durch Starkregen zu fokussieren Zeitraum: Gebiet: Deutschland Verschneidung: maximaler HPI-F des Tages mit Schadenshäufigkeit (SH) Einschränkung auf PLZ mit geringer Hochwassergefährdung (ZÜRS GK1) 19

20 Verschneidung Verschneidung und Zusammenhangsmaß Zusammenhang zwischen SH und HPI-F Deutschlandweit ist ein Zusammenhang von Starkniederschlag (HPI-F) und Schäden (SH) bereits erkennbar Allerdings gibt es auch viele Starkregen mit geringen Schäden Hypothese: Starkregen fallen auch auf ungefährdete oder nicht versicherte Gebiete Notwendigkeit zur Einbeziehung weiterer Informationen (z.b. Verstädterung, Landnutzung) 20

21 Verschneidung Verschneidung und Zusammenhangsmaß Mit zunehmendem Starkniederschlag nimmt auch die Schadenhäufigkeit zu! Weiter Untersuchungen notwendig, da Daten noch zu verrauscht um die für das Schadensgeschehen kritischen Parameter und Schwellwerte genauer zu bestimmen 21

22 Verschneidung Verschneidung und Zusammenhangsmaß Betrachte vornehmlich städtisch geprägte PLZ (CORINE Kat ) um Verschneidung auf potentiell schadensträchtige Gebiete zu fokussieren Nächster Schritt: Einbeziehung von Landnutzungsdaten (CORINE) 22

23 Zusammenfassung Starkregenprojekt: Zusammenfassung Das Risiko von Starkregen ist im Gegensatz zu Hochwasser nicht gewässergebunden. Für Verschneidung geeignete Radaranalyse durchgeführt und über NRW extremwertstatistisch ausgewertet. Ebenso erfolgte die deutschlandweite Verschneidung der Starkregenereignisse mit Schadenshäufigkeiten aus den Statistiken des GDV. Erste Zusammenhangsmaße sind bereits erkennbar. Die Reife für eine Starkregenzonierung haben sie jedoch noch nicht. Unsere möglichst objektive Bestimmung der Starkregengefährdung in Deutschland dient auch zur geschärften Kommunikation dieser Naturgefahr 23

24 Zusammenfassung Wichtige Elemente zur erfolgreichen Klima-Anpassung Starkregen- Gefahrenkarte Verbesserte Vorhersagen und Warnungen Neue Kultur im Umgang mit Naturgefahren 24

25 Deutscher Wetterdienst Vielen Dank! Quelle: Feuerwehr Simmerath Dr. Paul Becker Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes 14. September 2016