Statistische Untersuchung langfristiger Veränderungen des Niederschlags in Baden-Württemberg:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Karlsruhe
Landesanst. für Umweltschutz Baden-Württemberg
1997
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Handbuch Wasser
2, [Oberirdische Gewässer, Gewässerökologie] ; 42 |
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| adam_text | Titel: Statistische Untersuchung langfristiger Veränderungen des Niederschlags in Baden-Württemberg
Autor: Sánchez Penzo, Susanne
Jahr: 1997
Inhalt Seite
Zusammenfassung 1
1. Einführung und Zielsetzung 3
2. Datengrundlage und Datenergänzung 5
2.1 Monatssummen 5
2.1.1 Datengrundlage 5
2.1.2 Datenergänzung 9
2.2 Tagessummen 9
2.2.1 Datengrundlage 9
2.2.2 Datenergänzung 14
2.3 Statistische Methoden zur Datenergänzung 14
2.3.1 Einfache und multiple Regressionsanalyse 16
2.3.2 Anwendung der multiplen Regression zur Datenergänzung 17
2.4 Zur Geschichte der Niederschlagsmessung im Südwesten Deutschlands
und ihrer Bedeutung für die Trendanalyse 19
3. Homogenitätsanalysen 23
3.1 Ursachen für Inhomogenitäten 23
3.2 Homogenitätstests 23
3.3 Testverfahren 25
3.4 Ergebnisse 26
3.4.1 Kriterien für die Auswahl der Stationen zur Interpolation
der Trendkarten 27
3.4.2 Monatssummen 28
3.4.3 Tagessummen 30
4. Trendanalysen 35
4.1 Linearer Trend und seine Signifikanz 35
4.2 Relativer linearer Trend 35
4.3 Untersuchungsintervalle 38
5. Feldanalyse 41
6. Extremwertanalyse von Tagessummen 43
6.1 Auswahl der Datenserien und der Dauerstufen 43
6.2 Jahreszeitliche Unterschiede im Auftreten von Extremereignissen 44
7. Ergebnisse zum Niederschlagsverhalten in Baden-Württemberg 49
7.1 Langfristige Trends auf der Grundlage von monatlichen Zeitreihen,
Zeitspanne 1895 bis 1994 52
7.1.1 Ergebnisse zu einbezogenen Stationen
mit Homogenitätsklassen 1 bis 3 52
7.1.2 Berücksichtigung von zusätzlich einbezogenen Stationen
mit Homogenitätsklassen 4 und 5 53
7.1.3 Trends ausgewählter Zeitreihen 54
IV
7.2 Trends der Niederschlagsmaxima auf der Grundlage von
täglichen Zeitreihen, Zeitspanne 1931 bis 1994 56
7.2.1 Signifikanz der Änderung der Häufigkeiten und der Ausmaße
für das Meteorologische Winterquartal 57
7.2.2 Signifikanz der Änderung der Häufigkeiten und der Ausmaße
für Quartale des Hydrologischen Winterhalbjahres 57
7.2.3 Ergebnisse zur Untersuchung von Niederschlagsmaxima 57
7.3 Repräsentative Niederschlagsstationen für Flußeinzugsgebiete
in Baden-Württemberg 58
8. Fazit und Ausblick 61
Literaturverzeichnis 65
Anlagen 69
A1 Absolutes und relatives Trendverhalten der Niederschlagshöhen
mit jeweiliger Signifikanz für Jahre (Kalenderjahr, Jan. bis Dez.),
Zeitsspanne 1895 -1994 71
A2 Absolutes und relatives Trendverhalten der Niederschlagshöhen mit
jeweiliger Signifikanz für Meteorologische Quartale,
Zeitspanne 1895 -1994 75
A3 Absolutes Trendverhalten der Niederschlagshöhen mit jeweiliger
Signifikanz für ausgewählte Monate, Zeitspanne 1895 -1994 85
A4 Absolutes und relatives Trendverhalten der Niederschlagshöhen mit
jeweiliger Signifikanz für Hydrologische Jahre sowie für
Hydrologische Winter- und Sommerhalbjahre, Zeitspanne 1895 -1994 93
A5 Absolutes und relatives Trendverhalten der Niederschlagshöhen mit
jeweiliger Signifikanz für die Quartale der Hydrologischen Winter- und
Sommerhalbjahre, Zeitspanne 1895 -1994 101
A6 Stationen mit homogenen Zeitreihen der jährlichen Niederschlags-
höhen, Zeitspanne 1895 bis 1994 111
A7 Signifikanz der positiven Trends der Häufigkeiten von
Niederschlagsmaxima auf der Grundlage von partiellen Serien der
Tagessummen, Dauerstufen 1, 2, 3, 5 Tage, Meteorologisches
Winterquartal, Zeitspanne 1931 -1994 121
A8 Signifikanz der positiven Trends der Häufigkeiten von
Niederschlagsmaxima auf der Grundlage von partiellen Serien der
Tagessummen, Dauerstufen 1, 2, 3, 5 Tage, Quartale des
Hydrologischen Winterhalbjahres, Zeitspanne 1931 -1994 127
A9 Signifikanz der Trends der Ausmaße von Niederschlagsmaxima auf
der Grundlage von partiellen Serien der Tagessummen,
Dauerstufen 1, 2, 3, 5 Tage, Meteorologisches Winterquartal,
Zeitspanne 1931 -1994 137
?
?10 Signifikanz der Trends der Ausmaße von Niederschlagsmaxima
auf der Grundlage von partiellen Serien der Tagessummen,
Dauerstufe 5 Tage, Quartale des Hydrologischen Winterhalb-
jahres, Zeitspanne 1931 -1994 143
A11 Die jeweils 175 höchsten täglichen Niederschlagshöhen (partielle
Serie) für ausgewählte Stationen mit homogenen Zeitreihen
It. Tabelle 2.2 und Abb. 3.5, Zeitspanne 1931 -1994 147
Verzeichnis der Abbildungen Seite
Abb. 2.1 Räumliche Verteilung der vorliegenden Niederschlags-
stationen mit Monatssummen, Zeitspanne 1891-1994 6
Abb. 2.2 Räumliche Verteilung der vorliegenden Niederschlags-
stationen mit Tagessummen, Zeitspanne 1931-1994 13
Abb. 2.3 Zeitliche Abfolge von Regressionszeitraum, Datenlücke und
Kontrollzeitraum 18
Abb. 2.4 Kalibrierung des Korrelationskoeffizienten am Kontrollzeitraum 18
Abb. 3.1 Stationsauswahl für die Homogenitätstests (1) 26
Abb. 3.2 Stationsauswahl für die Homogenitätstests (2) 26
Abb. 3.3 Räumliche Verteilung der einbezogenen Niederschlags-
stationen mit Monatssummen der Homogenitätsklassen
1 bis 3 (Stationsauswahl I), Zeitspanne 1895-1994 29
Abb. 3.4 Räumliche Verteilung der einbezogenen Niederschlags-
stationen mit Monatssummen der Homogenitätsklassen
1 bis 3 sowie 4 und 5 (Stationsauswahl l/M), Zeitspanne 1895-1994 31
Abb. 3.5 Räumliche Verteilung der wahrscheinlich homogenen Nieder-
schlagsstationen mit Tagessummen, Zeitspanne 1895-1994
(Stationsauswahl I); Ergebnis des zweiten Laufes der Homo-
genitätstests 33
Abb. 4.1 Zeitreihe der Niederschlagssumme Bad Mergentheim 1891-1994
für das Meteorologische Sommer- (Juni, Juli, August) und
das Winterquartal (Dezember, Januar, Februar) 36
Abb. 4.2 Zur Berechnung des relativen Trends 37
Abb. 4.3 Abhängigkeit des linearen Trends der Niederschlagssummen (in
mm/Jahr) vom gewählten Zeitintervall in Bad Mergentheim für
Sommerquartal, Winterquartal und Jahr 39
Abb. 6.1 Partielle Serie der Niederschlagsmaxima von Althengstett-Otten-
brunn für die Dauerstufe 1 Tag und das Kalenderjahr 45
Abb. 6.2 Partielle Serie der Niederschlagsmaxima von Althengstett-Otten-
brunn für die Dauerstufe 1 Tag und die Hydrologischen Halbjahre 46
Abb. 6.3 Verlauf der Anzahl von Extremwertereignissen bei verschiedenen
nen Dauerstufen für einige homogene Zeitreihen der Tagessummen 47
Abb. 6.4 Partielle Serie der Niederschlagsmaxima von Althengstett-Otten-
brunn für eine Dauerstufe von 6 Tagen 48
VI
Abb. 7.1 Absoluter linearer Trend der jährlichen Niederschlagshöhen,
Zeitspanne 1895-1994 auf der Grundlage von
Stationsreihen der Homogenitätsklassen 1 bis 5 (Stationsauswahl l/ll) 50
Abb. 7.2 Absoluter linearer Trend der jährlichen Niederschlagshöhen,
Zeitspanne 1895-1994 auf der Grundlage von Stations-
reihen der Homogenitätsklassen 1 bis 3 (Stationsauswahl I) 51
Abb. 7.3 Jahresgang des linearen Trends von Niederschlag und
Lufttemperatur, 1955-1994, an ausgewählten Stationen
Baden-Württembergs 55
Abb. 7.4 Flußeinzugsgebiete in Baden-Württemberg und Niederschlags-
stationen mit repräsentativen Monats- und Tageswertzeitreihen 60
Verzeichnis der Tabellen Seite
Tab. 2.1 Verzeichnis der einbezogenen Niederschlagsstationen mit Zeit-
reihen mit Monatssummen, Zeitspanne 1891 bzw. 1895 bis 1994 7
Tab. 2.2 Verzeichnis der einbezogenen Niederschlagsstationen mit
Tageswerten, Zeitspanne 1931 bis 1994 10
Tab. 2.3 Entscheidungstabelle zur Datenergänzung 16
Tab. 3.1 Zusätzlich einbezogene monatliche Niederschlagsreihen
(Zeitspanne 1895-1994) 30
Tab. 3.2 Zusätzlich einbezogene Niederschlagsreihen mit Tageswerten
(Zeitspanne 1931-1994) 32
Tab. 4.1 Signifikanzzuordnung der Mann-Kendall-Trendtestwerte 35
Tab. 7.1 Definition meteorologischer bzw. hydrologischer
Betrachtungszeiträume 49
Tab. 7.2 Trends der Niederschlagsmaxima auf der Grundlage von
Tagessummen für verschiedene Dauerstufen
(1,2, 3 und 5 Tage), 1931-1994 58
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