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

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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: Minuten Skala: Mikro-Hang Auswirkung: Splash Erosion Dauer: ~ 1 Stunde Skala: Mikro-Meso Auswirkung: Flash floods, Stadtentwässerung

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= 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 Starkregen Beispiel: Station Soest Dauer: 1 min Höhe: 1-2 mm Intensität: 1-2 mm/min Dauer: 4 min Tiefe: 2-3 mm Intensität: mm/min

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

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

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

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

9 Linearer Trend Zeitraum 1940er-2009Zeitraum Station Essen Station Hamm Station Soest

10 Linearer Trend Zeitraum 1940er-2009Zeitraum Station Essen Station Hamm Station Soest

11 Saisonalität der Starkregen Jan.-MärzApril-JuniJuli-Sept.Okt.-Dez. Essen Hamm Soest

12 Projektionen von erosionsrelevanten Starkregen Trendzunahme von 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 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) 123

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

16 Nährstoffverlagerung durch Starkregen Partikulär gebundener Phosphor in 3 Gräben 1

17 Nährstoffverlagerung durch Starkregen Partikulär gebundener Phosphor in 3 Gräben 1

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

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

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

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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