Klima und Umwelt Abteilung Klima, Luft, Lärm, Strahlen Abteilung Agrarmeteorologie, Dienstort Leipzig Kärnerstr. 68, 04288 Leipzig Pillnitzer Platz 3, 01326 Dresden www.dwd.de www.smul.sachsen.de/lfulg Bearbeiter: F. Böttcher Dr. A. Hausmann, Dr. J. Franke, A. Pausch,

U. Schreiber, U. Höhne, Dr. A. Philipp, Dr. P. Börke, Ch. Kröling, Frieder Tränkner, E. Müller, Dr. U. Haferkorn (BfUL), S. Martens (SBS)

Bearbeiter: Dr. Johannes Franke

Abteilung/Referat: 5/51

E-Mail: johannes.franke@smul.sachsen.de

Telefon: 0351 2612-5116

Redaktionsschluss: 25.01.2018

Internet: www.smul.sachsen.de/lfulg

2017 - Wetter trifft auf Klima

Inhalt

1. Klimatologische Einordnung (Sachsen, Landkreise)

1.1. Datengrundlage und Methodik

1.2. Klimatologische Einordnung für die Region Sachsen

1.2.1. Langjährige Entwicklung der Lufttemperatur

1.2.2. Langjährige Entwicklung des Niederschlags

1.2.3. Langjährige Entwicklung der Sonnenscheindauer

1.2.4. Zusammenfassende klimatologische Einordnung

1.3. Klimatologische Einordnung für sächsische Landkreise

1.3.1. Lufttemperatur

1.3.2. Niederschlag

1.3.3. Kombinierte Lufttemperatur- und Niederschlagsabweichungen

1.3.4. Sonnenscheindauer

1.3.5. Phänologie

2. Besonderheit im Witterungsverlauf – Sturmtief "Herwart"

3. Einflüsse/Auswirkungen ausgewählter Wetterereignisse bzw. Witterungsabschnitte

3.1. Einfluss der Witterung auf die Luftqualität

3.2. Auswirkungen der Witterung auf den Wald

3.3. Auswirkungen der Witterung auf Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung

3.4. Auswirkungen der Witterung auf den Garten- und Weinbau

3.5. Auswirkungen der Witterung auf landwirtschaftliche Kulturen

3.6. Starkregenereignisse in kleinen Einzugsgebieten – Ausblick Starkregenrisikoma-

nagement

4. Thesen

5. Abkürzungsverzeichnis

Anhang

2

1. Klimatologische Einordnung (Sachsen, Landkreise)

1.1. Datengrundlage und Methodik

Die hier vorgenommene Auswertung verschiedener Wetterelemente beruht auf den Messun-

gen und Beobachtungen an Wetterwarten, Wetterstationen und von phänologischen Be-

obachtern, die dem Netz des Deutschen Wetterdienstes angehören. Für Lufttemperatur und

Sonnenscheindauer werden dabei die Daten von 33 ehrenamtlich bzw. hauptamtlich betreu-

ten oder vollautomatischen Wetterstationen zugrunde gelegt, die sich auf dem Gebiet des

Freistaates oder nur wenige Kilometer außerhalb der sächsischen Grenzen befinden, aber

naturräumlich und damit auch klimatologisch zugeordnet werden können (Abbildung 1). Beim

Niederschlag sind es insgesamt 45 Stationen. Die Aussagen zur Phänologie beruhen auf

Ergebnissen von 73 ehrenamtlichen phänologischen Beobachtern und vier hauptamtlichen

DWD-Dienststellen, die ebenfalls phänologische Beobachtungen durchführen.

Um die klimatologischen Unterschiede im Freistaat Sachsen herauszuarbeiten, wurde auf

die durch die Gebietsgliederung des Freistaates in Landkreise und kreisfreie Städte vorge-

gebene Struktur zurückgegriffen, wobei in den Landkreisen Mittelsachsen und Görlitz durch

eine weitere Untergliederung in Tiefland- und Berglandregionen dem klimatologisch beach-

tenswerten Höhengradienten Rechnung getragen wurde (Abbildung 1).

Abbildung 1: Verteilung verwendeter Messstationen in sächsischen Landkreisen (Kartener-

stellung: LfULG)

3

Die Aussagen zum Jahr beziehen sich auf die zwölf Monate des Kalenderjahres. Die Daten

zu den Jahreszeiten sind die zusammengefassten Werte der Monate Dezember 2016 bis

Februar 2017 für den Winter, März bis Mai für das Frühjahr, Juni bis August für den Sommer

und September bis November für den Herbst. Der für Vergleiche angewendete klimatologi-

sche Referenzzeitraum ist die von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) festgelegte

Normalperiode von 1961 bis 1990. Hinsichtlich dieser Normalperiode kam es im Jahr 2014

zu einer verbindlichen Festlegung der Klimakommission der WMO. In ihrer 16. Sitzung, die

im Juli in Heidelberg stattfand, wurde bestimmt, dass sich alle auf den Klimawandel bezie-

henden Arbeiten einheitlich an der Periode 1961-1990 orientieren und für sonstige Zwecke

nach Abschluss eines Jahrzehnts eine neue 30jährige Periode (aktuell 1981-2010) Verwen-

dung findet.

Zur Einordnung der Ergebnisse soll hier nochmals der Unterschied zwischen den Begriffen

Wetter, Witterung und Klima dargestellt werden.

Das Wetter ist der momentane Zustand der Atmosphäre. Es beschreibt die gewöhn-

lich schnell ablaufenden Prozesse und variablen Zustände der Lufthülle der Erde an-

hand des Augenblickszustandes der meteorologischen Elemente wie Lufttemperatur,

Niederschlag, Sonnenscheindauer u.a.m.

Der Ablauf des Wetters über mehrere Tage, Wochen, Monate oder gar Jahreszeiten

wird durch den Begriff Witterung beschrieben. Die Witterung wird dabei durch charak-

teristische Abfolgen von Großwetterlagen bestimmt. Beispielsweise sagt man: In den

letzten Wochen herrschte eine trocke-

ne/feuchte/milde/kalte/niederschlagsreiche/niederschlagsarme/windige Witterung.

Die Zusammenfassung der Augenblickszustände des Wetters für einen Ort oder eine

Region führt zum Begriff des Klimas. Die WMO definiert den Begriff Klima als die

Synthese des Wetters über einen Zeitraum, der lang genug ist, um dessen statisti-

sche Eigenschaften festlegen zu können. Während Wetter eine aktuelle Zustandsbe-

schreibung der Atmosphäre darstellt, können die Begriffe Witterung und Klima als

Verallgemeinerungen betrachtet werden, die mit den Mitteln der mathematischen Sta-

tistik beschrieben und abgegrenzt werden können.

Die Vorgehensweise zur klimatologischen Einordnung erfolgt hier mittels Abweichungen von

einem Referenzwert. Diese Abweichungen können positive oder negative Werte annehmen.

Wie bereits oben erwähnt wird zur Bewertung des langfristigen Klimawandels die 30jährige

Klimanormalperiode 1961 bis 1990 als Referenzperiode verwendet. Zum Sichtbarmachen

witterungsbedingter Extreme erfolgt eine Bewertung der Abweichungen durch Hervorheben

der jeweils kleinsten und größten 20 % der ermittelten Abweichungen. Die restlichen dazwi-

schen (um den Mittelwert) liegenden 60 % der ermittelten Abweichungen werden als

Schwankungsverhalten (z.B. von Jahr zu Jahr) betrachtet. Die Separierung der oberen und

unteren Verteilungsbereiche erfolgt hier mittels des Perzentil-Ansatzes. Dieser ist allgemein

gültig und somit auch auf originäre Datenreihen anwendbar. Abbildung 2 dient der Veran-

schaulichung der Schwellenwertbestimmung für Perzentile für den betrachteten Bereich.

Hinsichtlich einem Sichtbarmachen witterungsbedingter Extreme werden die hier als Krite-

rien verwendeten Perzentile und deren Eigenschaften (farblich, verbal) in Abbildung 3 darge-

stellt.

4

a) Zeitreihe (°C) b) Abweichungen (K) vs. 1961-1990

c) geordnete Abweichungen: zugeordnete

Perzentile (anteiliger Stichprobenumfang)

Abbildung 2: Veranschaulichung der Perzentilbestimmung für Abweichungen vs. der Refe-

renzperiode 1961-1990 am Bsp. des Jahresmittels der Lufttemperatur in Sachsen (Flächen-

mittel), 1881 bis 2015

Abbildung 3: Verwendete Perzentile und deren Eigenschaft für die Lufttemperatur (oben),

den Niederschlag (Mitte) und die Sonnenstunden (unten)

5

1.2. Klimatologische Einordnung für die Region Sachsen

1.2.1. Langjährige Entwicklung der Lufttemperatur

In Abbildung 4 sind die jährlichen Abweichungen (in Kelvin, K) des Flächenmittels der Jah-

resmitteltemperatur gegenüber der Referenzperiode 1961-1990 für Sachsen abgebildet.

2017 wurde mit +1,3 K als «viel zu warm» eingestuft. Es fällt auf, dass in den letzten knapp

30 Jahren in Sachsen fast ausnahmslos überdurchschnittlich warme Jahre auftraten, was

auch in der dekadischen Entwicklung der Lufttemperatur in einem markanten Anstieg über

die letzten drei Dekaden 1981-1990 bis 2001-2010 zum Ausdruck kommt (Abbildung 5).

Auf der Grundlage von Auswertungen der sächsischen Klimaprojektion „WEREX-V-

Ensemble“ ist davon auszugehen, dass sich dieser Erwärmungstrend bis zum Ende des 21.

Jahrhunderts weiter fortsetzt. Unter Berücksichtigung des Unsicherheitsbereiches liegen 80

Prozent der Realisierungen (zwischen 10 % und 90 %) in einem Entwicklungsintervall zwi-

schen +2,5 K und +4 K, gegenüber 1961-1990, bis zum Ende des lfd. Jahrhunderts

(Abbildung 5).

Abbildung 4: Abweichungen der Jahresmitteltemperatur (K) gegenüber 1961-1990 in Sach-

sen, 1881 bis 2017

6

Abbildung 5: Abweichungen der mittleren Jahresmitteltemperatur (K) für Dekaden gegen-

über 1961-1990 in Sachsen, 1881 bis 2100 (1881-2016 gemessene Daten, 2021-2100 Pro-

jektionsdaten WEREX-V-Ensemble)

Für die Jahreszeiten und Vegetationsperioden I (April bis Juni) und II (Juli bis September)

sind folgende Befunde festzuhalten (vgl. Abbildung 50):

Winter +0,6 K und der 4. Winter infolge über Referenzwert;

Frühjahr mit +1,7 K als «zu warm» eingestuft und ebenfalls wie der Winter das

4. Frühjahr infolge über Referenzwert;

VP I mit +1,3 K als «zu warm» eingestuft und das 20. Mal infolge über

Referenzwert;

Sommer mit +1,6 K als «viel zu warm» eingestuft und gar der 21. Sommer

infolge über Referenzwert;

VP II +0,7 K und das 19. Mal infolge über Referenzwert;

Herbst mit +0,9 K als «zu warm» eingestuft und der 7. Herbst infolge über

Referenzwert.

In Abbildung 6 ist die chronologische Abfolge wärmerer und kühlerer Jahreszeiten in Sach-

sen im Zeitraum 1881 bis 2017 dargestellt. Diese Abbildung dokumentiert das zunehmend

höhere thermische Niveau, auch vor dem Hintergrund der Kumulation. Dies wird bestärkt

durch eine Darstellung der graduellen Abweichungen (Abbildung 7). Seit 1881 ist der Ab-

7

schnitt von Sommer 2013 bis Herbst 2017 (18 Jahreszeiten) der längste in dem durchge-

hend alle Jahreszeiten über ihrem Referenzwert lagen.

Abbildung 6: Chronologische Abfolge positiver und negativer Abweichungen der Lufttempe-

ratur für Jahreszeiten gegenüber 1961-1990 in Sachsen, Frühjahr 1881 bis Herbst 2017

8

Abbildung 7: Chronologische Abfolge von Abweichungen der Lufttemperatur für Jahreszei-

ten gegenüber 1961-1990 in Sachsen, Winter 1960/61 bis Herbst 2017

1.2.2. Langjährige Entwicklung des Niederschlags

In Abbildung 8 sind die jährlichen Abweichungen (in Prozent) des Flächenmittels des Jah-

resniederschlages gegenüber der Referenzperiode 1961-1990 für Sachsen abgebildet. Das

Jahr 2017 hatte mit +7 % eine über dem Referenzwert aber im normalen Schwankungsbe-

reich liegende Jahresbilanz. In Abbildung 8 fällt auf, dass im Vergleich zur Lufttemperatur

keine klare Entwicklung in den Jahresniederschlagssummen sichtbar ist.

Generell ist der Niederschlag, im Vergleich zur Temperatur, eine raum-zeitlich sehr hetero-

gene Größe, was den Umgang mit diesem wichtigen Klimaelement schwierig macht.

9

Abbildung 8: Abweichungen des Jahresniederschlages (%) gegenüber 1961-1990 in Sach-

sen, 1881 bis 2017

Der Niederschlag in der Vegetationsperiode I (April bis Juni) nimmt eine wichtige Stellung im

Jahresverlauf ein. In Abbildung 9 sind die jährlichen Abweichungen (in Prozent) des Flä-

chenmittels gegenüber der Referenzperiode 1961-1990 für Sachsen abgebildet. Die Monate

April bis Juni im Jahr 2017 waren mit -20 % unterdurchschnittlich und lagen nur knapp über

der Einordnung «zu trocken». Es fällt auf, dass in den letzten 30 Jahren in Sachsen im We-

sentlichen niederschlagsarme (teils stark) Vegetationsperioden I auftraten, was auch in der

dekadischen Entwicklung des Vegetationszeiten-Niederschlags in einer markanten Abnahme

über die letzten drei Dekaden 1981-1990 bis 2001-2010 zum Ausdruck kommt (Abbildung

10).

Auf der Grundlage von Auswertungen der sächsischen Klimaprojektion „WEREX-V-

Ensemble“ ist davon auszugehen, dass sich diese Entwicklung kontinuierlich bis zum Ende

des 21. Jahrhunderts fortsetzt. Unter Berücksichtigung des Unsicherheitsbereiches liegen 80

Prozent der Realisierungen (zwischen 10 % und 90 %) in einem Entwicklungsintervall zwi-

schen -8 % und -25 %, gegenüber 1961-1990, bis zum Ende des lfd. Jahrhunderts

(Abbildung 10).

10

Abbildung 9: Abweichungen des Niederschlages in der Vegetationsperiode I (April-Juni)

(%) gegenüber 1961-1990 in Sachsen, 1881 bis 2017

Abbildung 10: Abweichungen des mittleren Niederschlages in der Vegetationsperiode I (Ap-

ril-Juni) (%) für Dekaden gegenüber 1961-1990 in Sachsen, 1881 bis 2100 (1881-2016 ge-

messene Daten, 2021-2100 Projektionsdaten WEREX-V-Ensemble)

11

Für die Jahreszeiten und Vegetationsperioden I (April bis Juni) und II (Juli bis September)

sind folgende Befunde festzuhalten (vgl. Abbildung 50):

Winter -17 % und der 4. Winter infolge unter Referenzwert;

Frühjahr mit -22 % als «zu trocken» eingestuft und das 3. Frühjahr infolge unter

Referenzwert;

VP I -20 % und das 4. Mal infolge unter Referenzwert;

Sommer +29 % und der 9. Sommer infolge über Referenzwert1;

VP II +22 %;

Herbst +26 % und der 3. Herbst infolge über Referenzwert.

1.2.3. Langjährige Entwicklung der Sonnenscheindauer

In Abbildung 11 sind die jährlichen Abweichungen (in Prozent) des Flächenmittels der Jah-

ressumme für Sonnenstunden gegenüber der Referenzperiode 1961-1990 für Sachsen ab-

gebildet. Das Jahr 2017 war mit +4 % überdurchschnittlich. In Abbildung 11 fällt auf, dass in

Analogie zur Lufttemperatur die letzten knapp 30 Jahre weitgehend überdurchschnittlich

sonnenreich, mit Auftreten von extrem sonnenreichen Jahren, gewesen sind, was auch in

der dekadischen Entwicklung sichtbar ist (Abbildung 12). Diese Zunahme ist auch vor dem

Hintergrund einer verbesserten Luftqualität infolge eines verminderten Aerosolgehaltes zu

sehen.

Das WEREX-V-Ensemble projiziert bis zum Ende des 21. Jahrhunderts eine Fortsetzung der

dekadischen Entwicklung für die seit 1951 vorliegenden Messungen innerhalb eines Unsi-

cherheitsbereiches in der Größenordnung +20 % bis +35 %, gegenüber 1961-1990

(Abbildung 12).

1 Bei den Niederschlagssummen hat die Anzahl und Intensität von Starkregen-Ereignissen einen zu-nehmenden Einfluss, insbesondere in den Sommermonaten. Aus klimatologischer Sicht haben die höheren Niederschlagssummen im Sommer einen zunehmenden Anteil an Starkregen-Ereignissen.

12

Abbildung 11: Abweichungen der Jahressonnenstunden (%) gegenüber 1961-1990 in Sach-

sen, 1951 bis 2017

Abbildung 12: Abweichungen der mittleren Jahressonnenstunden (%) für Dekaden gegen-

über 1961-1990 in Sachsen, 1951 bis 2100 (1951-2010 gemessene Daten, 2021-2100 Pro-

jektionsdaten WEREX-V-Ensemble)

13

Für die Jahreszeiten und Vegetationsperioden I (April bis Juni) und II (Juli bis September)

sind folgende Befunde festzuhalten (vgl. Abbildung 50):

Winter mit +42 % als «extrem zu sonnenreich» eingestuft und der 4. Winter

infolge über Referenzwert;

Frühjahr +7 % und ebenfalls wie der Winter das 4. Frühjahr infolge über

Referenzwert;

VP I +12 % und ebenfalls wie Winter und Frühjahr das 4. Mal infolge über

Referenzwert;

Sommer mit +12 % als «zu sonnenreich» eingestuft und der 6. Sommer infolge

über Referenzwert;

VP II -3 %;

Herbst mit -22 % als «viel zu sonnenarm» eingestuft.

In Abbildung 13 ist die chronologische Abfolge der prozentualen Abweichungen sonnenrei-

cherer und sonnenärmerer Jahreszeiten in Sachsen im Zeitraum 1961 bis 2017 dargestellt.

In Analogie zur Lufttemperatur (Abbildung 7) ist auch bei den Sonnenstunden seit dem Ende

der 1980iger Jahre eine Entwicklung hin zu länger andauernden Zeitabschnitten mit sonnen-

reicheren Jahreszeiten festzuhalten.

Abbildung 13: Chronologische Abfolge von Abweichungen der Sonnenstunden für Jahreszei-

ten gegenüber 1961-1990 in Sachsen, Winter 1960/61 bis Herbst 2017

14

1.2.4. Zusammenfassende klimatologische Einordnung

Abbildung 14 zeigt eine zusammenfassende klimatologische Einordnung (verbal, zahlenmä-

ßig) für die Elemente Lufttemperatur, Niederschlag und Sonnenstunden auf der Basis von

Jahres-, Jahreszeiten- und Monatswerten.

Die farblichen Hervorhebungen betreffen die Randbereiche der Verteilungen über die jewei-

ligen Abweichungen und zielen auf das Sichtbarmachen von Extremen in den unterschiedli-

chen Zeitskalen Monat, Jahreszeit und Jahr ab.

Abbildung 14: Zusammenfassende klimatologische Einordnung des Jahres 2017 in Sachsen

(Datenzeitraum: 1881 bis 2017; Hinweis zur mittigen Abbildung: scheinbare Inkonsistenzen

in den Zahlenangaben beruhen auf Rundungsungenauigkeiten, maßgebend sind die Grö-

ßenordnungen)

Eine Übersicht zu den langjährigen jährliche Abweichungen der Elemente Lufttemperatur,

Niederschlag (beide ab 1881), Sonnenstunden (ab 1951) für Jahreszeiten und Vegetations-

perioden ist im Anhang zu finden (Abbildung 50).

Tabelle 1 zeigt, dass die Ausprägung der Jahreszeiten im Vergleich zur Referenz seit 3 Jah-

ren ein Muster hat – Ausnahme ist hier nur der Herbst 2017. So sind alle Jahreszeiten wär-

mer und sonnenreicher sowie die Winter und darauffolgenden Frühjahre niederschlagsärmer

und die darauffolgenden Sommer und Herbste niederschlagsreicher.

15

Tabelle 1: Chronologische Abfolge von Abweichungen für Jahreszeiten gegenüber 1961-

1990 in Sachsen, Winter 2015/16 bis Herbst 2017

Klimaelement / Jahreszeit

Winter Frühjahr Sommer Herbst

Lufttemperatur (K):

2015 2,0 0,9 2,3 0,7

2016 3,5 0,8 1,4 0,7

2017 0,6 1,7 1,6 0,9

Niederschlag (%):

2015 -18 -31 2 23

2016 -7 -22 2 24

2017 -17 -22 29 26

Sonnenstunden (%):

2015 8 26 18 3

2016 15 4 7 0

2017 42 7 12 -22

1.3. Klimatologische Einordnung für sächsische Landkreise

1.3.1. Lufttemperatur

Das Jahr 2017 folgt seinen Vorgängern und bringt auch wieder Jahresmitteltemperaturen,

die zwischen 1,2 und 1,9 Kelvin (K) über dem Normalwert der Jahre 1961-1990 lagen

(Abbildung 15).

Bezogen auf die Jahreszeiten sind die Abweichungen im Winter und im Herbst mit Werten

zwischen 0,2 und 1,3 K schwächer als im Frühling und Sommer, in denen die Abweichungen

1,2 bis 2,4 K betrugen. Der Vergleich der beiden Vegetationsperioden zeigte, dass die erste

Vegetationsperiode mit einer Abweichung von 1,1 bis 2,0 K gegenüber 0,6 bis 1,3 K in der

zweiten Vegetationsperiode deutlich wärmer abschnitt, obwohl es in der ersten Vegetations-

periode die teils kräftigen advektiven Spätfröste gab. Die Abbildungen zu den Jahreszeiten

und Vegetationsperioden sind in Abbildung 51 (Anhang) dargestellt.

Die höchste in Sachsen 2017 gemessene Lufttemperatur konnte am 01. August in Dresden-

Strehlen mit 35,3 Grad C gemessen werden und am kältesten war es am 07. Januar mit -

22,5 Grad C in Deutschneudorf-Brüderwiese. Die Tieflandstandorte zeigten zwischen 40 und

59 Sommertage. Die 59 Tage schlugen auch in Dresden-Strehlen zu Buche und hier waren

es am Ende sogar 20 Heiße Tage mit Höchstwerten von mindestens 30,0 Grad C. Die Frost-

tage im Tiefland summierten sich auf 60 bis 90 und als Eistage konnten zwischen 15 und 35

Tage bestimmt werden.

16

Abbildung 15: Abweichungen der Jahresmitteltemperatur [K] für 2017 vs. 1961-1990 in

sächsischen Landkreisen (Datenquelle: DWD, Kartenerstellung: LfULG)

1.3.2. Niederschlag

Das Jahr 2017 zeigte sich hinsichtlich des Niederschlages vielerorts normal versorgt. Hie

und da war es auch geringfügig mehr als normal. Nur im Tiefland Mittelsachsens war die

Jahressumme nicht ganz erreicht worden (Abbildung 16).

Wenn auch die Jahressumme nahe am Normalwert war, zeigten sich doch wieder deutliche

jahreszeitliche Unterschiede: Winter und Frühjahr wiesen verbreitet geringere Werte als

normal auf, während Sommer und Herbst zum Teil bis über 40 Prozent mehr Niederschlag

brachten als zu erwarten gewesen wäre. Bei den Vegetationsperioden war die erste nieder-

schlagsarm während die zweite niederschlagsreich ausfiel. Die Abbildungen zu den Jahres-

zeiten und Vegetationsperioden sind in Abbildung 51 (Anhang) dargestellt.

Es gab natürlich wieder einzelne kräftige Niederschlagsereignisse, die in kurzer Zeit mächti-

ge Regenmengen brachten. Aus allen Regionen werden höchste Tagessummen gemeldet,

die über 20 mm lagen und die höchste Tagessumme in Sachsen wurde im vogtländischen

Bad Elster-Sohl gemessen. Hier waren es am 03. Juni 52,3 mm. Niederschlagsreichster

sächsischer Ort war Carlsfeld im Westerzgebirge mit 1292,5 mm. Am geringsten war die

Niederschlagsmenge am Leipziger Flughafen mit 542,1 mm. Das besondere an beiden Mes-

sungen ist aber, dass sie für den Standort bezogen auf die Jahresmenge jeweils 105 Prozent

des langjährigen Mittels darstellen. Prozentual der trockenste Ort war Nossen. Hier fielen mit

569,7 mm nur 79 Prozent der normalen Jahresniederschlagssumme.

17

Abbildung 16: Abweichungen des Jahresniederschlags [%] für 2017 vs. 1961-1990 in säch-

sischen Landkreisen (Datenquelle: DWD, Kartenerstellung: LfULG)

1.3.3. Kombinierte Lufttemperatur- und Niederschlagsabweichungen

Die Thermopluviogramme, die eine Zusammenschau der Abweichungen von Lufttemperatur

und Niederschlag vom jeweiligen Referenzwert zeigen, dass das Jahr 2017 in allen Land-

kreisen zu warm und mit Ausnahme Mittelsachsen (ohne Bergland, Abbildung 16) zu feucht

war (Abbildung 17).

18

Abbildung 17: Thermopluviogramm für das Jahr für sächsische Landkreise, 2017 (Daten-

quelle DWD)

Der Winter war zu mild und etwas zu trocken. Das Frühjahr zeigte sich deutlich zu warm und

knapp zu trocken. Sommer und Herbst waren zu warm und etwas zu feucht, aber die Abwei-

chungen beim Niederschlag spielten sich in dem Jahr 2017 überall zwischen minus und plus

50 Prozent ab. Gleiches gilt für die Vegetationsperioden. Die erste Vegetationsperiode war

etwas zu warm und zu trocken, während die zweite Vegetationsperiode auch etwas zu warm

aber auch etwas feuchter als normal war.

Die Thermopluviogramme zu den Jahreszeiten und Vegetationsperioden sind in Abbildung

52 (Anhang) dargestellt.

Aus der Kombination der Temperatur- und Feuchteverhältnisse ergibt sich die Schwüle, die

Einfluss auf das menschliche Wohlbefinden hat. Für die Peripherie der Stadt Dresden zeigt

Abbildung 18 eine nahezu Verdopplung der Schwülen Tag für die Sommermonate 2017.

19

Abbildung 18: Abweichungen in der Anzahl Schwüler Tage (d) gegenüber 1961-1990 im

Raum „Wahnsdorf-Klotzsche“, 1917 bis 2017

1.3.4. Sonnenscheindauer

Wie schon 2016 war auch 2017 hinsichtlich der Sonnenscheindauer ein weitgehend norma-

les Jahr. Die Sonnenscheindauern erreichten zwischen 97,9 (Sächsische Schweiz, Osterz-

gebirge) und 114,3 Prozent (Erzgebirgskreis ohne die Kammlagen) (Abbildung 19).

Im jahreszeitlichen Vergleich war der Winter besonders sonnenscheinreich. Hier wurden ge-

bietsweise bis über 175 Prozent der Normalwerte erreicht, aber in der Sächsischen Schweiz

und im Osterzgebirge waren es auch im Winter nur knapp 90 Prozent, was durch das Her-

eindriften von Hochnebel aus Tschechien in der Jahreszeit erklärt werden kann. Frühling und

Sommer zeigten sich hinsichtlich der Sonnenscheindauer weitgehend normal oder konnten

ein wenig mehr als üblich aufweisen. Der Herbst brachte es aber nur auf 60 bis 90 Prozent

der normalen Sonnenscheindauer. Betrachtet man die Vegetationsperiode war die erste

Hälfte von April bis Juni sonnenscheinreich, während die zweite Hälfte von Juli bis Septem-

ber Werte zwischen 90 und 110 Prozent aufwies. Die Abbildungen zu den Jahreszeiten und

Vegetationsperioden sind in Abbildung 51 (Anhang) dargestellt.

Sonnenscheinreichster sächsischer Ort 2017 war Nossen mit 1750,9 Stunden (125,9 Pro-

zent des Normalwertes). In Carlsfeld im Westerzgebirge schien demgegenüber die Sonne

mehr als 300 Stunden weniger mit 1413,6 Stunden, was aber für diesen Standort immer

noch normal ist (100,9 Prozent des Sollwertes).

20

Abbildung 19: Abweichungen der jährlichen Sonnenscheindauer [%] für 2017 vs. 1961-1990

in sächsischen Landkreisen (Datenquelle: DWD, Kartenerstellung: LfULG)

1.3.5. Phänologie

In den Gebirgslagen Sachsens begann die Vegetationsperiode 2017 – festgemacht am Zeit-

punkt des Erblühens der Salweide – 15 bis 20 Tage früher als normal schon um Mitte März.

Im Tiefland war zwar auch eine Verfrühung des ersten Auftretens blühender Weidenkätz-

chen zu sehen, aber hier waren es meist nur etwa 10 Tage. Das Ende der Vegetationszeit,

das markiert wird vom Blattfall der Stieleiche war je nach Region etwas früher (bis zu einer

Woche) oder zum klimatologisch normalen Zeitpunkt registriert worden, so dass die phäno-

logische Vegetationsperiode in den meisten Regionen etwa 10 bis 15 Tage länger als normal

ausfiel. Damit stand der Vegetationsentwicklung etwa ein halber Monat mehr als normal zur

Verfügung.

Die zeitigsten blühenden Salweiden wurden am 11. März im Raum Leipzig gesehen, dicht

gefolgt vom Raum Lommatzsch am 13. März. Demgegenüber war der letzte gemeldete Ter-

min des Blattfalls der Stieleiche am 26. Oktober in Chemnitz berichtet worden.

21

Abbildung 20: Abweichungen der phänologischen Vegetationsperiode (Tage) für 2017 vs.

1961-1990 in sächsischen Landkreisen (Datenquelle: DWD, Kartenerstellung: LfULG)

2. Besonderheit im Witterungsverlauf – Sturmtief "Herwart"

Der Umgang mit den Elementen Wind und Niederschlag ist, durch die sehr hohe raum-

zeitliche Heterogenität im Vergleich zur Temperatur, sehr schwierig, insbesondere im extre-

meren Wertebereich.

Das Sturmtief „Herwart“ (28./29. Oktober) wirkte mit einer nordwestlichen Strömung insbe-

sondere über dem Norden und Osten Deutschlands und war bereits der dritte Herbststurm

des Jahres 2017 (SEBASTIAN: Mitte September, XAVIER: Anfang Oktober). HERWART war

ein sogenannter „Schnellläufer“, d.h. das Nordatlantiktief (Typ Skagerrak) verlagerte sich

rasch ostwärts. Nordatlantiktiefs haben großen Einfluss auf das Wetter in Europa. Von Nord-

amerika kommend ziehen diese Tiefs im subpolaren Westwindgürtel über den Atlantik nach

Europa und führen dort zu Schlechtwetter. Gesteuert werden sie dabei von Aktionszentren

(Azorenhoch, Nordpolhoch) und deren Intensitäts- und Lageveränderungen im Zuge der

Nordatlantischen Oszillation (NAO). Bei starker Ausprägung haben Atlantiktiefs die Eigen-

schaft Stürme hervorbringen zu können.

Als tägliche Windspitzen wurden in Dresden-Klotzsche 106 km/h (FRIEDERIKE: 122 km/h),

auf dem Fichtelberg 176 km/h (FRIEDERIKE: 174 km/h) gemessen und gehören somit je-

weils zu den 1% der stärksten Windspitzen im Zeitraum 01.01.1967 bis 21.01.2018

(Abbildung 21).

Sturmtiefs bilden sich bevorzugt im Herbst und Winter aus (Abbildung 22), da dann der

Temperaturunterschied zwischen den subtropischen und polaren Gebieten erhöht ist. Im

22

Mittel stellt sich in der zweiten Oktoberhälfte die atmosphärische Zirkulation um. Statt Hoch-

drucklagen treten dann häufiger zyklonale Wetterlagen auf, die auch Sturmereignisse mit

sich bringen können.

Ähnlich den Änderungen im Starkregenverhalten sind auch die Änderungen im Auftreten

extremerer Windspitzen sehr vielseitig. Abbildung 23 zeigt, dass an den beiden Standorten

„Wahnsdorf-Klotzsche“ und „Fichtelberg“ im Wesentlichen keine Zunahmen gegenwärtig

(2011-2017) festzuhalten sind, es am Standort „Wahnsdorf-Klotzsche“ im Zeitraum 1991-

2000 und am Standort „Fichtelberg“ im Zeitraum 2001-2010 aber ein vergleichsweise höhe-

res Niveau vorlag und längerfristig (1991-2017) Unterschiede zwischen der Ausprägung

(90p: moderat, 95p: stark, 99: extrem), der Jahreszeit und den Standorten markant sind.

23

Abbildung 21: Tägliche Windspitzen (km/h) an den Messstationen „Dresden-Klotzsche“

(oben) und „Fichtelberg“ (unten) im Zeitraum 01.01.2017 bis 21.01.2018 und zur klimatologi-

schen Einordnung des extremeren Bereiches die 80/90/95/99-Perzentile für den Zeitraum

01.01.1967 bis 21.01. 2018

24

Abbildung 22: Innerjährliche Verteilung des Auftretens extremerer Windspitzen für die

Standorte „Wahnsdorf-Klotzsche“ (links) und „Fichtelberg“ (rechts), 1961-1990

Standort „Wahnsdorf-Klotzsche“

Standort „Fichtelberg“

Abbildung 23: Änderungen im Auftreten extremerer Windspitzen (%) vs. 1961-1990 für die

Standorte „Wahnsdorf-Klotzsche“ (oben) und „Fichtelberg“ (unten)

25

3. Einflüsse/Auswirkungen ausgewählter Wetterereignisse bzw. Witterungsabschnitte

3.1. Einfluss der Witterung auf die Luftqualität

PM10-Konzentration | Ozonkonzentration

A) PM10-Konzentration

In der kalten Jahreszeit werden i. d. R. die meisten Überschreitungen des Grenzwertes für

das Tagesmittel von Feinstaub PM102 registriert. Ursachen sind der höhere Ausstoß von

Luftschadstoffen durch Energiebereitstellung, Raumheizung und Straßenverkehr, vermehrt

entstehende bodennahe Inversionsschichten, die den Luftaustausch einschränken und mehr

Eintrag von Luft aus Ost/Südost mit bereits höheren Konzentrationen von PM10.

Das Flächenmittel der Temperatur im Winter (Dezember bis Februar) kann als Maß für die

Charakterisierung dieser komplexen Zusammenhänge dienen (vgl. Abbildung 24). Je höher

die Temperatur, desto weniger Grenzwertüberschreitungen traten auf. Dieser Zusammen-

hang ist sehr deutlich (Bestimmtheitsmaß: 0,9, vgl. Abbildung 25). Die drei sehr bzw. extrem

milden Winter 2013/14, 2014/15, 2015/16 haben die Wirkung der Maßnahmen zur Verbesse-

rung der Luftqualität also unterstützt. Die Mitteltemperatur im Winter 2016/17 war dann wie-

der deutlich niedriger als in den drei Wintern davor und lag nur wenig über dem Referenz-

wert. Die Auswirkungen für die PM10-Konzentrationen waren deutlich: Die Anzahl der Über-

schreitungen stieg gegenüber dem vorigen Winter auf mehr als das Dreifache. Im Verlauf

des Jahres 2017 gab es dann nur noch einen weiteren Tag mit durch die Witterung beein-

flussten hohen PM10-Konzentrationen (09.11.2017). So konnte der Grenzwert für diesen

Parameter auch 2017 überall in Sachsen wieder eingehalten werden.

Für die Zukunft ist von einem weiteren Anstieg der Wintertemperaturen auszugehen (vgl.

Abbildung 26). Allerdings kann es auch immer wieder zu einzelnen zu kalten Wintern mit

negativen Folgen für die Luftqualität kommen. Dann wird sich zeigen, ob der PM10- Grenz-

wert für das Tagesmittel auch bei ungünstiger Witterung im Winter eingehalten werden kann.

2 50 µg/m

3, 35 Überschreitungen pro Kalenderjahr sind zulässig.

26

Abbildung 24: Entwicklung der Anzahl der Überschreitungen des PM10-Tagesgrenzwertes

an 22 durchgängig betriebenen Luftgütemessstationen im Vergleich zur Mitteltemperatur im

Winter (Dezember bis Februar) in Sachsen

Abbildung 25: Zusammenhang zwischen Mitteltemperatur und der Anzahl der PM10-

Tagesgrenzwertüberschreitungen im Winter

0

50

100

150

200

250

300

350

400

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

20

06/0

7

20

07/0

8

20

08/0

9

20

09/1

0

20

10/1

1

20

11/1

2

20

12/1

3

20

13/1

4

20

14/1

5

20

15/1

6

20

16/1

7

[-][ C]

Mitteltemperatur und PM10-Grenzwertüberschreitungen im Winter

Anzahl Einzelüberschreitungen Mitteltemperatur [°C]

R² = 0.9

0

50

100

150

200

250

300

350

400

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

An

za

hl Ta

ge

>5

0 µ

g/m

3P

M10

Mitteltemperatur im Winter [ C]

2016/17

2015/16

27

Abbildung 26: Abweichungen der mittleren Wintermitteltemperatur (K) für Dekaden gegen-

über 1961-1990 in Sachsen, 1881 bis 2100 (1881-2016 gemessene Daten, 2021-2100 Pro-

jektionsdaten WEREX-V-Ensemble)

B) Ozonkonzentration

Hohe Ozonkonzentrationen entstehen bei länger anhaltenden Hochdruckwetterlagen mit

Temperaturen über 30 °C und intensiver Sonneneinstrahlung durch chemische Reaktionen

aus den Vorläufersubstanzen Stickstoffdioxid und flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindun-

gen. Dabei ist die Ozonbelastung in ländlichen Gebieten und im Mittelgebirge aufgrund der

geringen Abbaurate des Ozons durch andere Schadstoffe und der Höhenlage am stärksten.

Die Ozonkonzentrationen in den bodennahen Schichten weisen einen ausgeprägten Jahres-

gang mit Höchstwerten im Sommerhalbjahr auf.

Im Sommer 2017 gab es, ähnlich wie auch im Vorjahr, keine länger anhaltenden Hoch-

druckwetterlagen. Durch die wechselhafte Witterung blieben die Ozonkonzentrationen, ins-

besondere im Juli, auf einem niedrigeren Niveau. Die höchsten Ozonkonzentrationen wies

der Juni, gefolgt von Mai und April auf (vgl. Beispiel für die Station Radebeul-Wahnsdorf in

Abbildung 27). Im Jahresmittel war an allen Stationen außer Fichtelberg und Carlsfeld ein

leichter Anstieg gegenüber dem Vorjahr zu verzeichnen. Dem entsprechend stiegen auch die

gebietsbezogenen Mittelwerte (Abbildung 28).

Hinsichtlich der akuten (kurzzeitigen) Ozonbelastung war 2017 wieder ein gutes Jahr. Der

Schwellenwert zur Information der Öffentlichkeit über kurzfristige akute Ozonbelastungen

von 180 µg/m³ (Stundenmittelwert) wurde in Sachsen an keinem Tag überschritten.

28

Abbildung 29 zeigt die Überschreitungshäufigkeit der Informationsschwelle in den letzten 15

Jahren im Vergleich zu den heißen Tagen. Die Überschreitungshäufigkeiten schwanken zwi-

schenjährlich sehr und werden von den Witterungsbedingungen stark beeinflusst. Trotz deut-

licher Zunahme der „heißen Tagen“ in diesem Zeitraum sank die Anzahl der Stunden mit

Ozonkonzentrationen über 180 µg/m³ im Mittel. Der allmähliche Rückgang der akuten Ozon-

belastung ist auch ein Indiz für die Abnahme von Vorläufersubstanzen in der Luft im letzten

Jahrzehnt.

Abbildung 27: Entwicklung des Jahresverlaufes der Ozon-Konzentration seit 1974 an der

Station Radebeul-Wahnsdorf

29

Abbildung 28: Gebietsbezogene Mittelwerte der Ozonkonzentration

Abbildung 29: Anzahl der Überschreitungen3 der Ozoninformationsschwelle in den

vergangenen 15 Jahren im Vergleich zu den Temperaturwerten

3 Summe der Einzelüberschreitungen von allen durchgehend seit 2003 gemessenen Stationen (12) in Sachsen

30

3.2. Auswirkungen der Witterung auf den Wald

Nach dem Sturm ist vor dem Borkenkäfer

Wenn es so etwas wie eine „Wohlfühlwitterung“ für Bäume gibt, so dürften dies sonnige,

leicht bewölkte Tage mit Temperaturen zwischen 5 und 30 °C sein. Ein leichter Wind kann

wehen und immer dann, wenn der Bodenwassergehalt den optimalen Bereich verlässt, aus-

reichend aber nicht zu viel Regen fallen. 2017 gab es an der Waldklimastation in Pirna 67

derartige Tage. Ein guter Wert, der deutlich vom Trockenjahr 2015 mit lediglich 26 Tagen

abweicht.

Dafür bot das Jahr 2017 einige Wetterereignisse die nicht nur außerhalb der Grenzen der

"Wohlfühlwitterung" lagen, sondern die Widerstandsfähigkeit vieler Bäume überstiegen: die

Sturmtiefs "Paul" und "Herwart" am 22. Juni bzw. am 29. Oktober erreichten Windgeschwin-

digkeiten, denen die Bäume nicht mehr standhalten konnten. Während "Paul" als Sommer-

sturm nur lokal, nordöstlich von Dresden, größere Schäden verursachte, betraf "Herwart" den

gesamten Freistaat. Insgesamt mussten und müssen etwa 690.000 m³ Schadholz aufgear-

beitet werden (Abbildung 30).

Abbildung 30: Schadensintensität [m³/ha] durch Sturmtief „Herwart“ in Sachsen

31

Wie reiht sich der Sturm in die Chronik entsprechender Katastrophen seit 1990 ein?

Mit 1.8 Mio. m³ Schadholz führt der Orkan "Kyrill" die Statistik an. "Herwart" folgt vor den

Stürmen "Vivian" und "Wiebke", die im Januar und Februar 1990 etwa 500.000 m³ Schadholz

verursachten, aber zum Glück nur das Vogtland betrafen. Deutschlandweit führte der Orkan

"Lothar" zu Weihnachten 1999 zu vergleichbaren Schäden wie "Kyrill". Sachsen war davon

nicht betroffen. Geht man von der im Waldschutz üblichen Wiederkehr eines katastrophalen

Sturmes in 10 Jahren aus, so hat Sachsen mit "Lothar" ein Ereignis ausgelassen.

Das Ausmaß der Schäden im Wald hängt nicht nur von den erreichten Spitzenwindge-

schwindigkeiten ab. So gibt es deutliche Unterschiede in der Anfälligkeit der Waldbestände.

Als großer Baum ist die flachwurzelnde Fichte mit ihrer dichten Krone besonders betroffen.

Im Gegensatz zu den tiefer wurzelnden Kiefern im Tiefland wächst die Fichte vor allem im

Gebirge, wo die extremsten Windböen gemessen werden. Aufgrund der Baumarten- und

Eigentumsverteilung entfallen 80% der Schäden auf den Landeswald.

Vergleicht man "Herwart" mit vorangegangenen Ereignissen sollte die Gefährdungssituation

berücksichtigt werden. In den 70er bis 90er Jahren starben viele Altbestände infolge hoher

Schwefelimmissionen ab. Es gab vergleichbar wenige sturmexponierte alte Fichtenbestände.

Seit dieser Zeit haben sich die Wuchsbedingungen spürbar verbessert. Die Fichten wachsen

schneller, werden höher und es gibt zunehmend mehr ältere Bäume. Das Alles führt zu einer

erhöhten Gefährdung. In Relation zum Holzvorrat oder dem jährlichen Holzeinschlag sind die

6 weiteren Großereignisse mit mehr als 200.000 m³ Schadholz zum Normalfall geworden.

"Kyrill" hat viele instabile Bäume eliminiert. Seither wachsen schrittweise wieder neue Bäume

in den Bereich eines erhöhten Risikos hinein. Dies mag einer der Gründe sein, warum Flä-

chen mit konzentrierten Schäden gering sind. Vielmehr traten einzelne Würfe und Brüche auf

viele Waldgebiete verteilt auf. Diese Situation ist in der Kombination mit weiteren Gefährdun-

gen, wie dem Borkenkäfer ungünstiger. Schon nach "Kyrill" stieg der Anteil an Befallsholz

erheblich an. Ausgangspunkt war hier ein erheblicher Anstieg der Population des Borkenkä-

fers im trockenen Sommer 2006.

Auch in diesem Jahr haben wir wieder eine für den Borkenkäfer vergleichbar günstige Aus-

gangssituation durch die ausgedehnte Trockenheit in 2015 und 2016. Während in der

Tschechischen Republik und Bayern bereits im Sommer 2017 erhebliche Mengen Käferholz

aufgearbeitet werden mussten, war die Situation in Sachsen für die Waldbesitzer günstiger.

Nur im Nationalpark zeigt die Entkopplung der Käferpopulation im bewirtschafteten Bereich

gegenüber dem Niveau im Ruhebereich die Folgen der warm-trockenen Vorjahre an. Im Na-

tionalpark fiel bisher vorwiegend im bewirtschafteten Bereich Käferholz an. So gesehen,

könnte man die Holzernte als viele kleine "Katastrophen" ansehen, die nicht nur der Verjün-

gung am Waldboden zu Gute kommt, sondern auch den Borkenkäfer begünstigt. Im Ruhebe-

reich scheint die Population 2017 eine Größe zu erreichen, die ohne forstliche Eingriffe mit

einer erheblichen Eigendynamik verbunden ist. Solche Entwicklungen sind in den National-

parken Bayerischer Wald und Harz in der Vergangenheit bereits eingetreten.

Der bisher recht warme und feuchte Winter ist zunächst gut für pilzliche Antagonisten und

greift die Nährstoffvorräte der Käfer stärker als eine kalt-trockene Witterung an. So wird die

weitere Entwicklung der Käferpopulation entscheidend von der Witterung zur Schwärmzeit

der Käfer im Frühjahr abhängen. Hieran bemisst sich zugleich die Zeit, die landesweit für die

Aufarbeitung des Sturmholzes bleibt. Im besten Fall, darauf sollte unser Tun zielen, fährt der

Borkenkäfer in der Baumrinde mit dem Holz-Lkw aus dem Wald.

32

3.3. Auswirkungen der Witterung auf Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneu-

bildung

Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung | Langjährige Entwicklung der Grund-

wasserstände und Quellschüttungen

A) Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung (Lysimeterstation Brandis)

Abbildung 31 zeigt den Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen Niederschlag, reale Ver-

dunstung, Grundwasserneubildung4 und Bodenwasserausschöpfung auf der Basis von Mo-

natswerten der Jahre 2015 bis 2017 am Beispiel eines für Sachsen typischen Braunerde-

Pseudogley (Geschiebelehm).

Abbildung 31: Bodenwasserhaushaltsgrößen für Lysimeter (Bodenart: Geschiebelehm) im

Zeitraum Januar 2015 bis Dezember 2017

Mit rd. 750 mm ist der (korrigierte) Jahresniederschlag im Jahr 2017 knapp 100 mm höher

als im Vorjahr. Dieser Zuwachs wird nicht zur Sickerwasserbildung, sondern ausschließlich

für die Bestandentwicklung/Verdunstung verwendet (Winterweizen, anschließend Phacelia).

Der Trend zur Frühjahrs- bzw. Frühsommertrockenheit zeigte sich in diesem Jahr besonders

im April und Mai. Im Juli lag der Niederschlag mit 124 mm dagegen weit über dem Mittelwert

4 positive Größe, aber aus Gründen der Übersichtlichkeit negativ dargestellt

Winterweizen Winterraps

Winterwei-zen/Phacelia

33

und führte zu einer Verringerung der Bodenwasserdefizite. Überdurchschnittlich regenreich

waren auch der Oktober und November. Im Oktober konnten die Niederschläge noch von

der in diesem Jahr angebauten Zwischenfrucht Phacelia für die Verdunstung genutzt wer-

den, im November war es bereits zu kalt. Das Sommerhalbjahr ist gekennzeichnet von Tro-

ckenperioden, die von starken und langanhaltenden Niederschlägen unterbrochen wurden.

Insgesamt führte das Wechselspiel zwischen Niederschlag und Verdunstung, bei einer 2017

vergleichsweise schlechten Bestandsentwicklung des Winterweizens, zu einer durchschnittli-

chen Inanspruchnahme der Bodenwasserspeicher. Auch die zum Jahresende noch nicht

abgeschlossene Wiederauffüllung entspricht dem Langzeitverhalten. Die Jahresmitteltempe-

ratur lag im Jahr 2017 bei 10,5 °C und damit 1,2°C über dem langjährigen Mittel. Hervorzu-

heben ist, dass die Grundwasserneubildung letztmalig im Jahr 2013 über dem langjährigen

Mittelwert lag. Seitdem beträgt sie jährlich nur knapp 50 % des Erwartungswertes, im Jahr

2015 sogar nur 4 %.

B) Langjährige Entwicklung der Grundwasserstände und Quellschüttungen

Im Grundwassermessnetz des Freistaates Sachsen werden dauerhaft ca. 1100 Grundwas-

serstands- und 50 Quellschüttungsmessstellen an natürlichen oder gefassten Quellaustritten

betrieben. Die Messwerte werden zumeist händisch durch freiwillige Beobachter erhoben

und per Beobachtungsbuch und Messwertkarte an die Staatliche Betriebsgesellschaft für

Umwelt und Landwirtschaft übermittelt. 160 Messstellen werden täglich automatisch mittels

Datensammler und Datenfernübertragung über das Mobilfunknetz gemessen.

Hinsichtlich der in den letzten beiden Jahren berichteten Grundwassertrockenheit ist eine

Entspannung eingetreten. Diese ist auf einzelne mengenmäßig hohe Niederschlagsereignis-

se und die insgesamt höheren Jahresniederschläge zurückzuführen. Grundwasserstände

bewegen sich in der Nähe der für die Jahreszeit typischen langjährigen Mittelwerte. Die ak-

tuelle Grundwassersituation kann über eine interaktive Kartenanwendung abgerufen werden.

Dabei können auch Ganglinien erzeugt und Messwerte exportiert werden.

Nur etwa fünf Prozent der natürlichen Wasservorkommen werden für die Trinkwasserversor-

gung genutzt, davon wird nur ein Anteil von 32 Prozent dem Grundwasser entnommen. Hin-

sichtlich der Auskömmlichkeit der Grundwasservorräte waren daher in den vergangenen

Jahren keine spezifischen Anpassungsmaßnahmen erforderlich.

3.4. Auswirkungen der Witterung auf den Garten- und Weinbau

Allgemeines | Gartenbau | Weinbau

A) Allgemeines

Der Garten- und Weinbau belegt in Sachsen zurzeit eine Fläche von rund 8.000 ha. Neben

Apfel zählen derzeit noch Sauerkirschen und Erdbeeren zu den wichtigsten Obstarten. Der

Anbau konzentriert sich auf den Raum um Borthen und Dürrweitzschen. Markerbsen, Spei-

sezwiebeln, Buschbohnen und Spinat dominieren das Anbauspektrum im Gemüsebau, der

vor allem in der Lommatzscher Pflege und im Raum Leipzig beheimatet ist. Das sächsische

Weinanbaugebiet im Elbtal um Dresden und Meißen umfasst eine Fläche von rund 490 ha.

In den letzten Jahren lassen sich folgende allgemeine Tendenzen für den Garten- und Wein-

bau ableiten:

34

Die Ausdehnung der Vegetationsperiode begünstigt schrittweise den Anbau von Sor-

ten, die bislang in unserer Region nicht anbauwürdigt waren. Die Zahl von Anbausät-

zen im Gemüsebau steigt.

Milde Winter führen zu einem frühen Knospenaufbruch und einer immer früheren

Obstblüte und erhöhen damit die Spätfrostgefahr bei allen Obstarten, insbesondere

aber bei den früh blühenden Süßkirschen und Birnen. In milden Wintern können kur-

ze Phasen mit Starkfrösten bei Weinreben zu erheblichen Ausfällen führen.

Niederschlagsarme Winter, Wärme- und Trockenperioden im April und Mai führen

z.B. bei Markerbsen immer häufiger zu Trockenschäden infolge zu geringer Wasser-

verfügbarkeit aus dem Boden.

Sommerliche Hitzeperioden mit extrem hohen Temperaturen und Trockenheit führen

zu erheblichen Qualitätseinbußen durch Sonnenbrandschäden im Obst- und Wein-

bau oder auch zu Ozonschäden bei Buschbohnen. Wassermangel reduziert signifi-

kant die Produktqualität. Ein sicherer Anbau der meisten gartenbaulichen Kulturen

wird nur noch mit Zusatzbewässerung möglich ein.

Stark wechselnde Witterungsabläufe während der Vegetation führen zu Problemen in

der Kulturführung und -terminierung, zu anfälligen Beständen und nicht selten zu Er-

tragseinbußen.

Extreme Wetterereignisse (Starkregen, Hagel, Sturm) führen teilweise zum vollstän-

digen Verlust der Ernte und erfordern sehr kostenintensive Schutzmaßnahmen (z.B.

Hagelschutznetze, Regenschutz bei Süßkirschen).

Die schrittweise Klimaerwärmung führt zum verstärkten Auftreten von schwer be-

kämpfbaren Krankheiten und Schädlingen. Besonders bei Apfelschorf und -mehltau,

Falschem Mehltau und Fusariosen bei verschiedenen Gemüsearten sowie Viruser-

krankungen ist eine starke Zunahme zu beobachten. Mit dem Auftreten der Kirsches-

sigfliege werden der Weinbau sowie der Anbau von Weichobst vor neue Herausfor-

derungen gestellt.

B) Gartenbau (Apfel, Erdbeere)

Das Jahr 2017 kann für den sächsischen Gartenbau als unterdurchschnittlich eingestuft wer-

den. Im Gegensatz zu anderen Anbaugebieten in Deutschland, die insbesondere durch

Spätfrostereignisse im Frühjahr große Ertrags- und Qualitätseinbußen hinnehmen mussten,

lagen in Sachsen bei den meisten Kulturen die Ergebnisse um ein Fünftel bis ein Drittel nied-

riger als die langjährigen Mittelwerte (Abbildung 32). Auch Schäden durch Hagel oder Stark-

regen waren lokal zu verzeichnen.

35

Abbildung 32: Obsterträge 2012 bis 2017 (Quelle: Statistisches Landesamt des Freistaates

Sachsen)

Der Beginn der Apfelblüte bewegte sich in diesem Jahr deutlich im Trend der Verfrühung

(Abbildung 33).

Abbildung 33: Blühbeginn des Apfels in Dresden-Pillnitz, 1992-2017

36

Auf Grund einer Kälteperiode zur Blüte im April waren die Befruchtungsverhältnisse und der

Insektenflug stark eingeschränkt. Dies spiegelte sich in der Anzahl der Kerne und den damit

einhergehenden stärkeren Fruchtfall im Juni wider. Aufgrund des doch relativ frühen Froster-

eignisses am 20.04 waren nur einzelne Sorten im Blühbeginn und somit geschädigt (‘Jona-

gold‘). Andere Sorten wie ‘Gala‘ befanden sich noch im Stadium der Roten Knospe oder im

Ballonstadium und konnten den Temperaturen von -3 °C gut widerstehen (Abbildung 38).

Abbildung 34: Phänologie ausgewählter Apfelsorten, Dresden-Pillnitz, 2017

In anderen Bundesländern, in denen Temperaturen von unter -5 °C für mehrere Stunden

vorherrschten, war dieser Vorteil der Widerstandsfähigkeit nicht mehr ausreichend.

Im Normalfall liegt bei einem Spätfrost eine Inversionswetterlage vor, bei der die Luft ver-

schieden temperierte Schichten aufweist. Diese sind in höheren Lagen wärmer als am Bo-

den. Eine Durchmischung dieser Schichten hat eine Abmilderung des Frostereignisses zur

Folge.

Problematisch in diesem Jahr war, das Auftreten eines Advektivfrostes, bei welchem eine

kalte Luftmasse anströmt und die oberen Luftschichten meist kälter sind als die unteren. Dies

war vor allem in Mittel- und Ostsachsen der Fall, jedoch mit Temperaturen im grenzwertigem

kritischen Bereich. Eine Durchmischung der Luftschichten mit einem Windrad oder einem

Hubschrauber ist in diesem Fall nicht zielführend.

Eine Möglichkeit der Prävention, auch bei Advektivfrost mit schwachen Windgeschwindigkei-

ten, stellt die Frostschutzberegnung dar. Sie kann Frostschaden bei Temperaturen bis -5 °C

abmildern, benötigt jedoch Unmengen an Wasser. Bei mehreren aufeinander folgenden

Frostereignissen, wie in diesem Jahr, können in der Summe leicht 1000 m3 Wasser/ha zu-

sammen kommen. Bei Betriebsgrößen von 50 bis 250 ha bewegt man sich schnell in utopi-

schen Dimensionen. Zudem kommt die Problematik, dass die Beregnung stark windanfällig

ist und ab 3,5 km/h nicht mehr betreiben werden sollte.

Eine Alternative stellen Frostschutzkerzen dar, welche jedoch lediglich eine Anhebung der

Temperatur um 1 bis 2 K ermöglichen. Hierbei gilt, dass die Strahlungsintensität mit dem

37

Quadrat des Radius abnimmt und somit der Abstand der Kerze zum Zielobjekt einen ent-

scheidenden Faktor darstellt. Die Kosten belaufen sich zudem schnell auf bis zu 3000 €/ha.

Tritt ein Frost ein, wenn sich die junge Frucht bereits entwickelt, so kommt es zu Deformie-

rungen der Frucht. Von den in Abbildung 35 gezeigten, möglichen Symptomen traten in die-

sem Jahr lediglich die rechts unten aufgeführten Frostringe im Blütenkelchbereich auf. Be-

sonders betroffen waren die ersten geöffneten Blüten der Sorte ‘Jonagold‘.

Abbildung 35: Schadbilder (Froststreifen, Frostringe u.a.) infolge Spätfrost (Fotos: Sylvia

Metzner)

38

Die Flächenerträge bei Erdbeeren lagen auf einem durchschnittlichen Niveau (Abbildung 36),

lediglich einige Betreibe hatten Probleme mit den Frostereignissen, welche sich jedoch mit

Vliesabdeckung gut in den Griff bekommen ließen.

Abbildung 36: Erdbeererträge 2012 bis 2017 (Quelle: Statistisches Landesamt des Freistaa-

tes Sachsen; * im Ertrag, ** unter hohen begehbaren Schutzabdeckungen, einschl. Ge-

wächshäuser)

C) Weinbau

Das Jahr 2017 begann mit einem kalten und trockenen Januar in dem nur 11 mm Nieder-

schlag vielen. Mit einer Durchschnittstemperatur von -2,5 °C war dieser Monat gegenüber

dem langjährigen Mittel um 4,0 K kühler. Die tiefsten Nachttemperaturen des Winters wurden

mit -13,3 °C am 19.01.2017 in Dresden-Pillnitz gemessen. Winterfrostschäden traten daher

im Anbaugebiet Sachsen so gut wie nicht auf.

Bedingt durch die überdurchschnittlich hohen Temperaturen im März und April begann der

Austrieb ca. 10 Tage früher als üblich. Die für den 19. April vorhergesagten Nachtfröste setz-

ten auch in Sachsen die Winzer in Alarmbereitschaft. Zu diesem Zeitpunkt befanden sich die

meisten Rebanlagen in der Phase des Austriebbeginns mit noch unentfalteten Blättern in der

Rosette. In weiterentwickelten und frostgefährdeten Anlagen wurden Abwehrmaßnahmen

vorbereitet und durchgeführt. Obwohl die kältesten Temperaturen am 21.04.2017 mit -2,4 °C

in 20 cm Höhe in Dresden-Pillnitz gemessen wurden, traten im Anbaugebiet insgesamt be-

trachtet nur geringe Spätfrostschäden auf, die sich im späteren Wachstumsverlauf als meist

vernachlässigbar erwiesen.

39

Das Wetter in der ersten Maihälfte war wie der April sehr wechselhaft und trocken. Beson-

ders die Nächte waren oft sehr kühl und lagen mehrmals nahe dem Gefrierpunkt. Das be-

dingte eine sehr unterschiedliche Entwicklung der Reben. Die gemessenen Niederschläge

von 20 – 25 mm waren im Mai nicht ausreichend, um das Wasserdefizit im trockenen

Oberboden aufzufüllen.

Die Blüte begann Mitte Juni und verlief unter hochsommerlichen Temperaturen zügig.

Vielerorts war sie bereits um den 25. Juni abgeschlossen. Verrieselungen traten daher nur

vereinzelt und in vernachlässigbaren Größen auf.

Auf Grund der geringen Niederschläge war der Befallsdruck an Oidium und Peronospora bis

Ende Juni deutlich geringer im Vergleich zu anderen Jahren. Erste Ölflecken, die eine Be-

handlung erforderlich machten wurden erst Anfang Juli in den Anlagen gefunden.

Der Juli ließ die Reben bei wechselhaften, sommerlichen Temperaturen und 95 mm Ge-

samtniederschlag kräftig wachsen und sehr kompakte Trauben entstehen. Das bis Anfang

Juli vorhandene Wasserdefizit an Trockenstandorten konnte damit ausgeglichen werden.

Der gute bis sehr gute Behang machte in einigen Anlagen Ausdünnmaßnahmen notwendig.

Die Kirschessigfliege hielt sich dank der überwiegend trockenen und warmen Witterung bis

Ende Juni deutlich zurück. Erst Mitte Juli wurden in den Überwachungsfallen einzelne weni-

ge Fänge beobachtet. Der Heu- und Sauerwurm sowie die Kräuselmilben traten in verschie-

denen Weinbergen vereinzelt auf, jedoch wurde nur in wenigen Fällen die Schadschwell-

grenze erreicht, die eine Behandlung erforderlich machten.

Von größeren Schäden durch Hagel blieb das Anbaugebiet in diesem Jahr bisher verschont.

Im Weinbau führte ein insgesamt gesehen positiver Witterungsverlauf zu einer guten Ernte

von rund 26 000 hl, somit liegt die voraussichtliche Gesamternte unter der des Vorjahres

aber deutlich über dem Durchschnitt der letzten Jahre. Der voraussichtliche Durchschnittser-

trag wird bei 53 hl/ha liegen. Für eine durchschnittliche Weinqualität liegen gute Vorausset-

zungen vor.

3.5. Auswirkungen der Witterung auf landwirtschaftliche Kulturen

Winterweizen | Winterraps | Mais | Kartoffeln und Zuckerrüben

A) Winterweizen

Im Oktober 2016 konnte die Mais- und Zuckerrübenernte aufgrund der Nässe teilwiese erst

sehr spät erfolgen. Nachfolgend war es schwierig bzw. nicht mehr möglich, Weizen auszu-

säen. Die Bestände wiesen demzufolge eine vergleichsweise schwache Vorwinterentwick-

lung auf. Verbreitet gab es Anfang 2017 eine bis zu vier Wochen andauernde geschlossene

Schneedecke. Diese schützte die Kulturen vor frostbedingten Auswinterungsschäden. Die

anschließende Schneeschmelze und Niederschläge führten regional zu wassergesättigten

Böden bis weit in den Monat März hinein. Viele Flächen waren in diesem Zeitraum nicht be-

fahrbar.

Ab der letzten Märzdekade setzte eine kühle Phase mit Niederschlagsdefizit ein. Je nach

Wasserhaltevermögen der Böden erfolgte die weitere Bestandesentwicklung. Die Bestände

wiesen je nach Saatzeitpunkt ein unterschiedliches Bild auf. Die bis zur ersten Oktoberdeka-

de gedrillten Saaten waren überwiegend normal entwickelt. Später gesäte Bestände wiesen

40

eine schwache Bestockung und sehr langsame Entwicklung auf. Im April traten Nachfröste

auf, die zusätzlichen Stress verursachten. Ab Mitte April war abiotischer Stress in einigen

Sorten in Form von Blattverfärbungen, ab Ende April erste Gelbrost- und Blattseptoriainfekti-

onen festzustellen. Das Niederschlagsdefizit im Mai bremste die Entwicklung. Mitte Mai setz-

te eine sommerliche Phase ein. Die Differenziertheit der Winterweizenbestände in Abhängig-

keit von Saatzeit und regionalen Niederschlagsereignissen hielt weiter an. Auf Standorten

mit geringerem Wasserhaltevermögen war deutlicher Trockenstress erkennbar. Bestandes-

dichten und Halmlängen waren verbreitet geringer als in den Vorjahren. Die Trockenheit

führte aber auch dazu, dass sich die Blattkrankheiten kaum weiter ausbreiten konnten.

Die Niederschläge Anfang Juni waren für die Kornfüllung dringend erforderlich. Sie verur-

sachten aber auch eine Zunahme der Blattkrankheiten. Hier dominierte der Braunrost mit

starkem Befall auf vielen Standorten. Nach der niederschlagsreicheren Phase Anfang Juni

folgte eine sommerliche Periode überwiegend mit Trockenheit. Der Trockenstress verschärf-

te die Situation auf Standorten mit geringerer Bodenqualität. Ende Juni gab es wieder Re-

gen, teilweise als Starkniederschläge, vereinzelt auch Hagel. Bei den Blattkrankheiten hatte

sich Gelbrost in anfälligen Sorten regional stark ausgebreitet. Braunrost war weiterhin die

wichtigste Blattkrankheit in dieser Phase der Ertragsbildung.

Viele Winterweizenbestände waren früh reif, sodass ein zeitiger Erntebeginn unter guten

Bedingungen möglich war. Ab Anfang August setzte jedoch eine niederschlagsreiche Perio-

de ein, die zu erheblichen Ernteproblemen führte.

Der durchschnittliche Winterweizenertrag in Sachsen war mit 75,1 dt/ha niedriger als in den

drei Vorjahren, lag jedoch über dem Durchschnitt der letzten 10 Jahre (siehe Abbildung 37).

Abbildung 37: Anbauflächen und Erträge von Winterweizen in Sachsen 2007-2017 (Quelle:

Statistisches Landesamt des Freistaates Sachsen)

41

Das Gleiche gilt für die durchschnittlichen Sommer- und Wintergerstenerträge in Sachsen,

die 2017 54,0 dt/ha bzw. 73,2 dt/ha betrugen.

Auswertungen der Landessortenversuche bei Sommergerste in Sachsen und Thüringen

ergaben, dass auf den Verwitterungsstandorten das zweithöchste Ergebnis der letzten Jahre

erreicht wurde. Im Gegensatz dazu fielen die Ertragsleistungen auf den Löß- und D- Stand-

orten unterdurchschnittlich im Vergleich zum 5-Jahresmittel aus.

B) Winterraps

Infolge der Trockenheit im September 2016 liefen die Rapsbestände in Abhängigkeit vom

Aussaattermin und den Standortbedingungen regional ungleichmäßig und stufenweise auf

(Abbildung 38). Einige lückige Bestände wurden umgebrochen. Betroffen war v. a. Mit-

telsachsen.

Abbildung 38: Heterogener Rapsbestand, Nossen (Foto: Dr. Wolfgang Karalus, 20.09.2016)

Der April 2017 war kühl und es traten Spätfröste auf. Die Rapsbestände befanden sich teil-

weise im Knospenstadium und waren dadurch empfindlich (siehe Abbildung 39).

42

Abbildung 39: Rapsblüten im Schnee, Wurzen (Foto: Dr. Michael Grunert, 18.04.2017)

Aufgrund der Trockenheit im Mai fehlte für die Massebildung das Wasser. Die Rapsbestände

blieben relativ kurz und teilweise war Schotenabwurf zu beobachten. Die ab Juni auftreten-

den Starkniederschläge und Hagel führten regional zu Schäden (siehe Abbildung 40).

43

Abbildung 40: Hagelschaden im Raps, Großschirma (Foto: Dr. Michael Grunert, 29.06.2017)

Die Rapsernte fand je nach regionalen Niederschlägen teilweise verzögert, teilweise erst

nach der Weizenernte statt. Das durchschnittliche Ertragsniveau war mit 33,2 dt/ha enttäu-

schend niedrig (Abbildung 41).

44

Abbildung 41: Anbauflächen und Erträge von Winterraps in Sachsen 2007-2017 (Quelle:

Statistisches Landesamt des Freistaates Sachsen)

Die Ursachen dafür sind vielfältig und komplex. Neben den witterungsbedingten Problemen

gibt es durch das Fehlen der insektiziden Beize keine Absicherung mehr gegen die Kleine

Kohlfliege. Der Rapserdfloh und die Virusübertragung durch den verstärkten Blattlausbesatz

waren weitere Herausforderungen für den Raps. Die kühlen Witterungsbedingungen zu Be-

ginn der Blüte führten teilweise zur abiotischen Knospenwelke. Ein Aspekt, der nicht immer

sofort sichtbar ist, aber unter erschwerten Bedingungen zum Tragen kommt, ist eine zu enge

Fruchtfolge. Der Befall mit bodenbürtigen Krankheiten wie Kohlhernie und Verticillium nimmt

zu. Die Möglichkeiten des Pflanzenschutzes sind begrenzt. Die Anbauplanung und damit die

Fruchtfolge sind wichtige Punkte für die Ertragsabsicherung, auch für den zukünftigen

Rapsanbau. Hierzu gehören weiterhin optimale Aussaattermine, die Auswahl krankheitstole-

ranter, standfester Sorten und eine bedarfsgerechte Nährstoffversorgung.

C) Mais

Durch kühle Witterungsbedingungen in der zweiten Aprilhälfte verzögerte sich an einigen

Standorten die Aussaat. Die Bodenfeuchte war im Mai trotz deutlicher Niederschlagsdefizite

ausreichend für den Aufgang und die Jugendentwicklung der Maispflanzen. Infolge der in

den folgenden Monaten für den Mais günstigen Witterungsbedingungen konnten Entwick-

lungsrückstände aufgeholt werden und die Bestände entwickelten sich gut. Vereinzelt verur-

sachten Hagel Schäden (siehe Abbildung 42) sowie Starkniederschläge mit Windböen frü-

hen Stängelbruch und Sommerlager.

45

Abbildung 42: Hagelschaden Mais, Großschirma (Foto: Dr. Michael Grunert, 11.07.2017, 12

Tage nach Hagelereignis)

Die Flugaktivität des Maiszünslers war 2017 relativ lang. Deutliche Flughöhepunkte konnten

Ende Juni und Mitte Juli festgestellt werden. Örtlich war ein stärkeres Auftreten mit den dann

typischen Schädigungen (abgeknickte Fahnen und Stängel sowie Bohrlöcher mit Bohrmehl

und Kot) am Mais sichtbar (siehe Abbildung 43).

46

Abbildung 43: Stängelbruch durch Maiszünslerbefall (Foto: Angela Kühne, 09.09.2014)

Vor allem auf D- und V-Standorten wurden überdurchschnittliche Trockenmasse- und Ener-

gieerträge beim Silomais erzielt. Die Futterqualität war mittelmäßig. Die durchschnittlichen

Silomaiserträge in Sachsen lagen mit 454,7 dt/ha über dem Durchschnitt der letzten 10 Jah-

re, ebenso die Körnermaiserträge mit 96,5 dt/ha (Abbildung 44).

47

Abbildung 44: Anbauflächen und Erträge von Mais in Sachsen 2007-2017 (Quelle: Statisti-

sches Landesamt des Freistaates Sachsen)

D) Kartoffeln und Zuckerrüben

In Sachsen wurden 2017 mit 454 dt/ha Kartoffeln und 809 dt/ha Zuckerrüben die jeweils

zweitbesten Hektarerträge seit 1991 erzielt (Abbildung 45, Abbildung 46). Die Anbauflächen

betrugen 6.200 ha bzw. 15.800 ha. (Statistisches Landesamt 2018). Die Wasserversorgung

2017 war regional unterschiedlich, kann aber insgesamt als ausreichend bis günstig für frühe

und mittelfrühe Kartoffelsorten eingeschätzt werden. Die Trockenheit bis Anfang Juni beein-

trächtigte vor allem früh gepflanzte sehr frühe Kartoffelsorten bei fehlender Beregnung.

Sachsen blieb im Vergleich zu anderen Bundesländern vor extremen Niederschlägen ver-

schont, sodass überwiegend bei normalen bis guten Bedingungen geerntet werden konnte.

48

Abbildung 45: Anbauflächen und Erträge von Kartoffeln in Sachsen 2007-2017 (Quelle: Sta-

tistisches Landesamt des Freistaates Sachsen)

Abbildung 46: Anbauflächen und Erträge von Zuckerrüben in Sachsen 2007-2017 (Quelle:

Statistisches Landesamt des Freistaates Sachsen)

49

3.6. Starkregenereignisse in kleinen Einzugsgebieten – Ausblick Starkregenrisiko-

management

Allgemeines | Ereignis vom 14.05.2017 in der Oberlausitz | Ausblick

A) Allgemeines

Im Jahre 2017 traten in Sachsen eine Reihe von Starkregenereignissen auf, welche teilweise

zu kleinräumigen Hochwassern führten. Großräumige, überregionale Hochwasser waren im

Jahr 2017 hingegen nicht zu verzeichnen. Das Kalenderjahr 2017 nahm sich aus hydrologi-

scher Sicht also eher ruhig aus. Tabelle 2 gibt eine Übersicht der aufgetretenen Starkregene-

reignisse und nachgewiesener Hochwassererscheinungen.

Tabelle 2: Übersicht der aufgetretenen Starkregenereignisse und nachgewiesener

Hochwassererscheinungen in Sachsen im Kalenderjahr 2017.

Lfd.

Nummer Zeitraum Lokalisierung Ereignisart Niederschlagsintensität5

Hochwasser-

erscheinungen

nachgewiesen

1 14.05.2017 Oberlausitz Konvektiv > 30 mm / 20 min Ja

2 28./29.06.2017 Ost- und

Westsachsen

Zyklonal-

konvektiv > 50 mm / 6 h Ja

3 10.07.2017 Nordsachsen Zyklonal-

konvektiv > 70 mm / 24 h Ja

4 11.07.2017 Oberlausitz Zyklonal-

konvektiv > 40 mm / 6 h Ja

5 12.07.2017 Verbreitet Zyklonal > 35 mm / 6 h Nein

6 26./27.07.2017 Ostsachsen Zyklonal > 30 mm / 6 h Nein

7 01./02.08.2017 Ostsachsen Konvektiv > 35 mm / 6 h Nein

8 10./11.08.2017

Ost-, West-

und Nord-

sachsen

Zyklonal-

konvektiv > 40 mm / 60 min Ja

Die im Pegelmessnetz beobachtbaren hydrologischen Reaktionen auf die Starkregen waren

dabei moderat; lediglich kurzeitige Überschreitungen niedriger Alarmstufen-Richtwerte waren

zu verzeichnen. Lokal – und damit nicht notwendigerweise mittels eines Messnetzes be-

obachtbar – können die hydrologischen Effekte und Folgen von Starkregen aber weitaus

stärker sein. Illustriert werden soll das anhand des Ereignisses vom 14.05.2017, welches vor

allem im Bereich Spitzkunnersdorf/Leutersdorf (Oberlausitz) zu teilweise beträchtlichen

Hochwasserschäden führte.

5 Maximale lokale Intensitäten aus DWD-RADOLAN-RW.

50

B) Das Ereignis vom 14.05.2017 in der Oberlausitz

Eine feuchtwarme, stark labilisierte Luftmasse bildete im Verlauf des Sonntags, den

14.05.2017, den Nährboden für betonte, hochreichende Konvektion. Der Fokus lag dabei

insbesondere auf Ostsachsen. Die Luftmasse wies dabei teilweise beträchtliche Wassergeh-

alte auf, was in entsprechenden amtlichen Warnungen des DWD vor teilweise unwetterarti-

gen Gewittern mit Starkregen so auch antizipiert wurde (siehe Abbildung 47).

Abbildung 47: DWD-Warnlagebericht Sachsen für Sonntag, 14.05.2017, 10:30 Uhr MESZ.

Die meteorologischen Bedingungen führten im Tagesverlauf dann in der Tat zu lokal eng

begrenzten Starkregenereignissen mit maximalen Regenmengen jenseits der 30 mm in kur-

zer Zeit (~20 min)6. Abbildung 48 zeigt die aus RADOLAN-RW abgeleiteten 5-h-Summen für

6 Teilweise kursierende Angaben wie „70 l/m² in 20 min“ scheinen nach der Datenlage unrealistisch. Die für das betroffene (nur wenige Quadratkilometer große) Gebiet relevanten mittleren Intensitäten werden auf 30 bis 40 mm in 20 min geschätzt. Da das Gutteil des Niederschlages in sehr kurzer Zeit fiel, dürften sich hier die Stundensummen nicht wesentlich höher ausnehmen. Typisch für eine wie am 14.05.2017 aufgetretene fulminante konvektive Entwicklung sind sehr lokale Verstärkungen der Nie-

51

Sachsen. Besonders in Spitzkunnersdorf (Oberlausitz) kam es dabei zu schadensträchtigen

Abflussereignissen, gepaart mit teilweise erheblichen Massenbewegungen.

Abbildung 48: Aus RADOLAN-RW gebildete 5-h-Summe bis 14.05.2017, 16:50 Uhr MESZ;

Ereignis Spitzkunnersdorf farbig markiert.

Wild abfließendes Wasser, Verfrachtung von Bodenmaterial sowie Ausuferung des Spitz-

kunnersdorfer Dorfbaches verursachten Schäden. Die Hauptmenge des Niederschlags fiel in

sehr kurzer Zeit (ca. 20 min); es kam zu einer fast zeitgleichen Intensivierung des Abflussge-

schehens. Im Falle dieses Ereignisses hätte eine rein QPE-basierte7 Frühwarnung – bei-

spielsweise auf Basis von Radardaten – keine relevante Vorwarnzeit generiert! Zusätzlich

hätten auch auf Zelltracking basierte Nowcasting-Verfahren8 keinen Nutzen gehabt, da die

derschlagsintensität auf der (Beta)-Mikroskala (~200 m), beispielsweise durch Downbursts. Auf dieser Raumskala sind höhere Niederschlagsintensitäten plausibel, aber typischerweise nicht erfass- und quantifizierbar (bspw. durch Regenradar). Die resultierenden hydrologischen Auswirkungen sind nicht primär auf die absolute Niederschlagsmenge, sondern auf die hohen Intensitäten (viel Niederschlag in sehr kurzer Zeit) zurückzuführen. Eine erste, grobe extremwertstatistische Einordnung der aus Radar abgeschätzten „30 bis 40 mm in 20 min“ liefert hierfür durchaus Wiederkehrintervalle in der Größen-ordnung von 100 a (Grundlage: KOSTRA-2010R). 7 QPE: Quantitative Precipitation Estimate – Quantitative Niederschlagsschätzung. Hier sind alle Ver-fahren der Gebietsniederschlagsermittlung gemeint, beispielsweise Interpolation von Punktmessun-gen, Regenradar, etc. 8 Hier geht es um die raum-zeitliche Extrapolation von QPE-Produkten, vornehmlich von Radarfeldern („Radarvorhersage“) – Beispiel: DWD-RADVOR.

52

Gewitterzelle auf dem Radar erst ca. 13:45 Uhr MESZ „sichtbar“ wurde, gewissermaßen kurz

vor dem Bereich der dann erreichten Spitzenintensitäten (siehe Abbildung 49).

Abbildung 49: DWD-Verfahren Konvektionsentwicklung in Radarprodukten (KONRAD): Iden-

tifikation der für den Bereich Spitzkunnersdorf relevanten Gewitterzelle mit Position und

prognostizierter Zugbahn für den 14.05.2017, 13:50 Uhr MESZ (11:50 UTC).

C) Ausblick

Die Ursache für Überflutungen aus Oberflächenabfluss sind in Deutschland in der Regel re-

lativ kleinräumige konvektive Niederschlagszellen, die sich in kurzer Zeit mit großen Nieder-

schlagshöhen abregnen (Starkregenereignisse). Spezifisch für einen bestimmten Ort liegen

solche intensiven Ereignisse in einem Bereich extremer Jährlichkeiten (Wiederkehrintervalle

jenseits von 100 a). Starkregen können grundsätzlich überall in Deutschland auftreten, wobei

die Eigenschaften des betroffenen Einzugsgebietes (z.B. Morphologie, Gewässernetzstruk-

tur, Landnutzung, usw.) sowie die hydrologischen Vorbedingungen (große Trockenheit

hoher anfänglicher Infiltrationswiderstand; hohe Vorfeuchte) die Ausprägung des resultieren-

den Oberflächenabflusses beeinflussen.

Anders als bei einem Flusshochwasser kann jedoch die Eintrittswahrscheinlichkeit für extre-

me Oberflächenabflüsse bis heute nicht statistisch belastbar angegeben werden. Gründe

hierfür liegen im lokal nicht hinreichend genau erfassbaren Niederschlagsgeschehen. Die für

eine extremwertstatistische Einordnung notwendige Kenntnis der raum-zeitlichen Verteilung

konvektiver Ereignisse kann nicht auf Basis von konventionellen Punktbeobachtungen

(Ombrometern) erfolgen.

53

Einen Ausweg bietet hier die Einbeziehung von Radardaten, welche raum-zeitlich hochauf-

gelöste Analysen zulassen, allerdings erst für einen zu kurzen Zeitraum (~15 Jahre) verfüg-

bar sind. Übliche Ansätze zur Ermittlung des Starkregenrisikos machen daher vereinfachen-

de Annahmen auf der Gefahrenseite und verwenden idealisierte Inputs wie Bemessungsre-

gen. Eine – im Sinne der Definition des Hochwasserrisikomanagements – exakte Ermittlung

des Risikos als Verschneidung von Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadenspotentialen ist

so nicht möglich.

Das aktuelle EU-Projekt RAINMAN (LfULG ist Lead Partner) entwickelt für die Pilotregion

Oberlausitz Konzepte für ein besseres Starkregenrisikomanagement. Dabei ist die Entwick-

lung und Anwendung von Methoden für die Ableitung von Starkregengefahren und Starkre-

genrisiken von herausgehobener Bedeutung. Im Rahmen des genannten Projekts wird auch

auf die im Mai 2017 betroffenen Kommunen zugegangen werden.

54

4. Thesen

Mit seinen Besonderheiten im Witterungsverlauf war auch das Jahr 2017 ein Ausdruck für

den voranschreitenden Klimawandel in Sachsen9. So wurden Auswirkungen des Klimawan-

dels sowohl auf den unmittelbaren und als auch den mehrjährigen Witterungsverlauf sicht-

bar. Auch zeigte sich die von Wetterextremen ausgehende Gefahr für das öffentliche Leben.

Das Jahr 2017 in Sachsen ordnet sich mit +1,3 K für die Lufttemperatur als «viel zu

warm» ein. Die mit +7 Prozent leicht überschüssige Jahresbilanz für den Nieder-

schlag und das mit +4 Prozent leicht überschüssige Jahressaldo für die Sonnen-

stunden liegen im normalen Schwankungsbereich.

Der Winter 2016/17 war mit +42 Prozent «extrem zu sonnenreich», war um 17 Pro-

zent niederschlagsärmer und hatte ein um +0,6 K höheres Temperaturniveau. Die

Wintersportbedingungen im Januar waren gut.

Das Frühjahr 2017 war mit +1,7 K «zu warm», mit minus 22 Prozent «zu trocken»

und hatte 7 Prozent mehr Sonnenstunden. Dem mit +3,6 K «extrem zu warmen»

März folgte ein folgenreiches Spätfrost-Ereignis im April worauf wiederum ein mit

+1,8 K «zu warmer» und mit minus 51 Prozent viel zu trockener» Mai folgte.

Der Sommer 2017 war mit +1,6 K «viel zu warm», mit +12 Prozent «zu sonnen-

reich» und hatte eine um 29 Prozent höhere Niederschlagssumme. Damit war der

Sommer 2017 das 21. Mal in Folge wärmer, das 6. Mal in Folge sonnenreicher und

das 9. Mal in Folge niederschlagsreicher. Die Temperatur- und Feuchtebedingungen

hatten beispielsweise im Raum „Wahnsdorf-Klotzsche“ eine Verdopplung der Anzahl

an schwülen Tagen zur Folge.

Der Herbst 2017 war mit +0,9 K «zu warm», mit minus 22 Prozent «viel zu sonnen-

arm» und hatte einen sachsenweiten Niederschlagsüberschuss von +26 Prozent. Im

dunklen Herbst war der Oktober mit +2,1 K «viel zu warm» und mit +90 Prozent «viel

zu feucht». Dazu traten die beiden folgenreichen Sturm-Ereignisse „Xavier“ und

„Herwart“ auf.

Die Jahreszeiten von Sommer 2013 bis Herbst 2017 waren durchgehend alle

wärmer und sind damit der längste zusammenhängende Abschnitt seit 1881, der

das gegenwärtig allgemein sehr hohe, thermische Niveau dokumentiert.

In den letzten drei Jahren hat sich aus der Abfolge der Jahreszeiten ein Muster

abgezeichnet: alle Jahreszeiten waren wärmer und sonnenreicher, einzige Ausnah-

9 Hinweis: Die Abweichungen für 2017 werden gegenüber dem 30jährigen Mittel 1961-1990 (Refe-renzwert) dargestellt. Die Charakterisierung von Abweichungen erfolgt anhand der Perzentile 5/95 („zu …“), 10/90 („viel zu …“), 20/80 („extrem zu …“).

55

me war der Herbst 2017. Die Winter und die darauffolgenden Frühjahre waren nie-

derschlagsärmer und die darauffolgenden Sommer und Herbste niederschlagsrei-

cher.

Wie bereits 2016 folgte auch 2017 auf die anhaltende Trockenheit aus dem Winter

2016/17 und dem darauffolgenden Frühjahr eine Abfolge unwetterartiger Gewitter

mit Starkregen, Sturm, Hagel und schwülen Wettersituationen in den Sommermona-

ten sowie ein wechselhafter Herbst.

Auswirkungen des Witterungsverlaufs 2017 aus Sicht der Forst- und Landwirtschaft, des

Obst- und Weinanbaus, des Bodenwasserhaushalts und der Luftqualität sowie Ausblick

Starkregenrisikomanagement:

Nach dem Sturm ist vor dem Borkenkäfer. Das Sturmtief "Herwart" am

29.10.2017 überstieg die Widerstandsfähigkeit vieler Bäume. Die Schäden betrafen

den gesamten Freistaat Sachsen – insgesamt sind etwa 690.000 m³ Schadholz auf-

zuarbeiten. Durch die vergleichsweise günstige Ausgangssituation für den Borken-

käfer bemisst sich zugleich die Zeit, die landesweit für die Aufarbeitung des Sturm-

holzes bleibt. Hintergrund hierfür ist, dass die weitere Entwicklung der Käferpopula-

tion entscheidend von der Witterung zur Schwärmzeit der Käfer im Frühjahr 2018

abhängt. Im besten Fall fährt der Borkenkäfer bis dahin in der Baumrinde mit dem

Holz-Lkw aus dem Wald, was durch die Schäden des Sturmtiefs "Friederike" am

18.01.2017 zusätzlich erschwert ist.

Aus Intensivmessungen (Lysimeterstandort Brandis) ging hervor, dass die ver-

gleichsweise höhere Jahresniederschlagssumme 2017 ausschließlich für die Be-

standentwicklung und Verdunstung verwendet wurde. Der Trend zur Frühjahrs-

bzw. Frühsommertrockenheit wurde 2017 besonders in den Monaten April und

Mai sichtbar.

Die Grundwasserneubildung lag letztmalig im Jahr 2013 über dem langjährigen Mit-

telwert. Hinsichtlich der in den letzten beiden Jahren 2015 und 2016 berichteten

Grundwassertrockenheit ist 2017 eine Entspannung eingetreten. Diese ist auf

einzelne mengenmäßig hohe Niederschlagsereignisse und die insgesamt höheren

Jahresniederschläge zurückzuführen.

Bei den meisten Kulturen im sächsischen Gartenbau lagen die Ergebnisse um ein

Fünftel bis ein Drittel niedriger als die fünfjährigen Mittelwerte. Die Ertrags- und

Qualitätseinbußen wurden durch Hagel oder Starkregen, insbesondere aber durch

das Spätfrost-Ereignis im April 2017, verursacht. Die Flächenerträge bei Erdbeeren

lagen auf einem durchschnittlichen Niveau.

56

Ein für den Weinbau insgesamt positiven Witterungsverlauf führte mit rund 26 000

Hektolitern zu einer guten Ernte. Somit liegt die voraussichtliche Gesamternte 2017

unter der des Vorjahres, aber deutlich über dem Durchschnitt der letzten Jahre.

Der voraussichtliche Flächenertrag wird bei durchschnittlich 53 Hektoliter pro Hektar

liegen. Für eine durchschnittliche Weinqualität liegen gute Voraussetzungen vor.

Für Kartoffeln und Zuckerrüben wurden 2017 die jeweils zweitbesten Hektarer-

träge seit 1991 in Sachsen erzielt. Die durchschnittlichen Erträge für Winterweizen,

Sommer- und Wintergerste in Sachsen waren 2017 niedriger als in den drei Vor-

jahren, lagen jedoch über dem Durchschnitt der letzten 10 Jahre. Letzteres gilt

auch für Silo- und Körnermais. Das durchschnittliche Ertragsniveau für Winter-

raps war 2017 enttäuschend niedrig. Witterungsbedingte Schäden bzw. Entwick-

lungshemmnisse traten infolge des Spätfrost-Ereignisses im April, der Frühjahrstro-

ckenheit im April/Mai sowie durch Hagel und Starkregen mit Windböen im Sommer

auf.

Die Luftschadstoffbelastung durch Ozon im Sommer 2017 lag auf einem niedrigeren

Niveau. Der Schwellenwert zur Information der Öffentlichkeit über akute Ozonbelas-

tungen von 180 µg/m³ (Stundenmittelwert) wurde in Sachsen an keinem Tag über-

schritten.

Nach 2015 und 2016 wurde auch 2017 der zulässige Grenzwert für Feinstaub PM10

an allen sächsischen Luftmessstationen eingehalten. Er beträgt 50 Mikrogramm pro

Kubikmeter im Tagesmittel und darf an maximal 35 Tagen im Jahr überschritten wer-

den.

2017 traten in den Monaten Mai, Juni, Juli eine Reihe von kleinräumigen konvekti-

ven Starkregen-Ereignissen in Sachsen auf, die teilweise zu kleinräumigen Hoch-

wassern führten. Lokal können die hydrologischen Effekte und Folgen solcher klein-

räumigen Starkregen-Ereignisse überaus beträchtlich sein, so wie beim Ereignis vom

14.05.2017 im Bereich Spitzkunnersdorf/Leutersdorf in der Oberlausitz. Das aktuelle

EU-Projekt RAINMAN entwickelt für die Pilotregion „Oberlausitz“ Konzepte für ein

verbessertes Risikomanagement bei Starkregen. Dabei ist die Entwicklung und

Anwendung von Methoden für die Ableitung von Starkregengefahren und Starkregen-

risiken von herausgehobener Bedeutung. Einen Beitrag hierzu sollen auch die Er-

gebnisse aus dem aktuellen LfULG-Projekt „Bestimmung des atmosphärischen Kon-

vektionspotentials über Sachsen“ leisten, das die Erfassung des gegenwärtigen Ge-

fährdungspotentials für Starkregen, Hagel, Blitzschlag genauso zum Ziel hat wie eine

Abschätzung unter zukünftig möglichen Klimarahmenbedingungen.

57

5. Abkürzungsverzeichnis

BfUL Staatliche Betriebsgesellschaft

für Umwelt und Landwirtschaft

°C Grad Celsius

dt Dezitonne (100 Kilogramm)

DWD Deutscher Wetterdienst

ha Hektar (10.000 Quadratmeter)

hl Hektoliter (100 Liter)

hPa Hektopascal (Maßeinheit für den

Luftdruck)

K Kelvin (Temperaturdifferenz,

gleicher Maßstab wie °C)

mm Millimeter (Maßeinheit für den

Niederschlag)

LfULG Sächsisches Landesamt für

Umwelt, Landwirtschaft und

Geologie

mm Millimeter (Maßeinheit für den

Niederschlag)

SBS Staatsbetrieb Sachsenforst

µg/m3 Mikrogramm/Kubikmeter

Anhang

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

a) Winter

b) Frühjahr

59

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

c) Vegetetionsperiode I (April, Mai, Juni)

d) Sommer

60

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

e) Vegetetionsperiode II (Juli, August, September)

f) Herbst

Abbildung 50: Jährliche Abweichungen der Lufttemperatur [K], des Niederschlags [%] und der Sonnenstunden [%] in den Jahreszeiten und

den Vegetationsperioden für 1881/1951 bis 2017 vs. 1961-1990 in Sachsen (Datenquelle: DWD, Abbildungen: LfULG)

61

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

a) Winter

b) Frühjahr

62

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

c) Vegetetionsperiode I (April, Mai, Juni)

d) Sommer

63

Lufttemperatur Niederschlag Sonnenscheindauer

e) Vegetetionsperiode II (Juli, August, September)

f) Herbst

Abbildung 51: Abweichungen der Lufttemperatur [K], des Niederschlags [%] und der Sonnenscheindauer [%] in den Jahreszeiten und den

Vegetationsperioden für 2017 vs. 1961-1990 in sächsischen Landkreisen (Datenquelle: DWD, Kartenerstellung: LfULG)

65

Abbildung 52: Thermopluviogramme für Jahreszeiten und Vegetationsperioden für sächsi-

sche Landkreise, 2017 (Datenquelle DWD)