Anwendungsbeispiele

Klimatologische Einstufung eines Ereignisses

Im folgenden Abschnitt wird ein typischer Ansatz zur Einstufung eines Niederschlagsereignisses aufgezeigt. Dies erfolgt anhand des Beispiels der Überschwemmungen, die sich am 14. und 15. November 2002 in der Gemeinde Lully (Kanton Genf) ereigneten. Die Ursache waren starke Niederschläge in Zusammenhang mit einer Kaltfront, die über die Schweiz zog, und mit dem Transport feuchter Luft vom Mittelmeer her. Es wäre gut zu wissen, ob dieses Ereignis aussergewöhnlich war und wie oft in dieser Region ähnliche Ereignisse eintreten können, denn mithilfe dieser Informationen könnte das Kanalisationssystem optimiert werden und man wäre in dieser Region für zukünftige Überschwemmungen besser gewappnet. Die Internetplattform „Extremwertanalysen“ liefert nützliche Informationen, um diese Fragen zu beantworten.

Eine wesentliche Aufgabe bei der Einstufung eines Ereignisses ist die Definition der Region und der relevanten Niederschlagsmengen. Welcher Teil der Schweiz war betroffen? Hatten die kurz- oder die langfristig andauernden Niederschläge verheerendere Auswirkungen? 

Identifizierung der relevanten Regionen und Stationen

In einem ersten Schritt müssen die relevante Region (z. B. das durch Überschwemmungen betroffene Gebiet) und die Stationen, die für die Analyse verwendet werden können, identifiziert werden. Falls im betroffenen Gebiet keine Station vorhanden ist, können nahe gelegene Stationen mit vergleichbarem Klima verwendet werden. 

Karte der Schweiz mit der Gemeinde Lully (schwarzer Punkt) und den nächstgelegenen Stationen (blaue und rote Punkte).
Identifizierung der relevanten Region und der verfügbaren Station(en)

In unserem Beispiel befindet sich in der Gemeinde Lully keine Beobachtungsstation von MeteoSwiss. Die am nächsten gelegenen Stationen von MeteoSwiss sind Genf-Aire und Genf-Cointrin, an denen tägliche bzw. stündliche Niederschlagsmengen gemessen werden. 

Bestimmung der Dauer des Ereignisses

Der zweite Schritt besteht darin, die Dauer des Ereignisses zu definieren, um so mithilfe aller verfügbaren Mittel (z. B. Hyetogramme, Radarbilder usw.) die für die Analyse relevanten Niederschlagssummen zu bestimmen. Dieser hängt nicht nur vom tatsächlichen Zeitintervall ab, in dem das Ereignis erfolgte, sondern kann auch eine subjektive Entscheidung umfassen, da die Niederschlagsmengen an den Stationen des Beobachtungsnetzwerks von MeteoSwiss an fixen Tageszeiten gemessen werden. Beispielsweise wird die stündliche Niederschlagsmenge von hh:40 bis hh:40 gemessen, während die tägliche Niederschlagsmenge von 05:40 UTC bis 05:40 UTC am Folgetag gemessen wird.

In der Abbildung unten ist ersichtlich, welche Entscheidung getroffen werden muss. Sie zeigt die zwischen 14. und 15. November 2002 erfolgten stündlichen Niederschlagsmengen an der Station Genf-Cointrin. Bei dieser Station handelt sich um die am nächsten zur Gemeinde Lully gelegene Station, an der stündliche Niederschläge gemessen werden. An dieser Station wurden zwischen 14. November 04:40 UTC und 15. November 03:40 UTC (grauer Hintergrund) zwei Phasen mit relativ intensiven Niederschlägen gemessen. Vor und nach diesen Phasen (13. bzw. 15. November) wurden hingegen nur geringe Niederschlagsmengen gemessen. Es ist daher sinnvoll, die 1-Tages-Niederschlagsmenge bei der Analyse dieses Ereignisses zu berücksichtigen. Da die Messung der täglichen Niederschlagsmenge jedoch erst um 05:40 UTC beginnt, wäre die erste Stunde der 1-Tages-Niederschlagsmenge vom 14. November (grüne vertikale Linien) in der Berechnung nicht enthalten.

In diesem Fall überschneidet sich das Niederschlagsereignis fast mit dem Zeitpunkt, an dem die Messungen erfolgt sind, und nur eine geringe Niederschlagsmenge würde beiseitegelassen, wenn man sich für die 1-Tages-Niederschlagssumme entscheidet. Aber dieser Fall ist eher selten und es muss unter Umständen ein längerer Zeitabschnitt als die tatsächliche Dauer des Ereignisses berücksichtigt werden. Beispiele eines solchen Entscheids finden Sie auf der Seite Folgenschwere Niederschlagsereignisse 

 	Hyetogramm der Station Genf-Cointrin vom 12. bis 16. November 2002. Es sind unterschiedliche Zeitperioden aufgeführt: die Dauer des Ereignisses (grauer Hintergrund) und die 1-Tages-Niederschlagsintervalle (grüne vertikale Linien).
Hyetogramm der Station Genf-Cointrin. Die stündliche Niederschlagsmenge [mm] wird durch blaue vertikale Balken dargestellt. Die Striche auf der Zeitachse markieren den Beginn (00 UTC) der Tage. Der graue Hintergrund zeigt die Dauer des Ereignisses und die grünen vertikalen Linien markieren Anfangs- und Endzeit der Periode, in der die 1-Tages-Niederschlagsmenge gemessen wird.

In unserem Beispiel ist es sinnvoll, die 1-Tages-Niederschlagsmenge für die Analyse zu berücksichtigen, obwohl dies möglicherweise bedeutet, dass für die Berechnung der Niederschlagsmengen ein paar Stunden am Anfang oder am Ende des Ereignisses nicht berücksichtigt werden können. Da die Niederschläge während des Ereignisses über einem relativ grossen Gebiet des westlichen Teils der Schweiz niedergingen, gehen wir zudem davon aus, dass die gesamte Region Genf ein ähnliches Muster aufweist. Beispielsweise wurde sowohl vor als auch nach dem Ereignis an der nahe gelegenen Station Genf-Aire eine ähnliche Niederschlagsmenge wie an der Station Genf-Cointrin gemessen (siehe Tabelle unten). Da sich diese beiden Stationen nur 4 bis 8 km von der Gemeinde Lully entfernt befinden, kann angenommen werden, dass die Niederschlagsmengen in Lully in etwa dieselben waren und die Ereignisse ungefähr gleich lang andauerten.

Tägliche Niederschlagsmengen [mm] zwischen 13. und 15. November 2002. Niederschlagssummen werden von 05:40 UTC bis 05:40 UTC am Folgetag gemessen. Quelle: MeteoSwiss

Station

13.11.2002

14.11.2002

15.11.2002

Genève-Aire

2.1

93.5

9.5

Genève-Cointrin

4.1

92.6

6

Verwendung der Internetplattform

Wenn die relevanten Stationen und Niederschlagssumme(n) ausgewählt worden sind, können auf der Internetplattform die Wiederkehrperioden der während der ausgewählten Dauer(n) erfolgten Niederschlagsmenge(n) abgerufen werden. Unten zeigen wir auf, wie diese Informationen abgerufen werden können, und präsentieren weitere Funktionen der Internetplattform (klicken Sie auf eines der Themen, um die Infobox zu vergrössern).

Hier haben wir uns entschlossen, nur die Station Genf-Aire aufzuzeigen, da sich diese am nächsten zur Gemeinde Lully befindet. Selbstverständlich sollte dieselbe Handlung für alle Stationen in der relevanten Region durchgeführt werden, um so die beste Station für die Schätzung der Wiederkehrperiode eines bestimmten Ereignisses auswählen zu können. 

Mithilfe der Internetplattform haben wir bestimmt, dass das Ereignis vom 14. bis 15. November 2002, das zu Überschwemmungen in der Gemeinde Lully geführt hat, auf Basis der Analyse der Daten der Station Genf-Aire selten gewesen sein könnte. Da sich diese Station nur 4 km von der Gemeinde Lully entfernt befindet und die Niederschläge über einem relativ grossen Teil der westlichen Schweiz niedergingen, können wir annehmen, dass Dauer und Ausmass der Niederschläge in Lully etwa gleich hoch waren wie an der Station Genf-Aire. An diesem Tag wurden an der Station 93,5 mm gemessen, was einer Wiederkehrperiode von ungefähr 80 Jahren entspricht. Diese Berechnung sollte bei der Erarbeitung von Massnahmen für die zukünftige Handhabung von Überschwemmungen berücksichtigt werden. 

Weiterführende Informationen