Ein Beitrag auf Taminos exzellenter Webseite “Open Mind” zum Thema Heat Waves hat mich daran erinnert, dass ich schon immer mal die täglichen DWD Stationsdaten einlesen und mir das eine oder andere näher anschauen wollte. Heat Waves sind nach Definition der WMO eine Abfolge von mindestens 5 Tagen, in denen die tägliche Maximumstemperatur 5°C über dem Mittel von 61-90 liegt. Hmm, zu faul das zu programmieren, habe ich die Definition genommen, die nach Tamino auf den amerikanischen Wetterdienst zurückgeht, nämlich einfach drei aufeinanderfolgende Tage die 90°F=32.2°C in TMax überschreiten. Das hat einerseits zum Vorteil, dass Heat Wave eben eine echte Sommerhitze ist, andererseits den Nachteil, dass es praktisch per Definition in manchen Gegenden in Deutschland nie Heat Waves gibt. Im übrigen bin ich fast absolut sicher, dass irgendwer das Folgende bereits einmal gründlicher und schöner gemacht hat, aber es hat ja nie geschadet etwas doppelt zu machen.
Ich habe also mal alle vom DWD kostenlos zur Verfügung gestellten Daten für 44 deutsche Stationen eingelesen und auf Temperaturen mit TMax>32.2°C durchgeforstet. Diese einfachere Definition hat unter anderem den Vorteil, dass eine Heat Wave das ist, was man sich so darunter vorstellt, denn die WMO Definition erlaubt auch Heat Waves im Winter. Für jeden Tag, die das obige Kriterium erfüllt, wurden dann die Temperaturen pro Station aufaddiert und am Ende für alle deutschen Stationen aufaddiert und schliesslich gemittelt.

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Grafik 1: Heat Wave Degree Days (=Summe aller Maximumstemperaturen > 32.2°C) in Deutschland

Grafik 1 zeigt diesen deutschen Heat Wave index, den ich mir da mal auf die Schnelle gebastelt habe. Die 40er und die 90er sind die Zeitabschnitte mit den intensivsten Hitzeperioden. Das Jahr 2003 liegt leicht vor 1947 auf der Liste der Heat Wave Jahre. Man mag auch durchaus einen leichten Trend zur jüngsten Vergangenheit hin erkennen, ohne dass aber etwa die letzten 20 Jahre spektakulär aus dem Rahmen fallen würden. Die Darstellung schwächelt natürlich ein bisschen an der ungleichen Verteilung der Wetterstationen in Deutschland und den unterschiedlichen Startzeiten der Stationen. Kommt eine Station im hohen Norden hinzu, die nach Definition nie Heat Waves erfahren haben, so verringert sich das Mittel. Zum Vergleich noch eine der längsten deutschen Zeitserien, nämlich Potsdam (Grafik2).

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Grafik 2: Heat Wave Degree Days für Potsdam.

Die Ungleichverteilung der Stationen mag das Deutschland-Resultat doch arg verstellen. Es gibt offensichtlich kurz nach dem Krieg, ziemlich genau um 1947 herum einen steilen Anstieg der Stationszahlen (Grafik 3), welches möglicherweise zu einer Verschiebung des Deutschland Index (Grafik 1) führt. Ich habe daher mal einfach alle wirklich langen Zeitserien genommen, die bereits vor WWII angefangen haben. Es handelt sich um:Aachen,Bremen,Hamburg,Hohenpeissenberg, Karlsruhe,Potsdam,Schwerin,Zugspitze.

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Grafik 3: Zahl aller jeweils verfügbaren DWD Stationen (von den 44 freien Stationen).

In Grafik 4 kann man gut erkennen, dass einerseits der Trend der Heat Waves für die 8 kontinuierlichen Stationen klarer ausfällt, dass aber der Rekordhalter für diese 8 Stationen das Jahr 1947 ist.

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Grafik 4: Heat Wave Degree Days (=Summe aller Maximumstemperaturen > 32.2°C) in Deutschland, einmal für die acht ältesten Stationen, einmal für alle verfügbaren Stationen.

Was erwartet denn die Wissenschaft in Sachen Heat Waves? Einerseits wissen wir, dass die Jahresmitteltemperaturen sich weltweit (+0.8° seit Beginn des Jahrhunderts) erhöht haben und dass diese Erwärmung in Europa stärker als im globalen Mittel ausgefallen ist. Das muss natürlich zu einer Verschiebung zu höheren Temperaturen auch im Hochsommer führen. Interessant ist aber, ob sich ausser dem Mittelwert, auch die Flanken der statistischen Verteilung, also die Extremwerte verschoben haben. Siehe dazu hier Christoph Schärs interessanter Artikel zum Sommer 2003.
Und was sagt das IPCC? Na keine Grosse Überraschung:

It is very likely that heat waves will be more intense, more frequent and longer lasting in a future warmer climate. Cold episodes are projected to decrease signifi cantly in a future warmer climate. Almost everywhere, daily minimum temperatures are projected to increase faster than daily maximum temperatures, leading to a decrease in diurnal temperature range. Decreases in frost days are projected to occur almost everywhere in the middle and high latitudes, with a comparable increase in growing season length.

Wer also nach Klimaänderungssignalen sucht, scheint bei Minimumstemperaturen besser aufgehoben (da wollen wer doch mal in Kürze nachschauen).
Das IPCC AR4 erörtert im Kapitel 3, insbesondere in Box 3.6, das Thema Extremereignisse und Heat Waves:

Since 1950, the number of heat waves has increased and widespread
increases have occurred in the numbers of warm nights.

Und ferner insbesondere zum Sommer 2003:

Heat Wave in Europe, Summer 2003
The heat wave that affected many parts of Europe during the course of summer 2003 produced record-breaking temperatures particularly during June and August (Beniston, 2004; Schär et al., 2004; see Box 3.6, Figure 2). Absolute maximum temperatures exceeded the record highest temperatures observed in the 1940s and early 1950s in many locations in France, Germany, Switzerland, Spain, Italy and the UK, according to the information supplied by national weather agencies (WMO, 2004). Gridded instrumental temperatures (from CRUTEM2v for the region 35°N-50°N, 0-20°E) show that the summer was the hottest since comparable records began in 1780: 3.8°C above the 1961 to 1990 average and 1.4°C hotter than any other summer in this period (the second hottest was 1807). Based on early documentary records, Luterbacher et al. (2004) estimated that 2003 is very likely to have been the hottest summer since at least 1500. The 2003 heat wave was associated with a very robust and persistent blocking high-pressure system that may be a manifestation of an exceptional northward extension of the Hadley Cell (Black et al., 2004; Fink et al., 2004). Already a record month in terms of maximum temperatures, June exhibited high geopotential values that penetrated northwards towards the British Isles, with the greatest northward extension and longest persistence of record-high temperatures observed in August. An exacerbating factor for the temperature extremes was the lack of precipitation in many parts of western and central Europe, leading to much-reduced soil moisture and surface evaporation and evapotranspiration, and thus to a strong positive feedback effect (Beniston and Diaz, 2004).

Jetzt wo ich die DWD Stationsdaten schön eingelesen habe, kommen dann auch bald ein paar Beiträge zu Minimumstemperaturen oder Starkniederschlägen. Die Liste meiner unerledigten Aufgaben wird immer länger, ächz!

Kommentare (4)

  1. #1 Nils Simon
    Juli 18, 2008

    Hallo Georg, wie siehts denn mit Della-Marta et al. 2007 aus? Das Paper hat den vielsagenden Titel “Doubled length of western European summer heat waves since 1880”. Der Abstract:

    “We analyzed a new data set of 54 high-quality homogenized daily maximum temperature series from western Europe (Austria, Belgium, Croatia, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Ireland, Netherlands, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland, United Kingdom) to define more accurately the change in extreme warm Daily Summer Maximum Temperature (DSMT). Results from the daily temperature homogeneity analysis suggest that many instrumental measurements in the late 19th and early 20th centuries were warm-biased. Correcting for these biases, over the period 1880 to 2005 the length of summer heat waves over western Europe has doubled and the frequency of hot days has almost tripled. The DSMT Probability Density Function (PDF) shows significant changes in the mean (+1.6 ± 0.4°C) and variance (+6 ± 2%). These conclusions help further the evidence that western Europe’s climate has become more extreme than previously thought and that the hypothesized increase in variance of future summer temperature has indeed been a reality over the last 126 years.”

  2. #2 Georg Hoffmann
    Juli 18, 2008

    Hallo Nils, danke. Ich sag ja, einer hat es bestimmt schon besser gemacht. Aber ich kann jetzt auch andere Sachen nachschaun. Pass auf, das war bestimmt nicht voellig umsonst, nur fast!

  3. #3 Andreas Schnyder
    Juni 25, 2010

    Ich halte den Ansatz für einen Schmarren. Wie kann man Nordamerika (das im Sommer heisser als ME ist) mit Europa vergleichen. Für Zürich (auf 560 m gelegen) gibt es (treffend von Dir angegeben) keine Hitzewellen (ausser vielleicht im 2003 und 2006).

    Besser wäre der Ansatz von 5 Grad Abweichung zur Max. Temperatur.

    Vielleicht hilft da Faulheit nicht weiter und die WMO ist besser (als Kompromiss halt eine Abweichung von 5 Grad zum Mittel ?)

    Lasst uns Schweizern doch auch eine paar Heat-Waves!!

  4. #4 Karl Mistelberger
    Juni 26, 2010

    Ein Beitrag auf Taminos exzellenter Webseite “Open Mind” zum Thema Heat Waves

    So exzellent ist diese Website nicht:

    Easy, tiger. This is a 404 page.

    You are totally in the wrong place. Do not pass GO; do not collect $200.

    Instead, try one of the following:
    Hit the “back” button on your browser.
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    Punt.

    Ich fühle mich verarscht. Die ursprüngliche Seite ist im Google Cache. Aber wahrscheinlich auch nicht mehr lange.

    Statt Hitzewellen tun es auch Rekorde: http://www.wissenslogs.de/wblogs/blog/klimalounge/klimadaten/2010-02-17/verkehrte-welt/page/2#comment-14550