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130 Jahre Hitze, Kälte und Regen auf einen Blick
geschrieben von: Astronom (IP-Adresse bekannt)
Datum: 21. November 2006 12:00

Hallo,
Vor rund zwei Wochen hatte ich hier eine Liste der heissesten 30-Tagesperioden für Frankfurt,
Zeitraum 1870 - 2004 (+ Juli 2006), gepostet. Diese 30-Tagesperioden waren natürlich nicht an
die Kalendermonate gebunden, so dass man so einen wesentlich besseren Überblick über alle je
vorgekommenen wirklich heissen Wochen bekam, verglichen zu den üblichen Kalendermonat-Statistiken.
Dasselbe Prinzip der gleitenden 30-Tagesmittel läßt sich selbstredend für jeden Tag des Jahres
durchführen: für den 1. Januar berechnet man das Mittel des Zeitraums 3. 12. - 1. 1., für den
2. Januar dann 4. 12. - 2. 1. usw. bis zum 31. Dezember, der das Mittel der Tage 2. 12. - 31. 12.
zugeordnet bekommt. Die Temperaturkurve im Jahresverlauf sieht so einerseits natürlich deutlich
glatter aus als in den Kalendermonatskurven und ist zudem noch viel aussagekräftiger, da ja jeder
nur mögliche 30-Tageszeitraum abgebildet ist. Zusätzlicher großer Vorteil: endlich ist der Winter
(fast) vollständig in so einem Jahresdiagramm enthalten, da ja der Wert für den 1. Januar
hauptsächlich den vorangegangenen Dezember wiedergibt! (Ok, die ersten zwei Dezembertage fehlen...)
Aber mehr als viele Worte zeigt ein Diagramm das Prinzip: nachfolgendes Bild 1 zeigt für Frankfurt
für die vier Jahre 1911, 1947, 1976 und 2003 - allesamt Jahre mit Supersommern - den Tmax-Verlauf
als 30-tägiges gleitendes Mittel:




Mit "Datum" sind hier die Tage des Jahres gemeint, und wie oben schon aufgeführt muß man lesen:
z.B. Tag 150 = Tmax-Mittel der Tage 121 - 150 = 30 Tage.
Sehr schön kann man hier den doch recht unterschiedlichen Verlauf dieser vier Supersommer erkennen.
Auch wann welcher Sommer am heissesten war ist hier sofort ablesbar. Bemerkenswert auch: von den
vier Jahren besitzt nur 1947 auch einen sehr kalten Winter (Winter 46/47).
Mit so einem Diagramm sind vier Jahre ja noch gut darzustellen. Was aber, wenn man gerne einen
Überblick ("auf einen Blick") über alle kalten und heissen Sommer in Frankfurt seit 1871 hätte?
135 Kurven einzuzeichnen ist zwar möglich, wäre aber wenig erhellend :-). Nach einigem Experimentieren
scheint mir folgender Diagrammtyp dafür ganz gut geeignet:




Die rechte Achse zeigt die Tage 150 - 270 eines Jahres, umfasst also in etwa Mai - September (da 150 =
Mittel der Tage 121 - 150, 270 = Mittel der Tage 241 - 270). Die X-Achse gibt die betrachteten Jahre
wieder. Die Farbskala besteht nun aber im wesentlichen aus lediglich drei Farben: blau für 30-Tagesperioden
mit einem Tmax <= 18 °C, gelb für Tmax-Werte zwischen 19 und 27 °C (18° - 19° besitzt eine graublaue Farbe)
sowie rot für die recht heissen Perioden mit mittlerem Tmax >= 28 °C. Die gestrichelten Linien des
Gitternetzes gehören immer zu den Jahreszahlen links daneben. (Weiße Flächen markieren Datenlücken.)
Mit solch einem Diagramm erhält man nun tatsächlich einen raschen Überblick über alle größeren Hitzeperioden,
sowohl über ihre Lage im Sommer als auch ihre jeweilige Dauer. Beispiel 1911: der Tag 211 zeigt zum ersten
Mal in jenem Sommer die rote Farbe (210 ist noch graurot = 27 °C), was nichts anderes heisst, als dass
der Zeitraum vom Tag 182 - Tag 211 (30 Tage) erstmals in jenem Sommer ein mittleres Tmax >= 28 °C aufwies.
Diese Hitzeperiode dauerte dann an bis zum Tag 255 (also Mittel der Tage 236 - 255), als letztmals Werte
größer oder gleich 28 °C erreicht wurden. Man erkennt hier nun auch sofort, wie außergewöhnlich kalt der
Juni/Juli 1980 ausfiel: das einzige Mal, dass im Juni/Juli/August derartig niedrige mittlere Tmax-Werte
auftraten! Auch die Verteilung der Hitzeperioden über die Jahrzehnte hinweg ist gut zu erkennen: seit den
90er Jahren des letzten Jahrhunderts entdeckt man ziemlich viel rot, mehr als jemals zuvor, aber auch die
40er Jahre des 20. Jhrh. waren recht gut mit heißen Perioden bestückt. Wohingegen das letzte Viertel des
19. Jahrhunderts hitzemäßig fast ein Totalausfall ist (und das "fast" kommt nur vom "Randjahr" 1876 her,
dass noch eine heiße Sommerperiode besitzt).
Selbstredend sähen diese Diagramme etwas unterschiedlich aus, wenn man die Temperaturgrenzen änderte,
also z.B. die kühle Grenze nicht bei 18 sondern z.B. 20 °C ziehen würde, oder die heisse auf 30° hochsetzte.
Am prinzipiellen Aussehen ändert sich aber nichts. Natürlich könnte ich auch ein mittleres Tmax-Intervall,
z.B. von 21 - 24 °C, blau einfärben (und den Rest wieder gelb), aber wen interessieren schon absolut
durchschnittlich temperierte Zeiten?
Was in diesem Diagramm für Tmax gemacht wurde, kann man auch für zahlreiche andere Parameter tun, z.B.
Tmin, Tmax-Anomalien, Luftdruck usw. Aber nach der Trockenheit des diesjährigen Juli und den Regenfluten
des August dürfte wohl das Regen-Diagramm am interessantesten sein. Deshalb zeigt das nächste Bild, genauso
aufgebaut wie das Tmax-Diagramm, die Verteilung trockener und nasser Perioden in Frankfurt seit 1870:




Die blaue Farbe markiert trockene 30-Tagesperioden, wobei "trocken" hier mit 5 mm und weniger festgelegt
wurde (graublau markiert 6 mm als Übergangsbereich); die rote Farbe markiert die nassen Perioden mit
Regenmengen >= 175 mm innerhalb von 30 Tagen. Und diesesmal sind alle Tage des Jahres berücksichtigt!
Und immer daran denken: schon ein einziger blauer bzw. roter Punkt im Diagramm steht für 30 sehr trockene
bzw. feuchte Tage! Und Vorsicht: Wenn man einen langen blauen Balken entdeckt hat, z.B. den im Frühjahr
1893, bedeutet dies nicht, dass 1893 innerhalb von 60 Tagen nur 5 mm (oder noch weniger) gefallen sind,
sondern "nur", dass innerhalb jeder beliebigen 30 zusammenhängenden Tagen, die man aus diesen 60 herauspickt,
5 mm oder weniger an Niederschlag gefallen sind. Aber natürlich bedeutet ein langer blauer Balken auch
immer eine sehr trockene Zeit, nur kann man anhand des Diagramms halt nicht genau angeben, wie trocken genau.
Die Wirkung unterschiedlicher Regengrenzen demonstriert das nächste Diagramm. Hier nun wurde die Grenze für
trockene 30-Tageszeiträume auf 15 mm (oder weniger) festgelegt und die für nasse Zeiträume auf 100 mm (oder
mehr) - und schon geht es wesentlich bewegter zu:




Man sieht jetzt ganz gut: Herbst und vor allem Frühjahr sind die Lieblingszeiten für vermehrtes Auftreten
trockener Perioden, während sehr nasse Perioden hauptsächlich in der zweiten Hälfte des Jahres auftreten, mit
einem leichten Übergewicht im Sommer - im Frühjahr hingegen sind nasse Perioden sehr selten. Bemerkenswert
auch die Jahre 1990 - 1997 mit nur sehr wenigen nassen Perioden.
Wer will, kann ja jetzt mal anfangen, in diesen Diagrammen (sowohl Tmax als auch Regen) nach Mustern bzw.
Periodizitäten zu suchen - viel Vergnügen!
Viele Grüße,
Wolfgang
3.09.2006



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