Schneelast im Wandel des Klimas – neue Risiken?

1. Schneelast im Wandel des Klimas – neue Risiken? Ulrich Strasser Fakultät für Geowissenschaften Department für Geo- und Umweltwissenschaften Universität München VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

2. Dank VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

3. Inhalt • Die Situation im Januar 2006 • Grundlagen zur Schneelast • Ein Blick auf den Klimawandel • Zu erwartende Konsequenzen • Handlungsoption: ein operationelles Warnsystem VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement 18.01.2007

4. Bad Reichenhall, 2.1.2006 VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

5. Eingestürzte Hallen und Gebäude im Januar/Februar 2006 (BR-online) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

6. Grundlagen • Dichte [kg/m³] = Masse / Volumen • Spezifisches Gewicht = Dichte / Referenzdichte • Für Schnee sehr unterschiedlich, z.B: 0.1: 10 cm lockerer Pulverschnee wiegen ca. 10 kg/m² 0.4: 10 cm Nass-Schnee wiegen bis ca. 40 kg/m² 0.9: 10 cm Eis wiegen ca. 90 kg/m² 1.0: 10 cm hoch stehendes Wasser wiegt 100 kg/m² • Die Schneehöhe bzw. –dichte allein ist kein Maß für die Schneelast! • Entscheidend ist das Auflastgewicht in kg/m²(entspricht l/m² oder einem Niederschlag in mm) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

7. Grundlagen Nicht durch Schmelzen/Gefrieren der Schneedecke wird die Schneelast erhöht, sondern nur durch zusätzliche Niederschläge, egal ob Schnee oder Regen • Die zulässige Schneelast ist in der DIN 1055-5 geregelt • Die am Bauwerk anzusetzende Schneelast folgt aus der lokalen (charakteristischen) Schneelast multipliziert mit einem „Formbeiwert“: VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

8. Schneelastzonen nach DIN 1055-5 (die Rechenwerte entsprechen einer mittleren Wiederkehrperiode von 50 Jahren) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

9. Regen Schneeregen Schneefall Schneehöhe Wasseräquivalent Temperatur 2.01.2006 Halleneinsturz Die klimatische Situation in Bad Reichenhall im Jan/Feb 2006 (DWD) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

10. Was fällt auf? • Keine außergewöhnliche Wintersituation • Vor der Katastrophe: Temperaturen um den Gefrierpunkt • Unmittelbar zuvor eine starke Frostperiode, dann Regen, Schnee-regen und schließlich ergiebiger Schneefall • Die Schneehöhe an der DWD-Station betrug ca. 30 cm, das Wasser-äquivalent knapp 60 mm • Damit betrug die Dachlast „nur“ ca. 60 kg/m², es sei denn, es wurde dort mehr Niederschlag abgelagert als an der DWD-Station • Dafür gibt es Argumente: mehrgemessener Niederschlag als inder Schneedecke an der Stationgespeichert ist! • Beispiel: Zell bei Ruhpolding,10.2.2006: 46 % Überschuss VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

11. Zwischenfazit I • Zum Katastrophenzeitpunkt herrschten keine aussergewöhnlichen Schneelasten vor (nicht nur in Bad Reichenhall) • Durch die Frostwechsel zuvor fiel möglicherweise Schmelzwasser an, • das anschließend wieder gefror (starke Frostperiode) • Dann kamen die ersten ergiebigen Niederschläge seit langem, d.h. • abrupter Anstieg der Schneelast • Die tatsächliche Schneelast auf einem Dach ist möglicherweise deutlich größer als das gemessene Wasseräquivalent einer Freiland-Schneedecke • Ganz ähnliche Verhältnisse findet man übrigens auch für • Aying 3.1. • Passau 20.1. • Deggendorf 22.1. • Töging 7.2. …und in der Zukunft? VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

12. IPCC-Szenarien • Internationale Organisation aus Wissenschaftlern, Politikern und Vertretern der Wirtschaft • Alle 5 bis 6 Jahre erscheint ein gemeinsamer Bericht • 1990, 1995, 2001 („3rd assessment report“), der nächste 2007 • Die SRES-storylines: (IPCC) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

13. IPCC-Szenarien (IPCC) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

14. Zukünftiges Klima • Der vorhergesagte Temperaturanstieg beträgt global etwa 1.5°C bis 6°C bis 2100 • Das Sommerhalbjahr wird wärmer und trockener • Das Winterhalbjahr wird v.a. feuchter • Schneefälle nehmen im Flachland ab (mehr Regen) • In den Hochlagen kann aber durchaus mehr Schnee fallen • Durch die wärmere Luft werden Wetterextreme häufiger VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

15. Zukünftiges Klima bis 2100 (MPI Hamburg) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

16. Maximales Wasseräquivalent [kg/m²] Zukünftiges Klima: Veränderungen bis 2036 (Nov-Apr) Schneedeckendauer [d] -46 -108 +144 +11 0 (GLOWA-Danube) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

17. Zwischenfazit II • Temperatur- und Niederschlagstrends sind regional sehr variabel • Die saisonale Schneebedeckungsdauer und das maximale Wasser-äquivalent werden (ausser in Hochlagen) zwar abnehmen, aber: • Wegen der stärkeren Variabilitäten werden sehr intensive Schnee-fälle weiterhin vorkommen können • V.a. aber werden Verhältnisse wie zu den Zeitpunkten der Unglücke in Zukunft weiterhin auftreten • Zum jetzigen Zeitpunkt ist ein Trend der Eintrittswahrschein-lichkeit für kritische Schneelastsituationen nicht vorher-zusagen VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

18. Handlungsoption: ein operationelles Warnsystem • Komponente I: LME („Lokalmodell Europa“) des Deutschen Wetterdienstes DWD zur Prognose der meteorologischen Verhält-nisse für die nächsten drei Tage • Komponente II: Snow3 des DWD zur Simulation der räumlichen Schneedeckenentwicklung (Wasseräquivalent) für diesen Zeitraum – allerdings für Freilandverhältnisse (Klimastationen): - diese Ergebnisse sind operationell zu beziehen - • Komponente III: Ein operationelles Mess-System für Schnee-lasten auf (möglichst „repräsentativen“) Dächern, mit denen die herrschenden Auflastgewichte unter Zuhilfenahme der Schnee-simulationen regionalisiertund prognostiziert werden: - dieser Schritt müsste erst noch entwickelt werden - VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

19. Komponente I: Klimamodell • LME („Lokalmodell Europa“) des Deutschen Wetterdienstes DWD • Rechnet Europa-weit mit einer räumlichen Auflösung von 7 km • Prognosehorizont 78 h • Downscaling der Ergebnisse auf 1 km • Zeitliche Auflösung der Ergebnisdaten 1 h (DWD) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

20. Komponente II: Schneedeckenmodell • Snow3 des DWD, läuft operationell • Rechnet 4 mal am Tag 72 h voraus • Räumliche Auflösung 1 km • Rechnet intern stündlich, d.h. liefert Stundenwerte von • Wasseräquivalent und Niederschlagsdargebot (Abfluss aus der Schneedecke) • Ergebnisse werden 3 mal pro Woche mit Messungen der Meteoro-logie und Schneemessungen nachgeführt (DWD) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

21. Komponente III: Messungen der Schneelast auf Dächern • Schneekissen mit 1,5 m Seitenlänge • Wiegt voll 200 kg • Mißt zuverlässig den hydrostatischen Druck auf waagrechten und ebenen Flächen (→ Schneelast) • Online-Datenzugriff • Hat sich beim Bayer. Lawinenwarndienst bereits bewährt (Fa. Sommer) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

22. Komponente III: Regionalisierung der Schneelast auf Dächern • Die gemessenen Schneelasten auf Dächern gilt es nun mit den modellierten/an den Klimastationen gemessenen Wasser-äquivalenten zu kombinieren • Für die festgestellten Abweichungen ist ein Regionalisierungs-verfahren zu entwickeln, welches die relevanten Prozesse be-rücksichtigt • Damit kann dann eine operationelle, regionale Prognose der zu erwartenden Schneelasten abgeleitet werden (Fa. Sommer) VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement

23. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! VKB Symposium Schnee – Risikovorsorge und Katastrophenmanagement