Klimadetektive Projekte 2018-2019

Titel des Projekts: Variabilität und Zeitreihenanalyse von Niederschlägen in Italien: eine Fallstudie in einem Küstengebiet der Abruzzen

Mannschaft: Prometeo 2018

2018-2019   Staatliches wissenschaftliches Forschungsinstitut (Liceo Scientifico Statale)   Pescara   Italien   18 Alter des Schülers: 14-15

In den letzten Jahren scheint die Häufigkeit von Überschwemmungen und Dürreperioden in unserem Gebiet zuzunehmen, was erhebliche Folgen für die Gesellschaft und die natürlichen Ökosysteme hat. Im Rahmen unserer Forschung haben wir einige spezifische Aspekte der Niederschläge untersucht, wobei wir uns besonders auf intensive Ereignisse konzentriert haben, um ihre Entwicklung im Laufe der Zeit zu verstehen und ihren möglichen Zusammenhang mit der Häufigkeit von Dürreperioden zu überprüfen. Zu diesem Zweck haben wir die Niederschlagsdaten des Servizio Idrografico und Mareografico der Region Abruzzen von 1951 bis 2018 analysiert, die sich auf die Wetterstation in Pescara beziehen, die einige Kilometer südlich von Montesilvano liegt, wo sich unsere Schule befindet. Der erste Schritt bestand darin, die Originaldaten auf ihre Vollständigkeit und Qualität zu überprüfen, um mögliche Persistenzen oder Ausreißer auszuschließen. Ausgehend von den Tagesniederschlagsdaten haben wir eine statistische Analyse der monatlichen und jährlichen Niederschlagswerte durchgeführt und eine Reihe von pluviometrischen Indizes in Übereinstimmung mit denen des Expert Teams on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) berechnet. Außerdem haben wir die Ergebnisse mit den Werten des SPI-Index (Standard Precipitation Index) des European Drought Observatory (EDO) für die Station in Pescara seit 1975 verglichen, einem der am häufigsten verwendeten statistischen Indizes zur Messung lokaler Dürren. Die Kenntnis der klimatischen Extreme und ihrer Schwankungen ist besonders wichtig für die Festlegung von Anpassungsstrategien an den Klimawandel und für mögliche Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels. Tatsächlich sind Extremereignisse oft die Ursache für erhebliche negative Auswirkungen auf Gesundheit, Wirtschaft, Territorium, Umwelt und Gesellschaft im Allgemeinen.

In unserer Analyse betrachteten wir als "regnerische" Tage diejenigen mit ≥ 1 mm Niederschlag. Für jedes Jahr haben wir die folgenden Indizes berechnet: a) die Anzahl der Regentage und die jährliche Gesamtniederschlagsmenge, so dass wir den täglichen Intensitätsindex (SDII, in mm/Tag) erhielten; b) den monatlichen Höchstwert der Niederschlagsmenge an einem Tag (RX1-Tag, in mm); c) den RX5-Index in Bezug auf den monatlichen Höchstwert der Niederschlagsmenge an 5 aufeinanderfolgenden Tagen (in mm); d) den R20-Index, die jährliche Anzahl der Tage mit sehr starken Niederschlägen (Niederschlag ≥ 20 mm); e) den PCI-Index (Precipitation Concentration Index, De Luis et al., 1997), um die Verteilung der Niederschläge über die Jahre zu bewerten; f) der CCD-Index, der für Zeiträume im Jahr mit mehr als oder gleich 10 aufeinanderfolgenden Tagen mit weniger als 5 mm Niederschlag bestimmt ist. Um eine mögliche Beziehung zwischen den Dürreperioden und den intensiven Niederschlagsereignissen zu überprüfen, wurden die Werte der SPI-3-Monate aus der EDO berücksichtigt. Für alle berechneten Indizes wurden die Durchschnittswerte für den Zeitraum 1951-2018 ermittelt und die Trends grafisch analysiert. Die für den gesamten Zeitraum erhaltenen Ergebnisse zeigen Schwankungen, die für die Indikatoren nicht oder nur in geringem Maße von Bedeutung sind. Bei einer eingehenden Analyse der Grafiken zeigt sich jedoch eine Unregelmäßigkeit in der Verteilung der Indizes im Zeitraum 1990-1995, die durch eine Umkehrung der Trends von negativ zu positiv gekennzeichnet ist ("Wendepunkt"). Unterteilt man also die Analyse in zwei verschiedene Zeiträume (1951-1995 und 1996-2018), so lassen sich sowohl bei den Durchschnittswerten der Indizes (siehe Tabelle) als auch beim Trend (siehe Grafiken) deutliche Unterschiede feststellen. Eine Zunahme der Niederschlagsmenge, -häufigkeit und -intensität ab 1996 geht auch mit einer Abnahme der Dürreperioden (SPI-Index) einher, die ab 2003 sehr ausgeprägt ist.

Die "globale Erwärmung" ist auch in unserer Region sehr deutlich. Die durchschnittliche Tagestemperatur steigt im Zeitraum 1930-1979 um 0,13°C alle 10 Jahre, während im Zeitraum 1950-2015 der Anstieg 0,42°C pro Jahrzehnt beträgt, ein Anstieg, der im Zeitraum 1980-2015 noch ausgeprägter ist (0,60°C pro Jahrzehnt) (ARTA Abruzzo, Bericht über den Zustand der Umwelt 2018). Im untersuchten Gebiet haben wir gezeigt, dass sich dieser Temperaturanstieg im Zeitraum 1996-2018 nicht in einer Zunahme der Trockenheit niederschlägt, sondern in einer deutlichen Zunahme der Niederschlagsindikatoren (Häufigkeit und Intensität der Ereignisse) und der Feuchtigkeit im Vergleich zum Zeitraum 1951-1995. Es scheint also ein Zusammenhang zwischen dem Temperaturanstieg und der Zunahme der Starkniederschläge (Dauer und Häufigkeit) zu bestehen, der vermutlich mit der Zunahme der Verdunstungsrate angesichts der Entfernung zum Meer zusammenhängt. Der Auslöser für die intensiven Ereignisse, die Gegenstand unserer Studie sind, scheint also die übermäßige Erwärmung der Atmosphäre in der Stadt zu sein. Das Vorhandensein einer großen Menge an Zement, Asphaltflächen, die Grünflächen überwiegen, Autoabgase, Industrieanlagen und Klimaanlagen verstärken die Auswirkungen eines Anstiegs der Lufttemperatur, und deshalb können wir auf lokaler Ebene darauf einwirken, um die Auswirkungen intensiver meteorologischer Ereignisse zu mildern. Es geht darum, die öffentliche Meinung und die Verwaltung für eine ökologischere Bewirtschaftung unseres Territoriums zu sensibilisieren, die Vorteile für die gesamte Gemeinschaft bringt. Extrem starke Regenfälle und Überschwemmungen, lange Dürreperioden, ein Anstieg der Lufttemperatur, Hitzewellen - all dies sind Ereignisse, die die Sicherheits- und Gesundheitsrisiken für die Gemeinschaft erhöhen, und deshalb ist es die Pflicht eines jeden, darauf zu reagieren, um die Qualität der Umwelt und unseres Lebens zu verbessern, auch für zukünftige Generationen.