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«Diplomarbeit Reliefbestimmte Analyse der Niederschlagsdynamik im Monsungebiet von Nepal, Himalaya vorgelegt von Andreas Kochanowski Matrikelnummer: ...»

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An der Station 0619B4 (3705 m a.s.l.), der nördlichsten im Profil B, existiert für den Zeitraum 1975 bis 2001, ein positiver Niederschlagstrend von +27,0 mm ±2,1 mm pro Jahr bei einem Signifikanzniveau von 95%. Der positive Niederschlagstrend (+6,5 mm ±0,1 mm pro Jahr) an der Station 0609B4 (3609 m a.s.l.) im Zeitraum 1956 bis 1994 ist bei einem Signifikanzniveau von 70% signifikant. Die Stationen 0604B4 und 0820B4 weisen für den Zeitraum 1964 bis 1994 bzw. 1974 bis 2001 Niederschlagszunahmen auf, die jedoch nicht signifikant sind. Einzig die Station 0612B4 (3465 m a.s.l.) registriert einen Niederschlagsrückgang im Zeitraum 1973 bis 2001. Diese Station besitzt die kleinste mittlere Jahresniederschlagssumme in der Höhenklasse 4 (185 mm). Der negative Niederschlagstrend an der Station ist nicht signifikant.

Fazit der Niederschlagstrendentwicklung:

Im Zeitraum von 1971 bis 1994 tritt an zwei der acht Stationen ein negativer Niederschlagstrend auf. Beide Stationen mit einer Niederschlagsabnahme befinden sich in der Höhenklasse 2, wobei der negative Niederschlagstrend an der Station 0608B2 signifikant ist. Die Sommermonsunniederschläge verhalten sich wie der Gesamtniederschlagstrend der Stationen. An den sechs Stationen, an denen eine Niederschlagszunahme im Zeitraum 1971 bis 1994 stattfindet, herrscht auch ein positiver Niederschlagstrend in den Sommermonsunniederschlägen. Mit Ausnahme der zwei Stationen in Höhenklasse 1 existiert in den anderen Höhenklassen eine Niederschlagsabnahme in der Nachmonsunsaison. Die 6 Ergebnisse 104 _______________________________________________________________

Winterniederschläge nehmen, mit Ausnahme an der Station 0608B2, im Zeitraum von 1971 bis 1994 zu.

6.4.4 räumliche Niederschlagsdynamik Aus Abbildung 43 und 44 wird deutlich, dass durch das komplexe Relief im Profil B, wo sich markante Längstäler und extrem hohe Bergrücken auf kürzester Distanz abwechseln, ebenfalls die Niederschlagsdynamik sehr komplex ist. Bei der Betrachtung der mittleren Niederschläge in den Höhenklassen nimmt der Niederschlag von Höhenklasse 1 zu Höhenklasse 2 zu. In der Höhenklasse 3 werden im Durchschnitt 23 mm weniger Niederschlag als im Bereich von 0 bis 500 m a.s.l. registriert. Die kleinsten Niederschlagsmengen fallen im Durchschnitt in der Höhenklasse 4, welche bis auf die Stationen 0620B4 und 0820B4 ausschließlich die Mustangregion repräsentiert. In Tabelle 25 sind die durchschnittlichen Jahresniederschlagsmengen der einzelnen Höhenklassen in Profil B aufgeführt.

Tabelle 25. Mittlerer Niederschlag der Höhenklassen in Profil B.

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Wird die Höhenklasse 2 unterteilt, dann fällt im Bereich 500 bis 1000 m a.s.l. mit einer durchschnittlichen Jahresmenge von 1734 mm Niederschlag 41 mm weniger Niederschlag als im Bereich von 1000 bis 1500 m a.s.l., in dem durchschnittlich 1775 mm Niederschlag registriert werden. Die Zone der maximalen Niederschläge ist demzufolge im Bereich von 1000 bis 1500 m a.s.l. zu finden. Es gilt zu beachten, dass auf kürzester (Höhen-)Distanz innerhalb der einzelnen Höhenklassen extrem hohe Variabilitäten des Niederschlags bzw. der mittleren Niederschlagsjahressumme auftreten. (Abbildung 48,49).

In Abbildung 51 ist der lineare Zusammenhang zwischen den mittleren Jahressummen und den Höhenlagen der Stationen aufgetragen. Auffällig ist, dass zwei Verteilungsmuster in der Abbildung bestehen. Das erste Verteilungsmuster erstreckt sich von 0 bis an 4000 m a.s.l.. Die mittleren Niederschlagsjahressummen betragen mindestens 1000 mm. Es fallen zwei Maximalwerte auf, einer bei ca. 750 m a.s.l. und der zweite bei ca. 3800 m a.s.l.

(Abbildung 51). In Profil B gibt es keine Niederschlagsstationen, welche eine mittlere Jahressumme von 500 bis 1000 mm besitzen. Das zweite 6 Ergebnisse 105 _______________________________________________________________

Verteilungsmuster sind Niederschlagsstationen die nicht mehr als 500 mm Niederschlag im Jahr registrieren. Diese Stationen liegen zwischen knapp 900 m a.s.l. und ca. 3700 m a.s.l.. Der Anstieg der Regressionsgeraden ist negativ (Die Standardabweichung des Anstiegs beträgt ±0,153. Daher kann nicht eindeutig von einer Abnahme des Niederschlags mit der Geländehöhe ausgegangen werden. Der Pearson Produkt Moment Koeffizient r der Variablen Niederschlag und Geländehöhe beträgt -0,20 bei einem p-Wert von 0,36. Es besteht kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Niederschlag und der Geländehöhe.

Abbildung 51. Linearer Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe in Profil B.

In Tabelle 26 sind für die einzelnen Jahresabschnitte der Korrelationskoeffizienten r, die Irrtumswahrscheinlichkeit (p-Wert), die die Gleichungsterme und deren Standardabweichungen für die Regressionsgeraden y = ax +b angegeben.

In keiner Saison besteht ein linear signifikanter Zusammenhang zwischen Geländehöhe und Niederschlag. Der Korrelationskoeffizient schwankt zwischen im Winter und -0,042 in der Vormonsunsaison. Allein in der Winterperiode besteht ein eindeutig negativer Anstieg (die Standardabweichung ist kleiner als der Anstieg selbst) und der Niederschlag nimmt mit der Geländehöhe ab. Der negative Anstieg der Regressionsgeraden in der Wintersaison beträgt -0,008.

6 Ergebnisse 106 _______________________________________________________________





Tabelle 26. Zusammenhang Niederschlag und Geländehöhe in Profil B. (Korrelation = r, Anstieg STA = Standardabweichung von Anstieg a, Abschnitt STA = Standardabweichung von Abschnitt b).

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Die Bestimmung der Zone maximaler Niederschläge durch die Ermittlung des Scheitelpunkts der quadratischen Funktion ist in Profil B nicht möglich. Die Niederschlagsdynamik in Abhängigkeit von der Geländehöhe kann nicht ausreichend mit einer quadratischen Funktion beschrieben werden. Neben den mittleren Jahressummen trifft dies auch für die einzelnen Niederschlagssaisonsummen zu. In Abbildung 52 ist der Verlauf der quadratischen Funktion für die mittleren Niederschlagsjahressummen von Profil B visualisiert.

Abbildung 52. Zone maximaler Niederschläge in Profil B.

Der Scheitelpunkt der Funktion -0,00000691x² - 0,1161657x + 1716,255 liegt bei (-8406|2205). Das ist kein plausibler Wert für die Bestimmung der Zone maximaler Niederschläge. Der p-Wert für die quadratische Funktion beträgt 0,66.

Eine getrennte Betrachtung der Talstationen und der Bergstationen bzw. der Stationen südlich und nördlich des Annapurnamassivs führt ebenfalls zu keinen plausiblen Ergebnissen hinsichtlich der Bestimmung der Scheitelpunkte. Die pWerte der quadratischen Funktionen für die mittlere Jahressumme sind größer 0,77. Die Irrtumswahrscheinlichkeit der quadratischen Funktionen bei den differenzierten Betrachtungen beträgt deshalb mindestens 77%. Im Anhang 6 Ergebnisse 107 _______________________________________________________________

befindet sich Tabelle 54 mit den Scheitelpunkten und den Gleichungstermen der quadratischen Funktionen für das Profil B.

6.5 Profil C - östliches Zentralnepal In Abbildung 53 ist Profil C im Untersuchungsgebiet hervorgehoben. 13 Niederschlagsstationen repräsentieren das Profil C. Es befindet sich im Einzugsgebiet des Narayani (Abbildung 13) im östlichen Zentralnepal. Es folgt eine Charakterisierung des Profils (Abschnitt 6.5.1). Daran schließen sich die Ergebnisse der innerjährlichen Niederschlagsdynamik (Abschnitt 6.5.2), der Trendanalyse (Abschnitt 6.5.3) und der räumliche Niederschlagsdynamik (Abschnitt 6.5.4) an.

Abbildung 53. Profil C im Untersuchungsgebiet.

6.5.1 Profilcharakteristik Die mittleren Jahresniederschlagssummen der Stationen befinden sich alle innerhalb der Standardabweichung (grün in Abbildung 53) des Gesamtdatensatzes. Das Profil erstreckt sich von 109 m a.s.l. an Station 0923C1 im Süden bis über 3500 m a.s.l. im Norden des Profils. Die höchstgelegene Station 1043C3 befindet sich im Bereich des Binnenlandes in einer Höhe von 2163 m a.s.l.. In Abbildung 54 sind die Niederschlagsstationen samt 6 Ergebnisse 108 _______________________________________________________________

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Abbildung 55. Dreidimensionale Darstellung und Profilschnitt von Profil C.

Abbildung 56 stellt die Niederschlagsdynamik im Profil C dar. Im Flachland im Bereich des Terai fallen zwischen 1500 mm und 2300 mm Niederschlag. An Station 0907C1 (396 m a.s.l.) im Bereich der ersten Erhebungen im Profil C (hellgelber Streifen in Abbildung 55) wird die größte mittlere Jahresniederschlagssumme (2173 mm) des gesamten Profils registriert. Die kleinste mittlere Jahresniederschlagssumme wird an der nördlichsten Station 1001C3 (942 mm) gemessen. Ab Station 0907C1 bis zur Station 1055C3 schwanken die durchschnittlichen Jahresniederschläge zwischen 1882 mm (1004C) und 2173 mm (0907C1) (Abbildung 54). Die Spanne der mittleren Jahresniederschlagsummen beträgt 291 mm. Die Höhenlagen der Messstationen schwanken zwischen 396 m a.s.l. (0907C1) und 2163 m a.s.l. (1043C3). Die Spanne der Höhenlagen beträgt 1767 Höhenmeter. Eine Ausnahme bilden die Stationen 0915C3 (1493 mm) und 1038C2 (1542 mm). Die Station 0915C3 befindet sich zwischen den zwei markanten Erhebungen (2000 m a.s.l.) bei Kilometer 75 und 90 in Abbildung 55 in einer Höhe von 1530 m a.s.l.. Die Station 1038C2 liegt nördlich der Mahabharat Gebirgskette, ca. bei Kilometer 95 in Abbildung 55 auf 1085 m a.s.l.. In einer Höhe von 1982 m a.s.l. (1055C3) und 1900 m a.s.l. (1001C3) befinden sich die zwei nördlichsten Stationen (Abbildung 54, 55). Der durchschnittliche Jahresniederschlag beträgt an der Station 1055C3 1945 mm und an der Station 1001C3 942 mm. Die Station 1001C3 (942 mm) liegt in einem Tal, die Station 1055C3 (1945 mm) an einem Hang westlich des Tals, in dem sich die Station 1055C3 befindet (Abbildung 54).

6 Ergebnisse 110 _______________________________________________________________

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Abbildung 56. Niederschlag im Profilschnitt C.

In Abbildung 56 wird deutlich, dass noch vor der ersten markanten Reliefstufe die größten Niederschlagsmengen registriert werden. Nördlich der ersten Erhebungen von ca. 2000 m a.s.l. schwanken die Niederschläge ungefähr auf einem einheitlichen Niveau, mit Ausnahme der Stationen 0915C3 und 1038C2. An der nördlichsten Station 1001C3 in einer Höhe von 1900 m a.s.l. wird weniger Niederschlag gemessen als an der tiefstgelegenen Station 0911C1 (115 m a.s.l.).

6.5.2 innerjährliche Niederschlagsdynamik

Im Durchschnitt fallen im Profil C im Jahr 1748 mm Niederschlag. Die Standardabweichung beträgt 348 mm, was einer Streuung um den Mittelwert von 19,9% entspricht. Die Abbildung 57 zeigt den mittleren Jahresgang der 13 Stationen im Profil C.

6 Ergebnisse 111 _______________________________________________________________

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Abbildung 57. Mittlerer Jahresgang des Niederschlags in Profil C.

Der Jahresgang von Profil C ähnelt dem von Profil B. Der regenreichste Monat ist Juli (454 mm). Im trockensten Monat November fällt im Jahresdurchschnitt 10 mm Niederschlag. In den Monaten Januar und Februar wird im langjährigen Monatsmittel gleichviel Niederschlag (25 mm) gemessen. Der Rückgang des Niederschlags vom regenreichsten Monat Juli zum niederschlagsärmsten Monat November erfolgt innerhalb von drei Monaten. Der monatliche Niederschlagszuwachs vom regenarmen November erstreckt sich über sieben Monate. In Tabelle 27 sind die mittleren Monatssummen, deren Standardabweichung und deren Anteil an der mittleren Jahressumme zusammengefasst.

Tabelle 27. Mittlere Monatssummen in Profil C. (MW = Mittelwert in mm, % JS = prozentualer Anteil der Monatssumme an der Jahressumme, MIN = Minimalwert in mm, MAX = Maximalwert in mm, STA = Standardabweichung in mm, STA % = Standardabweichung in % von der mittleren Monatssumme).

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In den Monaten Juli und August fallen mit 863 mm Niederschlag 49,4% des jährlichen Niederschlags. Die Niederschlagssumme des Monats September ist die kleinste der vier Monate der Monsunsaison. Die Standardabweichung nimmt mit der Niederschlagsmenge zu. Die Schwankungen um den Mittelwert sind im Monat August mit 21,1% am kleinsten. Die größten relativen 6 Ergebnisse 112 _______________________________________________________________

Niederschlagsschwankungen bezogen auf das Monatsmittel treten im Monat November auf (58,4%).

Abbildung 58 visualisiert den Jahresgang des Niederschlags der einzelnen Stationen. Am Großteil der Stationen stimmt der Niederschlagsjahresgang mit Abbildung 57 und dem Maximum im Monat Juli überein. Die Stationen 0923C1, 1004C2 und 1055C3 registrieren die größte Monatssumme im Monat August (Abbildung 58). Der trockenste Monat an der Station 1043C3 ist im Gegensatz zum Profilmittel nicht der Monat November, sondern der Monat Dezember.

Station 1055C3 (violett in Abbildung 58) erhält in den Monaten Oktober bis April die größten Niederschlagssummen aller Stationen im Profil. Von Mai bis Oktober werden die größten Niederschlagsmengen an anderen Stationen gemessen.

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Abbildung 58. Mittlerer Niederschlagsjahresgang an den Stationen im Profil C.

Aus Tabelle 28 sind die Niederschlagssummen der Saisons im Profil C abzulesen.

Die meisten Niederschläge fallen in der Monsunsaison (1384 mm). Das entspricht 79,2% des Jahresmittels. Mengenmäßig (mm) ist die Standardabweichung in der Monsunsperiode am größten, doch relativ betrachtet mit 21,5% die kleinste. Die wenigsten Niederschläge werden in der Wintersaison registriert (66 mm). In den drei Monaten der Vormonsunsaison (217 mm) wird mehr Niederschlag gemessen als in den fünf Monaten der Nachmonsun- und Wintersaison zusammen.

6 Ergebnisse 113 _______________________________________________________________

Tabelle 28. Saisonale Niederschlagssummen in Profil C. (STA = Standardabweichung, STA % = Standardabweichung in % von der mittleren Saisonsumme).

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