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

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6.5.3 Niederschlagstrendanalyse Für die vergleichende Trendanalyse im Zeitraum 1971 bis 1994 stehen in Profil C neun Niederschlagsstationen zur Verfügung, die sich über die Höhenklassen 1 bis 3 verteilen. Sechs der neun Stationen registrieren einen Niederschlagsrückgang in diesem Betrachtungszeitraum. Signifikant ist die Niederschlagsabnahme an zwei Stationen. An einer der drei Stationen mit einem positiven Niederschlagstrend ist die Trendentwicklung für den Zeitraum von 1971 bis 1994 signifikant.

Höhenklasse 1, 0 bis 500 m a.s.l. :

Diese Höhenklasse wird durch drei Stationen repräsentiert, welche sich alle im Terai in Höhenlagen zwischen 115 m a.s.l. (0911C1) und 396 m a.s.l. (0907C1) befinden. Im Zeitraum von 1971 bis 1994 erfolgt an der Station 0909C1 eine Niederschlagszunahme von +86,8 mm ±1,9 mm sowie an Station 0911C1 ein Niederschlagzuwachs von +53,1 mm ±6,7 mm. Die Station 0907C1 registriert im gleichen Zeitraum eine Abnahme des Niederschlags von -284,6 mm ±40,3 mm.

Keine der Trendentwicklungen ist signifikant. In Tabelle 29 sind die Niederschlagstrends der drei Stationen neben dem Gesamttrend auch für die einzelnen Saisons abzulesen.

Tabelle 29. Niederschlagsentwicklung in Höhenklasse 1 in Profil C, 1971-1994. (grün = positiver Trend, rot = negativer Trend, Anstieg = Anstieg der Trendgeraden bzw.

Niederschlagszunahme/-abnahme in mm pro Jahr, Signifikanz = Signifikanzniveau in % bzw. n.s. = nicht signifikant).

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Alle drei Stationen registrieren im Zeitraum 1971 bis 1994 eine Abnahme der Niederschläge in der Vor- und Nachmonsunsaison. Signifikant ist der negative Trend nur in der Nachmonsunsaison an der Station 0909C1. An der am niedrigsten gelegenen Station 0911C1 (115 m a.s.l.) findet trotz positivem Gesamttrend in der Wintersaison ein Rückgang der Niederschläge statt. Die Stationen 0907C1 und 0909C1 registrieren eine Zunahme der Winterniederschläge. An Station 0907C1 ist der positive Niederschlagstrend signifikant. Die Trendentwicklung der Niederschläge der Sommerperiode entspricht dem Gesamttrend der Stationen. Die Messreihen der Stationen 0909C1 und 09111C1 korrelieren mit einem Korrelationskoeffizient von r= 0,82 (p-Wert 0,001). Die Korrelation der Station 0907C1 mit den beiden anderen Stationen ist kleiner als 0,69 (p-Wert 0,005). In Abbildung 59 ist die Niederschlagsentwicklung der Stationen 0907C1 und 0909C1 dargestellt.

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Abbildung 59. Niederschlagstrend an den Stationen 0907C1 und 0909C1 in Profil C.

Der Verlauf der Graphen in Abbildung 59 ist ähnlich, doch ist der Spitzenwert an Station 0907C1 im Jahr 1971 (3275 mm), während die größte Jahressumme an Station 0909C1 im Jahr 1985 (2966 mm) gemessen wurde. Die Station 0907C1 registriert im Zeitraum 1956 bis 1994 einen Rückgang des Niederschlags von -2,7 mm ±0,3 mm pro Jahr. Der negative Trend ist nicht signifikant. An der Station 0909C1 findet eine signifikante Zunahme des Niederschlags im Zeitraum von 1966 bis 1994 von +16,1 mm ±2,8 mm im Jahr statt. Das Signifikanzniveau des positiven Niederschlagstrends liegt bei 70%.

6 Ergebnisse 115 _______________________________________________________________

Höhenklasse 2, 500 bis 1500 m a.s.l. :

Die Stationen 1004C2 (1003 m a.s.l.) und 1038C2 (1085 m a.s.l.) repräsentieren die Niederschlagsentwicklung in Höhenklasse 2 im Zeitraum von 1971 bis 1994.

An beiden Stationen findet eine nicht signifikante Abnahme des Niederschlags statt. Der Niederschlagsrückgang beträgt im Zeitraum 1971 bis 1994 an der Station 1004C2 -182,5 mm ±11,3 mm und an der Station 1038C2 -164,4 mm ±7,2 mm. Aus Tabelle 30 ist zusätzlich zum Gesamttrend die Niederschlagstrendentwicklung der zwei Stationen für die einzelnen Saisons zu entnehmen.

Tabelle 30. Niederschlagsentwicklung in Höhenklasse 2 in Profil C, 1971-1994. (grün = positiver Trend, rot = negativer Trend, Anstieg = Anstieg der Trendgeraden bzw.

Niederschlagszunahme/-abnahme in mm pro Jahr, Signifikanz = Signifikanzniveau in % bzw. n.s. = nicht signifikant).

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An beiden Stationen findet eine Niederschlagsabnahme im Sommer und in der Nachmonsunsaison statt. Der positive Niederschlagstrend in der Wintersaison ist an der nördlicheren Station (1004C2) signifikant. An der gleichen Station existiert ein positiver Trend bei den Niederschlägen in der Vormonsunsaison. Im Zeitraum von 1971 bis 1994 beträgt der Korrelationskoeffizient beider Stationen 0,32 (pWert = 0,12). Auf Grund der längeren Messzeitreihe ist in Abbildung 60 die mittlere Jahresniederschlagsentwicklung der Station 1004C2 dargestellt.

6 Ergebnisse 116 _______________________________________________________________

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Abbildung 60. Niederschlagstrend an der Station 1004C2 in Profil C.

Im Betrachtungszeitraum von 1956 bis 1994 besteht ein jährlicher Niederschlagszuwachs von +6,0 mm ±0,6 mm pro Jahr. Auffällig ist der Niederschlagsrückgang in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts bis zum Minimalwert der Zeitreihe von 1188 mm im Jahr 1968. In den Jahren 1978 und 1986 werden zwei Spitzenwerte registriert. Der positive Niederschlagstrend ist nicht signifikant.

Höhenklasse 3, 1500 bis 2500 m a.s.l. :





Im Bereich von 1500 bis 2500 m a.s.l. können vier Niederschlagsstationen zu der Trendanalyse des Zeitraums 1971 bis 1994 herangezogen werden. Die Stationen 0904C3 (1706 m a.s.l.), 0915C3 (1530 m a.s.l.) und 1015C3 (1630 m a.s.l.) befinden sich im Bereich der Mahabharat Gebirgskette. An allen drei Stationen wird ein Rückgang des Niederschlags registriert. Signifikant ist der negative Niederschlagstrend an den Stationen 0904C3 und 0915C3. Die Messwerte an der nördlichsten Station im Profil 1001C3 (1900 m a.s.l.), im Bereich des VorderHimalaya, zeigen einen signifikant positiven Niederschlagstrend im Zeitraum 1971 bis 1994. Die Tabelle 31 fasst die Aussagen zusammen.

6 Ergebnisse 117 _______________________________________________________________

Tabelle 31. Niederschlagsentwicklung in der Höhenklasse 3 in Profil C, 1971-1994. (grün = positiver Trend, rot = negativer Trend, Anstieg = Anstieg der Trendgeraden bzw.

Niederschlagszunahme/-abnahme in mm pro Jahr, Signifikanz = Signifikanzniveau in % bzw. n.s. = nicht signifikant).

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An den drei südlichen Stationen im Bereich des Binnenlands (0904C3, 0915C3, 1015C3) besteht eine Abnahme der Niederschläge in der Sommer- und Nachmonsunsaison. In der Wintersaison erfolgt an allen drei Stationen eine Zunahme der Niederschläge. Die nördlichste Station 1001C3 im Bereich des Vorder-Himalaya zeigt ein umgekehrtes Bild. Die Winterniederschläge nehmen ab, während bei einem Signifikanzniveau von 95% die Monsunniederschläge zunehmen. In der Nachmonsunsaison findet an allen Stationen eine Abnahme der Niederschläge statt. Signifikant ist die Abnahme an der Station 1015C3 in der Nachmonsunsaison. Mit Ausnahme der Station 0915C3 nehmen die Niederschläge in der Vormonsunsaison an den Stationen ab.

Die Messzeitreihen der Stationen 0904C3 und 0915C3 im Zeitraum von 1971 bis 1994 korrelieren bei einem p-Wert von kleiner 0,001 mit einem Korrelationskoeffizienten r = 0,84. Die Korrelation der Daten von Station 1015C3 mit den Daten der Stationen 0904C3 und 0915C3 ist schwächer, r 0,57 (p-Wert 0,05). Die Niederschlagsdynamik an der Station 1001C3 korreliert nicht mit der Niederschlagsdynamik der drei Stationen im Binnenland. Der Korrelationskoeffizient r ist bei den Stationen 0904C3 und 0915C3 kleiner -0,32 (p-Wert 0,36). Bei der Station 1015C3 beträgt r = 0,05 und der p-Wert = 0,81.

Abbildung 61 zeigt die Niederschlagsentwicklung an den Stationen 0915C3 (1530 m a.s.l. - Binnenland) und 1001C3 (1900 m a.s.l. – Vorderer Himalaya).

6 Ergebnisse 118 _______________________________________________________________

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Abbildung 61. Niederschlagstrend an den Stationen 0915C3 und 1001C3 in Profil C.

An der Station 0915C3 (blau in Abbildung 61) besteht im Zeitraum 1971 bis 2001 ein negativer Niederschlagstrend von -3,6 mm ±0,6 mm pro Jahr. Der Trend ist nicht signifikant. Auffällig ist eine Zunahme der Niederschläge vom Anfang der achtziger Jahre bis zum Jahr 1985, gefolgt von einer markanten Abnahme der Niederschläge bis Anfang der neunziger Jahre des letzten Jahrhunderts. Mit Beginn der neunziger Jahre nimmt die zwischenjährliche Variabilität der Niederschläge zu. Im Zeitraum von 1957 bis 1994 nehmen im Durchschnitt die Niederschläge pro Jahr an der Station 1001C3 (grün in Abbildung 61) um +2,9 mm ±0,01 mm zu. Markant ist die Abnahme der Niederschläge mit Beginn der achtziger Jahre. Der Tiefpunkt des Kurvenverlaufs ist im Jahr 1984 erreicht. Ab diesem Jahr nehmen die Niederschläge markant zu. Mit dem Beginn der neunziger Jahre werden die größten Niederschlagsjahressummen der Zeitreihe gemessen. Bei der Betrachtung des gesamten Zeitraums von 1957 bis 1994 ist der positive Niederschlagstrend nicht signifikant.

Fazit der Niederschlagstrendentwicklung

Bei der vergleichenden Niederschlagstrendanalyse des Zeitraums 1971 bis 1994 besteht an den zwei südlichsten Stationen 0909C1 (130 m a.s.l.) und 0911C1 (115 m a.s.l.) sowie an der nördlichsten Station 1001C3 (1900 m a.s.l.) ein positiver Niederschlagstrend. An der Station 1001C3 im Bereich des Vorder-Himalaya ist die Niederschlagszunahme signifikant. Ab der Station 0907C1 (396m a.s.l.) mit Beginn der ersten Erhebungen bis zur Station 1038C2 nördlich der Mahabharat 6 Ergebnisse 119 _______________________________________________________________

Gebirgskette gehen an allen Stationen in den Höhenklassen 2 und 3 die Niederschläge zurück. An den Stationen 0904C3 und 0915C3 ist der negative Niederschlagstrend signifikant. Mit Ausnahme der nördlichsten Station 1001C3 und der südlichsten Station 0911C1 in der Trendbetrachtung nehmen die Winterniederschläge im Zeitraum 1971 bis 1994 zu. Signifikant ist die Niederschlagzunahme an den Stationen 0907C1 und 1004C2. An allen neun Stationen im Profil C existiert ein negativer Niederschlagstrend in der Nachmonsunssaison. Mit Ausnahme der Stationen 1004C2 und 0915C3 erfolgt in der Vormonsunsaison im Profil C eine Abnahme der Niederschläge.

6.5.4 räumliche Niederschlagsdynamik In Tabelle 32 sind die mittleren Jahresniederschlagssummen der einzelnen Höhenklassen dargestellt. In der Höhenklasse 4 befinden sich keine Niederschlagsstationen im Profil C.

Tabelle 32. Mittlerer Niederschlag der Höhenklassen in Profil C.

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Da sich die durchschnittlichen Jahresniederschlagsmengen in Profil C bis auf wenige Ausnahmen auf ungefähr gleichem Niveau befinden (Abbildung 56), besteht zwischen den einzelnen Höhenklassen eine maximale Niederschlagsdifferenz von 76 mm. Der meiste Niederschlag fällt in der Höhenklasse 1. Von Höhenklassen 1 zu Höhenklasse 2 nimmt der mittlere Niederschlag ab. In Höhenklasse 3 fällt im Mittel 15 mm Niederschlag mehr als in der Höhenklasse 2. Bei der Betrachtung der Tabelle 32 muss berücksichtigt werden, dass der mittlere Niederschlag der Höhenklasse 2 sich nur aus zwei Stationen ergibt.

In Tabelle 33 sind die Gleichungsterme der Regressionsgeraden für die mittlere Jahressumme und die saisonalen Niederschlagssummen abgebildet sowie der Korrelationskoeffizient der Variablen Niederschlag und Stationshöhe. Die mittlere Jahressumme des Niederschlags korreliert nicht mit der Stationshöhe. Der Korrelationskoeffizient r ist -0,02 bei einem p-Wert von 0,94. Die mittlere Jahressumme besitzt den kleinsten Korrelationskoeffizienten bei der gleichzeitig größten Irrtumswahrscheinlichkeit (p-Wert).

6 Ergebnisse 120 _______________________________________________________________

Tabelle 33. Zusammenhang Niederschlag und Geländehöhe in Profil C. (Korrelation = r, Anstieg STA = Standardabweichung von Anstieg a, Abschnitt STA = Standardabweichung von Abschnitt b).

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Im Jahresdurchschnitt und in der Sommersaison ist der Anstieg der Regressionsgeraden negativ. Die Standardabweichung des Anstiegs ist größer als der Anstieg selbst. In der Winter-, Vormonsun- und Nachmonsunsaison ist der Anstieg der Regressionsgeraden positiv. Der zweitschwächste Zusammenhang zwischen Niederschlag und Stationshöhe existiert in der Nachmonsunsaison (r = 0,16) bei gleichzeitig zweitgrößtem p-Wert (0,61). Der größte Korrelationskoeffizient r = 0,55 existiert in der Wintersaison. Die Irrtumswahrscheinlichkeit beträgt 5,4%. In Abbildung 62 ist der lineare Zusammenhang zwischen den Winterniederschlägen und den Stationshöhen aufgetragen. Der Anstieg der Regressionsgeraden beträgt 0,018 bei einer Standardabweichung von 0,008. Der positive Anstieg der Geraden in Abbildung 62 verdeutlicht, dass in der Wintersaison eine Zunahme des Niederschlags mit der Geländehöhe erfolgt.

Abbildung 62. Linearer Zusammenhang zwischen Niederschlag und Geländehöhe in der Wintersaison in Profil C.

6 Ergebnisse 121 _______________________________________________________________

In der Vormonsunsaison besteht bei r = 0,541, p-Wert = 0,056 und Anstieg a = 0,0037 ebenfalls ein positiver Zusammenhang, was sich in einer Zunahme der Niederschläge mit der Geländehöhe ausdrückt.

Abbildung 63 stellt den Verlauf der quadratischen Funktion -0,000086706x² + 0,1738074x + 1710,516 dar, welche den Zusammenhang zwischen dem Niederschlag und der Stationshöhe mathematisch beschreibt. Der Scheitelpunkt der Funktion ist durch ein rotes Dreieck bei (1002|1798) symbolisiert. Im Jahresmittel befindet sich der Punkt maximaler Niederschläge in einer Höhe von 1002 m a.s.l.. An diesem Punkt fallen 1798 mm Niederschlag. Der p-Wert der quadratischen Funktion beträgt 0,955, was einer Irrtumswahrscheinlichkeit von ca. 96% entspricht.

Abbildung 63. Zone maximaler Niederschläge in Profil C.

In der Monsunsaison liegt der Scheitelpunkt bei (705|1493). Die größten Niederschlagsmengen im Sommer fallen in einer Höhe von rund 705 m a.s.l.. Die Aussage ist mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von ca. 79% behaftet. Die Bestimmung des Punktes maximaler Niederschläge über eine quadratische Funktion ist in der Vormonsun-, Nachmonsun- und Wintersaison nicht möglich.



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