Simulation von Starkniederschlägen mit langer Andauer über Mittelgebirgen

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wird ein diagnostisches Modell zur Bestimmung
des orografisch bedingten Niederschlags während großräumiger
Aufgleitvorgänge vorgestellt. Es basiert auf der linearen
Theorie für die Überströmung von dreidimensionalen Hindernissen.
Aus den simulierten Vertikalgeschwindigkeiten werden durch
verschiedene Parametrisierungsansätze Niederschlagsintensitäten
am Boden berechnet. Aufgrund der geringen Anzahl an freien
Parametern und der einfachen Initialisierung, z.B. durch
einzelne Radiosondenaufstiege, wird das Modell sowohl zur
Regionalisierung von Punktmessungen als auch zur Bestimmung von
Niederschlagsstatistiken verwendet.
Für den Südwesten Deutschlands und den Osten Frankreichs mit den
Mittelgebirgen Schwarzwald, Schwäbische Alb und Vogesen werden
Modellsimulationen von verschiedenen
Starkniederschlagsereignissen durchgeführt. Dabei wird
untersucht, wie realistische Niederschlagsfelder durch
Kombination von Simulationen und Messdaten bestimmt werden
können. Aus den Modellsimulationen aller
Starkniederschlagsereignisse im Zeitraum zwischen 1971 und 2000
mit Tagessummen über 60 mm an ausgewählten Stationen werden
... mehrverschiedene mittlere Niederschlagsfelder abgeleitet. Außerdem
erfolgt mittels extremwertstatistischer Ansätze die Berechnung
von Niederschlagssummen für verschiedene Jährlichkeiten. Damit
ist es möglich, das Gefährdungspotenzial von extremen
Niederschlagsereignissen, die zu Überschwemmungen oder
Hangrutschungen führen können, in hoher räumlicher Auflösung
(2.5 km x 2.5 km) zu quantifizieren.

Simulation of heavy precipitation with long duration over low
mountain ranges

Abstract

A diagnostic model for the estimation of orographic
precipitation during large-scale upslide motions is presented.
It is based on linear theory for 3-D mountain overflow. From
the simulated vertical velocities rain intensities at the ground
are calculated using a model for precipitation formation. Due to
the small number of free parameters and because of the simple
initialisation method, e.g. with single radiosonde data, the
model is used for regionalisation of precipitation from rain
gauge observations as well as for deriving its statistics under
dynamical constraints.
For Southwest Germany and Eastern France, with the low mountain
ranges of the Vosges, Black Forest and Swabian Alb, model
simulations are performed for individual events with heavy
rainfall. Thereby it is evaluated, how realistic rainfall
patterns can be obtained with a combination of model simulations
and measurement data. Mean rainfall distributions are derived
from simulations of all extreme events with 24-h totals over 60
mm at selected rain gauge stations between 1971 and 2000.
Furthermore the calculation of rain sums for different return
periods is performed using extreme value statistics. So it is
possible to quantify the hazard potential of heavy rainfall,
which may cause flooding or landslides, in high spatial
resolution (2.5 x 2.5 km).