Identifizierung relevanter Klimaparameter und Bestimmung von Schwellenwerten zu gravitativen Massenbewegungen

Identification of relevant climate parameters and determination of threshold values for gravitational mass movements

  • Ziel des Forschungsvorhabens war die Ermittlung valider Schwellenwerte, welche zur Auslösung gravitativer Massenbewegungen führen können. Um den zukünftigen Einfluss des Klimawandels in Bezug zu diesen Massenbewegungen abschätzen zu können, sollten zudem auf Basis der ermittelten Schwellen sowie unter Berücksichtigung regionaler geologischer und morphologischer Gegebenheiten die potenziellen Änderungssignale für die 30-jährigen Zeiträume 2031-2060 und 2071-2100 berechnet werden. Die Grundlage der Bearbeitung bildet eine zuvor durchgeführte Studie zum aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand. Die Schwellenwertanalyse erfolgte differenziert für Fließ-, Rutsch- und Sturzprozesse durch Abgleich dokumentierter und von den Landesdiensten bereitgestellter Massenbewegungsereignisse mit den vom Deutschen Wetterdienst (DWD) bezogenen hydrometeorologischen Datensätzen (HYRAS) mit einem Gitterpunktabstand von 5 x 5 km. Zur Auswertung wurden die meteorologischen Parameter zunächst in unterschiedlichen zeitlichen Auflösungen separat betrachtet (1D) sowie anschließend ausgewählte Kombinationen auf Basis von Ereignisdaten mit exakt bekanntem Ereignisdatum analysiert (2D). Zur Berechnung potenzieller Änderungssignale stellten sich hierbei insbesondere die Kombination aus Ereignisniederschlagssumme und -dauer (Rutschprozesse), sowie die mittlere jährliche Anzahl von Frost-Tau-Wechseln über einen Zeitraum von 20 Jahren (Sturzprozesse) als geeignet heraus. Die Abschätzung der zukünftigen Entwicklung erfolgte anschließend durch den Vergleich der Schwellenwertüberschreitungen des Zeitraumes 1971-2000 mit 6 Klimamodellen des RCP8.5-Szenarios aus dem Kernensemble des Deutschen Wetterdienstes. Die Ergebnisse lassen dabei den Schluss zu, dass in beiden Zukunftsszenarien bezüglich der Rutsch- und Fließprozesse vor allem regional von einer klimawandelinduzierten Erhöhung des Änderungssignals auszugehen ist. Bezüglich der Sturzprozesse verringert sich hingegen das schwellenwertbezogene Signal deutschlandweit erheblich.
  • The aim of the research project was to determine valid threshold values which can trigger gravitational mass movements. In order to be able to estimate the future influence of climate change in relation to these mass movements, potential change signals for the 30-year long periods 2031-2060 and 2071-2100 should also be calculated on the basis of the determined thresholds, taking into account regional geological and morphological conditions as well. All tasks rely on a study on the current state of scientific knowledge which was carried out in advance. The threshold value analysis was carried out process-oriented for flow, slide and fall processes by comparing documented mass movement events provided by the state services with hydrometeorological raster data sets (HYRAS) obtained from the German Meteorological Service (DWD) with a grid point spacing of 5x5 km. For evaluation, the meteorological parameters were initially examined separately in different temporal resolutions (1D) and afterwards selected parameter combinations were analysed on the basis of event data with exactly known event dates (2D). For the calculation of potential change signals, the combination of the event precipitation and duration (sliding processes) as well as the mean annual number of freeze-thaw changes over a period of 20 years (fall processes) turned out to be particularly suitable. The estimation of the future development was then carried out by comparing the exceeding of estimated threshold values for the reference period 1971-2000 with 6 climate models of the RCP8.5 scenario from the core ensemble of the German Meteorological Service. The results allow the conclusion that, with regard to slide and flow processes, in both future scenarios, a climate change-induced increase in the change signal can be assumed for several regions. With regard to fall processes, however, the threshold-related signal is significantly reduced across Germany.

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Metadaten
Author:Michael Steffen, Christoph Brendel
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-29044
DOI:https://doi.org/10.60850/bericht-s199
ISBN:978-3-95606-767-9
ISSN:0943-9323
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (199)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2024/02/27
Date of first publication:2024/02/27
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2024/02/27
Tag:Extremwetter; Klimawandel; Verkehrsinfrastruktur; gravitative Massenbewegung
Climate change; Extreme weather conditions; Transportation infrastructure; gravitational mass movements
Number of pages:108
Comment:
Bericht zum Forschungsprojekt 01.0202

Identifizierung relevanter Klimaparameter und Bestimmung von
Schwellenwerten zu gravitativen Massenbewegungen in Deutschland
einschließlich Erstellung eines Validierungskonzeptes

Fachbetreuung:
Anne-Farina Lohrengel
Lennart Meine

Referat: Nachhaltiges Bauen und Erhalten von Straßen
Institutes:Abteilung Straßenbautechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

$Rev: 13581 $