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2003 -Tornado-Rekord in Deutschland? Eine Analyse.

Geschrieben von: Matthias, Bonn am, 22.12.03
Datum: 22. Dezember 2003, 21:27 Uhr


Hallo Forum,

an dieser Stelle kurz vor Ende des Jahres und in der Hoffnung, dass sich dieses Jahr kein weiteres Ereignis in die Statistik verirrt eine erste Auswertung der diesjährigen Tornado-Tätigkeit in Deutschland.

Zur Methodik:
Basis dieser Auswertungen sind die im torDACH-Verzeichnis eingetragenen Daten von 2003. Zur Auswertung kommen alle Datenbank-Einträge, die die Ereignis-Kennungen T = Tornado, D = Downburst bzw. W = Wasserhose enthielten. Diese drei Ereignisarten werden im folgenden zwecks besserer Lesbarkeit alle als Tornado bezeichnet. Die übrigen Einträge werden nicht berücksichtigt. Alle Auswertungen habe ich mit Excel durchgeführt.

Räumliches Auftreten:
Die online-Datenbank enthält derzeit noch eine Reihe von Einträgen zu Ereignissen, bei denen zwar der Ort der Beobachtung bzw. des Auftretens bekannt ist, die jedoch noch keine geographischen Koordinaten beinhalten. In diesen Fällen (n=80) habe ich mit Hilfe der Software TOP 50 den in der ersten Zeile des torDACH-Eintrages genannten Ort gesucht und dann zur Georeferenzierung des Ereignisses die Koordinate des Ortes verwendet. Auf diese Weise konnte 76 dieser 80 noch fehlenden Koordinatenpaare ermitteln, die noch 4 ohne Referenzierung verbleibenden Ereignisse konnte ich aufgrund einer Nicht-Eindeutigkeit des Ortsnamens in Verbindung mit dem Bundesland nicht in der Karte darstellen. In den übrigen Auswertungen sind diese Orte jedoch berücksichtigt.

Zeitliches Auftreten nach Monat und Zeit:
Im Jahr 2003 traten nach Angaben der torDACH Datenbank bislang N=127 Ereignisse auf, die das im ersten Abschnitt genannte Kriterium T / D / W erfüllen. Zu all diesen N=127 Fällen enthält die Datenbank außerdem einen Eintrag zum Datum des Ereignisses, der mindestens den Monat angibt. Bei n=2 Fällen ist das exakte Datum nicht bekannt, alle übrigen Fälle sind auf den Tag genau datiert. Dieses Datum habe ich nicht weiter nachgeprüft, sondern die torDACH-Daten ungeprüft weiter verwendet.
Für die Analyse des tageszeitlichen Auftretens der Tornados und Downbursts kamen potentiell n=105 Datensätze in Frage, die Angaben zum Zeitpunkt des Ereignisses enthielten. 25 dieser Datensätze konnte ich jedoch aufgrund nur ungenauer Zeitangaben (wie bsp. Night, Afternoon, Evening) nicht verwenden, da die Zeit in diesen Fällen nicht eindeutig zuzuordnen war. In einem ersten Versuch habe ich diesen Einträgen bei der Auswertung fiktive Zeitangaben zugewiesen (Night=03 Uhr, Afternoon=15 Uhr, Evening=21 Uhr), diese Vorgehensweise erwies sich jedoch bei der Auswertung als nicht praktikabel, da dadurch die tatsächliche Verteilung stark verzerrt wurde und es zu "falschen" Häufungen zu den fiktiven Terminen kam. Aus diesem Grunde habe ich mich entschieden, diese Datensätze bei der tageszeitlichen Auswertung ebenfalls nicht zu berücksichtigen, so dass insgesamt n=80 Datensätze in die Analyse einflossen. Die Zeitangaben erfolgen wie in der torDACH-Datenbank in MEZ = UTC+1.

Intensitätsverteilung:
Von den N=127 Datenbankeinträgen aus dem Jahr 2003 enthielten n=63 Einträge Angaben zur Intensität des Ereignisses nach der T(ORRO)-Skala sowie n=89 Einträge Angaben zur Intensität nach der F(ujita)-Skala. Einige der Einträge enthielten wiederum keine eindeutige Angabe, sondern einen Abschätzung beispielsweise in der Form "1-3". In diesem Fall habe ich zur Auswertung den Mittelwert der beiden Werte verwendet, so dass auch solche Einträge in die Auswertung einfließen konnten. Bei n=7 Einträgen war die Intensität in einer M-Skala angegeben, zu der ich in den Erläuterungen von torDACH leider keine Angaben gefunden habe. Daher sind diese Werte nicht zur Auswertung gekommen, da mir nicht bekannt ist, ob M-Skala, T-Skala und F-Skala vergleichbar sind und wenn ja, wie diese Skalen verknüpft sind.

Auswertung:
Räumliches Auftreten:

Betrachtet man die Karte der räumlichen Verteilung, in der die Ereignisse des Jahres 2003 dargestellt sind, so fällt auf, dass es in diesem Jahr mehrere räumliche "Brennpunkte" für Tornados zu geben scheint. Drei große räumliche Cluster lassen sich feststellen: zum einen das nordwestdeutsche Tiefland mit einem Schwerpunkt im Bereich nördlich des Oberlaufes der Ems östlich von Osnabrück sowie einem weiteren, schwächer ausgeprägten Schwerpunkt im Unterlauf der Ems bzw. am Dollart. Einen weiteren Schwerpunkt erkennt man auf der Karte im Erzgebirge. Der dritte große Schwerpunkt liegt im süddeutschen bzw. südwestdeutschen Raum. Dieser lässt sich noch einmal in den Bereich der Schwäbischen Alb, begrenzt durch Donau, Neckar und in etwa dem Verlauf der BAB 8 sowie ein Gebiet im Umkreis von etwa 50 km um die Landeshauptstadt München unterteilen. Die übrigen Fälle weisen keine Tendenzen zur Ballung auf.
Über die Gründe für die Bildung solcher Ballungen lässt sich spekulieren, ob diese rein natürlichen Ursprungs ist oder andere Ursachen in Frage kommen. In jedem Falle wäre eine detaillierte lokalklimatische Untersuchung von großem Interesse, um herauszufinden, ob beispielsweise die Schwäbische Alb oder das nordwestdeutsche Tiefland einen signifikanten Gunstraum für die Bildung von Tornados darstellen. Andererseits kann man in Anlehnung an die von Nikolai Dotzek geäußerte Vermutung (siehe die Publikationen auf der torDACH Homepage) auch annehmen, dass die Häufung in einem Radius um die Stadt München auch mit der dort sehr hohen Bevölkerungsdichte korreliert, die auf der folgenden Karte für das gesamte Bundesgebiet auf kommunaler Basis dargestellt ist.

Zeitliche Verteilung der Tornados im Jahr 2003:
Betrachtet man die Grafik der zeitlichen Verteilung der Tornados in Deutschland im Jahre 2003, so fällt ein deutliches Maximum im Monat Juni auf, in dem insgesamt 46 der 127 Ereignisse stattfanden, was einem Anteil vom 36% entspricht. Zusammen mit den 24 Ereignissen des Mai bzw. den 25 Ereignissen des Juli ergibt sich eine Zahl von 96 Tornados. Das wiederum bedeutet, dass mehr als drei Viertel (76%) aller Ereignisse dieses Jahres in die (Früh-)Sommer-Monate fielen. Eine tiefer gehende Untersuchung in Hinblick auf die Korrelation mit einzelnen Wetterlagen wäre mit Sicherheit sehr interessant.

Tageszeitliche Verteilung von Tornados in Deutschland im Jahr 2003:
Bei der tageszeitlichen Verteilung ist ebenfalls ein deutlicher Tagesgang der Aktivität zu erkennen. Dabei treten die meisten Tornados in den Nachmittagsstunden ab etwa 15 Uhr bis 20 Uhr mit einer Spitze in der Stunde von 15 bis 16 Uhr auf. Ab 20 Uhr kommt die Aktivität relativ schnell zum Erliegen. Die einzelnen deutliche hervorstechenden Spitzenwerte (15-16; 17-18; 19-20 Uhr) weisen meiner Ansicht derzeit nicht auf einen speziellen meteorologischen Sachverhalt hin. Vielmehr wäre auch denkbar, dass an dieser Stelle Ungenauigkeiten im Datensatz vorliegen, die aus unzureichenden Rekonstruktionsmaterial (Angaben in Zeitungen, Befragung von Augenzeugen nach dem Ereignis) resultieren.

Verteilung der Intensitäten nach T- und F-Skala:
Bei Betrachtung der beiden Verteilungen ist zunächst einmal offensichtlich, dass beide Verteilungen ein ähnliches Bild aufweisen, was aber aufgrund der Charakteristik und der "Verwandtschaft" der beiden Skalen nicht weiter verwundert. Verheerende Tornados der Intensität >= F4 / T8 traten glücklicherweise 2003 in Deutschland nicht auf. Der stärkste beobachtete Tornado dieses Jahres ereignete sich am 10.06.2003 im Zuge eines starken Gewitters in der Eifel im kleinen Dorf Acht. Dieser Tornado wurde als Ereignis der Intensität T6 / F3 klassifiziert.
Ferner fällt auf, dass die überwiegende Anzahl aller Ereignisse schwach im Sinne der allgemeinen verwendeten Terminologie sind, also Intensitäten =< T3 / F1 aufweisen. Es verwundert jedoch, dass die unterste Klasse der F- bzw. die beiden unteren Klassen der T-Skala geringer besetzt sind als die folgende Klasse T2 bzw. F1. Die Begründung dafür ist vermutlich in einer ungenügenden Erkennung solcher Ereignisse zu suchen. Aufgrund der nicht sehr stark ausgeprägten Schäden solcher werden diese nicht als von einem Tornado verursacht erkannt und somit das Ereignis als solches nicht registriert. Es ist jedoch anzunehmen, dass zahlreiche als "normale" Sturmschäden klassifizierte Schäden auch von solch schwachen Tornados herrühren können. Eine Aufarbeitung von Versicherungsdaten würde diesbezüglich evtl. zu einer höheren Anzahl und somit auch zu einer höheren statistischen Sicherheit führen.

Fazit:
Mit N=127 Ereignissen wurden im Jahr 2003 deutlich mehr Ereignisse dokumentiert als in irgend einem Jahr zuvor. War bereits das Jahr 2002 mit 67 Datenbank-Einträgen hervorstechend, so stellt das Jahr 2003 die vorigen Jahrzehnte in den Schatten. Die deutliche Zunahme an Beobachtungen führt so natürlich auch zu einer Zunahme des Mittelwertes der Beobachtungen. Mittelt man über alle Jahre seit dem Jahr 1800, so ergibt sich ein Wert von 5,8 Tornados pro Jahr in Deutschland. Bildet man einen Dekaden-Mittelwert (1800-1809, 1810-1819, ...), so ist dessen Zunahme seit den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts zu beobachten. Der Wert lag für die Dekade 1990-1999 bei 15,5 dokumentierten Ereignissen pro Jahr. Ein gleitendes Mittel schließlich über
die letzten 10 Jahre vor Datum (der Wert für 2003 berechnet sich also aus den Werten 1994 - 2003; 2000 berechnet sich aus 1991 - 2000 usw.) ergibt einen Wert von 41,8 Tornados pro Jahr. Welches Mittel nun das "richtige" ist, welches Verfahren am sinnvollsten ist kann man jetzt jedoch noch nicht abschätzen. Allgemein ist jedoch seit 1997 eine deutliche Zunahme der jährlich dokumentierten Fälle festzustellen, was mit großer Sicherheit auf die Arbeit des torDACH-Netzwerkes zurückzuführen ist, welches im gleichen Jahr gegründet wurde.

An dieser Stelle muss angemerkt werden, dass zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch kein statistisch "sicherer" Mittelwert für die durchschnittliche Anzahl von Tornados pro Jahr in Deutschland existiert oder ermittelt werden kann. Ob das Jahr 2003 signifikant viele Tornados hervorgebracht hat oder aber ein durchschnittliches Jahr ist, kann man demzufolge ebenfalls nicht herausfinden. Diese Aussage wird erst in einigen Jahrzehnten möglich sein, wenn sich die Beobachtungsdichte und die Datenlage weiter verbessert und verdichtet haben. Erst dann ist es möglich zu sagen, ob dass Jahr 2003 mit seinen 127 Ereignissen ein "Extremjahr" darstellt oder vielmehr vielleicht erstmals eine "normale" Beobachtungsanzahl dokumentiert wurde. Mit Sicherheit kann jedoch abschließend festgestellt werden, dass die Beobachtungsdichte und somit auch die Detektion von Ereignissen seit einigen Jahren spürbar zunimmt. Dieser Prozess muss in der Zukunft auf jeden Fall fortgeführt werden, so dass in einigen Jahren dann hoffentlich Aussagen möglich werden, die auf einer sichereren Basis stehen.

Über eine Diskussion zu meinen Thesen und Auswertungen würde ich mich sehr freuen,

Grüße aus Bonn,

Matthias

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