Versuchsfeld Dahnsdorf - 15 Jahre agrarmeteorologische Messungen : Teil 4: Extreme Witterungsereignisse
Basierend auf 15-jährigen meteorologischen Beobachtungen auf dem Versuchsfeld in Dahnsdorf wurden extreme Witterungsereignisse analysiert und ihre Wirkung auf die Erträge verschiedener landwirtschaftlicher Kulturen (Winterweizen, Winterroggen, Wintergerste, Winterraps, Kartoffeln) untersucht. Die Definition der extremen Witterungsereignisse erfolgte auf der Basis von in der Meteorologie gebräuchlichen Schwellwerten (Zahl der Tage) und Zeitfolgen, in denen – über mehrere Tage andauernd – für das betrachtete Gebiet ungewöhnliche Witterungsbedingungen herrschten. Analysiert wurden zwei Hitzeperioden (15.07. bis 14.08.2003 und 15.07. bis 01.08.2006), zwei Kälteperioden (01.01. bis 31.01.2010 und 28.01. bis 14.02.2012), Perioden mit anhaltender Trockenheit (04.04. bis 06.05.2007 und 05.10. bis 25.10.2007) sowie Tage mit Starkregen. Die beiden Hitzeperioden währten 31 bzw. 18 Tage. Die Mittelwerte der Lufttemperatur betrugen 22,7°C bzw. 23,4°C; die maximalen Tagesmittel lagen bei 27,9°C bzw. 27,0°C, die Tages-Maxima bei 34,7°C bzw. 36,6°C; das waren bis zu 10,0 K mehr gegenüber dem langjährigen Mittelwert. An 15 von 31 bzw. 12 von 18 Tagen passierte das Quecksilber des Thermometers die 30°C-Marke (heiße Tage). In den Kälteperioden sanken die Tages-Minima der Lufttemperatur auf –18,7°C bzw. –23,6°C, die Tagesmittel auf –13,1°C bzw. –19,5°C. Die Perioden dauerten 31 bzw. 18 Tage und verzeichneten Durchschnittstemperaturen von –5,2°C bzw. –10,0°C. Die extremste Abweichung zum langjährigen Mittelwert betrug –18,2 K. An 29 von 31 bzw. 18 von 18 Tagen verharrte das Quecksilber des Thermometers ganztägig unterhalb der 0°CMarke (Eistage). Im betrachteten Zeitraum von 1998 bis 2012 wurden auf dem Versuchsfeld in Dahnsdorf drei, mehr als 20 Tage andauernde niederschlagsfreie und vier weitere Perioden mit sehr geringem Niederschlag registriert. Die längste niederschlagsfreie Periode dauerte 33 Tage (04.04. bis 06.05.2007). Starkniederschläge mit Tagessummen ≥ 50,0 mm wurden an vier Tagen registriert. Im Normalwertzeitraum (1961/90) war es an der Vergleichs-Messstelle in Treuenbrietzen in 30 Jahren lediglich ein Tag. Der Einfluss extremer Witterungsereignisse wurde anhand definierter Merkmale, die sich aus Auszählungen (z.B. Anzahl der heißen Tage) bzw. Zeitfolgen (z.B. aufeinander folgende Tage ≤ 0,2 mm Niederschlag, Kälteperioden) ergaben und zu vier Merkmalsgruppen (eisige Winter, heiße Sommer, geringe Niederschläge während der (Haupt-)Vegetationszeit, starke Niederschläge während der Erntezeit) zusammengefasst wurden, analysiert. Die Analyse basierte auf dem Vergleich der Erträge verschiedener Kulturen. Verglichen wurden die Erträge des Jahres mit dem extremen Witterungsereignis und der Mittelwert der Erträge der restlichen Jahre. Extreme Witterungsereignisse der Merkmalsgruppe „heiße Sommer“ führten im Jahr 2003 zu Ertragseinbußen in allen Kulturen (Winterweizen: 41%; Winterroggen: 27%; Wintergerste: 40%; Winterraps: 45%; Kartoffeln: 58%). Deutlich dezentere Verluste traten dagegen – bei ähnlichem Witterungsverlauf, aber höheren Niederschlägen in der Vegetationszeit – im Jahr 2006 auf. Ertragsverluste konnten auch für das Merkmal „aufeinander folgende Tage mit ≤ 0,2 mm Niederschlag“ für das Jahr 2007 (33 aufeinander folgende Tage ohne Niederschlag) nachgewiesen werden. Keinen bzw. einen nur geringen Einfluss scheint die Merkmalsgruppe „eisige Winter“ zu besitzen, sofern diese nur allein auftritt. Obwohl in beiden Jahren (2010 und 2012) zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Merkmalsgruppe eine Schneedecke existierte, ist eine hohe Variabilität hinsichtlich der Erträge erkennbar: Während im Jahr 2010 nach einem eisigen Winter teilweise noch Ertragsverluste zu verzeichnen waren, lagen die Erträge des Jahres 2012 bei ähnlichem Witterungsverlauf über den mittleren Erträgen der restlichen Jahre. Daher scheinen weitere, nachfolgende Witterungsereignisse im weiteren Jahresverlauf ertragswirksam geworden zu sein.
15 years of meteorological observations at the trial field in Dahnsdorf were used to analyze extreme weather events and their effect on the yields of various crops (winter wheat, winter rye, winter barley, winter oilseed rape, potatoes). The definition of extreme weather events was based on common meteorology threshold values (number of days) and time sequences in which – constantly over several days – the considered area was prevailed by unusual weather conditions. Two hot spells (from 15th July to 14th August 2003 and from 15th July to 01st August 2006), two cold spells (from 01st to 31st January 2010 and from 28th January to 14th February 2012), periods of prolonged drought (from 04th April to 06th May 2007 and from 05th 25th October 2007) and days with downpour were analyzed. The heat spells lasted 31 and 18 days, respectively. The average air temperature was 22.7°C and 23.4°C, respectively; the maximum daily average was 27.9°C and 27.0°C, respectively, the daily maxima were at 34.7°C and 36.6°C, respectively, which were up to 10.0 K above the long-term average. 15 out of 31 and 12 out of 18 days, respectively, were hot days (maxima ≥ 30.0°C). In the cold periods, the daily minimum air temperatures decreased to –18.7°C and –23.6°C, respectively, the daily average to –13.1°C and –19.5°C, respectively. The periods lasted 31 and 18 days, respectively; the recorded average temperatures were –5.2°C and –10.0°C, respectively. The most extreme deviation from the longterm average was –18.2 K. 29 out of 31 and 18 out of 18 days were ice days (maxima < 0.0°C). The considered period from 1998 to 2012 saw three periods with more than 20 days without any rain and another four periods with very low precipitation at the trial field in Dahnsdorf. The longest rainless period lasted 33 days (from 04th April to 06th May 2007). Downpours with daily totals ≥ 50.0 mm were recorded on four days. In the normal value period (1961/90), the reference point at Treuenbrietzen saw only one day in these 30 years. Effects of extreme weather events were analyzed according to defined features resulting from counts (e.g. number of hot days) or time series (e.g. consecutive days ≤ 0.2 mm precipitation, cold periods). They were summarized in four feature groups (icy winters, hot summers, low precipitation during the (main) growing season, heavy precipitation during harvest). The analysis compared the yields of individual crops in the year with the extreme weather event with the respect mean yield of the remaining years. In 2003, extreme weather events of the “Hot Summer” group led to a substantial loss of yields in all crops (winter wheat: 41%; winter rye: 27%; winter barley: 40%; winter oilseed rape: 45%; potatoes: 58%). Significantly lower losses occurred – in similar weather conditions, but with higher precipitation in the (main) growing season – in 2006. Yield losses were also found for the “consecutive days with ≤ 0.2 mm precipitation” group in 2007 (33 consecutive rainless days). The “Icy Winter” group seems to have no or only a slight effect, if it occurs alone. Although both years (2010 and 2012) had a snow cover at the icy winter, the yield was highly variable: While in 2010 after an icy winter some yield losses were still recorded, the yields of the year 2012 with similar weather conditions exceeded the average of the remaining years. Therefore, subsequent weather events in the rest of the year seem to have taken effect on the yield.
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