Langjährige Entwicklung ausgewählter Klimaparameter 2022

Ergebnisse der historischen Auswertung

Die Analyse der historischen Messdaten wird unter Bezugnahme der verschiedenen Klimareferenzperioden in vier Zeitabschnitte (1961-1990, 1971-2000, 1981-2010 und 1991-2020) gegliedert. Anhand eines Klimadiagramms des Gebietsmittels von Berlin werden die Temperatur- und Niederschlagswerte analysiert und beschrieben. Nachfolgend wird zur zeitlichen und klimatischen Einordnung die Temperaturentwicklung der Periode mit der langjährigen Entwicklung der Temperatur in Berlin des Zeitraums 1881 – 2022 (s. Kapitel Methode) verglichen. Zum Schluss erfolgen eine Zusammenfassung und ein Vergleich der Klimareferenzperioden.

Lesehilfe – Klimadiagramm nach Walter-Lieth

Abb. 2: Erklärung der einzelnen Elemente eines Walter-Lieth-Klimadiagramm basierend auf R-Paket „WLDiagram“

Referenzperiode 1961 – 1990

Klimadiagramm
Die Referenzperiode 1961 – 1990 Berlins ist gekennzeichnet durch eine langjährige Mitteltemperatur von 9,1 °C und eine mittlere Niederschlagssumme von 573 mm/Jahr, wobei die höchsten monatlichen Niederschlagssummen in den Sommermonaten auftreten (s. Abbildung 2). Damit ist Berlin in dieser Periode um 0,9 °C wärmer als im damaligen deutschlandweiten Durchschnitt von 8,2 °C (vgl. DWD 2024c). Dabei weist der Juli mit 18,3 °C die höchste durchschnittliche Monatsmitteltemperatur und der Januar mit -0,5 °C die geringste Temperatur auf. Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge liegt deutlich unter dem gesamtdeutschen Mittelwert von 788,9 mm/Jahr (vgl. DWD 2024). Die höchsten Niederschläge von 69,8 mm fallen im Juni und die geringsten Werte von durchschnittlich 35,0 mm werden im Oktober erreicht.

Abb. 3: Klimadiagramm der Stadt Berlin für den Zeitraum 1961 - 1990, basierend auf DWD-Rasterdaten

Zur klimatischen Einordnung der Referenzperiode 1961-1990 Berlins wurde die Entwicklung der Mitteltemperatur im Zeitraum 1881 bis 2022 und deren Abweichung vom Mittel der Referenzperiode in Abbildung 3 dargestellt. Die Durchschnitttemperaturen der einzelnen Jahre sind als graue, rote oder blaue Balken vom Referenzmittel aus eingezeichnet. Man kann mit dieser Abbildung sehr gut die Temperaturanomalien der jeweiligen Jahre in Bezug auf die herangezogene Referenz erkennen und Aussagen darüber treffen, wie warm bzw. kalt die Referenzperiode im Vergleich zu der bisherigen Temperaturentwicklung war. Zudem sind mögliche Trends in den Referenzzeiträumen selbst, falls vorhanden, erkennbar.

Temperaturentwicklung

Beim Blick in die Vergangenheit wird deutlich, dass in Berlin – dem nationalen und globalen Trend folgend – bereits eine deutliche Erwärmung stattgefunden hat. Dies ist sowohl am gleitenden Mittel (schwarze Linie) als auch am linearen Trend (gestrichelte rote Linie) zu erkennen. Es fällt auf, dass das Mittel der Temperatur vor der Referenzperiode (vor 1961) sich größtenteils knapp unter oder im Bereich des Referenzmittel von 9,1 °C befindet und erst ab Mitte der Periode (ca. 1980) stärker zunimmt. Somit liegen die zwei wärmsten Jahre (1989 und 1990) der Referenzperiode alle am Ende des Zeitraums. Entsprechend der erwärmenden Entwicklung Berlins befinden sich die 5 historisch kältesten Jahre (Abbildung 4, blaue Balken) vor der Zeitspanne 1961-1990 und die 5 höchsten Jahreswerte (rote Balken) allesamt weit dahinter.

Abb. 4: Entwicklung der Mitteltemperatur in Berlin im Zeitraum 1881 - 2022 und dessen Abweichung zum langjährigen Mittel der Referenzperiode 1961 – 1990, basierend auf DWD-Rasterdaten

Referenzperiode 1971 – 2000

Klimadiagramm

Die Referenzperiode 1971 – 2000 Berlins ist gekennzeichnet durch eine langjährige Mitteltemperatur von 9,4 °C und eine mittlere Niederschlagssumme von 567 mm/Jahr, wobei die höchsten monatlichen Niederschlagssummen in den Sommermonaten auftreten (s. Abbildung 5). Berlin ist in dieser Periode um 0,8 °C wärmer als im damaligen deutschlandweiten Durchschnitt von 8,6 °C (vgl. DWD 2024c). Dabei weist der Juli mit 18,8 °C die höchste durchschnittliche Monatsmitteltemperatur auf und liegt 0,5 °C höher als im Juli in der vorherigen Referenzperiode von 1961 – 1990. Der Januar zeigt mit 0,4 °C die geringste Temperatur auf und ist sogar um 0,9 °C wärmer als noch in der Periode zuvor. Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge liegt deutlich unter dem gesamtdeutschen Mittelwert von 787,7 mm/Jahr (vgl. DWD 2024c). Die höchsten Niederschläge von 66,8 mm fallen im Juni und die geringsten Werte von durchschnittlich 36,3 mm werden im Oktober erreicht.

Abb. 5: Klimadiagramm der Stadt Berlin für den Zeitraum 1971 - 2000, basierend auf DWD-Rasterdaten

Temperaturentwicklung

Zur klimatischen Einordnung der Referenzperiode 1971-2000 Berlins wurde die Entwicklung der Mitteltemperatur im Zeitraum 1881 – 2022 und dessen Abweichung vom Mittel der Referenzperiode in Abbildung 6 dargestellt. Erneut ist ein zunehmender Erwärmungseffekt Berlins im letzten Drittel der Periode zu erkennen, welches unter anderem durch die Mitteltemperatur des Jahres 1998 von 10,8 °C (+1,4 °C Abweichung zum Periodenmittel) verdeutlicht wird. Bis auf einen Ausreißer im Jahr 1996 (- 1,6 °C Abweichung zum Periodenmittel) lagen alle Jahresmitteltemperaturen zwischen 1991–2000 über 9,0 °C. Trotz dieser heißen Jahre befindet sich keines dieser Jahre in den Top 5 der höchsten Jahreswerte Berlins (Abbildung 6, rote Balken).

Abb. 6: Entwicklung der Mitteltemperatur in Berlin im Zeitraum 1881 - 2022 und dessen Abweichung zum langjährigen Mittel der Referenzperiode 1971 - 2000, basierend auf DWD-Rasterdaten

Referenzperiode 1981 – 2010

Klimadiagramm

Die Referenzperiode 1981 – 2010 Berlins ist gekennzeichnet durch eine langjährige Mitteltemperatur von 9,7 °C und eine mittlere Niederschlagssumme von 585 mm/Jahr, wobei die höchsten monatlichen Niederschlagssummen in den Sommermonaten auftreten (s. Abbildung 7). Berlin ist in dieser Periode um 0,8 °C wärmer als im damaligen deutschlandweiten Durchschnitt von 8,9 °C (vgl. DWD 2024c). Dabei weist der Juli mit 19,4 °C die höchste durchschnittliche Monatsmitteltemperatur auf und liegt 0,6 °C höher als im Juli in der vorherigen Referenzperiode von 1971 – 2000. Der Januar zeigt mit 0,6 °C die geringste Temperatur auf, ist jedoch nur 0,2 °C wärmer als in der Periode zuvor. Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge liegt deutlich unter dem gesamtdeutschen Mittelwert von 818,8 mm/Jahr (vgl. DWD 2024c). Die höchsten Niederschläge von 61,1 mm fallen im Juli und die geringsten Werte von durchschnittlich 32,2 mm sind in dieser Periode diesmal im April statt Oktober erreicht worden.

Abb. 7: Klimadiagramm der Stadt Berlin für den Zeitraum 1981 - 2010, basierend auf DWD-Rasterdaten

Temperaturentwicklung

Zur klimatischen Einordnung der Referenzperiode 1981-2010 Berlins wurde die Entwicklung der Mitteltemperatur im Zeitraum 1881 – 2022 und dessen Abweichung vom Mittel der Referenzperiode in Abbildung 8 dargestellt. Da das Mittel der 30-jährigen Periode nun auf 9,7 °C angestiegen ist, gibt es nur noch insgesamt 9 Jahreswerte im Zeitraum von 1881- 1980, also vor Beginn der betrachteten Periode, die über diesem Temperaturmittel liegen. Alle anderen Jahre dieser Zeitspanne (über 90 %) liegen unterhalb von diesem Periodenmittel und waren teilweise über -2 K kühler. Wiederholt ist ein zunehmender Erwärmungseffekt Berlins im letzten Drittel der Periode zu erkennen, da sich bis auf einen Ausreißer im Jahr 2010 (-1,1 °C Abweichung zum Periodenmittel) alle Jahresmitteltemperaturen zwischen 2001–2010 über 9,6 °C befinden.

Abb. 8: Entwicklung der Mitteltemperatur in Berlin im Zeitraum 1881 bis 2022 und dessen Abweichung zum langjährigen Mittel der Referenzperiode 1981 - 2010, basierend auf DWD-Rasterdaten

Referenzperiode 1991 – 2020

Klimadiagramm

Die Referenzperiode 1991 – 2020 ist in Berlin gekennzeichnet durch eine langjährige Mitteltemperatur von 10,1 °C und eine mittlere Niederschlagssumme von 581 mm/Jahr, wobei die höchsten monatlichen Niederschlagssummen in den Sommermonaten auftreten (s. Abbildung 9). Berlin ist damit in dieser Periode um 0,8 °C wärmer als im damaligen deutschlandweiten Durchschnitt von 9,3 °C (vgl. DWD 2024c). Dabei weist der Juli mit 19,8 °C die höchste durchschnittliche Monatsmitteltemperatur auf und liegt 0,4 °C höher als im Juli in der vorherigen Referenzperiode von 1981 – 2010. Der Januar zeigt mit 1,0 °C die geringste Temperatur auf und ist 0,4 °C wärmer als in der Periode zuvor. Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge von 581 mm liegt deutlich unter dem gesamtdeutschen Mittelwert von 791,4 mm/Jahr (vgl. DWD 2024c). Die höchsten Niederschläge mit 76,2 mm fallen im Juli und die geringsten Werte von durchschnittlich 29,2 mm werden im April erreicht.

Abb. 9: Klimadiagramm der Stadt Berlin für den Zeitraum 1991 - 2020, basierend auf DWD-Rasterdaten

Temperaturentwicklung

Um die Referenzperiode 1991-2020 für Berlin klimatisch einzuordnen, wurde die Entwicklung der Mitteltemperatur im Zeitraum 1881 – 2022 und dessen Abweichung vom Mittel der Referenzperiode in Abbildung 10 dargestellt. Das Mittel dieser 30-jährigen Periode ist mit 10,1 °C die bisher wärmste Klimareferenzperiode Berlins und es gibt nur insgesamt 3 Jahreswerte im Zeitraum von 1881- 1990, die über diesem Temperaturmittel liegen. Somit liegen mehr als 97 % aller anderen Jahre dieser Zeitspanne unterhalb von diesem Periodenmittel und weisen häufig eine Abweichung von mehr als über -2 K auf. Auch in dieser Referenzperiode ist ein zunehmender Erwärmungseffekt Berlins im letzten Drittel der Periode zu erkennen, da 4 der 5 höchsten Jahreswerte sich im Zeitraum 2014-2020 befinden und ein Jahresmittel von über 11 °C aufweisen.

Abb. 10: Entwicklung der Mitteltemperatur in Berlin im Zeitraum 1881 - 2022 und dessen Abweichung zum langjährigen Mittel der Referenzperiode 1991 - 2020, basierend auf DWD-Rasterdaten

Zusammenfassung und Vergleich der Klimareferenzperioden

Für einen zusammenfassenden Gesamtblick, der nicht nur die zeitliche Entwicklung der Mitteltemperatur der Referenzperioden beschreibt, sondern auch deren lokalen Unterschiede im Stadtgebiet Berlins, wurde aus den interpolierten Stationsdaten die Abbildung 11 erzeugt. Hier kann, wie schon in den Kapiteln zu den einzelnen Referenzperioden erwähnt, eine Erwärmung Berlins beobachtet werden, die vor allem in der Kernstadt deutlich zu erkennen ist. Die Ergebnisse der Rasterdaten suggerieren, dass in den Zeiträumen vor 1960 noch keine signifikanten lokalen Unterschiede innerhalb Berlins vorherrschen. Aufgrund der im Kapitel Datengrundlage erwähnten Unsicherheiten, sind jedoch diese Auswertungen mit Bedacht zu interpretieren. In der ersten Klimareferenzperiode von 1961-1990 lässt sich im Stadtkern Berlins eine fast 1 °C höhere Mitteltemperatur feststellen als in den äußersten Randbereichen. Die durch den städtischen Wärmeinseleffekt auftretenden räumlichen Unterschiede bleiben in den darauffolgenden Referenzperioden bestehen. Jedoch findet von nun an eine gesamtstädtische Erwärmung statt, die auch die Randgebiete Berlins umfasst und zu einer Gebietsmitteltemperatur von 10,1 °C im Zeitraum 1991-2020 führt. So ist die Temperatur seit Beginn der meteorologischen Aufzeichnungen um 1,3 °C gestiegen (im Vergleich zu 1881 – 1910) und die fünf wärmsten Jahre seit 1881 sind allesamt in den letzten Dekaden aufgetreten – darunter die Top 3 Jahreswerte allein in den letzten drei Jahren (2018, 2019, 2020) des Betrachtungszeitraums. Der lineare Trend der Temperaturentwicklung für Berlin (gestrichelte rote Linie) zeigt ebenfalls eine signifikante Zunahme (vgl. Abb. 10).

Abb. 11: Entwicklung der Mitteltemperatur für 30-jährige Zeitperioden des Stadtgebiets Berlins, basierend auf DWD-Rasterdaten

Die Erwärmung Berlins lässt sich unmittelbar auch in der Entwicklung der Frosttage (Abbildung 12) und Sommertage (Abbildung 13) beobachten. Während kleinräumige lokale Unterschiede (z.B. Frosttage in den Mooren im Spandauer Forst) mittels der DWD-Rasterdaten nicht dargestellt werden können, kann allgemein für die meisten Gebiete, abgesehen vom südöstlichen Standrandbezirk Treptow-Köpenick, bzgl. der Anzahl an Frosttagen (Definition: Glossar, siehe Tabelle 1) eine starke Abnahme festgestellt werden. Die Sommertage haben dagegen in ganz Berlin erheblich zugenommen. Dies lässt sich auch in der Entwicklung der Mitteltemperatur im Januar bzw. Juli in den einzelnen Referenzperioden wiedererkennen. Während das Mittel in der Referenzperiode 1961-1990 im Januar noch bei -0,5 °C lag, ist diese in der Periode von 1991-2020 auf +1,0 °C angestiegen. Ebenfalls kann eine Erhöhung im Juli für dieselben Zeiträume von 18,3 °C auf 19,8 °C beobachtet werden.

Abb. 12: Entwicklung der Anzahl an Frosttagen in Berlin führ die drei Referenzperioden 1961-1990, 1971-2000 und 1991-2020, basierend auf DWD-Rasterdaten

Abb. 13: Entwicklung der Anzahl an Sommertagen in Berlin für die Referenzperioden 1961-1990, 1971-2000 und 1991-2020, basierend auf DWD-Rasterdaten

Beim Niederschlag lassen sich aus dem Vergleich der Referenzperioden mit durchschnittlichen Niederschlagswerten von 573 mm, 567 mm, 585 mm und 581mm keine signifikante Änderung für das Gebietsmittel Berlins erkennen. Abbildung 14 zeigt die langfristige Entwicklung des Niederschlags seit 1881. Hier werden zeitliche und lokale Unterschiede etwas besser ersichtlich. Grundsätzlich kann man sagen, dass es im zeitlichen Verlauf zu einer leichten Zunahme des Niederschlags im Gesamtgebiet gekommen ist, diese jedoch lokal sehr unterschiedlich ausfallen kann. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen die Analysen von Pfeifer et al. (2020), die bei der Auswertung von Messreihen des Berliner Gebietsmittel im Zeitraum 1951-2015 eine statistisch nicht signifikante Zunahme von nur 10,4 mm des Jahresniederschlags beobachten konnten. Auswertungen hinsichtlich hydrologischer Halbjahre aus dem Umweltatlas Berlin (s. Umweltatlaskarte 04.08) deuten darauf hin, dass im Sommerhalbjahr die Niederschläge im Zeitraum 1991-2020 im Vergleich zur Periode 1981-2010 leicht zugenommen und im Winterhalbjahr diese im ungefähr gleichen Ausmaß abgenommen haben. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass die Änderung auf die unterschiedlichen Datengrundlagen zurückzuführen sind.

Abb. 14: Entwicklung des mittleren Niederschlags für 30-jährige Zeitperioden des Stadtgebiets Berlins, basierend auf DWD-Rasterdaten