Tückische Regenmengen

Sind die einfachsten boden:ständig-Grundlagen einfach zu erfassen?

Projekt: Schickamühle

Regenmesser, mit Wassermengen

Die eingesetzten Regenmesser
© Felix Schmitt

Wenn Wasser in das Haus läuft, können schon wenige Liter an der falschen Stelle große Schäden anrichten. Und meist löst ein unerwartetes Hochwasser im Haus existenzielle Ängste aus. Dann ist es erst einmal egal, ob draußen 100 l geflossen sind oder 100.000 m³ und ob der Abfluss aus einem kleinen Gewitter mit 10 l Niederschlag je Quadratmeter oder einem Jahrhundertereignis mit 100 mm Regen hervor gegangen ist. Wichtig sind die Zahlen doch, unter anderem zur Einordnung des Schadens: War es eine Unwetterkatastrophe, die sich bis zur nächsten Eiszeit voraussichtlich nicht wiederholen wird? Oder ist eher zu erwarten, dass es schon bald noch viel schlimmer kommen wird?
Abflussmengen hängen bekanntlich von vielen Faktoren ab – wir kneifen an dieser Stelle bei ihrer Berechnung. Scheinbar einfacher ist die Ermittlung der abflussauslösenden Niederschlagsmengen: Im Prinzip genügen ein Auffanggefäß und ein Lineal, der Rest ist einfache Mathematik. Noch komfortabler sind die Regenmesser, die bei vielen landwirtschaftlichen Betrieben stehen, im Jargon daher oft „Bauerngartenpflanzen“ genannt. Außerdem gibt es über 1000 Niederschlagsmessstationen in Deutschland, die „amtliche“ Regenmengen liefern, und es gibt die flächendeckende Niederschlagserfassung des Deutschen Wetterdienstes (DWD) auf Basis von Regenradarmessungen. Meistens stimmen die unterschiedlichen Messverfahren in der Praxis zufriedenstellend überein.
Manchmal gibt es aber eklatante, unerklärliche Abweichungen:
· Eine Regenmessung ermittelte über 60 mm Niederschlag in einer Stunde (oder weniger),
· die andere eine ähnliche Menge nur für den ganzen Tag – verteilt über zwei etwa gleiche Ereignisse.
Die Bewertung dieses Regens wird völlig unterschiedlich ausfallen – abhängig davon, welcher Messung man vertraut. Aber nur eine kann richtig sein.

Erfahrungen:

Einen Hinweis, dass die Regenmessung doch nicht so trivial ist, gibt schon der Umfang der einschlägigen Richtlinie 3786 Blatt 7 des Vereins Deutscher Ingenieure VDI zur Niederschlagsmessung. Sie umfasst 44 DIN A4 Seiten – immerhin zweisprachig. Übertroffen wird sie von der Richtlinie zur Regenradarmessung (VDI 3786 Blatt 20) mit einem Umfang von 67 Seiten. Von möglichen Fehlern der Regenmessung handeln zahlreiche Arbeiten von praktischen Meteorologen und Forschern. Die muss man nicht wiederholen, hier geht es um die praxisnahe Demonstration verschiedener Messverfahren und –ergebnisse.
Die einfache Demo-Anlage besteht aus 5 Regenmessern (Abbildung1). Sie produzierten bei einem üblichen, kräftigen Gewitter deutlich unterschiedliche Ergebnisse. Nimmt man den Hellmann-Regenmesser als traditionelles Bezugssystem, weichen die anderen Messergebnisse um bis zu 25 % nach unten und 31 % nach oben ab (Abbildung2). Harmonisieren lassen sich die Ergebnisse nur, wenn man die Fehlerrechnung konsequent ausschöpft (Abbildung 3). Dann ergibt sich ein Wert von 17 bis 18 mm Niederschlag, der innerhalb der Messfehler aller Verfahren liegt (Abbildung 4). Abzulesen war ein solcher Wert aber nur an einem Gerät, der DAVIS-Station. In einfachen Fällen kann man sich daher zunächst behelfen, indem man keiner Messung zu sehr vertraut und die tatsächliche Regenmenge irgendwo „in der Mitte“ zwischen verschiedenen Messergebnissen schätzt. Eine grobe Einschätzung der Fehlermöglichkeiten der Verfahren erlaubt, die Position dieser „Mitte“ zu justieren.

Noch nicht erklärt sind die sehr großen Abweichungen, wie sie zuvor angesprochen wurden, insbesondere wenn ortsansässige Landwirte glaubwürdig Regenmengen messen, die weit über den RADOLAN-Werten liegen. Einen Hinweis liefert die Parallelisierung der Messungen der DAVIS-Station und der Radolandaten (Abbildung 5): Der Tagesregen verteilte sich, wie beide Datenreihen übereinstimmend darstellen, über drei Niederschlagsperioden. Die Niederschlagssummen unterscheiden sich nur um 16 %. Stundenweise verglichen sind die Unterschiede aber erheblich größer (Abbildung 6). Die Differenz über den Tag, auf die sich viele Fehlerbetrachtungen beziehen, reduziert sich nur, weil die Messungen mal in der einen, mal in der anderen Richtung auseinander gehen. Ob hier der Schlüssel für die starken Abweichungen verschiedener Messungen bei manchen Extremereignissen liegt, ist abzuwarten: Fortsetzung folgt - nach einem auswertbaren Extremereignis.

Kontakt:

Felix Schmitt
info@h-und-s.de

23.06.2022

Regierungsbezirk: Niederbayern