34 Auswerterahmen des Themenfeldes 1; BMVI Expertennetzwerk (201632019) Untersuchungen des zeitlichen Verhaltens: Die zeitlichen Änderungen der Windgeschwindigkeiten und -richtungen in der Nord- und Ostsee werden mit räumlichen Mittelwerten untersucht, die für die in Abbil- dung 4-2 gezeigten Teilgebiete bestimmt wurden. In jedem Gebiet wird für alle Gitterpunkte über See für jeden Zeitschritt der Mittelwert über alle Windgeschwindigkeiten und über alle Windkomponenten berechnet. Untersuchungen der Windgeschwindigkeiten: Aus den Zeitreihen der räumlich gemittelten Windge- schwindigkeiten werden in jedem Gebiet Häufigkeitsverteilungen aus allen Werten innerhalb eines Jahres bestimmt. Dafür werden Windgeschwindigkeiten in Klassen mit einer Breite von 1 m/s eingeteilt und die relativen Häufigkeiten der Werte pro Klasse bestimmt. Die Nullhypothese, dass zwei Zeitreihen zu der gleichen Verteilung gehören, wird mit dem Kolmogorov - Smirnov-Verfahren mit einem Schwellwert von 5 % für eine fälschliche Verwerfung getestet. Um die mög- liche zeitliche Veränderung der jährlichen Häufigkeitsverteilungen zu untersuchen, werden das 99., 90., 75., 50. und 25. Perzentil der jährlichen Häufigkeitsverteilungen ermittelt. Aus diesen Werten werden jeweils Zeitreihen für längere Zeiträume gebildet, z. B. von 195132100. Zur Darstellung der multi-dekadischen Veränderungen werden aus diesen Zeitreihen 30-jährige gleitende Mittelwerte bestimmt. Dabei wird in den Kurven der Mittelwert einer 30-jährigen Periode von z. B. 197132000 dem 15. Jahr der Periode 3 hier 1985 3 zugeordnet. Untersuchungen der Windrichtungen: Die Windrichtungen werden aus den Windkomponenten in West-Ost (U-Komponente) und Nord-Süd-Richtung (V-Komponente) berechnet. Aus den räumlich gemit- telten Komponenten des Windfeldes werden Zeitreihen der Windrichtung bestimmt. Zusammen mit den Zeitreihen der Windgeschwindigkeit werden zweidimensionale Häufigkeitsverteilungen der Windgeschwin- digkeit und Windrichtung berechnet und als Windrose dargestellt. Aus bestimmten Zeiträumen von einem Jahr oder 30 Jahren werden zeitliche Mittelwerte der Komponenten (ý, ?) gebildet und daraus die mittlere Windrichtung ?? bestimmt. Werden die Windrichtungen von zwei Zeitreihen verglichen, kann mit dem Watson-Williams Test (Berens 2009) geprüft werden, ob die Mittlere Windrichtung der einen Zeitreihe signifikant (Signifikanzniveau 5 %) von der der anderen Zeitreihe abweicht. Aus den mit der Windgeschwindigkeit normierten mittleren Komponenten wird auch eine Mittlere Resul- tierende Länge ? (Berens 2009) bestimmt: ? = ?ý2 +?2/? mit N: Anzahl der Zeitschritte. ? ist ein Maß für die Schwankung der Windrichtung: je näher ? an 1 ist, desto mehr stimmen die Windrich- tungen der einzelnen Zeitschritte mit dem Mittelwert überein. Niederschlag & Feuchteindizes Die Validierung der Niederschlagsdaten der regional (gekoppelten) Klimamodelle wird mit COSMO-REA6 durchgeführt, da, wie in Abschnitt 4.2 beschrieben, in-situ Messungen (Beobachtungen) über See nicht vor- handen sind. Neben zeitlichen und saisonalen Mitteln über den jeweiligen maximal möglichen Zeitraum (199732000 für die mit ERA-40 angetrieben gekoppelten Modellläufe; 199732008 für den mit ERA-Interim angetrieben ungekoppelten REMO Lauf) im Gesamtgebiet werden Häufigkeitsverteilungen sowie Jahres- gänge in den einzelnen Teilgebieten (siehe Abbildung 4-2) betrachtet, um regionale Unterschiede aufzeigen zu können. Jahressummen werden ebenfalls in den einzelnen Teilgebieten verglichen, hier aber über den gesamten jeweils möglichen Zeitraum hinweg. Alle Modelldaten liegen dabei als Tagessummen vor. Für die Untersuchung von Hochwasserereignissen im Küstengebiet finden aus dem Niederschlag abgelei- tete Indizes Verwendung. Nach Klemes (1993) werden diese Ereignisse eher durch unübliche und dabei ungünstige Kombination verschiedener Einflussfaktoren hervorgerufen, als durch Extreme der einzelnen Faktoren selbst. So könnte beispielsweise eine Kombination aus Übersättigung des Bodens in Folge anhal- tender Niederschläge und einem folgenden starken, aber nicht extremen Niederschlagsereignis zu Überflu- tungen führen (Bsp.: Dezember Hochwasser 2014 in Schleswig-Holstein; LKN3SH und LLUR3SH (2016)).