Die Veränderung des Niederschlags ist eine Folge der Temperaturänderung. Die Temperaturzunahme wirkt sich unter anderem auf den Wasserdampfgehalt der Luft (+7 % bei + 1 K) und auf die Zirkulationssysteme der Erde aus, so dass sich Niederschlagsmuster regional ändern können. Allen voran spielt hier die Abschwächung des jet streams eine zentrale Rolle, denn durch dessen Abschwächung können Hoch- und Tiefdruckgebiete für lange Zeit an Ort und Stelle verharren und so für Trockenheit aber auch extreme Niederschlagsmengen sorgen. Insgesamt steht einer wärmeren Atmopshäre jedoch mehr Wasserdampf und somit mehr Energie und Wassermengen zur Verfügung, die Niederschläge extremer machen können. Zuzüglich wirken anthropogene Nutzungen und Beeinträchtigungen bereits regional unterschiedlich auf den Wasserhaushalt ein. Sie überlagern sich mit Klimafolgen. Die Ursache-Wirkungsbeziehungen können deshalb sehr komplex sein.

Als Indikator wird das NRW-Gebietsmittel für die Jahresniederschlagssumme (Kalenderjahr) verwendet. Die Gebietsmittel werden aus Flächenkarten des Niederschlags berechnet. Die Flächenkarten basieren auf Messungen des Deutschen Wetterdienstes und wurden unter Berücksichtigung der Geländetopographie auf ein Raster von 1 km × 1 km interpoliert. Die Karten liegen in jährlicher Auflösung vor und beziehen sich auf den Zeitraum von 1881 bis zum aktuellen Jahr.

Dargestellt wird die jährliche Niederschlagssumme in Millimeter (mm) seit Beginn der Messungen 1881. Die Mittelwerte für unterschiedliche Zeiträume und aller Klimanormalperioden im Messzeitraum werden tabellarisch aufgelistet sowie die Mittelwerte für ausgewählte Klimanormalperioden in die Grafik eingezeichnet.

Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach der Methode des Umweltbundesamtes zum Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel, kurz "DAS - Methode" genannt. Die Entwicklung der Trends wird tabellarisch dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung in Millimeter (mm) über die Zeitreihe berechnet.  Für eine kurze Einführung in die Trendberechnung steht ihnen die Seite zur Methodik im Serviceteil zur Verfügung.

Aktuell (letzte 30-Jahres-Periode 1991-2020) werden in Nordrhein-Westfalen durchschnittlich 870 mm Niederschlag pro Jahr gemessen. Im Vergleich zur ersten verfügbaren Klimanormalperiode 1881-1910 (808 mm) ergibt sich eine Zunahme der mittleren jährlichen Niederschlagssumme um 62 mm. Der Vergleich der Klimanormalperiode 1951-1980 mit den letzten 30 Jahren ergibt eine Zunahme der mittleren jährlichen Niederschlagssumme um 13 mm.

Für die gesamte Zeitreihe (1881-2021) beträgt die mittlere jährliche Niederschlagssumme in NRW 845 mm, für die Zeitreihe ab 1951 liegt dieser Mittelwert bei rund 871 mm.

Über die gesamte Zeitreihe hinweg besteht ein signifikant steigender Trend, der entlang einer linearen Trendgerade (Vergleich Anfangs- und Endwert, berechnet nach der "DAS - Methode") eine Zunahme der jährlichen Niederschlagssumme um rund 81 mm ergibt. Betrachtet man die Zeitreihe ab 1951, so ergibt sich hier kein signifikanter Trend mehr. Dafür sind die Niederschlagssummen zu variabel und die Entwicklung ab 2010 in eine negative Entwicklung verhindert eine signifikante Trendberechnung. Aus diesem Grund kann hier kein Veränderungswert angegeben werden. Analog zum neuen Klimabericht NRW soll hier aufgrund der zuletzt sehr rückläufigen Entwicklung ab 2010 die Entwicklung ab 1991 betrachtet werden. Die letzten 31 Jahre sind nach der "DAS - Methode" signifikant fallend. Vergleicht man hier den ersten und letzten Wert der linearen Trendgerade, so ergibt sich eine deutliche Reduktion der jährlichen Niederschlagsmenge um -167 mm.

In der Zeitreihe ist allgemein erkennbar, dass die 1970er Jahre in Nordrhein-Westfalen auffällig niederschlagsarm waren. Möglicherweise spiegelt sich hier die atlantische Klimaanomalie mit deutlich kühleren Oberflächentemperaturen in den Niederschlagsmesswerten wider. Das Wettergeschehen in unserem Land ist häufig durch Westwetterlagen mit Zustrom atlantischer Luftmassen geprägt. Auch die 2010er Jahre zeigen im Vergleich zum langjährigen Mittel unterdurchschnittliche Jahressummen. Dies kann mit der klimawandelbedingten Schwächung des jet streams und dem dadurch verursachten Auftreten von langer Zeit stationären Hochdruckgebieten in Verbindung gebracht werden. Insbesondere 2018 weist mit 618 mm eine deutlich unterdurchschnittliche Niederschlagssumme auf und zählt als das 5. niederschlagsärmste Jahr seit Aufzeichnungsbeginn 1881.

Das bisher trockenste Jahr mit nur 501 mm war 1959, das bis dahin niederschlagsreichste Jahr war mit 1138 mm 1966. Das in den Indikatoren 2.4 und 2.5 auffällige Jahr 2007 folgt auf Rang 3 mit 1128 mm.