Leistungsspektrum des DWD auf dem Gebiet der Klimabeobachtung · Hydrologie (KLIWAS-Projekt) Katastrophenvorsorge (Extremwertprojekt) Technische Klimatologie (TRY, Gradtage) … RegionaleKlimamodellierung

K.-J. Schreiber, U.Otte, J.Dibbern, J. Behrendt, J. Blahak, M. Schmidt und F. Böttcher 1

Leistungsspektrum des DWD auf dem

Gebiet der Klimabeobachtung

Workshop 29/2010 der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie

KlimamonitoringKlimaveränderungen erkennen und verstehen

Jena am 26. Oktober 2010


Gliederung

-Einleitende Bemerkungen

-Klimamonitoring-Datengewinnung-Datenprüfung

-Projekt KLIDADIGI

-Datenbereitstellung

-Regionale Klimamodellierung


Kompetenz

Stadtklima Agrarmeteorologie

Hydrometeorologie

Klimamonitoring Extremwertanalysen

Regionale Klimamodellierung und -folgenabschätzung

Humanbiometeorologie

1Kompetenzen des DWD im Bereich Klima und Umwelt


Klimaüberwachung

Regionale Klima- und Umweltberatung - RKB (Know-how-Center - KHC)

Zentrales Gutachtenbüro - ZGB

Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung Freiburg - ZMMF

Agrarmeteorologie (inkl. Zentrum für Agrar-Meteorologische Forschung Braunschweig, ZAMF)

Hydrometeorologie

Standorte der Politik- undKlimaberatung im DWD


� Datengewinnung

� Klimamonitoring

� Auswertung von Klimaszenarienrechnungen

� Klimafolgenbetrachtungen

� Kommunikation

� Klimaberatung

- Anpassung an den Klimawandel

- Mitigation/Abschwächung desKlimawandels

Aktivitäten/Aufgaben des Deutschen Wetterdienstes

Klimawandel - wie

gehen wir damit um?


Kompetenzgebiet: Klimamonitoring

NKDZ

� Klimadaten von Bodenstationen und von aerologischenStationen sowie aus dem phänologischenMessnetz in Deutschland

� Klimadaten von Bodenstationen und von aerologischenStationen sowie aus dem phänologischenMessnetz in Deutschland

Climate Data Center (CDC)

Climate Data Center (CDC)

� Zugang zu allen klimarelevanten Daten und Produkten aus unterschiedlichen Datenbeständen des DWD

� Zugang zu allen klimarelevanten Daten und Produkten aus unterschiedlichen Datenbeständen des DWD

Monitoringprodukte

� Karten jährlicher und monatlicher Mittelwerte und Abweichungen mehrerer Parameter;

� KlimaReport (jährlich)� Klimastatusbericht (jährlich)� Deutsches

Meteorologisches Jahrbuch

� Karten jährlicher und monatlicher Mittelwerte und Abweichungen mehrerer Parameter;

� KlimaReport (jährlich)� Klimastatusbericht (jährlich)� Deutsches

Meteorologisches Jahrbuch

Nationale AktivitätenNationale Aktivitäten


historische

Daten

aktuelle

Daten

Daten aus Klima-projektionen

Abgeleitete Größen(Wirkmodelle)

Rasterdaten

quantifizierte Ungenauigkeit

vorhalten | verteilen | beraten

Referenz-Datensatz

Politik Wirtschaft Wissenschaft, z.B. CSCÖffentlichkeit

ZWEK

Climate Data Center (CDC), Internet: www.dwd.de/cdc

Kompetenzgebiet: Klimamonitoring


DWD-Messnetz in Thüringen

Digital verfügbare Stationen (am 23.09.2010):

Anzahl: > 300Kategorien: Niederschlag

synoptisch meldendSonne/StrahlungKlimaWindaerologisch

frühestes abrufbares Datum:

01.01.1935

Aktuell messende Stationen:

200Gesamt

1Wetterradarstation

1Aerologische Station

19Wetterstation (nebenamtlich)

4Wetterstation (hauptamtlich)

4Wetterwarte

75Phänologische Stationen

67Niederschlagsstation (konventionell)

27Niederschlagsstation (automatisch)

1Flugwetterwarte

1Agrarmeteorologische Station

AnzahlBezeichnung (Stand 23.09.10)


Sensorik (1)

ThiesSchalenstern-anemometer

Fww, Wst I/II, an ausgewählten Wst III

ThiesUltraschall-anemometer

Wind

Fww, Wst I/IISiggelkowScaPP

Fww, Wst I/II, an ausgewählten Wst III SiggelkowSoniSonne

Fww, Wst I/II, Wst IIIVaisalaHMP 45DFeuchte

Fww, Wst I/II, Wst IIIFriedrichsPT 100Temperatur / Erdbodentemp.

Fww, Wst I/II, Wst III, Nst (A)OttPluvio

Fww, Wst I/II, Wst III, Nst (A), Nst (k)HellmannNiederschlag

StationstypHerstellerSensorMessgröße


Sensorik (2)

Wst I/IIThiesLNMWetter

Fww, Wst I/IIThiesNiederschlags-melder

Niederschlag

Fww, Wst I/IIVaisalaPTB220Luftdruck

Fww, Wst I/IIKroneis

Wst I/IICampellSR50Schneehöhe

Wst I/IIVaisalaLD 40

Wst I/IIJenoptikCHM15k

Wolkenhöhe

Wst I/IIDegreaneDF-20Sichtweite

StationstypHerstellerSensorMessgröße


Wetterstationen heute


Wetterstationen heute


Temporäre Messungen für

spezielle Fragestellungen


Automatische Radiosonde Windprofiler

Aerologisches Messnetz


Meteorologische Messungen von Verkehrsflugzeugen


Meteorologische Messungen von Verkehrsflugzeugen


Techn. Monitoring der Netze


Test Verfahren:•Vollständigkeit•Klimatologische Grenzwerte

•zeitliche Konsistenz• innere Konsistenz • räumliche Konsistenz

QualiMET: Qualitätssicherung

meteorologischer Daten


Digitale KlimadatenZuwachs pro Jahr

K.-J. Schreiber, U.Otte, J.Dibbern, J. Behrendt, J. Blahak, M. Schmidt und F. Böttcher

Das Projekt KLIDADIGI

Digitalisierung von historischen Originalunterlagen

Zusammenarbeit mit Projekten der Universität Bonn und der Wasserwirtschaft

Bestandsaufnahme

Digitalisierung

• Tageswerte und Terminwerte (Niederschlagsdaten aus den neuen Bundesländern vor 1969 sonst vor 1951)‏

• phänologische Daten aus den neuen Bundesländern 1951-1961

• Stationsunterlagen

• Qualitätssicherung

Sicherung der Originale

• Fotografie von Originalunterlagen• Einscannen von Filmen (teilweise einzige Quelle für Daten vor 1942)‏

1901Niederschlagsstationen Klimastationen






Stationen mit Niederschlagsbeobachtungen


Niederschlagsmeldekarten



Ergänzte Niederschlagsreihen

● DWD / extern (78, z.T. kurz) �

◆◆◆◆ DWD / KLIDAdigi (77)

■ Uni Bonn (114 Stationen)

▲ DWD / KLIDAdigi

Plan bis 2010 (82) �



Digitalisiert im Verhältnis zum Digitalisierungspotential(Sept. 2009)�

Gesamtpotential23000 Stationsjahre= 460 Personenjahre

Gesamtpotential165000 Stationsjahre= 330 Personenjahre

7% digitalisiert bis 2009 4%

10% Plan bis 2013 10%

Niederschlagsstationen Klimastationen

28% Plan bis 2025 23%


Anzahl der Stationen mit Temperaturdaten

in unterschiedlicher zeitlicher Auflösung

Datenbestand


Anzahl der Stationen mit Niederschlagsdaten

in unterschiedlicher zeitlicher Auflösung

Datenbestand

Datenmodell im NKDZ

STATIONS_ID

MESSNETZ_ID

MESSDATUM

ggf. spez.IDs

M e t a

d a t e n

Stationsgeschichte

Messnetze

Instrumente

Wetterlagen

Pflanzenphasen

D a t e n

Aerolog. Daten

Erdbodentemp.

Multi LevelDaten

Monatswerte

Langj. Mittelw.

Integrierte Werte

Wetterlagenkl.

Phänolog.Daten

Spezielle Daten

Oberflächen Daten

SYNOP

Klima

Niederschlag

Stündl. Werte

1-10-Min-Werte

Wetterverlauf


Statistische Aufbereitung von Klimadaten

Beobachtungsdaten an Stationen

Zeitreihen von Gebietsmitteln

Gebietsmittel

Raumbezogene DatenRemote sensing, NWV

Homogenisierte Zeitreihen

Stat. Kenngrößenan Stationen

Integration > 1 Jahr

Komprimierte DatenIntegration <= 1 Jahr

Rasterdateienstat. Kenngrößen

Integration > 1 Jahr

RasterdateienIntegration <= 1 Jahr


Produktion von Gitterpunktsfeldern

Gitterpunktsfelder für Einzeljahrejeweils auch für Monate und Jahreszeiten

• Niederschlag seit 1881‏• Temperatur seit 1881• Sonnenscheindauer seit 1951

Gitterpunktsfelder für mehrjährige Mitteljeweils auch für Monate und Jahreszeiten

• 1931-1960• 1961-1990 (als WMO Referenzperiode) ‏• 1971-2000• Die letzten 30 Jahre

Rasterfelder für Absolutwerteund Abweichungen

Zeitreihen von Gebietsmitteln

Produkte aus Gitterpunktsfeldern


Onlinezugriff auf Daten des NKDZ

Webportal Webwerdishttp://werdis-cbs.dwd.de/bvbw/bvbwDWD.portal

Webportal CDChttp://www.dwd.de/cdc

Anforderung an [email protected]

Eigenschaften von WebWerdis

Adressaten sind Fachleute ausForschung und LehreLandes- und Bundesbehörden

Online Access aufRelationale Datenbank mit OGSA/DAI WebserviceFilesystem auf FTP-ServerISO konformen Datenkatalog

Datenkatalog nach ISO Standard 19119 und 19139 ‏‏ ‏‏Push und Pull Funktionalitätaktuelle Datenquellen (soll erweitert werden) ‏‏ ‏‏

deutsche Klimadaten des NKDZ (Zeitreihen und Felder) ‏‏ ‏‏

DCPC Kandidaten (z.B. GPCC) ‏‏ ‏‏GTS

Nutzer von WebWerdis

Interne Nutzung im DWD für deutsche Klimadaten

Unterstützung BMBF-Förderschwerpunkte ‚KlimaZwei' und 'KLIMZUG‘. Die SGA ‚Service Group Aaptation‘ am MPI in Hamburg nutzt WebWerdis als Webportal zur MIRAKEL-Datenbank

Nutzung der Kataloginformationen und Webservices auch für andere Projekte (SIMDAT, VGISC, C3GRID, WIS, GDI) ‏‏ ‏‏


Regionale Klimaprojektionen für die Klimaberatung

Projekt: ZWEK

Bereitstellung:� Ensemble-Bildung� Statistische Analysen� Evaluierung� Postprocessing� Downscaling / Regionalisierung� Koordinaten-Transformation� …

Impaktforschung:� Bioklima (Klima-Michel-Modell)� Stadtklima (MUKLIMO_3, UBIKLIM)� Agrarmeteorologie (u.a. AMBER)� Hydrologie (KLIWAS-Projekt)� Katastrophenvorsorge (Extremwertprojekt)� Technische Klimatologie (TRY, Gradtage)� …

RegionaleKlimamodellierung

und -folgenabschätzung

Z usammenstellung vonW irkmodell-E ingangsdatensätzen zurK limafolgenabschätzung

Z usammenstellung vonW irkmodell-E ingangsdatensätzen zurK limafolgenabschätzung

Beratung zu möglichen Auswirkungen des Klimawandels


Gemessene Daten

Globale Klimamodelle(nicht im DWD)

REMO WETTREG STAR CLM

numerisch statistisch statistisch numerisch

MPI-M CEC PIK CLM-Konsort.(Hamburg) (Potsdam) (Potsdam) (Cottbus)

aber Modellursprung ... EM des DWD LM des DWD(aktuell gegenseitige Weiterentwicklung)

Betreiber :

Regionale Klimamodelle in DeutschlandRegionale Klimamodelle in DeutschlandRegionale Klimamodelle in DeutschlandRegionale Klimamodelle in Deutschland

(z. Zt.) verfügbare Regionale Klimamodelle

ECHAM-5

MPI-M(Hamburg)


Regionale Klimaprojektionen

Änderung der mittleren jährlichen Anzahl (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5)

2071

-21

00

2

021

-20

50Ä

nd

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ng

en im

Ver

gle

ich

zu

197

1-20

00

Zunahme zwischen 0 und 15 (SW, STAR) Tagen

Zunahme zwischen 0 und 15 (SW, STAR) Tagen

2021 - 20502021 - 2050

Zunahme <3(Küstenbereiche) bis 30 (SW, CLM) Tage

Zunahme <3(Küstenbereiche) bis 30 (SW, CLM) Tage

2071 - 21002071 - 2100

HeiHeiHeiHeißßßße Tagee Tagee Tagee Tage






Wissenschaftliche Arbeiten

4,0 (s.)289285287Stiel-Eiche (BV)Spätherbst

-8,1 s.s.263269268Rosskastanie (F)Vollherbst

-21,2 s.s.242258253Holunder (F)Frühherbst

-5,3 (s.)218222222Heidekraut (B)Spätsommer

-13,9 s.s.178188186

Sommer Linde

(B)Hochsommer

-15,1 s.s.158169165Holunder (B)Frühsommer

-10,6 s.128135134Stiel-Eiche (BO)Vollfrühling

-10,6 s.115124121Löwenzahn (B)Erstfrühling

-8,4 n.s.9110096Sal-Weide (B)Vorfrühling

2001-

2008

1961-

1970

1961-

2008

SignifikanzIn Tagen nach JahresbeginnPhaseJahreszeit

Trend

[Tagen]Mittlerer EintrittsterminPhänologischePhänologische

n.s. = nicht signifikant (p > 0,317); (s.) = schwach signifikant (p < 0,317); s. = signifikant (p < 0,2); s.s. = sehr signifikant (p < 0,1); h.s. = höchst signifikant (p ≤ 0,01)

Mittlerer Eintrittstermin und Trends 1961-2008 der phäno-Logischen Phasen im Thüringisch-Fränkischen Mittelgebirge

Universität Leipzig- Institut für Meteorologie -

Bachelorarbeit

Titel: „Klimaveränderungen in Thüringen –

Mögliche Auswirkungen auf phänologische

Phasen wildwachsender Pflanzen“


Klimamonitoring – Klimaveränderungen

erkennen und verstehen

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

[email protected], Tel. 034297/989-194

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