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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
K.-J. Schreiber, U.Otte, J.Dibbern, J. Behrendt, J. Blahak, M. Schmidt und F. Böttcher 2
Gliederung
-Einleitende Bemerkungen
-Klimamonitoring-Datengewinnung-Datenprüfung
-Projekt KLIDADIGI
-Datenbereitstellung
-Regionale Klimamodellierung
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Kompetenz
Stadtklima Agrarmeteorologie
Hydrometeorologie
Klimamonitoring Extremwertanalysen
Regionale Klimamodellierung und -folgenabschätzung
Humanbiometeorologie
1Kompetenzen des DWD im Bereich Klima und Umwelt
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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
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� 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?
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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
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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
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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)
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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
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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
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Wetterstationen heute
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Wetterstationen heute
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Temporäre Messungen für
spezielle Fragestellungen
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Automatische Radiosonde Windprofiler
Aerologisches Messnetz
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Meteorologische Messungen von Verkehrsflugzeugen
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Meteorologische Messungen von Verkehrsflugzeugen
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Techn. Monitoring der Netze
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Test Verfahren:•Vollständigkeit•Klimatologische Grenzwerte
•zeitliche Konsistenz• innere Konsistenz • räumliche Konsistenz
QualiMET: Qualitätssicherung
meteorologischer Daten
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Digitale KlimadatenZuwachs pro Jahr
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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)
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Ergänzte Niederschlagsreihen
● DWD / extern (78, z.T. kurz) �
◆◆◆◆ DWD / KLIDAdigi (77)
■ Uni Bonn (114 Stationen)
▲ DWD / KLIDAdigi
Plan bis 2010 (82) �
Das Projekt KLIDADIGI
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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%
Das Projekt KLIDADIGI
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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
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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
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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
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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)
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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
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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)
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Regionale Klimaprojektionen
Änderung der mittleren jährlichen Anzahl (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5)
2071
-21
00
2
021
-20
50Ä
nd
eru
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
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Regionale Klimaprojektionen
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Regionale Klimaprojektionen
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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“
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Klimamonitoring – Klimaveränderungen
erkennen und verstehen
Haben Sie Fragen?
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
[email protected], Tel. 034297/989-194